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Alcoholímetro y glucómetro, biosensores para la vida / CIENCIORAMA 1 
 
 
Imagen tomada de http://www.diarioimagen.net/?p=30550 
 
Alcoholímetro y glucómetro, biosensores para la vida 
Hugo Rico Bautista 
 
De sensores a biosensores 
En la vida cotidiana tenemos mucha necesidad de detectar, medir y 
contar. Cálculos comunes como contar manzanas o peces requieren sólo 
de saber contar, pero otros como contar las calorías de los alimentos o 
medir la temperatura corporal, requieren de más información o inclusive de 
un instrumento de medición. Cuando se trata de saber si le aumentó la 
bilirrubina a Juan Luis Guerra o si le subió el colesterol a Fito Olivares, es 
necesario llevar a cabo ciertos análisis, que en algunos casos requieren de 
especialistas y podrían ser costosos, para saber en qué cantidad se 
encuentran estas moléculas en sus organismos. Para conocer ciertos datos 
de algo que se desea medir se han desarrollado instrumentos para 
obtener información con buena precisión a un bajo costo y en el menor 
tiempo posible. Precisamente, un sensor tiene esta función de detectar en 
forma precisa cantidades muy pequeñas de algo que se desea medir. 
Existen sensores para medir la temperatura, el pH, contar los iones de 
http://www.diarioimagen.net/?p=30550
 
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calcio, de sodio, de potasio y magnesio, y se puede monitorear entre 
otras cosas la concentración de oxígeno disuelto en agua. 
 
 
Figura 1. Ejemplo de un sensor de oxígeno disuelto en agua, este instrumento puede 
medir el oxígeno de un lago, de una pecera, etc. Tomada de 
https://sontek.com/productsdetail.php?5000-5100-30 
 
Cuando medimos algo lo hacemos por comparación, por ejemplo, las 
mamás preocupadas que colocan su mano en la frente de su hijo para 
saber si tiene la fiebre, comparan su temperatura con la de su hijo. Este 
mismo principio de comparación se utiliza en los equipos especializados –
claro que sin el amor materno– por ejemplo con los sensores se pueden 
medir cambios de color o cambios en la corriente eléctrica, un cambio de 
voltaje, entre otros. 
Existe una gran variedad de sensores para medir distintas 
propiedades de los objetos: físicas, biológicas, químicas, etc. A un sensor 
que detecte por medio de una entidad biológica, como una célula, una 
enzima, una proteína, un anticuerpo o un tejido, se le llama biosensor. 
Generalmente esta parte del biosensor se le conoce como elemento de 
reconocimiento y es altamente sensible a lo que se quiere analizar 
usualmente llamado analito, así lo puede detectar aun cuando se tengan 
https://sontek.com/productsdetail.php?5000-5100-30
 
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mezclas de sustancias sin tener que hacer una purificación previa. Esa 
parte de reconocimiento no debe detectar muchos más compuestos que el 
que se desea medir. El biosensor debe tener también un transductor que 
sirva para convertir la señal obtenida y pasarla a datos cuantificables 
comprensibles para el usuario. 
 
 
Figura 2. Esquema simplificado del funcionamiento de un biosensor. Imagen tomada de 
Materiales Avanzados, 2009, 13, 27-32. 
 
De los coperos a la tecnología 
Varios ejemplos a lo largo de la historia podrían considerarse como 
antecedentes de los biosensores. En la edad media utilizaban personas a 
las que llamaban coperos para probar los alimentos de la nobleza. Si al 
cabo de un tiempo no se detectaba daño alguno en el copero, la comida 
se podía consumir con la certeza de que no estaba envenenada. Los 
animales se utilizaron con el mismo fin; cuando alguien moría por alguna 
causa extraña y súbita se daba a los perros el mismo alimento para 
descartar o confirmar un envenenamiento. Digamos que muchos seres vivos 
tuvieron el oficio de biosensor. 
 
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Figura 3. Recientemente en la serie de televisión Los Borgia, el copero del Papa Alejandro 
VI muere súbitamente de un envenenamiento; éste es el principio básico con el que 
funcionan los biosensores: una entidad biológica sufre un cambio ante un analito. Foto 
tomada de http://www.seriesyonkis.com/serie/the-borgias 
 
Otro biosensor vivo usado más recientemente son los canarios 
introducidos en las minas para salvaguardar la vida de los mineros. Estas 
aves son muy sensibles al aumento de gases tóxicos y letales que son 
inoloros, como el monóxido de carbono (CO) o metano (CH4). La muerte 
de los canarios indicaba la presencia de alguno de estos gases y era una 
alerta para los mineros. 
 
