Автор: AZoNano 12 2019

Самые простые домашние медицинские тесты могут показаться пакетом различных силиконовых чипсов, нанесенных специальной пленкой, один для обнаружения наркотиков в крови, другой для белков в моче, указывающих на инфекцию, другой для бактерий в воде, и многое другое.

Нужно просто добавить жидкость для тестирования и сделать снимок с помощью смартфона; специальное приложение покажет, есть ли проблема.

Это именно то, что разработал инженер-электрик Шарон Вайсс, профессор инженерных наук Университета Вандербильта Корнелиус Вандербильт и ее ученики, объединив свои исследования дешевых наноструктурированных тонких пленок с устройством, которым уже обладает большинство Американские взрослые.

Новизна заключается в простоте основной идеи, а единственным дорогостоящим компонентом является смартфон . Большинство людей знакомы с кремнием как с материалом внутри вашего компьютера, но его применение бесконечно . Используя наноразмерный пористый кремний, мы создали эти наноразмерные отверстия, которые в тысячу раз меньше ваших волос. Они избирательно захватывают молекулы при предварительной обработке соответствующим поверхностным покрытием, затемняя кремний, который приложение обнаруживает .

Шарон Вайсс, Корнелиус Вандербильт, профессор инженерного дела, Университет Вандербильта

Сравнимая технология, которая создается, основана на дорогостоящем оборудовании, которое дополняет смартфон. Система Вайса использует вспышку телефона в качестве источника света, и группа намерена создать приложение, которое могло бы управлять всей обработкой данных, необходимой для подтверждения того, что пленка просто потемнела от добавления жидкости.

Кроме того, когда-нибудь такой телефон мог бы заменить систему масс-спектрометрии, которая стоит тысячи долларов. Администрация транспортной безопасности располагает сотнями тех, кто находится в аэропортах по всей стране, где их используют для обнаружения порохов на тампонах.

Другие домашние тесты основаны на изменении цвета, которое представляет собой отдельную химическую реакцию, которая создает больше шансов на ошибку, заявил Вайс.

Вайс, аспирант Тенгфей Цао и их группа проверили свои кремниевые пленки с использованием анализа белка биотин-стрептавидин и iPhone SE, модель A1662, и определили, что точность была эквивалентна точности настольных измерительных систем . Они также использовали 3D-печатную коробку для стабилизации телефона и получения стандартных измерений для бумаги; однако Вайс заявил, что не будет существенным, если дальнейшие исследования и разработки приведут к коммерческой версии.

Результаты исследования будут опубликованы в следующем издании Аналитик одного из журналов Королевского общества химии.

Это исследование было профинансировано грантом исследовательского бюро армии W911NF-15-1-0176 и грантом Национального научного фонда DMR-1263182.

(Видео предоставлено Университетом Вандербильта)