iPhone plus porøst silicium i nanoskala er lig med billig, simpel hjemmediagnostik

De enkleste medicinske hjemmetests kan ligne et dæk af forskellige siliciumchips belagt med en speciel film, en der kunne opdage stoffer i blodet, en anden for proteiner i urinen, der indikerer infektion, en anden for bakterier i vand og lignende. Tilsæt den kropsvæske du vil teste, tag et billede med din smartphone, og en speciel app fortæller dig, om der er et problem eller ej.

Det er hvad elektroingeniør Sharon Weiss, Cornelius Vanderbilt professor i ingeniørvidenskab ved Vanderbilt University, og hendes elever udviklede sig i hendes laboratorium, kombinerer deres forskning om lavpris, nanostrukturerede tynde film med en enhed, de fleste amerikanske voksne allerede ejer. "Nyheden ligger i den grundlæggende idés enkelhed, og den eneste dyre komponent er smarttelefonen, " sagde Weiss.

"De fleste mennesker er bekendt med silicium som materialet inde i din computer, men det har uendelige anvendelsesmuligheder, " sagde hun. "Med vores porøse silicium i nanoskala, vi har skabt disse huller i nanoskala, der er tusind gange mindre end dit hår. Disse fanger selektivt molekyler, når de forbehandles med den passende overfladebelægning, mørklægning af silicium, som appen registrerer."

Lignende teknologi, der udvikles, er afhængig af dyr hardware, der komplimenterer smarttelefonen. Weiss' system bruger telefonens blitz som lyskilde, og teamet planlægger at udvikle en app, der kunne håndtere al databehandling, der er nødvendig for at bekræfte, at filmen simpelthen blev mørkere med tilsætning af væske. Hvad mere er, i fremtiden, sådan en telefon kunne erstatte et massespektrometrisystem, der koster tusindvis af dollars. Transportation Security Administration ejer hundredvis af dem i lufthavne over hele landet, hvor de bruges til at opdage krudt på håndpinde.

Andre hjemmetests er afhængige af en farveændring, som er en separat kemisk reaktion, der giver mere plads til fejl, sagde Weiss.

Weiss, Ph.D. studerende Tengfei Cao, og deres team brugte en biotin-streptavidin proteinanalyse og en iPhone SE, model A1662, at teste deres siliciumfilm og fandt ud af, at nøjagtigheden svarede til den for bordmålesystemer. De brugte også en 3-D printet boks til at stabilisere telefonen og få standardiserede mål for papiret, men Weiss sagde, at det ikke ville være nødvendigt, hvis yderligere forskning og udvikling førte til en kommercialiseret version.

Deres resultater vil blive vist i en fremtidig udgave af analytiker , en i Royal Society of Chemistry-familien af ​​tidsskrifter.