Análisis Comparativo de Transductores Biológicos Olfatorios para Fines Industriales

Abstract

Los sensores biológicos (SB) aparecen como una de las últimas tendencias en cuanto al desarrollo de dispositivos sensoriales. Se estima que los SB sean de gran utilidad en diversos procesos industriales, pues presentan competencias que les otorgan una valiosa ventaja comparativa respecto de otro tipo de sensores. Son de especial interés los sensores biológicos olfatorios (SBO), ya que la información olfativa está siendo incorporada cada vez más en múltiples procesos industriales, pero aún no existen sensores que cumplan con las cualidades necesarias para que su inclusión sea sencilla y efectiva. Los SBO podrían ser los que satisfagan estos requerimientos. El objetivo general de este trabajo consiste en realizar un análisis comparativo de diferentes técnicas que son un potencial aporte en el desarrollo de SBO, y sus posibles aplicaciones industriales. Por otra parte, intenta también aportar concretamente en la determinación del valor de la conductancia unitaria del canal iónico de Cl- activado por Ca2+ presente en los cilios de las neuronas receptoras olfatorias, que constituye un elemento fundamental en el proceso de transducción olfatoria; cuyo entendimiento cabal incide en el progreso de los conocimientos que permiten la creación de SBO. Se recopila y analiza el material bibliográfico relativo a la transducción biológica olfatoria, seleccionando lo más destacable desde el punto de vista del desarrollo de un SBO, incluyendo interfaz bioeléctrica, codificación olfativa y aplicaciones que constituyen el mercado de esta tecnología. Entre los métodos más promisorios para aplicaciones en las próximas décadas se pueden mencionar la combinación de osciladores de cuarzo con proteínas receptoras olfatorias, entregando alta sensibilidad en detección específica; para la clasificación de distintos olores a diferentes concentraciones, el análisis de patrones espaciotemporales de la actividad neuronal en los glomérulos del Bulbo Olfatorio puede ser una técnica alto rendimiento. Además, se realiza un estudio de la conductancia del canal iónico, desarrollando un simulador computacional en MATLAB, que genera datos equivalentes a los obtenidos experimentalmente por Larsson et al. (1997), pero que permite acceder al valor de la conductancia del canal asociada a los datos generados. De esta manera, se puede contrastar el valor obtenido con la metodología propuesta por Larsson et al. (1997), con el valor real de la conductancia que produjo dichos datos. Se determinó que la metodología examinada no considera los efectos producidos por la conductancia basal de la membrana del cilio, ni la dependencia del potencial de membrana ante aperturas y cierres marginales de los canales en torno al valor promedio. Los ensayos realizados con el simulador indican que los factores no considerados en la metodología antecedente pueden provocar subestimaciones de hasta un 50% en el valor de la conductancia, sugiriendo una reevaluación de los valores publicados, realizando experimentos y modelos que consideren los efectos encontrados.