Varmeapparat på størrelse med pille kunne øge tilgængeligheden til at diagnosticere infektionssygdomme

Forskere ved University of Toronto Engineering har udviklet en lille "varmer" - på størrelse med en pille - der kan gøre det muligt for ressourcebegrænsede regioner rundt om i verden at teste for infektionssygdomme uden behov for specialiseret træning eller dyrt laboratorieudstyr.

Teknologien regulerer temperaturen på biologiske prøver gennem forskellige stadier af diagnostisk testning, hvilket er afgørende for nøjagtigheden af ​​testresultater.

"Nøjagtigheden og fleksibiliteten af ​​vores varmeapparat åbner døren til en fremtid med gør-det-selv diagnostiske kits, " siger Ph.D.-kandidat Pranav Kadhiresan, der udviklede apparatet sammen med ph.d. kandidat Buddhisha Udugama, under opsyn af professor Warren Chan.

"Vi kunne kombinere enkelheden i et high school kemisæt med præcisionen fra banebrydende laboratorieinstrumenter, " tilføjer Kadhiresan. Teknologien bag holdets miniaturiserede varmelegemeopfindelse er beskrevet i et papir offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

I en typisk diagnostisk test for infektiøse patogener, flere temperaturreguleringstrin er involveret. Evnen til at styre temperaturen er især vigtig i områder, hvor adgangen til store forskningsfaciliteter er begrænset.

"Mangelen på elektricitet tilføjer et lag af kompleksitet, " siger Udugama. "Vores miniaturevarmer løser det. Den kan bruges i forskellige indstillinger til at opdage vira uden behov for elektricitet. Hvis vi skulle opsummere fordelene ved vores teknologi, det ville være tilgængelighed, bærbarhed og præcision."

Ydersiden af ​​varmetabletten er sammensat af en ikke-reaktiv akrylform, der indkapsler lithium, et reaktivt element, der almindeligvis findes i battericeller. Når det er opløst i vand, det reaktive lithium interagerer med opløsningen for at frigive varme og brintgas. Dette resulterer i en temperaturstigning i en længere periode.

Forskerne observerede, at reproducerbarheden af ​​temperaturprofilen styres af konstant gasfrigivelse, hvilket er dikteret af formen på lithiumformen. Efter at have testet flere former for lithiumformen - fra cirkler til trekanter - fandt de stjerneformen, måler kun 8 millimeter i diameter, at være den mest ideelle til præcis opvarmning.

Konsolidering af flere trin i en enkelt tablet betyder også, at der ikke kræves specialiseret træning for at udføre nogen diagnostisk test, reducere risikoen for menneskelige fejl og gøre enheden tilgængelig for offentligheden.

"Tabletter bruges konventionelt til medicin som aspiriner. Men vi har nu udviklet en række tabletter og piller, der kan diagnosticere sygdomme, " siger Chan.

"Kombineret med smartphone-teknologi, alle ville have et bærbart system, der kan spore, overvåge og diagnosticere infektioner. Dette er afgørende for at forhindre spredning af sygdomme."