1. Objeto de investigación

“Nariz electrónica”

Objetivo: Describir como funciona una nariz electrónica, así como alcances en la detección de olores cancerígenos de piel (melanomas).

Justificación: La captación de olores por las casi 300 millones de células olfativas de la nariz del perro, frente a los casi 5 millones que poseen los seres humanos los hace tener una habilidad muy superior, la cual esta puede ser reproducida con lo que podríamos llamar una “nariz electrónica” y poder utilizarla en múltiples aspectos tanto en la ciencias exactas (biología, química, etc.), así como en la medicina en el tratamiento de múltiples enfermedades que de otra manera no podrían ser detectadas a tiempo para su tratamiento y posible cura, en este caso nos interesa un tipo de tratamiento específico es decir el cáncer de piel (melanoma) que produce un olor característico que el ser humano no puede detectar a menos que sea por máquinas muy sensibles a olores o mediante otros métodos alternativo (biopsias).

2. Plan de trabajo

Tareas a realizar:

1. Investigación bibliográfica, para identificar los distintos sensores de olores

3. Comparación de los distintos sensores, así como de los instrumentos

4. Conclusiones y recomendaciones

3. Estructura

Una “nariz electrónica” (NE) es un instrumento que puede oler, es decir, es capaz de realizar análisis cualitativos y/o cuantitativos de una mezcla de gases, vapores y olores. La NE es un instrumento de olfato artificial que permite distinguir y reconocer aromas utilizando sensores de gas. Un dispositivo de este tipo tiene al menos 4 partes con diferentes funciones:

1. Se efectúa la adecuación de la mezcla gaseosa y el muestreo.

Fundamentos de Investigación

Evidencia de Aprendizaje: El plan de trabajo, Unidad I

2. El conjunto de sensores de gas hace la detección.

3. La electrónica de control se dedica a la gestión del conjunto de sensores, y adecuación de la señal.

4. Por último, la computadora, con adecuados algoritmos de clasificación de patrones, extrae los rasgos característicos o "huellas" de cada aroma y presenta los resultados en la interfaz con el usuario.

Esto lo podemos apreciar mejor en el siguiente diagrama.

Sensores de gas

Entendemos como sensor a un dispositivo el cual consta de dos partes:

1. Un elemento sensible o activo, sus propiedades físicas o químicas cambian en presencia de aquello que se desea detectar.

2. Un elemento transductor, convierte los cambios en las propiedades del elemento activo en una señal eléctrica.

El sensor en algunos casos cuenta con una membrana selectiva, que impide el paso de materia o radiación indeseable. En la figura se observa un sensor de gases o líquidos, así como las etapas de procesamiento de señales. Este tipo de sensores se utilizan en narices y lenguas electrónicas.

Comparación de las características de sensores e instrumentos

Propiedad Sensor Instrumentoespecífico

Sensibilidad Alta AltaLímite de detección Variable Muy buenoEspecificidad Baja AltaReproducibilidad Moderada AltaCosto Bajo AltoInstalación remota Sí NoTransportabilidad Sí NoModularidad Sí NoCaja negra No SíAdaptabilidad Sí NoMiniaturización Sí No

Sensores de gas más utilizados

A continuación se listan los nombres de referencia (en inglés) de los tipos de sensores de gases más utilizados actualmente:

- MOX: metal oxide semiconductor (utilizados en las narices electrónicas PampaNose I y II del tipo MEMS)- QCM: quartz crystal microbalance- SAW: surface acoustic waves- MOSFET: metal oxide semiconductor field effect transistor- CP: conducting polymers- FO: fiber optics

El diseño de un sensor de nanopartículas puede distinguir correctamente el aliento sano del canceroso, midiendo los niveles de COV en muestras de pacientes con cánceres de pulmón, de mama, de próstata, de colon o de piel. Un sensor mejorado para uso clínico de esta índole puede a futuro estar próximo

Conclusiones y recomendaciones

El uso de un banco de gases de este tipo es fundamental en la elección de sensores para su instalación en una nariz electrónica, debido a que pueden elegirse aquellos que sean más sensibles y selectivos para cada aplicación, además de proveer información importante sobre su deterioro con el tiempo, lo cual es uno de los principales problemas de los sensores activos.

El desarrollo de sensores es una temática multidisciplinaria. Involucra aspectos de Física, Química e Ingeniería, y abarca desde la síntesis del material activo hasta la medición con arreglos multisensoriales como los de la Nariz Electrónica. Un programa global de investigación en el área de sensores involucra varias etapas previas al uso comercial de un dado dispositivo.

Fuentes de consulta

http://www.mundoanimalia.com/articulo/Los_sentidos_del_perro

http://www.e-nose.com.ar/paginas/funcionamiento.htm

http://ar.selecciones.com/contenido/a3042_perros-que-detectan-cancer