10 dólares y unos centímetros: Cambridge crea un espectrómetro en chip que mide la glucosa desde la muñeca y clasifica plásticos, café y harina sin un fallo

Un equipo de la Universidad de Cambridge ha construido un espectrómetro en chip de pocos centímetros que cuesta unos 10 dólares. En las pruebas publicadas en Nature Photonics, clasificó plásticos, fármacos, café, harina y té sin un solo fallo. También estimó desde la muñeca la glucosa, el lactato y el alcohol en sangre de varias decenas de voluntarios.

Un espectrómetro analiza cómo absorbe y refleja la luz una sustancia para deducir de qué está hecha. Los de laboratorio son precisos, pero son voluminosos y caros. Las versiones en miniatura suelen limitarse a reconocer picos llamativos y no llegan a medir concentraciones.

Nitruro de silicio e interferómetros

El trabajo lo firman como primeros autores Chunhui Yao y Jie Ma, del Departamento de Ingeniería de Cambridge y de GlitterinTech. El proyecto lo dirigió el profesor Qixiang Cheng. GlitterinTech es una empresa emergente fundada por el mismo grupo, con sede en Xuzhou (China).

El aparato encadena varios interferómetros, piezas que dividen la luz en dos caminos de distinta longitud y luego la juntan. Al calentar cada uno en proporción a su tamaño, la respuesta del conjunto se desplaza por el espectro. Después, una transformada rápida de Fourier, un cálculo habitual en procesado de señales, recupera la luz que ha entrado.

Ese principio matemático se llama teorema de convolución y da nombre al invento, un espectrómetro convolucional. «La idea clave fue volver a las matemáticas y preguntarnos si había una forma fundamentalmente más limpia de recuperar los espectros», explica Yao en la nota de Cambridge.

El chip va montado en una placa con su propio microcontrolador. Trabaja en el infrarrojo cercano, entre 1.200 y 1.700 nanómetros. Cada medida, con su cálculo incluido, tarda menos de 0,4 segundos.

Plásticos, café y harina identificados

Para salir de la teoría, el equipo midió cada muestra sólida 80 veces y entrenó un clasificador sencillo. El acierto fue del 100 % con plásticos, fármacos, cafés, harinas y tés de varias calidades. Según el artículo, son diferencias difíciles de ver a simple vista y útiles en reciclaje o para detectar gluten.

Con líquidos, el aparato calculó concentraciones de etanol, lactato, glucosa y etilenglicol entre el 0,1 % y el 40 %. Los errores medios quedaron entre el 0,006 % y el 0,017 %. En las pruebas con glucosa superó a dos equipos comerciales de sobremesa, uno de IdeaOptics y otro de Bruker.

Además, siguió funcionando entre -20 °C y 80 °C dentro de una cámara climática. La universidad subraya que ese margen es poco habitual en un espectrómetro tan pequeño.

Sonda de muñeca con 126 sesiones

La parte sanitaria se hizo con una sonda de muñeca que lee la luz reflejada por la piel. La señal llega a unos milímetros de profundidad. En total hubo 126 sesiones con participantes y unos 6.000 espectros, con sangre del dedo como referencia.

En 24 personas que pasaron de estar sobrias a una embriaguez leve, el error medio con el alcohol fue de 1,70 miligramos por decilitro. En 48 voluntarios que hicieron ejercicio intenso, el lactato se estimó con un error de 0,81 milimoles por litro.

La glucosa se midió en 27 participantes durante una prueba de tolerancia oral, que consiste en beber un líquido azucarado en ayunas. El error medio fue de 0,36 milimoles por litro. Es otra vía frente a los glucómetros que evitan el pinchazo o a propuestas como la lentilla que mide la glucosa.

«Lo que hace destacar este trabajo no es solo el rendimiento en el laboratorio, sino la madurez técnica», afirma Cheng en la nota. Richard Penty, profesor de Cambridge que participó en el diseño fotónico, añade que «la arquitectura es sencilla, escalable y fabricable».

Patente china y dinero privado

El artículo declara que GlitterinTech tiene una patente concedida en China sobre este espectrómetro. Los inventores son Yao y Ma, y hay además una solicitud internacional pendiente. La empresa pagó la mayor parte de la investigación, con apoyo del consejo británico EPSRC y del programa europeo Horizonte 2020.

En su web oficial, la compañía ya ofrece módulos espectrométricos para relojes y pulseras inteligentes. Encajan en la línea de los wearables orientados a la salud preventiva. Cheng lo resume así: «Nuestra visión es que la espectrometría sea tan omnipresente como los sensores de temperatura o de movimiento».

Glucosa sin modelo universal

Los autores admiten que, con los datos actuales, «ni el modelo de glucosa de varios participantes ni el de un solo participante es transferible a nuevos participantes». El tono de piel, la grasa corporal y otros rasgos físicos cambian la señal de una persona a otra. Para resolverlo, proponen ampliar mucho la base de datos.

El seguimiento de la glucosa durante varios días se hizo con un único voluntario. Los ensayos con personas los revisó el comité de ética de la Universidad Médica de Xuzhou, que los consideró de riesgo mínimo. La propia nota de Cambridge reconoce que harán falta más pruebas antes de tener un producto médico.

El estudio se ha publicado en Nature Photonics el 15 de abril de 2026. Cambridge lo presenta en la nota de su Departamento de Ingeniería.

Crédito de la imagen: Yao et al., Nature Photonics (CC BY 4.0).