Fluidos corporales, fuentes de energía para dispositivos

A través del trabajo de investigadores y estudiantes de instituciones educativas y centros públicos de investigación, el Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluídica (Labmyn) genera conocimiento científico y tecnología para el desarrollo de sensores autosustentables, capaces de hacer mediciones de diferentes compuestos, como la glucosa, urea, ácido láctico, entre otros, para aplicaciones biomédicas.

Teniendo como sede el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (Cideteq); la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ); el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav); el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) y el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), una de las líneas de especialidad del Labmyn es la síntesis y caracterización química y electroquímica de nano y biocatalizadores, así como membranas de intercambio iónico para aplicaciones en sistemas electroquímicos de energía.

La investigadora especializada en nanotecnología de la Facultad de Ingeniería de la UAQ, campus Aeropuerto, doctora Minerva Guerra Balcázar, explicó que el Labmyn, que es parte del Programa de Laboratorios Nacionalesdel Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), cuenta con equipo especializado para la extracción, purificación y caracterización bioquímica de enzimas comerciales y endémicas con alto grado de pureza, para aplicaciones en sensores y sistemas de conversión de energía.

“En el laboratorio trabajamos con celdas de combustible microfluídicas que utilizan catalizadores biológicos, como las enzimas, que tienen reacciones específicas, lo que nos permite oxidar o reducir selectivamente algún compuesto que esté presente en los fluidos corporales, con el propósito de extraer energía eléctrica. Los compuestos que hemos utilizado son la glucosa, etanol, urea, el ácido láctico presente en el sudor, entre otros. Es un trabajo que se comenzó hace 10 años y que se consolidó con la creación del Labmyn”.

El asistente de investigación y alumno de doctorado, Juan de Dios Galindo de la Rosa, subrayó que el desarrollo de estos proyectos se lleva a cabo por grupos interdisciplinarios de licenciatura, maestría y doctorado, además de estudiantes.

“Nos apoyamos con alumnos de diferentes especialidades, como nanotecnología o biomédica; buscamos que los proyectos no se queden solo en ciencia básica, sino que cada uno tenga una aplicación directa, como dispositivos biomédicos, análisis de aguas residuales o la industria alimenticia. Además, promovemos la redacción de artículos, para que los resultados de sus investigaciones puedan ser conocidos en todo el mundo”.

Medición de ácido láctico y generación de energía

Como parte de este trabajo científico, investigadores y estudiantes del Labmyn desarrollaron un parche que, a partir del sudor, permite al usuario no solo la medición de sus niveles de ácido láctico, sino además generar la energía que requiere el dispositivo para su funcionamiento.

Al respecto, el candidato a doctor y asistente de investigación en el Labmyn, Ricardo Antonio Escalona Villalpando, destacó que se trata de una tecnología no invasiva que se desarrolló bajo la línea principal de este laboratorio, que es la obtención de energía a partir de fluidos corporales.

“El proyecto consiste en el desarrollo de un parche para la obtención de energía a partir del sudor; realizamos un diseño con electrodos que inmovilizan la enzima lactato oxidasa para la oxidación del ácido láctico que se encuentra en el sudor, con lo que se obtiene energía eléctrica. Ya desarrollamos un prototipo hecho en México, que se coloca sobre la piel y cuando la persona suda, la energía química del ácido láctico es transformada en energía eléctrica. Además cuenta con un dispositivo tipo wireless que funciona con Bluetooth, no necesita cables. El usuario, desde una aplicación para teléfono Android, puede verificar la cantidad de voltaje y corriente que se produce en el proceso para que sea utilizada en dispositivos de bajo requerimiento energético, como lo es el mismo dispositivo”.

Subrayó que los valores agregados de esta tecnología es que no es invasiva, a comparación de los que se encuentran en el mercado que para obtener muestras requieren de microagujas, además de que permite la medición del ácido láctico in situ.

“Esto es importante porque el ácido láctico está relacionado con padecimientos graves como la insuficiencia cardiaca. El prototipo ya está probado, estamos trabajando en varias publicaciones a nivel internacional y en una solicitud de patente. Lo hemos presentado en congresos en México, Polonia y próximamente en los Estados Unidos. Lo que queremos dar a conocer es que hay tecnología en nuestro país y que existe un grupo multidisciplinario donde se conjunta la parte electrónica, electroquímica, enzimática y bioquímica, que ya generó un producto tangible. Además, es un dispositivo que por su funcionalidad, puede adaptarse para hacer otro tipo de mediciones, como glucosa, drogas o ácido úrico”.

El equipo de investigadores y estudiantes del Labmyn ha presentado proyectos y avances tecnológicos en foros internacionales, como las ediciones 17 y 18 de la Conferencia Internacional sobre Micro y Nanotecnología para Aplicaciones de Generación y Conversión de Energía (PowerMEMS) llevadas a cabo en Japón y Estados Unidos, respectivamente; el simposio Hidrógeno, Energía, Soluciones Teóricas y de Ingeniería en Siracusa, Italia; así como el Fuel Cell. 233rd ECS Meeting, realizado en Cancún, México.

Fuente: CONACYT.