Casi todos los teléfonos móviles modernos tienen incorporada una brújula o magnetómetro, que detecta la dirección del campo magnético de la Tierra.proporcionando información esencial para la navegación.
La misma técnica, que utiliza el magnetómetro junto con materiales magnéticos diseñados para cambiar su forma en respuesta a señales biológicas o ambientales, se puede utilizar para Medir rápidamente y a bajo costo una variedad de otras propiedades biomédicas que sirven para monitorear o diagnosticar enfermedades humanas.. Este método también tiene el potencial de detectar toxinas ambientales, dijo el científico del NIST Gary Zabow.
Los investigadores del NIST agregaron partículas magnéticas a un material poroso que reacciona a la presencia de estas moléculas y hace que el material se expanda o contraiga.
En su estudio de prueba de concepto, Zabow y su colega Mark Ferris, investigador del NIST, Conectaron a un teléfono móvil un pequeño pozo que contenía la solución a analizar y una tira de hidrogel.un material poroso que se hincha cuando se sumerge en agua.
Los investigadores Incorporaron diminutas partículas magnéticas al hidrogel, que habían diseñado para reaccionar tanto a la presencia de glucosa como a los niveles de pH (una medida de acidez) expandiéndose o contrayéndose. Los cambios en los niveles de pH pueden estar asociados con diversos trastornos biológicos.
A medida que el hidrogel se expandía o contraía, las partículas magnéticas se acercaban o se alejaban del magnetómetro del teléfono, lo que detectaron cambios correspondientes en la intensidad del campo magnético.
Con esta estrategia, Los investigadores han medido concentraciones de glucosa tan pequeñas como unas pocas millonésimas de mol. (la unidad científica para un cierto número de átomos o moléculas en una sustancia).
Aunque no es necesaria una sensibilidad tan alta para controlar los niveles de glucosa en casa utilizando una gota de sangre, en el futuro podría permitir el análisis rutinario de la glucosa en la saliva, que contiene una concentración mucho menor de azúcar.
La capacidad del hidrogel.
Los hidrogeles artificiales o “inteligentes” como los utilizados por el equipo del NIST son baratos y relativamente fáciles de fabricar.Ferris dijo, y pueden adaptarse para reaccionar ante una serie de compuestos diferentes que los investigadores médicos podrían querer medir.
En sus experimentos, Ferris y Zabow apilaron capas individuales de dos hidrogeles diferentes, cada uno de los cuales se contrajo y expandió a diferentes velocidades en respuesta al pH o la glucosa.. Estas bicapas amplificaron el movimiento de los hidrogeles, lo que facilitó que el magnetómetro rastreara los cambios en la intensidad del campo magnético.
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Dado que la técnica no requiere de ningún dispositivo electrónico ni fuente de energía distinta a la del teléfono celular, ni requiere ningún procesamiento especial de muestras, ofrece una forma rentable de probarincluso en lugares con relativamente pocos recursos.
Esfuerzos futuros para mejorar la precisión de dichas mediciones utilizando magnetómetros de teléfonos móviles podría permitir la detección de cadenas de ADN, proteínas específicas e histaminas (compuestos involucrados en la respuesta inmune del cuerpo) en concentraciones tan bajas como unas pocas decenas de nanomoles (millonésimas de mol).
Los esfuerzos futuros para mejorar la precisión de estas mediciones utilizando magnetómetros de teléfonos móviles podrían permitir la detección de cadenas de ADN, proteínas específicas e histaminas (…).
El estudio del equipo sugiere que El magnetómetro de un teléfono móvil puede medir los niveles de pH con la misma sensibilidad que un medidor de mostrador de mil dólares.pero a una fracción del costo.
Para que las mediciones con teléfonos móviles sean un éxito comercial, Los ingenieros tendrán que desarrollar un método para producir en masa las tiras reactivas de hidrogel y garantizar que tengan una larga vida útil.Dijo Zabow. Idealmente, añadió, las tiras de hidrogel se diseñarían para reaccionar más rápidamente a las señales ambientales para acelerar las mediciones.
Referencia de noticias:
Ferris M., Zabow G. Medición cuantitativa de alta sensibilidad de analitos líquidos utilizando la brújula de un teléfono inteligente. Comunicaciones de la naturaleza (2024).
