
Detección de moléculas en el aire para evitar los pinchazos en el laboratorio
ABLE, sigla en inglés de Airborne Biomarker Localization Engine, que traduce como Motor de Localización de Biomarcadores en el Aire.
Crédito: Bozhi Tian, Universidad de Chicago
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¿Adiós a la toma de muestras de sangre y a los pinchazos? Un grupo de científicos de la Universidad de Chicago anunció la creación de un dispositivo pequeño y portátil que detecta y recoge moléculas en el aire, lo que redundaría en grandes beneficios para diversas ramas de la medicina y la salud pública.

A pesar de todos los avances médicos del siglo XX y de lo que va del XXI, la detección de moléculas en el cuerpo humano ha dependido, en gran medida, del uso de líquidos como muestra. Un claro ejemplo es la toma de sangre en laboratorios clínicos para medir parámetros de la química sanguínea. Por eso, la mayoría de los estudios de laboratorio se realizan tras extraer una pequeña muestra de sangre de una vena mediante una punción. Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Chicago podría cambiar esta práctica. Un grupo de científicos anunció la creación de un dispositivo pequeño y portátil capaz de recolectar y detectar moléculas presentes en el aire, un avance prometedor para múltiples áreas de la medicina y la salud pública.
Los investigadores prevén que este dispositivo podría emplearse para detectar compuestos químicos, virus o bacterias en el aire de hospitales o espacios públicos, optimizar la atención neonatal o incluso permitir a personas con diabetes monitorear sus niveles de glucosa a través del aliento. El dispositivo completo tiene unas dimensiones de apenas 10 x 20 centímetros.
“Este es uno de los proyectos más emocionantes que hemos emprendido”, afirmó Bozhi Tian, profesor de la Universidad de Chicago y uno de los autores principales del estudio. “Existen muchísimas aplicaciones potenciales. Nos entusiasma verlo materializado”.
El estudio, publicado el 21 de mayo en Nature Chemical Engineering, surgió a partir de una visita que Tian realizó hace algunos años a la Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales Stephen Family, del Hospital Infantil Comer, en la Universidad de Chicago, como parte de su trabajo con el Centro para la Ciencia de las Trayectorias Tempranas. La fundadora de este centro, la profesora Erika Claud, deseaba contar con una forma de realizar pruebas en sus pequeños pacientes sin recurrir a extracciones de sangre ni a otros métodos invasivos.
“Los bebés prematuros son algunos de los pacientes más vulnerables y frágiles que atendemos en medicina”, afirmó. “La promesa de esta tecnología es que permitirá rastrear de manera no invasiva nuevos biomarcadores que optimicen la atención de estos recién nacidos”, agregó.
Durante décadas, nuestra capacidad para detectar moléculas en el aire ha sido inferior a la que tenemos para identificarlas en líquidos. Parte del problema radica en la dilución: en el aire, partículas como virus o compuestos específicos pueden encontrarse en concentraciones tan bajas como una entre un billón, lo que representa un gran desafío para los detectores, que hasta ahora requerían equipos voluminosos y costosos.
Motor de Localización de Biomarcadores en el Aire
El equipo del doctor Tian diseñó un sistema multicomponente. Primero, una bomba aspira el aire para ser analizado. Luego, un humidificador añade vapor de agua y un sistema de refrigeración en miniatura reduce la temperatura, lo que provoca que el aire se condense en pequeñas gotitas que atrapan las partículas relevantes en su interior. Estas gotitas se deslizan por una superficie ultrasólida especialmente diseñada y se acumulan en un pequeño depósito. A partir de allí, se pueden detectar fácilmente las concentraciones de moléculas disueltas, utilizando equipos ya existentes y comúnmente empleados para análisis en líquidos.
Para una prueba de concepto inicial, Jingcheng Ma, primer autor del estudio y colaborador en la Universidad de Chicago, utilizó una taza de café. Sopló vapor de café en el sistema para comprobar si era posible recolectarlo y detectarlo. Cuando el líquido se condensó, ni siquiera fue necesario realizar pruebas para saber que había funcionado: el característico aroma a café emanaba del líquido recolectado.
En pruebas posteriores, demostraron que podían detectar con éxito niveles de glucosa en el aliento, identificar E. coli en el aire y encontrar marcadores de inflamación en las jaulas de ratones con problemas intestinales. A este sistema lo nombraron ABLE, sigla en inglés de Airborne Biomarker Localization Engine, Motor de Localización de Biomarcadores en el Aire.
Uno de los retos actuales es determinar qué moléculas buscar y en qué contextos. Por ejemplo, el grupo colabora con un médico especialista en enfermedad inflamatoria intestinal. Se cree que podrían identificarse marcadores de inflamación en el aliento de estos pacientes, pero primero será necesario establecer qué biomarcador es lo suficientemente sensible y específico para asociarse con ese tipo de inflamación.
Fuente:
Portable tech captures molecules in breath to aid medical care from diabetes to newborn development
Peer-Reviewed Publication
University of Chicago
María Fernanda Gutiérrez
Viróloga, divulgadora científica.
Gerente de INNCISO SAS
Innovación, Ciencia y Sociedad
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