Los teléfonos inteligentes son capaces de darnos direcciones cuando estamos perdidos, enviando fotos y videos a nuestros amigos en cuestión de segundos, e incluso ayudarnos a encontrar la mejor hamburguesería en un radio de tres millas. Pero los investigadores de la Universidad de Houston están utilizando los teléfonos inteligentes para otra función muy importante:diagnosticar enfermedades en tiempo real.

Los investigadores están desarrollando un sistema de diagnóstico de enfermedades que ofrece resultados que podrían leerse usando solo un teléfono inteligente y un accesorio de lente de $ 20.

El sistema es una creación de Jiming Bao, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática, y Richard Willson, Catedrático Huffington-Woestemeyer de Ingeniería Química y Biomolecular. Fue creado a través de subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Welch, y apareció en febrero en Fotónica ACS .

Este nuevo dispositivo, como esencialmente todas las herramientas de diagnóstico, se basa en interacciones químicas específicas que se forman entre algo que causa una enfermedad:un virus o una bacteria, por ejemplo, y una molécula que se une con esa única cosa, como un anticuerpo que combate enfermedades. Un vínculo que se forma entre una bacteria estreptocócica y un anticuerpo que interactúa solo con el estreptococo, por ejemplo, puede apoyar un diagnóstico férreo.

El truco es encontrar una forma de detectar estas interacciones químicas rápidamente, de forma económica y sencilla. La solución propuesta por Bao y Willson implica un simple portaobjetos de vidrio y una fina película de oro con miles de agujeros perforados.

La creación de esta diapositiva es en sí misma un logro. Esta tarea, dirigido por Bao, comienza con un portaobjetos estándar cubierto con un material sensible a la luz conocido como fotorresistente. Luego usa un láser para crear una serie de franjas de interferencia, básicamente líneas, en la diapositiva, y luego lo gira 90 grados y crea otra serie de franjas de interferencia. Las intersecciones de estos dos conjuntos de líneas crean un patrón de rejilla de exposición a los rayos UV en el fotorresistente. A continuación, se revela y se lava el fotorresistente.

Si bien la mayor parte de la diapositiva se borra, los puntos rodeados por líneas láser que se cruzan (los 'agujeros' en la red) permanecen cubiertos, básicamente formando pilares de fotorresistente.

Próximo, expone el tobogán al oro evaporado, que se adhiere al fotorresistente y a la superficie de vidrio limpia circundante. Bao luego realiza un procedimiento llamado despegue, que esencialmente lava los pilares fotorresistentes y la película de oro adherida a ellos.

El resultado final es un portaobjetos de vidrio cubierto por una película de oro con filas ordenadas y columnas de orificios transparentes por donde puede pasar la luz.

Estos agujeros midiendo unos 600 nanómetros cada uno, son clave para el sistema. El dispositivo de Willson y Bao diagnostica una enfermedad al bloquear la luz con un enlace enfermedad-anticuerpo, además de algunos ingredientes adicionales.

Aquí es donde entra Willson. Un ingeniero biomolecular de fama internacional, Willson comienza colocando anticuerpos de la enfermedad en los orificios, donde son persuadidos para que se peguen a la superficie del vidrio. Próximo, fluye una muestra biológica sobre el portaobjetos. Si la muestra contiene la bacteria o el virus que se busca, se unirá al anticuerpo en el agujero.

Este vínculo solo aunque, no bloquea la luz. "Lo que se une al anticuerpo probablemente no sea lo suficientemente grande y gris como para oscurecer este agujero, así que tienes que encontrar una manera de oscurecerlo de alguna manera, "Dijo Willson.

Willson logra esto haciendo fluir una segunda ronda de anticuerpos que se unen a las bacterias sobre el portaobjetos. Unidas a estos anticuerpos hay enzimas que producen partículas de plata cuando se exponen a ciertas sustancias químicas. Con este segundo conjunto de anticuerpos ahora adheridos a cualquier bacteria en los agujeros, Willson luego expone todo el sistema a los productos químicos que fomentan la producción de plata.

Aproximadamente 15 minutos después, se enjuaga del portaobjetos. Gracias a las propiedades químicas del oro, las partículas de plata en los agujeros permanecerán en su lugar, Bloqueando completamente la luz.

Aquí es donde entra el teléfono inteligente. Una de las ventajas de este sistema es que los resultados se pueden leer con herramientas simples. Un microscopio básico utilizado en las aulas de la escuela primaria, Willson dijo:proporciona suficiente luz y aumento para mostrar si los orificios están bloqueados. Con algunos pequeños ajustes, Es casi seguro que se podría hacer una lectura similar con la cámara de un teléfono, flash y una lente acoplable.

Este sistema, luego, promete lecturas asequibles y fáciles de interpretar.

"Algunos de los sistemas de diagnóstico más avanzados necesitan $ 200, 000 de instrumentación para leer los resultados, "dijo Willson." Con esto, puedes agregar $ 20 a un teléfono que ya tienes y listo ".

Aún quedan importantes obstáculos técnicos por superar antes de que se pueda implementar el sistema. Willson anotó. Uno de los mayores desafíos es encontrar una manera de llevar las bacterias y los virus de la muestra a la superficie del portaobjetos para garantizar los resultados más precisos.

Pero si esos problemas se superan, el sistema sería una excelente herramienta para los proveedores de atención médica en el campo.

En el lugar de un accidente industrial, por ejemplo, los orificios en un solo portaobjetos podrían estar poblados con moléculas que se unen con 10 contaminantes potenciales, permitiendo a los equipos de respuesta evaluar rápidamente la situación. En zonas económicamente desfavorecidas, un sistema de este tipo podría utilizarse para examinar a grandes grupos de personas en busca de problemas de salud graves y generalizados, como la diabetes.

"Hay muchas situaciones en las que una herramienta de diagnóstico asequible que sea fácil de usar e interpretar podría resultar muy útil, "dijo Willson." Si tanto sus desechables como su lector son baratos, eso hace que sea mucho más fácil extender su sistema al mundo real ".