Tener agua segura y de calidad requiere de un análisis y la aplicación de varias técnicas para comprobar que esté libre de patógenos y productos químicos. Sin embargo, estos sistemas no están al alcance de la población de bajos recursos. Es por ello que el doctor Miguel Ángel Domínguez Jiménez, investigador del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP), desarrolla un biosensor para la detección molecular y diagnóstico en tiempo real de Escherichia coli, que pueda ser utilizado en entornos rurales, de difícil acceso o en marginación.

Actualmente diversos grupos de investigación han diseñado sistemas de biosensores usando espectroscopias avanzadas para detectar la presencia de alguna bacteria, pero su costo es elevado. Además, requieren de equipo sofisticado y personal calificado para llevar a cabo los experimentos e interpretar los resultados.

En cambio, el equipo portátil creado por el doctor Domínguez Jiménez, adscrito al Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores (CIDS) del ICUAP, considera un método de depósito de materiales simple y de bajo costo, además de ser operado con conocimientos básicos.

Su diseño se basa en la tecnología de Transistores de Película Delgada (TFTs) desarrollada en el Laboratorio de Electrónica Flexible del CIDS, en el Ecocampus Valsequillo. La parte biológica se realiza en colaboración con el doctor Abdu Orduña, del Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, del Instituto Politécnico Nacional, en Tlaxcala.

El tamaño del dispositivo será similar al de un reloj inteligente y podrá detectar de manera confiable la presencia de E. coli en alimentos o agua para consumo humano, mediante el uso de tiras inteligentes. Su funcionamiento será sencillo, con el encendido de diodos LED se indicará si la muestra está libre de estos microorganismos. “En nuestro caso, el TFT se va a encender ante la presencia de estas bacterias”.

Por su relevancia y contribución, este proyecto se encuentra en solicitud de patente en cotitularidad con el Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN, tanto el proceso de funcionalización del material semiconductor con los anticuerpos para la detección de la bacteria, como del funcionamiento del biosensor basado en TFTs.

Mejorar la calidad de vida

Cada año mueren en el mundo cerca de 525 mil niños menores de 5 años por diarreas relacionadas con el consumo de alimentos que no han sido desinfectados y manejados con higiene. Lo anterior se debe a que las zonas marginadas no cuentan con el acceso suficiente para agua potable.

Para evaluar la calidad del agua se usan parámetros físico-químicos y biológicos, en este último caso de E. coli, usada como bioindicador de contaminación fecal humana o de otros animales de sangre caliente.

El proyecto ya se encuentra validado a nivel laboratorio y se iniciaron las pruebas simulando un ambiente real, tomando el parámetro mínimo más confiable en cuanto a la concentración de organismos unicelulares. “Se realizaron pruebas en laboratorio considerando diferentes concentraciones de bacterias en soluciones específicas. Ahora, estamos efectuando las pruebas en soluciones con otros microorganismos e incluso en alimentos preparados en casa”.

Miguel Ángel Domínguez Jiménez, doctor en Ciencias en Electrónica por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, indica que este trabajo surgió del interés de aportar soluciones a la problemática antes citada, lo cual muestra la vocación social de los investigadores de la Máxima Casa de Estudios en Puebla.