Principios de análisis instrumental

672 Capítulo 25 Voltametría <« Medición de las partes para entender el todo: el microfisiómetro Las ciencias biológicas, las ciencias biomédicas y de hecho toda la ciencia confía desde siempre en el análisis químico para pro– porcionar información fundamental sobre los detalles de los siste– mas complejos. Con ayuda de la información analítica, a menudo obtenida en momentos muy diferentes y en muchos lugares dis– tintos, los científicos pretenden crear modelos de sistemas com– plejos que podrían llevar a entender las interacciones detalladas de las cosas vivas con sus ambientes. En aüos recientes, el campo nuevo de la biología de sistemas ha enfocado el problema de arriba hacia abajo y no de abajo hacia arriba. Al aplicar el conocimiento y las herramientas de diversos campos, como análisis de sistemas, computación, disei1o experimental, genómica y química analítica, los modelos de interacciones intracelulares bioquímicas y gené– ticas están en vías de perfeccionamiento para ayudar a descubrir fármacos y en el diagnóstico médico. Estos modelos tienen una fuerte dependencia de la disponibilidad de instr umentos para proporcionar mediciones rápidas en tiempo real, de alto rendi– miento, exactas y de diversas variables en organismos vivos.' En toda la sección 4 se han estudiado muchos instrumentos y dispositivos electroquímicos que tienen la capacidad de deter– minar con rapidez y exactitud analitos de baja concentración. Uno de estos dispositivos es el sensor potenciométrico fotodirec – cionable (véase la sección 23F.2). Se le han hecho varias modifi– caciones, las cuales se han utili zado para estudiar una variedad de sistemas biológicos 2 Estos dispositivos han sido útiles sobre todo en la supervisión en tiempo real de la acidificación extrace– lular y de los cambios en la composición iónica resultantes de la estimulación de los procesos metabólicos en las células vivas. Para entender la importancia de dichas mediciones es útil referirse a la figura IA4.1, la cual ilustra algunos de los procesos que producen acidificación extracelular. 1 H. Kitano, Scierzce, 2002, 295, p. 1662, DO!: 10.1126/science.I069492. 2 F. Hafner, Biosens. Bioe/ectron. , 2000, 15, p. 149, DO!: 10.1016/S0956- 5663(00)00069-5. Oxígeno ( LAPS detecta acidez) FIGURA IA4.1 Procesos bio lógicos en la acidificación extrace lu lar. Cuando se estimula un receptor, se inducen trayectorias para la transducción de señales. El consumo del trifosfato de adenosina (ATP) se compensa después mediante la captación y metabolismo incrementados de glucosa, lo cual da como resultado un incremento de la excreción de los productos de desecho ácidos. La aci– dificación extracelular se mide mediante el LAPS. (Tomada de F. Hafner, Biosens. Bioelectron., 2000, 15, p. 149. Con autorización.)