Imagina ir a la consulta del médico, entregar una sola gota de saliva o de sangre y obtener en apenas unos minutos un diagnóstico preciso para varias enfermedades a la vez, sin necesidad de enviar muestras a un laboratorio ni esperar días por los resultados. Esta visión, conocida en el ámbito sanitario como diagnóstico en el punto de atención, y de la que hemos hablado en nuestro informe INTEC en más de una ocasión, está cada vez más cerca de convertirse en una realidad cotidiana gracias a un avance que une la física de la luz con la microelectrónica: la fotónica de silicio.
Un equipo de investigación en el que participa la experta de la Cátedra Ciencia y Sociedad de la Fundación Rafael del Pino y Premio Nacional de Investigación, Laura Lechuga, ha dado un paso decisivo al desarrollar un prototipo portátil capaz de identificar de forma simultánea e independiente hasta siete marcadores biológicos distintos en una misma muestra.
Para validar la eficacia de esta tecnología en un escenario clínico real, los científicos probaron el dispositivo frente al Virus Respiratorio Sincitial, un patógeno responsable de infecciones respiratorias comunes y potencialmente graves en lactantes y ancianos. El biosensor demostró una enorme sensibilidad. Logró detectar concentraciones microscópicas de las proteínas del virus al mismo tiempo en sus siete canales de análisis.
El secreto de este avance reside en aprovechar la misma tecnología con la que se fabrican los microchips de los ordenadores y smartphones tradicionales, la llamada tecnología CMOS. La diferencia radica en que, en lugar de transportar electricidad, estos diminutos circuitos de silicio guían impulsos de luz a través de canales microscópicos denominados guías de onda. Al hacer pasar la muestra sobre estos canales ópticos, cualquier biomolécula o virus que se adhiera a la superficie altera el comportamiento de la luz, permitiendo una lectura inmediata, muy precisa y sin necesidad de añadir marcadores químicos ni tinte alguno.
Hasta la fecha, lograr que un solo microchip analice múltiples objetivos a la vez presentaba enormes desafíos técnicos. Llevar la luz de forma eficiente a varios sensores minúsculos sin que las señales se distorsionen o interfieran entre sí era uno de los principales obstáculos. A ello se sumaba la dificultad de integrar canales microscópicos para transportar los líquidos de la muestra de manera uniforme y lograr que la superficie de cada sensor reaccionara únicamente al patógeno deseado.
Para superar estas barreras, los investigadores diseñaron una plataforma integral que resuelve cada punto crítico. El corazón del sistema es un nuevo chip de guía de onda bimodal, que utiliza los cambios en las propiedades de la luz que viaja por el circuito para medir la presencia de patógenos con un margen de error insignificante. Este componente se combinó con un sistema de microfluídica optimizado y una arquitectura de lectura óptica diseñada específicamente para eliminar las interferencias entre sensores contiguos.
El resultado es un dispositivo integrado y compacto que demuestra cómo es posible empaquetar la capacidad analítica de un laboratorio avanzado en una herramienta portátil. La consolidación de esta tecnología abre la puerta a una nueva generación de equipos médicos capaces de ser desplegados en centros de atención primaria, servicios de urgencias o zonas con recursos limitados, transformando la detección rápida de enfermedades infecciosas y acelerando la toma de decisiones médicas cuando cada minuto cuenta.