Este sensor de seda puede analizar tu sudor en tiempo real

Wenya He et al. / Science Advances, 2019 

Científicos chinos han creado y probado un sensor electroquímico de un material basado en fibras de seda para analizar el sudor. Usando el nuevo dispositivo, los científicos pudieron determinar las concentraciones de seis biomarcadores en las soluciones modelo: glucosa, lactato, ácido ascórbico y úrico, iones de potasio y sodio. El estudio fue publicado en Science Advances.

Un poco de contexto

El desarrollo de enfermedades se puede determinar por el contenido de biomarcadores en la sangre. Sin embargo, un análisis de sangre se complica por la necesidad de perforar la piel y la presencia de muchos componentes que interfieren, por lo que los científicos están desarrollando activamente métodos para el análisis no invasivo de fluidos biológicos como la saliva o el sudor.

Los dispositivos sensoriales para el análisis del sudor pueden determinar sus componentes mediante cambios de color, utilizando procesos electroquímicos, así como métodos de fluorescencia. A menudo, los sensores electroquímicos se crean debido a su alta sensibilidad, selectividad, respuesta rápida y buena compatibilidad con los materiales. Sin embargo, con la determinación simultánea de varios metabolitos, estas características generalmente disminuyen.

La novedad

Ahora Wenya He y sus colegas de la Universidad Tsinghua crearon y probaron en voluntarios un dispositivo que consta de seis sensores electroquímicos basados ​​en fibras de seda con la adición de nanopartículas de grafito cubiertas con átomos de nitrógeno para determinar simultáneamente los metabolitos en el sudor.

La estructura tejida jerárquica y porosa de la tela de grafito de seda promueve el transporte eficiente de electrones y es fácilmente accesible para el reactivo. Además, el material está bien humedecido por el agua, lo que permite que la sustancia llegue rápidamente al electrodo. Las partículas de grafito cubiertas con átomos de nitrógeno aseguraron una buena conductividad y la presencia de muchos centros activos.


Análisis de sudor utilizando sensores de fibra de seda con partículas de grafito enriquecidas en nitrógeno.
Wenya He et al. / Science Advances, 2019
 

Los resultados del estudio

Los sensores reaccionaron al contenido de ácidos ascórbico y úrico, su concentración fue determinada por la corriente que surge en el proceso de oxidación directamente en el electrodo. Los sensores amperométricos de glucosa y lactato se registraron por la cantidad de peróxido de hidrógeno generado en el proceso redox enzimático, y el contenido de iones de potasio y sodio se determinó por sensores con membranas selectivas de iones.

Al comparar la señal de la interacción de la molécula objetivo con las señales de otras sustancias, los autores no revelaron una superposición notable, lo que muestra una alta selectividad de los sensores. Y después de varios ciclos de flexión y extensión, e incluso después de cuatro semanas, las propiedades sensoriales se deterioraron ligeramente. Los autores creen que dicha estructura está garantizada por la estructura de las nanopartículas de grafito en hilos de seda.


La deformación mecánica y el almacenamiento durante cuatro semanas afectaron ligeramente las propiedades del dispositivo.
Wenya He et al. / Science Advances, 2019
 

Aplicaciones en la vida real

Los científicos combinaron una película de polímero con electrodos con una unidad de almacenamiento y transmisión de señales y probaron el dispositivo para determinar la concentración de glucosa en voluntarios que participaron en una bicicleta estática. Los resultados del análisis se enviaron al teléfono. Las concentraciones de glucosa obtenidas por el sensor fueron consistentes con un análisis cromatográfico más preciso.

Dichos dispositivos pueden ser especialmente útiles para pacientes con diabetes. Científicos españoles han creado un parche de grafeno que no solo monitorea la humedad, la glucosa, la acidez y los temblores, sino que también contiene microagujas intradérmicas llenas de un medicamento para reducir el azúcar.
 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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