Qué son los biosensores y en qué sectores se pueden aplicar

La sociedad actual se enfrenta a una diversidad de desafíos que demandan respuestas ágiles y eficaces. Entre estos desafíos se encuentran la garantía de la seguridad alimentaria, el control riguroso de la calidad del agua, la prevención de infecciones en entornos sanitarios y la mitigación de los impactos del cambio climático. En un mundo interconectado y dinámico, la detección temprana de patógenos y contaminantes biológicos se erige como un pilar fundamental para abordar estas preocupaciones de manera efectiva y proactiva.

El continuo desarrollo tecnológico ha brindado herramientas cada vez más sofisticadas y precisas para enfrentar estos desafíos. Entre estas herramientas, los biosensores han emergido como una solución innovadora y prometedora en la detección de agentes biológicos y químicos en una variedad de contextos y sectores. Al combinar componentes biológicos altamente selectivos con sistemas de detección avanzados, los biosensores ofrecen una capacidad única para identificar y cuantificar la presencia de patógenos, toxinas y otros contaminantes en tiempo real y con una sensibilidad excepcional.

Sigue leyendo este artículo para conocer:

• ¿Qué son los biosensores?
• Ventajas de los biosensores
• Aplicaciones
• Ejemplos de biosensores desarrollados por ITENE
• Conclusiones

¿Qué son los biosensores?

Los biosensores son dispositivos analíticos que fusionan un componente biológico, como enzimas, anticuerpos o células, con un sistema de detección, como transductores electroquímicos o ópticos. Esta integración permite la conversión de señales biológicas en señales medibles, proporcionando una lectura cuantitativa o cualitativa de la concentración del analito de interés. La clave reside en la selectividad y sensibilidad de la biomolécula para reconocer específicamente al analito, generando una señal detectable por el transductor.

Ventajas de los biosensores

Los biosensores ofrecen diversas ventajas sobre los métodos analíticos tradicionales:

• Rapidez: Permiten una detección rápida y precisa en tiempo real o casi real.
• Sensibilidad: Pueden detectar analitos en concentraciones muy bajas.
• Especificidad: Reconocen y se unen solo al analito de interés, minimizando las interferencias.
• Simplicidad: Son fáciles de usar y no requieren personal altamente calificado.
• Portabilidad: Muchos biosensores son dispositivos portátiles o miniaturizados.

Aplicaciones de los biosensores

Los biosensores, gracias a su versatilidad y precisión, encuentran aplicaciones diversas en varios sectores clave:

Ejemplos de biosensores desarrollados por ITENE

En ITENE, centro tecnológico de referencia a nivel nacional, se han creado diversos biosensores para aplicaciones específicas:

En el contexto del proyecto VIRISENS, se han diseñado soluciones avanzadas para la detección y eliminación del SARS-Cov-2 y otros patógenos de importancia. Estos esfuerzos están dirigidos hacia la seguridad y la prevención de riesgos en entornos críticos como hospitales. Un desarrollo, que a su vez, se encuentra dentro del marco del proyecto BESAFE, respaldado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) a través de los fondos FEDER, que ha permitido optimizar e integrar un sistema de captación y detección de SARS-CoV-2 en un entorno real, validado por el Hospital La Fe de Valencia.

El proyecto BioTsens, financiado por el IVACE, ha proporcionado a ITENE la oportunidad de desarrollar sensores y biosensores nanoestructurados para detectar patógenos viables y compuestos volátiles en aire, agua y superficies.

El equipo de expertos de ITENE también está trabajando en el desarrollo de herramientas analíticas que, mediante sistemas basados en biosensores, permitirán detectar bacterias patogénicas de E. coli, Salmonella spp., y Listeria monocytogenes en matrices alimentarias de forma automatizada y rápida, con una reducción de tiempos respecto a otros métodos convencionales.

Y, por otro lado, dentro del proyecto Niagara, financiado por  el programa Horizonte Europa, se están logrando avances significativos en el desarrollo de biosensores para la detección de compuestos químicos. Estos biosensores son utilizados para identificar contaminantes como fármacos y pesticidas en agua.

Conclusiones

En resumen, los biosensores son herramientas poderosas y versátiles que encuentran aplicaciones en una variedad de sectores y disciplinas. Su capacidad para detectar y cuantificar analitos específicos de manera rápida, sensible y precisa los convierte en una herramienta crucial para abordar los desafíos actuales y futuros en áreas que van desde la seguridad alimentaria hasta el sector farmacéutico.