CrystalTwins – tecnologia de deteção de metanol em bebidas alcoólicas

CRYSTALTWINS é uma solução inovadora para discriminação sustentável e rápida de metanol em ambientes de etanol, como por exemplo a deteção de metanol em bebidas alcoólicas.

Consiste em materiais protegidos por patente que detetam gases integrados com um nariz eletrónico portátil indicado para o efeito. Com esta solução, qualquer pessoa é capaz de detetar de forma não invasiva e barata (menos de 1€), concentrações perigosas de metanol em bebidas alcoólicas, em condições ambiente, em menos de 1 minuto.

Contexto

O metanol é produzido industrialmente em grande escala (138 mil milhões de litros/ano). É usado principalmente como precursor de produtos químicos e farmacêuticos, assim como combustível para transportes e aquecimento. O metanol é cerca de 2,5 vezes mais barato do que o etanol.

O metanol é adicionado intencionalmente para substituir ou falsificar bebidas, combustíveis e desinfetantes para aumentar os lucros.

Bebidas adulteradas com metanol envenenam mais de 7000 pessoas e são responsáveis por cerca de 1600 mortes anuais. O verdadeiro impacto sócio-económico do envenenamento por metanol é subestimado devido a falta de diagnósticos e denúncias.

A deteção de metanol em ambientes com grande concentração de etanol é muito difícil. O metanol difere apenas por um átomo de carbono do etanol e não são distinguíveis pelos sentidos humanos. Cromatografia gás-líquido é um método excelente de discriminação entre metanol e etanol, nomeadamente em bebidas alcoólicas. Atualmente, a deteção de metanol é feita apenas em laboratórios especializados bem equipados, usando um método lento (>1h), caro (>40€) e poluente.

A Tecnologia

As moléculas de metanol e etanol são muito semelhantes e é muito difícil distingui-las quando ambas fazem parte de misturas complexas, tais como as bebidas alcoólicas. Normalmente, para este processo são usados equipamentos laboratoriais complicados (como cromatografia gasosa), que requerem técnicos altamente qualificados e processamentos e análises de amostras muito demorados.

A nossa solução, CrystalTwins funciona “cheirando” a amostra (sem contacto com o líquido) e permite a qualquer pessoa uma deteção seletiva rápida, barata, sustentável e fácil de metanol em bebidas alcoólicas.

A tecnologia CrystalTwins usa materiais biológicos protegidos por patente parecidos com gel que detetam gases e respondem seletivamente ao metanol na presença de grandes quantidades de etanol (ex. 40% (v/v), como nas bebidas espirituosas). Os géis são compostos por >90% de componentes de base biológica e recicláveis e podem ser miniaturizados e facilmente produzidos à escala.

A resposta seletiva do metanol é quantitativa. Os nossos primeiros dados mostram que a CrystalTwins pode quantificar a presença de metanol entre 1-10% (v/v) adicionado a uma amostra de gin puro e os seus sensores podem ser usados repetidamente sem degradação em mais de 40 ciclos.

CrystalTwins pode ser integrado num dispositivo portátil atendendo a necessidade de discriminar metanol na presença de etanol, nomeadamente em bebidas alcoólicas. Com esta tecnologia, é possível detetar teores perigosos de metanol em bebidas alcoólicas em menos de 1 minuto com baixo custo (<1€).

Mais detalhes

A tecnologia da CrystalTwins é uma spin-off da tecnologia da plataforma CrystalSpirit que também pode ser encontrada aqui;

Esteves C, Santos GMC, Alves C, Palma SICJ, Porteira AR, Filho J, Costa HMA, Alves VD, Faustino BMM, Ferreira I, Gamboa H, Roque ACA 2019. Effect of film thickness in gelatin hybrid gels for artificial olfaction. Materials Today Bio. 1.(link);

Hussain, A, Semeano ATS, Palma SICJ, Pina AS, Almeida J, Medrado BF, Pádua AC, Carvalho AL, Dionísio M, Li RWC, Gamboa H, Ulijn RV, Gruber J, Roque ACA. 2017. Tunable Gas Sensing Gels by Cooperative Assembly. Advanced Functional Materials. 1700803:1–9. (link);

Santos GMC, Alves C, Pádua AC, Palma SICJ, Gamboa H, Roque ACA. 2019. An optimized E-nose for Efficient Volatile Sensing and Discrimination. Proceedings of the 12th International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies- Volume 1: BIODEVICES: 36-46 (link);

Pádua, AC, Palma SICJ, Gruber J, Gamboa H, Roque ACA. 2018. Design and Evolution of an Opto-electronic Device for VOCs Detection. Proceedings of the 11th International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies:48-55. (link).

Estado de desenvolvimento

TRL 4 – tecnologia validada em laboratório.

Benefícios

• Materiais à base de produtos biológicos patenteados – baixo custo, recicláveis e tem uma composição e produção amiga do ambiente;
• Usa tecnologia do nariz eletrónico – identificação de impressões digitais a partir de misturas gasosas simples ou complexas;
• Respostas em tempo real (menos de 1 minuto);
• Tecnologia única para detetar e quantificar metanol em ambientes com grandes quantidades de etanol;
• Mais rápidos e fáceis de usar do que as soluções alternativas (trabalha com temperatura ambiente, não precisa de estar armazenado no congelador, amigo do utilizador, utilizável por qualquer pessoa).

Aplicações

• Deteção de bebidas alcoólicas adulteradas com metanol;
• Deteção de metanol em bebidas alcoólicas durante a sua produção, para verificar o cumprimento dos níveis aceites pelas autoridades;
• Deteção de metanol em combustíveis;
• Deteção de combustível adulterados com metanol;
• Deteção de desinfetantes adulterados (soluções alcoólicas e géis de desinfeção).

Oportunidade

• Procura de parceiros de codesenvolvimento;
• Disponível para licenciamento.

Palavras-chave

• Deteção de gás, Sensor, Deteção de metanol, Bebidas ilícitas, Bebidas espirituosas, Bebidas alcoólicas, Deteção de etanol, Nariz eletrónico, Olfato artificial, Combustível de etanol, Combustível de metanol.

Propriedade intelectual

• Pedido de patente submetido (WO2016128907).
  • Patente europeia concedida (EP3256545).

NOVA Inventors

Ana Cecília Roque

Abid Hussain