iVOCs: Diseño y caracterización in-silico de un Sensor IoT para detección y medición de compuestos orgánicos volátiles en aliento exhalado, asociados con asma crónica (con prototipo en laboratorio)

La identificación de biomarcadores y el desarrollo de nuevas técnicas para detectarlos son fundamentales en el diagnóstico temprano de enfermedades y para la evaluación de la efectividad de tratamientos. Esto es particularmente importante en enfermedades crónicas de difícil tratamiento, como el asma, donde el fenotipado permite predecir la respuesta de los pacientes a los tratamientos y reducir el riesgo de posibles complicaciones. El óxido nítrico exhalado (FeNO) es un biomarcador positivo para el asma eosinofílica y puede ser detectado directamente por vías respiratorias. Esta propuesta está encaminada al diseño y prototipado de un dispositivo electrónico para detectar y medir FeNO directamente del aire exhalado, como una alternativa costo-eficiente rápida y portable a las pruebas tradicionales basadas en la caracterización fuera de línea por espectrometría de masas sobre esputo. Pruebas in silico preliminares por parte del equipo proponente, demuestran un dispositivo nanométrico de efecto de campo electrónico basado en fosforeno, altamente afín a la absorción selectiva de FeNO sobre la juntura semiconductora que permite relacionar los cambios en el espectro de transmisión del material ante muy bajas concentraciones del analito, así como correlacionar la incidencia de otros compuestos orgánicos volátiles con el asma, como enfermedad crónica respiratoria. Este esfuerzo buscará optimizar el diseño del nanosensor, para evitar su degradación por oxidación e hidrofilicidad, y fabricar un prototipo físico del mismo, para su correspondiente validación -por comparación directa- con las técnicas clínicas convencionales empleadas actualmente para el diagnóstico y el seguimiento del asma eosinofílica.