प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट अध्ययन में, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) के शोधकर्ताओं ने पेय पदार्थों में चीनी सांद्रता को मापने के लिए, हाइड्रोजेल के साथ मिलकर एक स्मार्टफोन के अंतर्निर्मित मैग्नेटोमीटर का उपयोग किया, जो विशिष्ट संकेतों के जवाब में अपना आकार बदलता है। उनका कहना है कि इस प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग संभावित रूप से जैविक नमूनों में ग्लूकोज को मापने, पर्यावरणीय विषाक्त पदार्थों का पता लगाने या यहां तक कि घर पर शराब की भट्टी में तरल पदार्थों के पीएच का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।
स्मार्टफोन को कंपास के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, इसका श्रेय इसके मैग्नेटोमीटर को जाता है, जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र (या चुंबकत्व के स्थानीय स्रोत) को तीन दिशाओं में मापता है। पोस्ट डॉक्टरल शोधकर्ता मार्क फेरिस और प्रोजेक्ट लीडर गैरी ज़ाबो, ये दोनों काम करते हैं एनआईएसटी में एप्लाइड फिजिक्स डिवीजन, नमूनों में रासायनिक घटकों को मापने के लिए स्मार्टफोन मैग्नेटोमीटर को नियोजित करने का निर्णय लिया गया।
“हम एक नया सेंसिंग प्लेटफ़ॉर्म बनाने की कोशिश कर रहे हैं, और विशेष रूप से, कुछ ऐसा बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो बहुत से लोगों के लिए बहुत सुलभ हो। और इसलिए हम सेंसर प्लेटफॉर्म के आधार के रूप में एक सेल फोन का उपयोग कर रहे हैं, जो ज्यादातर लोगों के पास पहले से ही है,'' ज़ाबो कहते हैं।
"हमारा मानना है कि [सेंसिंग प्लेटफॉर्म] पहले से मौजूद ऑप्टिकल स्मार्टफोन उपकरणों के लिए एक अच्छा पूरक है, जिसमें धुंधले नमूनों में ऑटोफ्लोरेसेंस, स्कैटरिंग आदि के आसपास थोड़ी अधिक समस्या हो सकती है... सामान्य तौर पर, मैग्नेटिक्स बेहतर काम करता है, फेरिस कहते हैं।
चुंबकीय-आधारित सेंसिंग प्लेटफ़ॉर्म हाइड्रोजेल पर टिका है - ऐसी सामग्रियां जो पानी में डुबाने पर फूल जाती हैं - जो छोटे चुंबकीय कणों से युक्त होती हैं। हाइड्रोजेल नमूने के विभिन्न रासायनिक घटकों, जैसे ग्लूकोज, या बदलते पीएच स्तर की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया करते हैं।
यह प्लेटफ़ॉर्म एक छोटे से कुएं को स्मार्टफोन से जोड़कर काम करता है जिसमें कुछ मिलीलीटर परीक्षण समाधान और हाइड्रोजेल की एक पट्टी होती है। जैसे-जैसे हाइड्रोजेल बढ़ते या सिकुड़ते हैं, वे चुंबकीय कणों को मैग्नेटोमीटर के करीब या पिता की ओर ले जाते हैं, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में संबंधित परिवर्तनों का पता लगाता है और मापता है।
शोधकर्ताओं ने कण गति को बढ़ाने के लिए हाइड्रोजेल के ढेर का उपयोग करने का विकल्प चुना, जिससे चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में परिवर्तन को मापना आसान हो गया।
ज़ाबो कहते हैं, "चुम्बकत्व स्वयं को सीधे मात्रात्मक होने के लिए उधार देता है।" “यह एक संख्या है जिसे आप मापते हैं, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत। यह कोई ऐसी तस्वीर नहीं है जिसे आपको किसी ऐसी चीज़ में बदलने की ज़रूरत है जो मात्रात्मक हो।”
अब तक, शोधकर्ताओं ने वाइन और शैंपेन सहित नियंत्रण परीक्षण नमूनों का उपयोग करके सेंसिंग प्लेटफॉर्म में अवधारणा के प्रमाण का प्रदर्शन किया है। उन्होंने देखा कि कम चीनी वाले विकल्प (पिनोट ग्रिगियो और शैंपेन ब्रूट) की तुलना में उच्च चीनी वाली वाइन (सेंग्रिया) ने चुंबकीय क्षेत्र में बड़ा बदलाव प्रेरित किया। ग्लूकोज सांद्रता को उच्च संवेदनशीलता पर मापा गया, जो प्रति लीटर एक मोल के कुछ मिलियनवें हिस्से जितना छोटा था।
सेंसिंग प्लेटफ़ॉर्म सस्ता और निर्माण में अपेक्षाकृत आसान है और इसका उपयोग अपेक्षाकृत कम संसाधनों वाले स्थानों में किया जा सकता है।
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शोधकर्ताओं का अगला कदम प्लेटफ़ॉर्म संवेदनशीलता और विशिष्टता में सुधार करना होगा, जिसे हाइड्रोजेल रसायन विज्ञान में परिवर्तन करके या विभिन्न विश्लेषणों के प्रति संवेदनशील हाइड्रोजेल को शामिल करके संबोधित किया जा सकता है।
"कुछ कदम हैं जिन्हें पहले उठाए जाने की आवश्यकता है, परीक्षणों की विशिष्टता के संदर्भ में यह सुनिश्चित करने के लिए कि जब आप ग्लूकोज या पीएच माप रहे हैं - ये पेपर में दो उदाहरण हैं - कोई हस्तक्षेप नहीं है, आपको कुछ नहीं मिल रहा है समाधान में किसी अन्य चीज़ का अन्य अनजाने योगदान। यह हाइड्रोजेल परीक्षण स्ट्रिप्स की विशिष्टता का प्रश्न है, और यह कुछ ऐसा है जिस पर हमें अभी भी काम करना है," ज़ाबो कहते हैं।
यह अध्ययन में प्रकाशित हुआ है संचार प्रकृति.
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/nist-researchers-develop-magnetics-based-analyte-sensor/
