Un dispositivo del tamaño de la palma de la mano podría detectar tumores antes

Científicos de la Universidad Politécnica de Perm, junto con colegas del Centro de Investigación Avanzada de Moscú, la Universidad Estatal de Moscú, el Centro Cuántico Ruso y la Universidad de Sungkyunkwan de Corea del Sur, han creado el primer dispositivo compacto de fibra óptica y metalente del mundo. Cabe en la palma de la mano y puede detectar lo que no se puede ver a simple vista: rastros de microplásticos o signos tempranos de tumores. El desarrollo fue anunciado por el servicio de prensa del Ministerio de Educación y Ciencia de Rusia.

El desarrollo resuelve un problema importante en medicina y ecología, ya que las nanopartículas peligrosas son difíciles de detectar a tiempo. Esto puede ser microplástico, que se encuentra incluso en la sangre humana y se asocia con inflamación y riesgo de cáncer, o biomarcadores que indican un tumor incluso antes de que un tomógrafo pueda verlo.

Actualmente, estas partículas se buscan utilizando equipos de laboratorio complejos que cuestan millones de rublos. Pero mientras la muestra se transporta al laboratorio, las partículas pueden asentarse, aglutinarse o destruirse, y los marcadores de cáncer pueden descomponerse en aproximadamente media hora. Debido a esto, el resultado puede ser distorsionado.

El nuevo dispositivo funciona de manera diferente. Opera con un cable de fibra óptica, similar al que se usa para Internet. En su extremo se aplica una metalente, una placa ultrafina de millones de "antenas" de silicio que controlan la luz.

Antes del análisis, las partículas se tiñen con una sustancia especial para que brillen bajo el láser. El haz pasa a través del cable, la metalente lo comprime en un punto y las partículas emiten una señal de respuesta. Este cable transmite la señal de vuelta a la computadora.

La principal ventaja del dispositivo es que cabe completamente en la palma de la mano, no requiere una configuración compleja y es resistente a las vibraciones.

Para probar el dispositivo, los científicos realizaron una serie de experimentos. Utilizaron partículas plásticas luminosas de diferentes tamaños, así como moléculas de proteína individuales. Según Alexander Syuy, profesor del Departamento de Física General de la Universidad Politécnica de Perm, el dispositivo detectó con confianza todos estos objetos. Lo logró incluso con concentraciones ultrabajas, cuando solo había unos pocos cientos de millones de partículas por litro de agua o sangre.

La clave fue el grosor de la fibra óptica: 50 micras. Esto es aproximadamente la mitad del grosor de un cabello humano. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista científica Advanced Optical Materials.