biosensores

La Unión de Morelos, lunes 28 de abril de 2014
Pág. 28 y 29
 
Biosensores
 
María Beatriz de la Mora Mujica
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa
 
Jesús Antonio del Río Portilla
Instituto de Energías Renovables, UNAM
Academia de Ciencias de Morelos
 

Hoy en día, uno de los más grandes problemas de salud en el país es la diabetes. Para las personas diabéticas resultadoloroso analizar su contenido de glucosa en la sangre, ya que se usan jeringas o lancetas para perforar la piel y extraer algunos microlitros de flujo sanguíneo y analizarlo. A pesar de lo doloroso de este procedimiento, es algo necesario para el buen control de la enfermedad. Aunque este monitoreo no es la solución al problema de la diabetes, sabemos que es la única forma práctica de dar seguimientoal control de la concentración de glucosa en la sangre y por lo tanto aminorar los efecto dañinos de la enfermedad.
 
Seguramente, todos los diabéticos han deseado alguna forma diferente para determinar la concentración de la glucosa en la sangre. Para los autores de este artículo, proporcionar una solución a este problema nos ha impulsado a trabajar con silicio poroso nanoestructurado. Porejemplo, ¿se imaginan tener un reloj o una pulsera con una aguja nanométrica? Sí, una pequeña punta o tubo con un espesor unas cien mil veces más delgado que el grosor de nuestro cabello que podría entrar sin dañar nuestra piel y analizar el contenido de glucosa en nuestra sangre. Por lo diminuto de este tubo no lastimaría a la piel, y por lo tanto, no dolería. Este ejemplo sería un desarrollotecnológico en el campo de los sensores de sustancias orgánicas o biológicas.
 
En general los sensores son utilizados en muchos aspectos de la vida. Tenemos sensores en las habitaciones para medir la temperatura o en los autos para medir el nivel de aceite o del líquido de frenos, entre otros. Un sensor puede ser tan simple como un termómetro de mercurio o tan complicado como un sistema de instrumentospara medir la temperatura en un reactor nuclear.
 
Hasta aquí hemos mencionado sensores hechos por personas, pero en los seres vivos hay comunicación entre los componentes de una célula y entre el conjunto de organismos que pertenecen a un ecosistema. Esa comunicación  se lleva a cabo principalmente mediante cambios fisicoquímicos. En el contexto biológico monitorear las propiedades físicas(densidad, tamaño, etc) y químicas (cambios en la composición) en una parte del sistema permite ante un estímulo externo realizar los cambios necesarios para sobrevivir. Para comprender mejor como se desarrollan estas  relaciones, es útil poder identificar y medir qué sustancias forman parte de estos cambios y el proceso de cómo lo hacen. Es así, cuando se requiere medir el avance de los procesos enun tejido biológico o la forma en que se comunican diversos organelos de la célula, se requieren sensores específicos que puedan medir flujos o sustancias específicas en ellas. En particular, los seres vivos tienen incorporados este tipo de sensores. Por ejemplo, nuestro cuerpo tiene diversos sensores que monitorean niveles de glucosa en la sangre y de otras sustancias que desatan la liberación deinsulina. A este tipo de sensores biológicos se les conoce como biosensores y nos permiten realizar mediciones de flujos o concentraciones de sustancias. Así un biosensor es un dispositivo que detecta y mide una sustancia de interés biológico y la traduce a una señal que podamos interpretar más fácilmente, por ejemplo una señal química, óptica o eléctrica, como podrían ser un cambio de color o unadiferencia de potencial. En la figura 1 se muestra un esquema de como funciona un sensor óptico.  Primero se mide algún parámetro óptico, por ejemplo cuanta luz refleja un material con cierta sensibilidad a alguna molécula que queremos estudiar (Figura 1 A). Posteriormente se adiciona la molécula a analizar (Figura 1 B) , y se vuelve a medir la reflexión. Finalmente, se compara los resultados...