Recientemente, investigadores chinos han desarrollado un novedoso sistema de fotoacústica de terahercios, lo que supone un avance significativo en el diagnóstico no invasivo. Este sistema supera la interferencia del agua, eliminando la necesidad de extracciones de sangre o marcadores, y permite la medición en tiempo real de los niveles de sodio en ratones vivos. Los primeros ensayos en humanos también han demostrado su potencial y viabilidad para aplicaciones clínicas.

Las ondas de terahercios, situadas entre las bandas de microondas e infrarrojo medio, ofrecen ventajas como baja energía, inocuidad para los tejidos, dispersión débil y alta sensibilidad a los cambios estructurales biológicos, lo que las convierte en una herramienta ideal para la detección biomédica. Sin embargo, las ondas de terahercios son fácilmente absorbidas por el agua, lo que plantea dos grandes desafíos para aplicaciones biomédicas: eliminar la interferencia de las moléculas de agua en muestras complejas y lograr la detección in vivo a través de tejidos biológicos gruesos.

La medición precisa del sodio en sangre es crucial para diagnosticar y tratar la deshidratación, enfermedades renales y ciertos trastornos neurológicos/endocrinos. El equipo de investigación desarrolló un sistema de detección que combina sensores fotoacústicos con espectroscopía de terahercios, permitiendo el monitoreo no invasivo a largo plazo de la concentración de sodio en sangre.

El sistema emite ondas de terahercios mediante una configuración modular, excitando los iones de sodio en la sangre para generar ondas ultrasónicas, que luego son captadas por un transductor ultrasónico. Esta técnica fotoacústica convierte la energía de terahercios absorbida en ondas sonoras, superando eficazmente la interferencia de absorción del agua. Permite el monitoreo a largo plazo sin marcadores de los niveles de sodio en sangre en ratones vivos, y los ensayos con voluntarios humanos también han arrojado resultados prometedores.

«En el futuro, este sistema podría no solo detectar sodio en sangre, sino también identificar otros iones como potasio y calcio, así como biomoléculas como azúcares, proteínas y enzimas a través de sus firmas de absorción de terahercios, mostrando un amplio potencial de desarrollo.»