Espectrómetro de masas impreso en 3D para el punto de atención supera a los modelos de última generación
Actualizado el 08 May 2024
La espectrometría de masas es una técnica precisa para identificar los componentes químicos de una muestra y tiene un potencial significativo para monitorear estados de salud de enfermedades crónicas, como medir los niveles hormonales en pacientes con hipotiroidismo. Sin embargo, el alto costo de los espectrómetros de masas, que a menudo alcanza varios cientos de miles de dólares, los restringe a laboratorios que requieren el transporte de muestras de sangre para su análisis, lo que complica el manejo de enfermedades crónicas. Ahora, los investigadores han dado un gran paso hacia la construcción de hardware económico que podría hacer que la espectrometría de masas sea local. El equipo ha utilizado la impresión 3D para crear un ionizador de bajo coste, un componente vital del espectrómetro de masas, que puede ofrecer un rendimiento dos veces mejor que sus homólogos de alta gama.
El dispositivo desarrollado en el MIT (Cambridge, MA, EUA) mide solo unos pocos centímetros y está diseñado para producción en masa, lo que permite su integración en espectrómetros de masas mediante un método de ensamblaje robótico. Esto también lo hace más económico que los ionizadores tradicionales que a menudo exigen ensamblaje manual, hardware costoso para interactuar con el espectrómetro de masas o construcción en una sala limpia de semiconductores. En su lugar, utilizando la impresión 3D, junto con algunas optimizaciones inteligentes, los investigadores produjeron un emisor de electropulverización de bajo costo que puede superar a los ionizadores de espectrometría de masas de última generación.
Las optimizaciones permiten que el emisor de electrospray funcione a un voltaje un 24 % más alto que las versiones de última generación, duplicando así con creces su relación señal-ruido. El método de procesamiento por lotes podría reducir drásticamente el costo de cada emisor, allanando el camino para una espectrometría de masas asequible en el lugar de atención. El equipo ahora se centra en desarrollar un prototipo que integre su ionizador con un filtro de masa impreso en 3D, otro componente crítico del dispositivo. Además, están avanzando en el desarrollo de bombas de vacío impresas en 3D, un desafío clave en la impresión 3D de un espectrómetro de masas compacto completo.
“Nuestra gran visión es hacer que la espectrometría de masas sea local. Para alguien que tiene una enfermedad crónica que requiere un seguimiento constante, podría tener algo del tamaño de una caja de zapatos que podría utilizar para realizar esta prueba en casa. Para que eso suceda, el hardware tiene que ser económico”, afirmó Luis Fernando Velásquez-García, científico investigador principal de los Laboratorios de Tecnología de Microsistemas del MIT.
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