Por Canuto  

Un equipo de las universidades de Westlake y Xiamen desarrolló un dispositivo portátil de bajo costo que detecta biomarcadores tempranos de cáncer de pulmón en una sola gota de sangre. El avance combina metamateriales, nanofotónica y fabricación en masa para llevar pruebas complejas fuera de grandes laboratorios.
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  • El chip cuesta cerca de USD $5 y cabe en la palma de la mano, frente a equipos ópticos tradicionales del tamaño de un refrigerador.
  • El dispositivo detectó biomarcadores a concentraciones de 24 attomolar en 15 minutos, con una sensibilidad unas 10.000 veces superior a ELISA.
  • En 171 muestras clínicas de suero, alcanzó un área bajo la curva de 94,9% para detección temprana de cáncer de pulmón.

Un equipo de investigadores chinos desarrolló un chip portátil capaz de detectar señales tempranas de cáncer de pulmón a partir de una sola gota de sangre. El dispositivo busca transformar una prueba de laboratorio compleja en una herramienta pequeña, barata y potencialmente útil en hospitales, zonas remotas y hogares.

Según VnExpress International, el trabajo fue liderado por Liaoyong Wen, de la Universidad de Westlake en Hangzhou, y Jinfeng Zhu, de la Universidad de Xiamen. Los resultados aparecieron el 13 de mayo en Nature Photonics.

El avance combina nanofotónica, metamateriales y fabricación de bajo costo. Su promesa central es clara: detectar biomarcadores asociados al cáncer de pulmón en concentraciones extremadamente bajas, sin recurrir a sistemas voluminosos.

Un laboratorio óptico reducido a tres piezas

Los inmunoensayos clínicos tradicionales, como ELISA, dominan la detección de biomarcadores en hospitales de todo el mundo. ELISA significa ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas, y sirve como referencia para muchas pruebas biológicas.

El nuevo dispositivo reporta una sensibilidad unas 10.000 veces mayor que ELISA para la tarea evaluada. Esa diferencia resulta clave cuando los biomarcadores circulan en cantidades mínimas, como ocurre en etapas tempranas del cáncer.

Los biosensores ópticos convencionales suelen medir cambios en la longitud de onda de la luz que atraviesa una muestra. Para hacerlo, requieren prismas, espectrómetros y trayectorias ópticas complejas.

Ese enfoque termina en máquinas grandes, descritas por los autores como sistemas del tamaño de un refrigerador de dos puertas. El equipo chino sustituyó esa arquitectura por un método que mide intensidad de luz.

Los investigadores llaman a este mecanismo detección refractométrica modulada por Q. Gracias a ese cambio, redujeron el sistema a tres componentes: un chip fotónico 3D, una fuente de luz LED y un fotodetector.

Metamateriales para detectar señales casi invisibles

El chip utiliza metamateriales, superficies diseñadas para manipular la luz de formas que no ocurren en materiales naturales. Estos materiales permiten controlar interacciones ópticas a escalas muy pequeñas.

La tecnología se apoya en un trabajo previo del mismo grupo publicado en 2025 en Nature Materials. En ese estudio, los investigadores utilizaron aluminio para lograr litografía de alta precisión desde escalas nanométricas hasta dimensiones macroscópicas.

La fabricación resultaba uno de los grandes obstáculos. Los chips tradicionales de metasuperficie se escriben trazo por trazo mediante litografía por haz de electrones.

Wen comparó ese proceso con copiar un libro palabra por palabra, según informó el South China Morning Post. Esa técnica limita la producción en masa y eleva el costo unitario a cientos de dólares.

El nuevo enfoque crea primero una plantilla maestra y luego produce copias en masa. Con ese método, el equipo puede imprimir miles de chips idénticos en una oblea de 8 pulgadas, con un costo cercano a USD $5 por chip.

Pruebas clínicas con 171 muestras de suero

Para validar el dispositivo, el grupo de Westlake trabajó con investigadores de la Universidad de Xiamen. El objetivo fue detectar pequeñas vesículas extracelulares vinculadas al cáncer de pulmón.

Estas vesículas tienen valor en la biopsia líquida porque circulan en la sangre. También transportan firmas moleculares de tumores, lo que las convierte en señales útiles para diagnóstico.

El problema está en su baja concentración. En pacientes con enfermedad temprana, estas vesículas aparecen en niveles tan reducidos que su detección resulta difícil con herramientas convencionales.

El dispositivo portátil detectó esos biomarcadores en concentraciones de hasta 24 attomolar. El resultado llegó en 15 minutos, de acuerdo con el estudio.

En 171 muestras clínicas de suero, el sistema mostró un desempeño diagnóstico sólido. El área bajo la curva característica operativa del receptor alcanzó 94,9% para detección temprana del cáncer de pulmón.

La misma medida llegó a 92,1% para seguimiento posoperatorio. ELISA obtuvo 74,7% en la comparación reportada por los investigadores.

Por qué importa la detección temprana

El cáncer de pulmón sigue siendo el cáncer más mortal del mundo. La Organización Mundial de la Salud atribuyó a esta enfermedad cerca de 1,8 millones de muertes en 2022.

La etapa de detección cambia de forma drástica el pronóstico. Según datos de la American Cancer Society basados en la base SEER del Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos, la supervivencia a cinco años ronda 65% cuando la enfermedad permanece localizada.

Cuando el cáncer se propaga a órganos distantes, esa tasa cae a cerca de 9%. Por eso, detectar el cáncer antes de su expansión representa uno de los factores más decisivos para los pacientes.

El equipo resume su avance como un nuevo paradigma de biodetección nanofotónica. En el resumen del artículo, los autores escribieron que el trabajo establece una plataforma escalable y robusta para diagnósticos miniaturizados y de alto rendimiento.

La visión no se limita al hospital. Los investigadores apuntan a entornos clínicos, remotos y domésticos, aunque el salto desde validación clínica inicial hasta adopción masiva exige más pruebas y procesos regulatorios.

Un avance entre salud, hardware y fabricación inteligente

Liaoyong Wen se incorporó a la escuela de ingeniería de la Universidad de Westlake en 2019. Llegó como profesor asistente e investigador principal independiente, después de trabajos previos en la Universidad de Connecticut.

En julio de 2025 fue ascendido a profesor asociado. Su grupo trabaja en materiales nanoestructurados y en sus aplicaciones en optoelectrónica y biodetección, de acuerdo con su perfil académico.

El equipo también posee una patente china relacionada con la física de detección, la fabricación del chip y el sistema integrado. La titularidad aparece a través de la Universidad de Westlake, según la declaración de intereses contrapuestos del artículo.

Wen sostuvo que la tecnología de fabricación micro-nano se ha convertido en un soporte central de la sociedad moderna de la información. También señaló que ya se aplica en interacciones de señales ópticas, eléctricas y magnéticas.

Para lectores acostumbrados a seguir IA, semiconductores y blockchain, el caso muestra una tendencia familiar: hardware especializado, miniaturización y producción escalable pueden cambiar costos y acceso. Aquí, esa lógica apunta a una de las áreas más sensibles de la medicina.

El dispositivo todavía debe recorrer el camino que separa un resultado académico de una prueba ampliamente disponible. Sin embargo, sus cifras iniciales plantean una posibilidad poderosa: llevar diagnósticos de alta sensibilidad a formatos más pequeños, rápidos y baratos.


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