Los pequeños detalles importan: los químicos desarrollan un nuevo sensor para la detección microvolumétrica del pH
El nuevo sensor de pH, duradero y respetuoso con el medio ambiente, es lo suficientemente sensible como para medir con precisión la variación del pH en tan sólo unos microlitros de muestras
Medir el pH de las sustancias nos da pistas vitales sobre el mundo que nos rodea, como identificar agua contaminada o comprobar la toxicidad de productos médicos o cosméticos.
Un módulo con ocho microdispositivos, con canales microfluídicos y motores de accionamiento, descansa sobre una pajita de refresco. Un dispositivo microfluídico suele constar de miles de canales que conducen cantidades minúsculas de fluidos para su análisis.
U.S Department of Energy (Public Domain)
A menudo, sólo se dispone de pequeñas cantidades de muestras, pero controlar la variación del pH en estos volúmenes minúsculos es importante. Por ejemplo, identificar los cambios de pH en volúmenes minúsculos de fluido de células individuales puede ayudar a detectar el cáncer de ovario.
Sin embargo, los métodos actuales para medir el pH son principalmente para soluciones a granel y no son lo suficientemente sensibles o son demasiado frágiles para medir pequeños volúmenes a escala comercial.
En un reciente estudio publicado en Microchimica Acta, científicos de la Universidad china de Xi'an Jiaotong-Liverpool han desarrollado un método que supera estos problemas.
El Dr. Qiuchen Dong, que dirigió el estudio, afirma: "Nuestra solución tenía que ser respetuosa con el medio ambiente, duradera y lo bastante sensible como para medir con precisión la variación del pH en tan sólo unos microlitros de muestras.
Falta de opciones
Algunos métodos comerciales para medir el pH se basan en decisiones subjetivas del ojo humano. Por ejemplo, el uso de tiras de papel que contienen colorantes que cambian de color en función del pH de la sustancia depende de que las personas comparen el color con una escala. Esto da lugar a variaciones significativas en las respuestas. Algunas personas pueden ver el color como pH 7,5, otras como 8, por ejemplo. Por lo tanto, este método no es sensible a los pequeños cambios de pH, lo que significa que es más bien una suposición aproximada. Algunos de los colorantes utilizados también son tóxicos para las muestras, lo que afectará al pH registrado.
Un método más sensible para medir el pH utiliza electrodos de vidrio extremadamente frágiles, que se rompen con facilidad, por lo que normalmente sólo se utilizan en un laboratorio.
Para resolver estos problemas, el Dr. Dong y su estudiante de posgrado Weiyu Xiao han utilizado materiales y métodos novedosos para crear un sensor de pH sensible y robusto a la vez.
Una nueva solución
En el nuevo sensor de pH de Dong y Xiao, las muestras de fluido pasan por una serie de canales diminutos (canales microfluídicos) y por tres electrodos muy sensibles fabricados con materiales y metales estratificados que responden a la luz.
"Nuestra solución al problema se basa en el desarrollo de canales microfluídicos y electrodos mediante fotolitografía, un método muy utilizado en la industria de fabricación de semiconductores".
Estos sensores microfluídicos de pH pueden detectar pequeñas variaciones en el número de protones de una sustancia, que es lo que define el pH. Esto permite medir el pH con una precisión excelente.
Usos futuros
El equipo tiene actualmente una patente pendiente para el sensor de pH y está desarrollando colaboraciones con desarrolladores industriales que integrarán la tecnología en sus equipos de laboratorio.
"El éxito de este estudio se debe al duro trabajo de mi actual estudiante de doctorado, Weiyu Xiao, que era estudiante de máster durante este trabajo. Es impresionante ver a una estudiante alcanzar un nivel tan alto en tan poco tiempo. Es un gran modelo a seguir, y espero que otros estudiantes se sientan inspirados por lo mucho que ha conseguido".
"El trabajo también es gracias a mis anteriores colegas, el Dr. Abdennour Abbas de la Universidad de Minnesota y el Dr. Yu Lei de la Universidad de Connecticut, que me ayudaron a formular las ideas para este proyecto y muchos otros".
El equipo cree que su nuevo sensor tendrá amplias aplicaciones comerciales, desde la ayuda a la detección de cánceres y virus transmitidos por vectores hasta la identificación de contaminación en suelos rociados con pesticidas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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