“Inventamos una nariz artificial basada en nanopartículas de carbono únicas, capaces de detectar moléculas de gas y bacterias a través de los metabolitos volátiles que emiten al aire”, explica el profesor Raz Jelinek, investigador principal de este estudio y vicepresidente de Investigación y Desarrollo de la Universidad israelí Ben-Gurion del Negev (BGU).
Y es que la ciencia en Israel se caracteriza, además de su vanguardia en todas las disciplinas, en que los hallazgos casi siempre llevan aparejados una patente. Universidades y Centros de investigación israelíes, como los que integran el Instituto Weizmann, disponen de equipos de expertos en lo que se ha denominado explotación del éxito.
La innovación que ahora protagoniza Raz Jelinek y su equipo, detallada en Nano-Micro Letters, es un ejemplo más de todo esto.
Como señalan en su estudio, la monitorización continua en tiempo real y la identificación de bacterias a través de la detección de moléculas volátiles emitidas por microbios, son objetivos muy buscados por los investigadores, aunque difíciles de alcanzar.
Para conseguirlo, estos científicos introdujeron una nariz artificial que utiliza reacciones químicas y electrodos para detectar y distinguir moléculas de vapor y registrar los cambios en la capacitancia en electrodos interdigitados (IDE) recubiertos con puntos de carbono (puntos C).
La plataforma C-dot-IDE resultante constituye un vehículo versátil y poderoso para la detección de gases en general y el monitoreo bacteriano en particular. El aprendizaje automático se puede aplicar para entrenar al sensor para que identifique diferentes moléculas de gas, individualmente o en mezclas, con alta precisión.
Consiguieron descifrar el mecanismo de las transformaciones de capacitancia, específicamente la sustitución de agua absorbida por electrodos por moléculas de gas, con cambios relacionados tanto con la polaridad como con las constantes dieléctricas de las moléculas de vapor probadas.
La ‘nariz artificial’ detecta alimentos deteriorados
La tecnología pendiente de patente tiene muchas aplicaciones, incluida la identificación de bacterias en instalaciones y edificios de atención médica; acelerar las pruebas de laboratorio y las pruebas de diagnóstico basadas en la respiración; identificar bacterias buenas frente a patógenas en el microbioma; detectar el deterioro de los alimentos e identificar los gases venenosos.
“BGU tiene un historial notable en el desarrollo de sensores, que tiene infinitas posibilidades de aplicación en la vida real”, recuerda Doug Seserman, director ejecutivo de Americans for Ben-Gurion University.
“Nuestros reconocidos esfuerzos de investigación multidisciplinar -añade- continúan impulsando la innovación, abordando algunos de los problemas más urgentes del mundo”.
También participaron en este estudio Nitzan Shauloff, Ahiud Morag, Seema Singh y Ravit Malishev del departamento de Química de BGU, y el profesor Lior Rokach, presidente del departamento de Ingeniería de Software y Sistemas de Información de la BGU.