“Para el azúcar, para el alcohol, lleve su detector” 
Hay dos biosensores que han cobrado relevancia en la vida cotidiana 
actual porque uno permite medir la glucosa en pacientes con diabetes 
mellitus y el segundo se usa para localizar conductores con niveles de 
alcohol por arriba de los permitidos, el glucómetro y el alcoholímetro. El 
primero es importante debido al incremento considerable de personas con 
esta enfermedad, por lo que se destina una cantidad importante de 
recursos económicos en su prevención y en el desarrollo de nuevas 
tecnologías para detectarla y controlarla (ver “Vanadio: una esperanza para 
http://www.seriesyonkis.com/serie/the-borgias
 
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los diabéticos” en Cienciorama). El segundo es un método rápido y 
efectivo para saber si una persona que ha consumido alcohol es capaz de 
manejar un automóvil. Según estadísticas de la Secretaría de Seguridad 
Pública del Distrito Federal, el alcoholímetro ha ayudado a reducir en un 
30% los accidentes fatales asociados al consumo de alcohol y en un 70% 
las muertes por conducir en estado de ebriedad. 
El funcionamiento del glucómetro y del alcoholímetro es muy similar. 
Para medir la cantidad de azúcar en la sangre se coloca una gotita de 
sangre del paciente en una tira reactiva que contiene la enzima glucosa 
oxidasa (GO). En unos cuantos segundos se obtiene un número que indica 
la cantidad de glucosa que hay en la sangre. En el alcoholímetro la 
enzima que se utiliza es la alcohol deshidrogenasa (ADH). Ambas enzimas 
son el elemento de biorreconocimiento pues reaccionan químicamente con 
la glucosa y el etanol. La reacción de las enzimas GO y ADH con sus 
analitos es de óxido reducción, y produce un intercambio de electrones 
que se cuantifica en un detector o transductor. Estos equipos están 
calibrados para relacionar la cantidad de electrones detectados con la 
concentración del analito. 
Supongamos que hacemos la prueba del alcoholímetro, lo primero 
sería colocar la muestra a analizar, es decir, tendríamos que soplar en el 
alcoholímetro. El alcohol que se haya ingerido reaccionará con la enzima 
ADH del biosensor, que transforma el etanol en etanaldehído. Esta reacción 
de óxido reducción implica un intercambio de electrones por la oxidación 
de etanol. El número que nosotros observamos en la pantalla del equipo 
está dado por un cambio en la corriente eléctrica debido al paso de 
electrones provenientes de la reacción entre la enzima ADH y el etanol, y 
éstos son cuantificables cuando llegan al detector del equipo, por ende 
conociendo el número de electrones podemos conocer la concentración de 
etanol. 
Cabe mencionar que las reacciones de óxido reducción son un tipo 
de interacción entre el elemento de reconocimiento y el analito, pero 
 
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puede haber otro tipo de interacciones. Por ejemplo, si se utiliza un 
anticuerpo o una célula entera el proceso es algo diferente que si sólo se 
utiliza una enzima, pero incluso en las enzimas hay diferentes tipos, como 
las isomerasas o las hidrolasas, donde la interacción es diferente a las 
reacciones de óxido reducción llevadas a cabo por las oxidorreductasas. 
Por otrolado, en ocasiones en la interacción entre el elemento de 
biorreconocimiento --en este caso las enzimas oxidorreductasas GO y ADH-
- y el transductor --donde se cuantifican los electrones-- puede haber 
interferencias, es por ello que se añade un elemento llamado mediador 
que sirve para transferir los electrones desde la enzima hasta el 
transductor. 
En las figuras 4 y 5 se muestran de forma esquemática las 
reacciones que se llevan a cabo dentro del biosensor; en ambas figuras el 
analito está situado en la parte inferior del lado derecho, comenzando la 
reacción cuando el analito reacciona con la enzima y le cede sus 
electrones. En otra reacción de óxido reducción la enzima pasa los 
electrones al compuesto llamado mediador (MED) situado al lado del 
electrodo, que finalmente acarrea los electrones para cuantificarlos. 
 
