Dispositivo portátil y económico detecta mercurio en agua y tuberculosis en esputo

Colombia es uno de los tres países –junto con China e Indonesia– que más contamina con mercurio; tanto, que se estima que al menos 80 de sus ríos están afectados por esta problemática. Por otro lado, se calcula que cada año 15.000 personas se contagian de tuberculosis en el territorio nacional.

A partir de este contexto, el ingeniero físico Brayan de Jesús Patiño Jurado, doctor en Ciencias - Física de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, integrante del Grupo de Investigación Óptica y Procesamiento Opto-digital, desarrolló una tecnología portátil (de 12 cm x 20 cm x 5 cm) y de bajo costo (los materiales y la fabricación cuestan máximo 650.000 pesos) que mediría mercurio en agua y Mycobacterium tuberculosis en esputo (flema) a muy bajas concentraciones.

“Para tuberculosis detectamos la proteína Anti-BSA (albúmina de suero bovino, molécula modelo para detectar M. tuberculosis) en concentraciones inferiores a 1 microgramo por mililitro. Para mercurio, confirmamos su presencia en concentraciones menores a 1 parte por billón, teniendo en cuenta que el mínimo aceptado por la Organización Mundial de la Salud es de hasta 2 ppm”, señala el investigador.

Los métodos empleados hoy para detectar la tuberculosis (como la microscopía de frotis de esputo y el aislamiento y cultivo de bacterias) suelen generar retrasos en el diagnóstico, pues el procedimiento requiere de 1 a 2 meses para completarse y necesita de personal altamente calificado para llevarlo a cabo.

Así mismo, la detección de mercurio en agua (con métodos como la espectroscopia de fluorescencia atómica) implica el uso de instrumentos muy costosos que no siempre están disponibles en los países en vías de desarrollo.

Sistema con sensores

El dispositivo desarrollado por el doctor Patiño trabaja con sensores de fibra óptica, “fundamentalmente guías de vidrio optimizado para que la luz sea transmitida desde un punto A hasta un punto B –como el agua en una manguera–, soportado en el fenómeno llamado reflexión total interna de la luz”.

“Al mismo tiempo, como la luz es muy sensible a los cambios físicos externos, puede almacenar información, de manera que la presencia o ausencia de mercurio, por ejemplo, hace que varíen dos de sus propiedades: intensidad y fase, ambas observables en el espectro óptico”, explica el experto.

Para evaluar la sensibilidad en la detección de tuberculosis, el investigador trabajó con la proteína Anti-BSA, muy parecida a la 38-kDa (que sí es propiamente de M. tuberculosis), pero mucho más económica y asequible para los estudios.

“Encontramos que sí era posible identificarla en las concentraciones mínimas que nos propusimos, y en segundos. Ahora estamos listos para trabajar con muestras de esputo reales y continuar con los análisis”.

“Con respecto a la detección de mercurio, como todo se llevó a cabo en las condiciones ideales del laboratorio, tenemos como tarea pasar a campo y sortear retos como la turbidez y la presencia de otros minerales en el agua. A futuro lo ideal es que estos dispositivos lleguen a los centros médicos de las zonas más apartadas del país para que allí puedan hacer un control efectivo tanto de la enfermedad como del contaminante”.

El dispositivo, que está en proceso de patente, se podría usar para medir otras especies químicas y biológicas a bajas concentraciones, según la necesidad y de cómo se active el sensor.