Forskerteam udvikler hurtige smartphone-baserede kviksølv-test og kortlægning

(Phys.org) - Et team af forskere fra UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science har udviklet en smartphone -vedhæftet fil og applikation til at teste vand for tilstedeværelse af kviksølv, et giftigt tungmetal. Den nye platform kan reducere tid og omkostninger ved testen betydeligt, og det kan især være nyttigt i regioner med begrænsede teknologiske ressourcer.

Traditionelt set vand er blevet testet for kviksølvforurening i laboratorier ved hjælp af store, dyre instrumenter, og proceduren kræver kompleks forberedelse af professionelt uddannet personale. Den nye teknologi bruger en billig og let tilbehør, der blev produceret på UCLA ved hjælp af en 3D-printer, og testen kan let udføres af alle efter kun minimal træning.

"Vores nye platform for kviksølvprøvning er i det væsentlige et laboratorium på en telefon, "sagde Aydogan Ozcan, kanslerens professor i elektroteknik og bioingeniør ved UCLA, associeret direktør for UCLA California NanoSystems Institute og hovedforsker ved forskningen. "Det er bærbart, let og billig at fremstille. Og, på grund af den globale spredning af mobile enheder, det kunne gøre test for kviksølv bredt tilgængeligt. At have denne form for test tilgængelig på ressourcebegrænsede områder og i marken var en vigtig motivation for vores arbejde. "

Forskningen er blevet offentliggjort online i det peer-reviewed journal ACS Nano .

For at udføre testen, en bruger samler en vandprøve i et engangs reagensglas og holder det derefter op til en smartphone udstyret med det optiske tilbehør. Ved hjælp af tilbehørets lysemitterende dioder, der er indstillet til to specifikke frekvenser, enheden registrerer subtile ændringer i, hvordan lys overføres til telefonens indbyggede kamera på grund af kviksølvinduceret nanopartikelklynger i vandet.

Testen, som anvender nanoskala guldpartikler og korte fragmenter af syntetisk DNA, der er ekstremt følsomme over for tilstedeværelsen af ​​kviksølvioner, kan detektere kviksølvkoncentrationer på 3 til 4 dele pr. milliard (ppb), som handler om det maksimale sikre koncentrationsniveau for drikkevand i henhold til standarder fastsat af U.S. Environmental Protection Agency (2 ppb), og Verdenssundhedsorganisationen (6 ppb).

Hele processen kan tage så lidt som 20 minutter pr. Test, inklusive 10 minutters inkubationstid.

Platformen indeholder også en Android -app, der behandler billederne og kvantificerer testresultaterne, organiserer derefter resultaterne fra testede websteder i et online kort. Dette kan hjælpe med at spore kviksølvforurening i miljøet.

Forskerne vurderer, at prisen pr. Test kan være så lav som fem cent. Vedhæftede filer, som vejer mindre end 40 gram, koster omkring $ 37 hver at producere ved hjælp af en 3D-printer, og kunne fremstilles til en lavere pris, hvis de fremstilles i store mængder.