Percepnet & Freixenet
portada | percepciones | ciencia | tecnología | industria | noticias | directorio | suscripción

THE SCIENCE MODULE OF PERCEPNET PROVIDES PAPERS ON PERCEPTION AND SENSORY SCIENCE BY RESEARCHERS WORKING ON THESE DISCIPLINES

Narices bioelectrónicas basadas en biosensores
[Biosensor-based electronic noses]
Dr. F. Xavier Muñoz Pascual
Doctor en Química
Instituto de Microelectrónica de Barcelona
Centro Nacional de Microelectrónica, CSIC

Los últimos avances se están dando en tecnología de biosensores. Estos dispositivos se basan en transductores químicos que incorporan un elemento de sensado de carácter biológico o biológicamente derivado. Es una área tecnológica que ha estado dominada por aquellos biosensores basados en enzimas y, en particular, por su empleo en procedimientos de un sólo uso en aplicaciones biomédicas. Por encima de todo, sobresale el biosensor para la medida de glucosa en sangre.

En este tipo de destino, los biosensores con estos formatos pueden acomodar un amplio espectro de receptores moleculares, tales como anticuerpos o combinaciones de receptores sintéticos. Aunque su selectividad es contrastada, estos compuestos son capaces de permitir un rango muy diverso de respuestas provenientes de un grupo de competidores potenciales del elemento principal que se desea determinar. Este hecho es fruto de la redundancia biológica que suele darse en los sistemas vivos y que provoca infinidad de interferencias y reacciones cruzadas en las metodologías analíticas.

La ciencia y, en este caso, la tecnología está obteniendo provecho de este abanico de interconexiones en base a obtener una buena selectividad de una baja especificidad procedente de un conjunto de biosensores. El empleo de sofisticadas aproximaciones basadas en redes neuronales están permitiendo un claro avance en nuevos y potentes instrumentos: narices y lenguas bioelectrónicas. El conjunto de biosensores junto con un potente software discriminador de patrones debe de ser capaz de discernir las demandas analíticas más exigentes, incluyendo, por ejemplo, la discriminación quiral tal como se demanda en la industria biotecnológica. Como se puede comprobar, estos desarrollos en electrónica biomolecular van más allá de la química analítica convencional, y además se acerca a un punto de inflexión tecnológico que se encuentra más cercano a lo se denomina instrumentación orgánica.

Alcanzar desarrollos adecuados no está demasiado lejos. Es el caso de los posibles alcances en narices bioelectrónicas, a pesar de la gran variación individual en percepción de olores en humanos que viene influenciada por diferencias genéticas provenientes de unos 1000 genes receptores olfativos. Además, hay que contar con que cada persona tiene una experiencia única en como adquirir su propia capacidad específica químico-sensora. No es una expectativa sencilla, si bien hay que buscar un claro punto de partida en la olfatometría, que viene definida por un conjunto de personas bien entrenadas con una gran capacidad de discernir entre determinados olores en mezclas complejas. Posteriormente, podemos contabilizar los interesantes progresos en biosensores, y especialmente aquellos que contemplan formatos miniaturizados. Sin embargo, el alcance de estos dispositivos, como herramienta en aplicaciones biomiméticas como es el caso de las narices electrónica, no es todo lo útiles que se hubiera deseado. La aplicación de técnicas analíticas más convencionales se encuentra en un estatuto similar al de los biosensores. Así por ejemplo, la caracterización de una sola muestra de café puede mostrar más de 1500 picos en un espectro obtenido de un análisis con cromatografía de gases.

¿Cuál es el camino a seguir? Los adelantos más prometedores están consistiendo en llegar a un compromiso entre el avance en la obtención de biosensores o estructuras biomiméticas adecuadas e instrumentos analíticos asociados más sofisticados. Estamos hablando de una interacción de conocimientos en bioquímica, biología y fisiología, por un lado; y de tecnología de biosensores, procesado de señales, identificación de patrones, etc, por otro lado. En definitiva, tanto la percepción de olores en biología como el diseño de narices bioelectrónicas son dos campos fascinantes dentro del I+D más actual. Los futuros éxitos se construirán sobre la base de la curiosidad de los científicos en obtener conocimientos básicos de aspectos estructurales y funcionales de los sistemas químico-sensoriales naturales, y también en profundizar nuevos diseños híbridos más complejos que permitan discernir las similitudes y diferencias entre los sistemas biológicos y tecnológicos.


 

[+CIENCIA]
28/02/02
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Arriba
portada | percepciones | ciencia | tecnología | industria | noticias | directorio | suscripción
©Rubes Editorial
[Créditos]