Biomedica, Sensores Y Biosensores

I.

Un sensor es un aparato capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor), etc. Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar.

Un bio-sensor se puede definir como un dispositivo compuesto por dos elementos fundamentales: un receptor biológico (por ejemplo proteínas, ADN, células,.....) preparado para detectar específicamente una sustancia aprovechando la exquisita especificidad de las interacciones biomoleculares y un transductor o sensor, capaz de interpretar la reacción de reconocimiento biológico que produce el receptor y "traducirla" en una señal cuantificable.

Para aumentar la selectividad del sensor se pueden utilizar elementos bioquímicos o biológicos (enzimas, anticuerpos, ácidos nucleicos, células, tejidos, microorganismos) como elementos sensores de tal manera que se obtiene un bio-sensor. Tanto los ISE como los bio-sensores necesitan de un elemento interno sensible a la interacción elemento sensor-analito y que transporte una señal hasta un dispositivo de medida y procesamiento de la información capturada.

Bio-sensor hace referencia a la parte receptora biológica que lleva incorporada en su interior. Por ejemplo, es poco conocido que el famoso medidor de glucosa que mencionábamos al inicio, es un bio-sensor, ya que en su interior combina un electrodo (transductor) con una capa de enzimas glucosaoxidasas (receptor), encargadas de catalizar la reacción de descomposición de la glucosa. Cuando la reacción enzimática tiene lugar, el electrodo detecta un cambio redox, que es directamente proporcional a la concentración de glucosa en la sangre del paciente.

Equipo para detectar cocaína en sangre, vino y distintos líquidos utiliza el bio-sensor que funciona bajo los principios electroquímicos, al medir la corriente eléctrica que se produce como consecuencia de una reacción de óxido-reducción. Esta corriente eléctrica es de muy baja intensidad, “de 10 elevado a -9 microamperios”, especifica Arcos, y aquí entra en acción el amperímetro. A pesar de esta minúscula reacción eléctrica, el sistema detecta datos proporcionales a la concentración del analito. El bio-sensor se sitúa sobre un soporte polimérico desechable de unos pocos centímetros. En la solución líquida, en la que se supone que hay presencia de cocaína, se introduce el plástico xerografiado y se conecta al amperímetro. Según la señal que emita el dispositivo, se determina el porcentaje de la presencia de la droga en el líquido.

En el caso del sensor desarrollado para la detección de presencia y cantidad de cocaína en soluciones, actúa una enzima denominada citocromo p450. Por este motivo, por la presencia de una materia orgánica, el dispositivo es denominado bio-sensor. El citocromo p450, la enzima, interactúa con la cocaína, es sensible a esta substancia. Dependiendo de la respuesta que ofrezca la enzima, se podrá cuantificar la cantidad precisa de la presencia de cocaína en una solución líquida, “que podría ser tanto la sangre como la orina”.

El sensor del pulsioxímetro consiste en dos partes, los diodos emisores de luz (LEDs) y un detector de luz (llamado un foto – detector). Los haces de luz brillan a través de los tejidos de un lado del sensor a otro. La sangre y los tejidos absorben algo de la luz emitida por el sensor. La luz absorbida por la sangre varía con la saturación de la hemoglobina. La foto-detector detecta la luz transmitida a medida que la sangre pulsa a través de los tejidos y el microprocesador calcula un valor para la saturación de oxígeno (SatO2). Para que el pulsioxímetro funcione, el sensor debe ser colocado donde un pulso puede ser detectado.

II.

Los sensores tienen un rol vital en todo sistema de medidas, ellos tienen la función de convertir la variable física que se desea registrar en una magnitud eléctrica (voltaje, corriente, resistencia, capacidad, Inductancia, etc.), captar la señal del sensor y extraer la información para presentarla, transmitirla, hacia un acondicionamiento previo de la señal que es suministrada al conversor, la esencia del acondicionamiento es hacer que el rango de variación real que experimentará la variable a medir se convierta en el rango máximo de voltaje de entrada que acepta el conversor A/D que se utiliza. El acondicionamiento de la señal también implica la transformación de la señal entregada por el sensor de forma que siempre la magnitud final sea voltaje, además en el acondicionamiento se puede garantizar el filtrado de valores de ruido no deseadas en la variable medida. Dispositivo electrónico que convierte una señal eléctrica continua (generalmente voltaje) en un código digital equivalente para que sea procesada la información en el procesador. En los sistemas informáticos el complejo de circuitos que configura la unidad central de procesamiento o comúnmente llamado el cerebro. Típicamente, un procesador es parte de cualquier computadora o de equipos electrónicos digitales y es la unidad que hace las veces de “motor” de todos los procesos informáticos desde los más sencillos hasta los más complejos. En una computadora se reconocen el procesador como dispositivo de hardware que puede tener diversas calidades y tipos. Luego de ser procesado los datos recibidos el dispositivo de conversión que me convierte un código digital en una señal eléctrica correspondiente (voltaje o corriente). Luego de recopilar los datos pasan a ser acondicionados y dependiendo la forma de los datos de salida depende del empleo que se les vaya a dar a estos, ya sea para una pantalla o un impresora, etc.

III.

El desfibrilador NIHON KOHDEN TEC-7600 aplica la cantidad de 2Julios, se obtiene un nivel de error de más o menos 0.5J en la primera fase y aplicando 3J el error en el mismo aumenta a mas o menos a 1J en la segunda etapa, pero cuando se le aplica 5J a 10J el nivel confiabilidad disminuye dando mayor margen de error. En esta última etapa donde se le aplica 20J al nivel máximo que

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