Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Calentar una célula biológica viva en microondas: caracterización celular no invasiva sin etiquetas mediante espectroscopia de impedancia de banda ancha

James CM Hwang

Las microondas no sólo sirven para cocinar, para los coches inteligentes o para los teléfonos móviles. Podemos aprovechar el amplio espectro electromagnético para hacer cosas maravillosas que son más vitales para nuestras vidas. Por ejemplo, la ablación por microondas de tumores cancerosos ya se utiliza ampliamente, y la monitorización remota por microondas de los signos vitales cobra cada vez más importancia a medida que la población envejece. Esta charla se centrará en un uso biomédico de las microondas a nivel de células individuales. A baja potencia, las microondas pueden penetrar fácilmente en la membrana celular para averiguar qué hay dentro de una célula, sin cocinarla ni dañarla de ningún modo. Actualmente es la forma más rápida, compacta y económica de saber si una célula está viva o muerta. Por otro lado, a mayor potencia pero a menor frecuencia, la señal electromagnética puede interactuar fuertemente con la membrana celular para perforar agujeros temporales de tamaño nanométrico. Los nanoporos permiten que los fármacos se difundan en la célula y, en función de la reacción de la célula, se puede desarrollar una medicina individualizada y acelerar el desarrollo de fármacos en general. Por el contrario, los nanoporos permiten extraer hebras de moléculas de ADN de la célula sin matarla, lo que puede acelerar la ingeniería genética. Por último, modificando tanto la potencia como la frecuencia de la señal, podemos obtener efectos de dielectroforesis positivos o negativos, que hemos utilizado para obligar a una célula viva a acercarse a la mesa de examen del Dr. Microwave y luego sacarla después del examen. En la charla se explorarán estos interesantes usos de las microondas y el conocimiento fundamental resultante sobre las células biológicas.