Biosensores electroquímicos

La idea es directa: muchas reacciones biológicas mueven electrones o iones. Si se consigue que ese movimiento ocurra en la superficie de un electrodo, se puede medir con un circuito corriente.

Las tres variantes

Amperométricos

Se aplica un potencial fijo y se mide la corriente, que es proporcional a la concentración del analito. Es el principio del glucómetro: la glucosa oxidasa oxida la glucosa, un mediador transporta los electrones al electrodo, y la corriente resultante se convierte en miligramos por decilitro.

Rápidos, baratos y con una relación señal-ruido excelente. Exigen que el analito o un mediador sean electroactivos, lo que limita a qué se pueden aplicar.

Potenciométricos

Miden la diferencia de potencial a corriente nula. El electrodo de pH es el ejemplo clásico. La respuesta es logarítmica con la concentración, según la ecuación de Nernst, lo que da un rango dinámico muy amplio a cambio de menos resolución.

Impedimétricos

Se aplica una señal alterna de pequeña amplitud y se mide cómo cambia la impedancia de la interfaz. Cuando una molécula grande —un anticuerpo unido a su antígeno— se deposita sobre el electrodo, dificulta la transferencia de carga y la impedancia sube.

Es la variante que permite detectar sin marcaje y sin que el analito sea electroactivo, lo que la hace atractiva para inmunosensores. A cambio, es más sensible al ruido y a las variaciones de la superficie.

Por qué dominan el mercado

• Miniaturización real. El transductor es un electrodo serigrafiado que cuesta céntimos. La electrónica cabe en un llavero.
• Coste. Órdenes de magnitud por debajo de cualquier alternativa óptica.
• No necesitan que la muestra sea transparente. Sangre entera, orina o agua turbia dan igual. Las técnicas ópticas sufren ahí.
• Tiempo de respuesta de segundos, que es lo que hace viable la prueba junto al paciente.

Dónde se quedan cortos

• Dan un número, no una identificación. Toda la selectividad recae en el bioreceptor. Si el anticuerpo falla, no hay nada en la señal que lo delate — a diferencia de SERS, donde un espectro anómalo se ve.
• Multiplexado costoso. Medir varios analitos a la vez requiere varios electrodos funcionalizados de forma distinta.
• Interferencias electroactivas. El ácido ascórbico o el úrico se oxidan a potenciales parecidos y suman corriente que no es del analito.
• Deriva de la superficie. La capa biológica sobre el electrodo se degrada y la calibración se mueve.

Frente a SERS

La comparación honesta es de compromisos, no de ganadores. Un biosensor electroquímico gana en coste, portabilidad y madurez industrial por un margen enorme. Uno SERS gana en sensibilidad última y aporta información estructural: un espectro completo en lugar de un escalar.

Para vigilar una concentración conocida en casa, la respuesta es electroquímica. Para detectar trazas de un biomarcador en suero sabiendo además qué es lo que se está midiendo, el terreno es plasmónico.

Vuelve a la comparativa de familias o al pilar, qué es un biosensor.