Espectroscopia

Qué es la espectroscopia

El término procede del francés spectroscopie, documentado ya en la segunda mitad del siglo XIX, y este a su vez del latín spectrum ("imagen") y del griego σκοπία (skopía, "acción de examinar"), derivado del verbo σκοπεῖν (skopeîn, "observar"). Literalmente: observar imágenes espectrales. La RAE acepta tanto la forma llana "espectroscopia" como la esdrújula "espectroscopía". En el uso científico español predomina la llana.

El fundamento es sencillo de enunciar, aunque no tanto de aplicar: cuando la radiación electromagnética incide sobre una sustancia, parte de esa radiación se absorbe, otra se emite y otra se dispersa. Cada sustancia lo hace de un modo característico, generando un patrón de líneas, bandas o picos que funciona como una huella dactilar molecular. Analizando ese patrón es posible identificar qué hay en una muestra y en qué proporción, sin necesidad de destruirla.

Kirchhoff, Bunsen y el nacimiento del análisis espectral

Newton demostró en 1671 que la luz blanca podía descomponerse en colores, pero no fue capaz de explicar las líneas oscuras que Fraunhofer observó en el espectro solar a principios del XIX. La clave llegó en 1859 con Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen, en Heidelberg. Ambos construyeron el primer espectroscopio de laboratorio y demostraron que cada elemento químico emite y absorbe luz en longitudes de onda precisas. El sodio, por ejemplo, produce siempre un doblete amarillo; el hidrógeno, una serie de líneas que Balmer describiría matemáticamente en 1885. Esa regularidad permitió por primera vez identificar elementos a distancia (los astrónomos la aprovecharon de inmediato para averiguar la composición de las estrellas) y sentó las bases de lo que hoy se llama análisis espectral.

Modalidades con aplicación médica

La espectroscopia se ha diversificado en decenas de variantes según la región del espectro electromagnético que se explore y según el tipo de interacción (absorción, emisión, fluorescencia, dispersión). Las que tienen mayor presencia en el entorno clínico son las siguientes.

Espectrofotometría de absorción. Mide cuánta luz absorbe una muestra líquida a una longitud de onda determinada. Es la técnica de rutina en los laboratorios de bioquímica clínica para cuantificar glucosa, colesterol, proteínas y otros analitos en sangre u orina. Se basa en la ley de Beer-Lambert, que relaciona la absorbancia con la concentración del soluto.

Espectroscopia de fluorescencia. Excita las moléculas con luz de una longitud de onda y recoge la emisión de luz a otra longitud de onda mayor. Se utiliza en inmunoensayos, en citometría de flujo y en técnicas de imagen con marcadores fluorescentes. Los laboratorios de microbiología la emplean también para la identificación rápida de cepas bacterianas.

Espectroscopia por resonancia magnética (ERM). Aprovecha los mismos principios físicos que la resonancia magnética convencional, pero en lugar de generar una imagen anatómica, obtiene un espectrograma de los metabolitos presentes en un volumen de tejido seleccionado. Se aplica principalmente en neuroimagen.

Espectroscopia infrarroja. Detecta vibraciones moleculares en la región infrarroja del espectro y permite identificar grupos funcionales de compuestos orgánicos. Tiene aplicaciones emergentes en el análisis de tejidos y en la detección de biomarcadores en fluidos biológicos, aunque su uso clínico generalizado sigue siendo limitado.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra espectroscopia?

Del francés spectroscopie, formado con el latín spectrum ("imagen") y el griego skopía ("observación"). Designa la observación y el estudio de los espectros de radiación.

¿Es lo mismo espectroscopia que espectrometría?

Estrictamente, no. Espectroscopia es el estudio cualitativo del espectro; espectrometría implica su medición cuantitativa. En la práctica, los límites entre ambos términos se han difuminado y con frecuencia se usan de forma indistinta, especialmente en el ámbito clínico.

¿Es la espectroscopia una prueba que se realiza al paciente?

Depende. La espectroscopia por resonancia magnética sí se aplica directamente al paciente dentro del equipo de RM. Otras modalidades (espectrofotometría, fluorescencia) se realizan sobre muestras biológicas ya obtenidas, en el laboratorio, sin que el paciente esté presente.

¿Se necesita radiación ionizante?

No siempre. La espectroscopia por RM emplea campos magnéticos y ondas de radiofrecuencia, sin radiación ionizante. La espectrofotometría de laboratorio usa luz visible o ultravioleta, que tampoco es ionizante. Solo las técnicas basadas en rayos X (como la fluorescencia de rayos X) implican radiación ionizante, y estas se aplican a muestras, no a pacientes.

Referencias

1. Real Academia Española. Espectroscopía. Diccionario de la lengua española.
2. Wikipedia. Historia de la espectroscopia.
3. MedlinePlus en español. Imágenes por resonancia magnética.
4. Sociedad Española de Radiología Médica (SERAM). García-Figueiras R et al. Espectroscopia por resonancia magnética de protón en el diagnóstico de tumores cerebrales. Radiología. 2004;46(1):20-30.