Dispositivo impreso en 3D para la detección in-situ de arsénico (III) empleando generación hidruros y Ag-BTC metal-orgánico

Abstract

[spa] El arsénico (As) es un elemento muy tóxico de gran preocupación debido a que es un contaminante peligroso presente en el ambiente con graves consecuencias en la salud (Zhuang 2023). En este contexto se ha desarrollo un sistema analítico simple, portable y de bajo costo para la determinación in-situ de arsenito (As (III)) en muestras de agua empleando la técnica de generación de hidruros. Para ello, se ha hecho reaccionar el As (III) presente en la muestra con HCl y un agente reductor (NaBH4), produciendo arsina (AsH3), un hidruro volátil que al entrar en contacto con un sensor de MOF Ag-BTC, genera nanopartículas de plata (Ag), provocando un cambio de color de blanco a marrón oscuro en función de la concentración de As (III). El dispositivo milifluídico impreso en 3D, que requiere solamente 1 mL de muestra para el análisis, consta de un inyector para la muestra y el agente reductor; un pocillo para la generación de hidruros; y la zona de detección: una pieza impresa en 3D recubierta con el MOF Ag-BTC. La obtención de la señal cuantificable de analito a partir de los sensores se realizó por colorimétrica RGB empleando un dispositivo de detección portable para fotografía y un teléfono inteligente para capturar las imágenes. Adicionalmente, se ha desarrollado un código Macro en el programa ImageJ para un procesamiento automatizado y rápido de las imágenes digitales, favoreciendo el análisis simultaneo de varias muestras. El intervalo de trabajo del método se divide en rango bajo 20 a 100 µg L-1 y rango alto 100 a 500 µg L-1 As (III), bajo condiciones óptimas los límites de detección y cuantificación determinados fueron 10,5 y 34,9 µg L-1 , respectivamente. La precisión obtenida expresada como desviación estándar relativa fue ≤ 12,9% en el rango bajo y ≤ 9,5 % en el rango alto, además el método presentó una recuperación entre el 80-120% y 90-110% para el rango bajo y alto. La aplicabilidad del método propuesto ha sido validada con el método de referencia SM-3120 por ICP-OES, asegurando su exactitud para la determinación in-situ de As (III) en matrices de agua y leche. El método desarrollado acoplado a un sistema de detección colorimétrico cuantitativo es una alternativa de determinación rápida, portátil y económica en comparación con métodos tradicionales los cuales requieren de equipos sofisticados y de elevado costo.