Los investigadores han desarrollado una técnica extremadamente sensible método óptico aún simple para detectar formaldehído en el aliento de una persona. Dado que el formaldehído se está estudiando como un biomarcador potencial para el cáncer de pulmón y de mama, el nuevo método algún día podría conducir a una forma económica y rápida de detectar el cáncer.

"La medición de biomarcadores en el aliento exhalado no es invasiva, indoloro y rápido y podría usarse para detectar cáncer incluso en etapas muy tempranas de la enfermedad, que es crucial para un tratamiento exitoso, ", dijo el líder del equipo de investigación Mateusz Winkowski de la Universidad de Varsovia en Polonia." El método óptico que desarrollamos podría hacer que este tipo de medición sea más práctico y económico ".

En la revista The Optical Society (OSA) Óptica Biomédica Express , Winkowski y Tadeusz Stacewicz muestran que su nuevo método de detección óptica basado en espectroscopía multipaso puede detectar la presencia de 1 molécula de formaldehído en un millón de partículas de aire, o 1 parte por millón, incluso en presencia de gases que puedan interferir con las mediciones ópticas.

"Nuestro sueño es construir algún día un dispositivo de sobremesa que sea económico y pueda usarse para la detección del cáncer en cualquier consultorio médico". ", dijo Winkowski." Durante un examen médico básico, el paciente podría soplar dentro del dispositivo, y en un minuto el médico sabría si el paciente podría necesitar exámenes convencionales adicionales ".

Impulsando la sensibilidad

La espectroscopia se puede utilizar para identificar la composición química de una sustancia midiendo el color de la luz absorbida o emitida por una muestra. Un enfoque de espectroscopia conocido como multipaso es útil para detectar concentraciones bajas de moléculas de gas porque aumenta el grado en que la luz interactúa con la muestra. Esta configuración utiliza una celda experimental con un espejo en cada extremo. Un láser introducido a través de un pequeño agujero en un espejo luego rebota hacia adelante y hacia atrás en la celda, creando longitudes de interacción decenas o cientos de veces la longitud de la celda.

Al intentar detectar concentraciones extremadamente bajas, el ruido puede ser un problema con la espectroscopia multipaso. Esto se debe a que los múltiples rayos láser crean un tipo de interferencia óptica llamada interferencia de franjas que disminuye la sensibilidad y hace que sea imposible determinar con precisión la concentración de biomarcadores. Para reducir esta interferencia óptica, los investigadores desarrollaron un método llamado extinción de franjas ópticas.

Para la nueva técnica de extinción de franjas ópticas, los investigadores cambian ligeramente, o modular, la emisión del láser en un rango de longitudes de onda y luego promediar la luz emitida por la muestra en estas longitudes de onda. Esto ayuda a eliminar la interferencia óptica lo suficiente como para permitir la detección de formaldehído. Los investigadores también seleccionaron un rango espectral y una presión de muestra que ayudaron a reducir la interferencia de otros componentes que se encuentran en las muestras de aliento.

Detección óptica de formaldehído

Los investigadores probaron su nuevo enfoque utilizando mezclas artificiales calibradas de formaldehído en el aire. Sus resultados mostraron que el enfoque fue más que suficiente para detectar formaldehído en el aliento a niveles que podrían indicar la presencia de una enfermedad.

"Nuestra técnica de extinción de franjas ópticas se puede utilizar para mejorar cualquier sistema óptico que utilice una celda de múltiples pasadas, ", dijo Winkowski." También podría ser útil para medir el gas formaldehído emitido por materiales domésticos o fuentes industriales para comprender mejor sus efectos en la salud humana ".

Próximo, los investigadores planean probar la capacidad de su método de análisis para medir el gas etano en la respiración. Los resultados del estudio han sugerido que el etano también podría usarse como biomarcador para el cáncer y otras enfermedades.