El magnetómetro de un teléfono inteligente utiliza hidrogel magnetizado para medir biomarcadores para el diagnóstico de enfermedades

Casi todos los teléfonos inteligentes modernos incorporan una brújula o un magnetómetro, que detecta el campo magnético de la Tierra, crucial para la navegación. Ahora, una técnica recientemente desarrollada utiliza un magnetómetro común y corriente de teléfono celular para medir con precisión los niveles de glucosa, un importante indicador de diabetes. Este enfoque, combinado con materiales magnéticos que cambian de forma en reacción a estímulos biológicos o ambientales, puede emplearse para evaluar una amplia gama de propiedades biomédicas cruciales para el seguimiento o diagnóstico de enfermedades humanas, así como para detectar contaminantes ambientales.

En su estudio de prueba de concepto, un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, Gaithersburg, MD, EE. UU.) conectó un pequeño pozo lleno con la solución de prueba y una tira de hidrogel a un teléfono inteligente. Este hidrogel, un material poroso que se hincha cuando se sumerge en agua, estaba incrustado con pequeñas partículas magnéticas diseñadas para responder a la presencia de glucosa o cambios de pH hinchándose o contrayéndose. El cambio de los niveles de pH está asociado con diversos trastornos biológicos. Cuando los hidrogeles se agrandaban o se encogían, obligaban a las partículas magnéticas a acercarse o alejarse del magnetómetro del teléfono móvil, que detectaba los cambios correspondientes en la intensidad del campo magnético. Utilizando este enfoque innovador, el equipo logró medir concentraciones de glucosa tan pequeñas como unas pocas millonésimas de mol. Aunque no se necesita una sensibilidad tan alta para controlar la glucosa en el hogar mediante análisis de sangre, podría allanar el camino para las pruebas de glucosa basadas en la saliva, donde la concentración de azúcar es notablemente más baja.

La simplicidad del método, sin necesidad de ningún dispositivo electrónico o fuente de energía adicional, excepto el teléfono inteligente o el requisito de procesamiento de muestras, presenta una solución económica para pruebas generalizadas, incluso en áreas con recursos limitados. Futuras mejoras potenciales en la medición de la precisión mediante magnetómetros de teléfonos inteligentes podrían conducir a la detección de ADN, proteínas específicas e histaminas (elementos clave de la respuesta inmune) en concentraciones extremadamente bajas. Por ejemplo, medir con precisión las histaminas, que normalmente se encuentran en la orina en concentraciones que oscilan entre 45 y 190 nanomoles, normalmente requeriría una recolección de orina de 24 horas y análisis de laboratorio complejos. De manera similar, el equipo descubrió que un magnetómetro de teléfono celular puede medir niveles de pH con una sensibilidad igual a la de un medidor de mesa de mil dólares, pero a un costo sustancialmente menor. Para que las mediciones basadas en teléfonos inteligentes sean un éxito en el mercado, los ingenieros tendrán que diseñar una estrategia de producción en masa para las tiras reactivas de hidrogel y garantizar su larga vida útil.

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