Sensor de grafeno utiliza muestra de aliento para identificar diabetes y prediabetes en minutos

Aproximadamente 37 millones de adultos estadounidenses viven con diabetes, y uno de cada cinco desconoce su condición. Diagnosticar la diabetes suele requerir análisis de sangre o visitas al laboratorio, que son costosos e incómodos. Investigadores han desarrollado un nuevo método que utiliza una simple muestra de aliento para obtener resultados en minutos, ofreciendo un método rápido y económico para identificar tanto la diabetes como la prediabetes.

La innovación proviene de la Universidad Estatal de Pensilvania (University Park, Pensilvania, EUA), donde científicos han diseñado un sensor de aliento basado en grafeno. El dispositivo detecta la acetona, un subproducto natural del metabolismo de las grasas, exhalada en el aliento. Todos producimos acetona, pero niveles superiores a 1,8 partes por millón indican riesgo de diabetes. A diferencia de los sensores de glucosa anteriores que requerían análisis de sudor o de laboratorio, este método solo requiere que el paciente exhale en una bolsa para obtener resultados rápidos in situ.

El sensor se construyó con grafeno inducido por láser, un material poroso creado mediante la combustión de una película de poliimida con un láser de CO₂. Para mejorar la selectividad, los investigadores combinaron grafeno con óxido de zinc, formando una unión que mejoró la eficacia del sensor en la detección de moléculas de acetona. También se añadió una membrana especial para bloquear el vapor de agua, que de otro modo podría interferir con las lecturas.

Actualmente, los pacientes deben respirar dentro de una bolsa para garantizar mediciones precisas sin interferencias del flujo de aire ambiental. El estudio, publicado en Chemical Engineering Journal, confirmó que el sensor podía detectar con fiabilidad los niveles de acetona relacionados con la diabetes y la prediabetes. Esta prueba de concepto demuestra una posible alternativa no invasiva al diagnóstico basado en la sangre.

En el futuro, los investigadores buscan diseñar una versión del sensor que funcione directamente debajo de la nariz o dentro de una mascarilla. También ven oportunidades para ampliar su uso, como el monitoreo de las fluctuaciones en los niveles de acetona con la dieta y el ejercicio. Estos hallazgos podrían ampliar las aplicaciones del dispositivo más allá de la diabetes, incluyendo el seguimiento de la salud en general.

“Si bien contamos con sensores que pueden detectar la glucosa en el sudor, estos requieren ejercicio, productos químicos o una sauna, lo cual no siempre es práctico”, dijo Huanyu “Larry” Cheng, profesor asociado de ciencias de la ingeniería y mecánica en Penn State. “Este sensor solo requiere exhalar en una bolsa, sumergir el sensor y esperar unos minutos para obtener los resultados”.

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Universidad Estatal de Pensilvania

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