A medida que las plantas de cultivo «respiran» a través de los poros de sus hojas, liberan una variedad de compuestos orgánicos volátiles (COV) al aire. Un nuevo dispositivo conectado a un teléfono inteligente analiza esos productos químicos en cuestión de minutos, detectando e identificando cualquier enfermedad que pueda estar indicada.

Aunque las plantas siempre emiten COV durante el proceso regular de intercambio de gas, ciertos tipos y/o concentraciones de los productos químicos están asociados con enfermedades específicas. Ahí es donde entra en juego el nuevo gadget de tipo lector portátil. Desarrollado por científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, está diseñado para ser conectado al teléfono inteligente de un agricultor, sentado sobre el objetivo de su cámara.

Ese agricultor comienza por arrancar una hoja de la planta en cuestión y colocarla en un tubo de ensayo que posteriormente se sella durante al menos 15 minutos, lo que le da a la hoja una buena cantidad de tiempo para liberar sus compuestos orgánicos volátiles. A continuación, el tubo se destapa y se utiliza una fina longitud de tubo de plástico para bombear los gases químicos acumulados desde el tubo de ensayo a una cámara dentro del lector.

Dentro de esa cámara hay una tira de papel de prueba, que contiene manchas de reactivos incrustados que cambian de color cuando se exponen a ciertos COV. Algunos de esos reactivos consisten en colorantes disponibles en el mercado, mientras que otros incorporan nanopartículas de oro modificadas a medida. La cámara del teléfono toma imágenes de esos puntos, proporcionando una visualización en pantalla.

Actualmente, los usuarios tienen que interpretar manualmente el patrón de color de la tira mostrada (en la imagen de abajo), determinando qué VOCs están presentes en la cámara, y en qué cantidades. Sin embargo, una vez que se desarrolla una aplicación complementaria, alertará automáticamente a los usuarios si se indica una enfermedad, diciéndoles cuál es.

Presently, users have to manually interpret the displayed strip's color pattern, determining which VOCs are present...

Hasta ahora, el dispositivo se ha utilizado con éxito para identificar 10 COV de plantas diferentes en concentraciones de partes por millón. De hecho, cuando las plantas de tomate fueron inoculadas con el patógeno del tizón tardío que causó la hambruna irlandesa, el lector pudo detectar el perfil revelador de COV cuando se utilizó en las plantas apenas dos días después. Cabe señalar que para poder realizar actualmente este tipo de análisis, las muestras de plantas deben enviarse a un laboratorio, donde pueden esperar días o incluso semanas antes de ser analizadas.

«Nuestra tecnología ayudará a los agricultores a identificar las enfermedades más rápidamente, para que puedan limitar la propagación de la enfermedad y los daños relacionados con los cultivos», dice el profesor Jean Ristaino, coautor de un artículo sobre la investigación. Ese artículo fue publicado recientemente en la revista Nature Plants.

A principios de este año, algunos de los mismos científicos anunciaron la creación de un parche de microagujas para recoger el ADN, que podría presionarse contra las hojas de las plantas con el fin de detectar rápidamente las enfermedades.