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Sensor

Crean sensor a base de bacterias que diagnostica enfermedades gastrointestinales

EE.UU.-Unos investigadores han construido un sensor ingerible equipado con bacterias modificadas genéticamente que puede servir para diagnosticar el sangrado en el estómago u otros problemas gastrointestinales.

La nueva técnica combina sensores hechos en parte de células vivas, con electrónica de energía ultrabaja que convierte la respuesta bacteriana en una señal inalámbrica que puede ser leída por un smartphone.

Este avance es obra del equipo de Timothy Lu, profesor de ingeniería electrónica y ciencias de la computación, así como de ingeniería biológica, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.

Lu y sus colaboradores, incluyendo a Anantha Chandrakasan, Mark Mimee y Phillip Nadeau, crearon sensores que responden al hemo, un componente de la sangre, y comprobaron que funcionan en cerdos. También diseñaron sensores que pueden reaccionar a una sustancia que es un marcador de la inflamación.

Durante la pasada década, los expertos en biología sintética han hecho grandes avances en la modificación de bacterias para que respondan a estímulos tales como los agentes contaminantes medioambientales o los marcadores de enfermedades. Estas bacterias pueden ser acondicionadas para producir señales, por ejemplo de tipo luminoso, cuando detectan el estímulo escogido como objetivo, pero habitualmente se necesita equipamiento de laboratorio especializado para medir esta respuesta.

A fin de hacer mucho más práctico el uso de estas bacterias, el equipo del MIT decidió combinarlas con un chip electrónico que pudiera traducir la respuesta bacteriana en una señal inalámbrica.

Unos ingenieros del MIT han diseñado un sensor ingerible, equipado con bacterias, que está programado para detectar las condiciones ambientales y enviar la información a un circuito electrónico. (Foto: Melanie Gonick/MIT)

Colocaron las bacterias en cuatro pozos sobre su sensor diseñado a medida, cubiertos por una membrana semipermeable que permite que la atraviesen por difusión pequeñas moléculas del entorno. Debajo de cada pozo se halla un fototransistor que puede medir la cantidad de luz producida por las células bacterianas y reenviar la información a un microprocesador que transmite la señal inalámbrica a un ordenador cercano o un smartphone. Los investigadores también confeccionaron una aplicación para Android que puede emplearse para analizar los datos.

El sensor necesita tan solo unos 13 microvatios de energía. Los investigadores lo equiparon con una batería de 2,7 voltios, que estiman podría energizar al dispositivo durante un mes y medio de uso continuado. Podría asimismo ser energizado con una célula voltaica energizada por los fluidos ácidos del estómago, usando tecnología que desarrollaron previamente Nadeau y Chandrakasan.

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