Nariz Optoeletrônico: Uma Ferramenta Poderosa para Discriminação de Misturas Voláteis

Resumo

Os sistemas olfativos artificiais são capazes de responder a mudanças sutis na composição química de vapores e são utilizados como sensores em aplicações de controle de qualidade de alimentos, detecção de doenças e patógenos, área forense, dentre outros. Os narizes optoeletrônicos – também conhecidos como arranjo de sensores colorimétricos – pertencem a classe dos sistemas olfativos artificias e são baseados na resposta diferencial de uma série de reagentes colorimétricos com diferentes tipos de reatividade após a exposição aos voláteis de uma amostra. A resposta colorimétrica é obtida por meio da aquisição e processamento de imagens digitais para extração da informação de cor usando modelos apropriados (e.g. RGB). A seletividade deste tipo de abordagem não está relacionada com a reatividade específica entre um analito e o reagente, mas com a combinação das respostas dos elementos sensores e a criação de um padrão de resposta (fingerprint) único para a amostra em estudo. Assim como um detetive que coleta uma variedade de evidências, esses sistemas utilizam o conjunto de respostas gerado por um arranjo de elementos sensores para posteriormente relevar a identidade de determinada amostra. Neste artigo é apresentado uma revisão sobre os fundamentos, desenvolvimentos e as aplicações dos narizes optoeletrônicos em diversas áreas. Serão discutidas as principais interações entre os reagentes com os vapores e como as diferentes propriedades intermoleculares podem auxiliar no design de um arranjo de sensores capaz de discriminar amostras complexas e similares. Além disso, serão apresentadas as principais ferramentas quimiométricas utilizadas para manipulação do conjunto de dados obtidos e obtenção da classificação de amostras desconhecidas. Por fim, as aplicações em diferentes tipos de atividades, tais como no ramo alimentício, clínico, forense e da saúde serão discutidas. Pretende-se com esse artigo de revisão demonstrar o grande potencial dos narizes optoeletrônicos como sensores químicos, permitindo que diversos grupos de pesquisas passem a utilizar essa poderosa ferramenta na resolução de problemas analíticos complexos.