Crédito:Universidad de Tohoku
Usando fibra óptica de núcleo hueco como celda de gas sensible, Investigadores de Japón han ideado un sensor relativamente simple y asequible para monitorear biomarcadores en el aliento humano a bajas concentraciones. Las trazas de gases exhalados por la nariz y la boca ofrecen pistas sobre afecciones respiratorias como asma, así como otras oportunidades de exámenes médicos fáciles de administrar.
Los científicos de la Universidad de Tohoku explicaron cómo funciona su dispositivo en la revista Sensors, usando isopreno como ejemplo. El isopreno es un indicador conocido de la síntesis de colesterol y podría ofrecer información valiosa sobre el metabolismo de un paciente. Las mediciones de la respiración tomadas a voluntarios a lo largo del día permitieron a los investigadores realizar un seguimiento de los cambios en los niveles de isopreno después de actividades como el ejercicio o la alimentación.
El análisis de la respiración ha atraído mucha atención porque no es invasivo y tiene el potencial de informar a los usuarios sobre una variedad de temas de salud. Sin embargo, la detección de biomarcadores presentes en concentraciones bajas a menudo requiere sistemas de laboratorio voluminosos y costosos. Los científicos japoneses creen que su sensor allana el camino para una solución más portátil y asequible.
La clave del éxito del aparato del grupo es un aparato de 3 metros de largo, fibra óptica de núcleo hueco, que está recubierto en el interior con una película reflectante. Los participantes respiran en un tubo de conexión que guía los gases exhalados hacia el núcleo de la fibra, donde el contenido está expuesto a luz ultravioleta impulsada por láser. Un detector colocado al final de la trayectoria óptica resalta cualquier parte de la señal de luz que se absorbe cuando la emisión ultravioleta pasa a través de la muestra de gas. Y esta serie de los llamados 'picos de absorción' forma una firma química que revela qué moléculas están presentes. La combinación de una trayectoria de haz larga y una emisión de alta intensidad mejora la medición, de modo que se pueden detectar incluso los productos químicos presentes en niveles de partes por mil millones.
Configuración óptica para análisis de gases. Crédito:Universidad de Tohoku