 
Figura 4. Reacción de la glucosa (parte inferior derecha) en el glucómetro. Usualmente el 
mediador (MED) es un compuesto que contiene un metal y que ayuda a que sea más 
eficiente el proceso de acarreo de electrones. GOred, GOox, MEDred, MEDox, se refieren a 
 
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sus formas reducida (cuando ganan electrones) y oxidada (cuando pierden electrones) 
respectivamente. 
 
 
Figura 5. El etanol (CH3CH2OH) reacciona con la enzima alcohol deshidrogenasa ADHox. En 
este caso el mediador se ejemplifica con un compuesto de hierro llamado ferroceno, que 
se utiliza usualmente en este tipo de biosensores. NAD+/NADH es un cofactor o coenzima 
utilizado de forma natural en algunas reacciones enzimáticas. 
 
La UNAM desarrolla mediadores 
El grupo de trabajo del Dr. Ronan Le Lagadec en el Instituto de Química 
de la UNAM, desarrolló una serie de mediadores para hacer más eficiente 
el proceso de acarreo de electrones entre la enzima y el electrodo; 
mientras más rápido sea el intercambio más rápida será la respuesta en el 
dispositivo. Actualmente los compuestos que se utilizan como mediadores 
en el glucómetro y alcoholímetro son los que contienen hierro dentro de 
su estructura. El grupo del Dr. Le Lagadec encontró que algunos 
compuestos de rutenio y osmio intercambian electrones mucho más rápido 
que los de hierro utilizados actualmente. 
En particular, los compuestos que mejor intercambian electrones con 
la enzima son los ciclometalados. Este tipo de compuestos posee una 
unidad básica que forma un ciclo entre tres átomos: carbono, metal y otro 
átomo que usualmente es nitrógeno, azufre u oxígeno, como se muestra 
en la figura 6B y 6C. Los enlaces metal carbono y metal nitrógeno forman 
 
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el mencionado ciclo; metalado hace referencia al enlace carbono-metal. 
Este enlace es muy importante ya que brinda estabilidad al compuesto y 
controla su facilidad de ganar o ceder electrones, que es de suma 
importancia al interactuar con la enzima. 
 
 
Figura 6. Se puede observar en la figura 6A, la estructura fundamental de los complejos 
ciclometalados, en 6B y 6C son ejemplos de complejos de rutenio y osmio, que sirven 
como mediadores con enzimas como la glucosa oxidasa y alcohol deshidrogenasa. En 
azul se muestra la unidad o fragmento ciclometalado. 
 
Estos compuestos de rutenio y osmio han superado a los mediadores 
actuales que se utilizan de forma comercial en su velocidad de 
intercambiar electrones con algunas enzimas como la glucosa oxidasa y la 
alcohol deshidrogenasa, por lo que podrían sustituir a los mediadores que 
se utilizan comercialmente. 
El desarrollo de estos compuestos tiene una amplia variedad de 
aplicaciones en la industria, por ejemplo en la detección de peróxidos, en 
el área de los alimentos, en el monitoreo del medio ambiente o en el 
sector salud. Estos biosensores son de respuesta rápida, fáciles de utilizar, 
portátiles, de tamaño adecuado y generalmente económicos. Su uso se ha 
ido incrementando con el paso del tiempo dadas sus ventajas y 
aplicaciones. 
 
 
 
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Agradecimientos 
A la Lic. Karina García Esquivel por su amable colaboración en el diseño 
de las imágenes mostradas en este artículo. 
 
Referencias 
Divulgación 
- Espinoza-Jalapa, N.A., Cerón-Camacho, R., Le Lagadec, R., “Biosensores: Enzimas y 
compuestos organometálicos para el bienestar” Materiales Avanzados 2009, 13, 27-32. 
- Rico-Bautista, H., Tesis de Licenciatura. Facultad de Química, UNAM, junio, 2010. 
 
Especializadas 
- R. Le Lagadec, L. Alexandrova, H. Estevez, M. Pfeffer, V. Laurinavicius, J. Razumiene, A. D. 
Ryabov, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 2735–2738. 
- Cerón-Camacho, R; Le Lagadec, R.; Kurnikov, I.V.; Ryabov, A.D., J.Inor. Biochem. 2014, 
134, 20-24.