Un team di ricercatori della Rice University, in collaborazione con la Tufts University e il Baylor College of Medicine, ha sviluppato un sistema bioelettronico capace di convertire segnali chimici in corrente elettrica utilizzando microbi viventi. La tecnologia, chiamata e‑COSENS, non punta a produrre energia rinnovabile, ma a fornire un metodo economico e immediato per alimentare o supportare sensori a basso consumo, aprendo nuove possibilità nella diagnostica e nel monitoraggio ambientale.

Un ponte tra biologia ed elettronica

Il cuore del progetto è un approccio che permette al mondo biologico di comunicare con quello elettronico attraverso una corrente misurabile con strumenti comuni, come un semplice multimetro. A differenza dei sensori basati sulla luce, che richiedono apparecchiature costose per essere letti, e‑COSENS sfrutta una risposta elettrica diretta, rendendo il sistema più accessibile e facilmente integrabile.

Due batteri, un unico circuito vivente

La tecnologia non si basa su un singolo microrganismo, ma su una coppia di batteri con funzioni complementari.

• Il primo è una versione modificata di Escherichia coli, programmata per agire come sentinella: quando rileva una sostanza specifica, produce una molecola chiamata chinone.
• Il secondo batterio utilizza questa molecola come segnale per generare un flusso di elettroni, trasformando l’informazione chimica in corrente.

Questa divisione dei compiti si è rivelata più efficiente rispetto ai tentativi iniziali di affidare l’intero processo a un solo organismo.

Applicazioni rapide e versatili

Il sistema è stato testato in diversi scenari, dimostrando una notevole versatilità. I ricercatori sono riusciti a individuare:

• metalli pesanti nell’acqua,
• marcatori di infiammazione nella saliva artificiale,
• tracce di antibiotici nel latte.

In alcuni casi, la risposta elettrica è arrivata in circa 20 minuti, un tempo particolarmente ridotto per un sistema biologico.

Portabilità e modularità del sistema

Per rendere e‑COSENS utilizzabile anche fuori dal laboratorio, il team ha integrato il sistema in un disco elettronico grande quanto una moneta, rendendolo portatile. La struttura è inoltre modulare: basta sostituire il batterio sentinella per adattare il sensore a nuove sostanze, mantenendo invariata la parte responsabile della produzione di elettricità.

Prospettive future

Visti i risultati ottenuti, sono già stati depositati diversi brevetti. La combinazione di costi ridotti, rapidità di risposta e adattabilità rende e‑COSENS un candidato interessante per lo sviluppo di strumenti diagnostici a basso costo, potenzialmente utili in ambito medico, ambientale e alimentare.