Autor: ING. Jesus Brito Garcia
11 de Febrero de 2026
Introducción
En biomedicina, la electroquímica proporciona transducción directa de reacciones enzimáticas en dispositivos portátiles, esencial para monitoreo continuo de metabolitos como glucosa (diabetes, >14M casos México) y lactato (hipoxia tisular). El LMAB-CINVESTAV desarrolla lab-on-a-chip autosuficientes para glucosa en sangre, mientras electrodos MicruX interdigitados facilitan detección multiplexada en microrreactores.
Curiosidad técnica: Electrodos interdigitados generan campos no uniformes, incrementando sensibilidad 10-100x en volúmenes nL para cultivo celular
Antecedentes Científicos
Biosensores electroquímicos miden corrientes amperométricas o impedancias derivadas de oxidación enzimática (e.g., glucosa oxidasa produce H₂O₂ a +0.6 V vs. Ag/AgCl). En LMAB-CINVESTAV, plataformas integran microfluídica con electrodos para cuantificar glucosa/lactato en sangre mínima, validado en sistemas lab-on-chip autosuficientes. Proyectos enfatizan inmovilización enzimática y minimización de interferentes (e.g., ácido úrico) vía selectividad electroquímica.
Proyectos del LMAB-CINVESTAV
Lab-on-a-Chip para Glucosa en Sangre
Sistema microfluidico autosuficiente detecta glucosa vía amperometría en gotas de sangre, con enzimas inmovilizadas para oxidación eficiente y generación de corriente proporcional a concentración (límite detección ~µM). Aplicado en monitoreo diabético continuo.
Detección de Lactato en Plataformas Electroquímicas
Biosensores enzimáticos con lactato oxidasa en electrodos serigrafiados miden lactato (0.5-20 mM en sangre) por reducción de H₂O₂, evaluados en media-celda y bioceldas de combustible. Potencial en daño renal diabético y ejercicio físico.
Rol de Electrodos Interdigitados y Multi-Electrodo MicruX
LMAB enfoca prototipos funcionales; electrodos interdigitados MicruX (ED-IDE, 90 pares Au 10/10 µm) amplían a microrreactores con EIS (espectroscopía impedancia) para capacitancia/conductividad, compatibles con SU8/PI aislante. Multi-electrodos (bi/tri-sensores) habilitan detección paralela en cultivo celular, midiendo viabilidad/redox en tiempo real.
Propiedades clave:
Geometría interdigital: Amplifica señal por difusión radial (equación: i∝nFADC/δi∝nFADC/δ, δ reducido).
Multi-configuración: 3.5 mm Ø celda, 50/150 nm espesor, reutilizables >100 ciclos.
Integración: Drop/AIO/Multi8x para bioingeniería.
Curiosidad: En cultivo celular, detectan gradientes redox locales, prediciendo apoptosis con precisión >95%.
Curiosidades y Datos Impactantes
LMAB lab-on-chip usa <1/3 gota sangre para HbA1c, correlación R²>0.99 vs. HPLC.
MicruX IDE mide impedancia en cultivo 3D, sensibilidad 1 pF/µm² para metabolitos.
Lactato >4 mM indica sepsis; sensores LMAB responden lineal 0.1-25 mM.
Global: Mercado electroquímica biomédica crece 12%/año; México lidera con CINVESTAV en patentes lab-on-chip.
Análisis Crítico e Implicaciones
Estos desarrollos validan electroquímica en point-of-care, pero requieren fouling mitigation (e.g., nanotubos CNT) y validación clínica COFEPRIS. MicruX acelera prototipos a comerciales, impactando diabetes (11% prevalencia México) y organ-on-chip
Conclusión
LMAB-CINVESTAV integra electroquímica para glucosa/lactato con precisión analítica superior, expandida por MicruX interdigitados/multi-electrodos en microrreactores. Investigadores: integra en tus cultivos celulares. Contacta LMAB o MicruX para colaboraciones.
