A Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) kutatói egy elméleti bizonyítási vizsgálat során egy okostelefon beépített magnetométerét használták olyan hidrogélekkel kombinálva, amelyek bizonyos jelzésekre reagálva változtatják alakjukat az italok cukorkoncentrációjának mérésére. Azt mondják, hogy a platform potenciálisan használható biológiai minták glükózszintjének mérésére, környezeti toxinok kimutatására, vagy akár folyadékok pH-értékének tesztelésére egy otthoni sörfőzdében.
Az okostelefon iránytűként való használhatóságát a magnetométerének köszönheti, amely három irányban méri a Föld mágneses terét (vagy lokális mágneses forrást). Posztdoktori kutató Márk Ferris és a projekt vezetője Gary Zabow, mindketten a Alkalmazott fizika osztály a NIST-nél, úgy döntött, hogy okostelefonos magnetométereket alkalmaz a minták kémiai összetevőinek mérésére.
„Megpróbálunk egy új érzékelési platformot létrehozni, és különösen olyasmit, ami nagyon sok ember számára elérhető. Így a legtöbb ember által már használt mobiltelefont használjuk az érzékelőplatform alapjaként” – mondja Zabow.
„Úgy gondoljuk, [az érzékelő platform] jól kiegészíti a már forgalomban lévő optikai okostelefon-eszközöket, amelyeknek egy kicsit több problémájuk lehet az autofluoreszcencia, a szórás és egyebek elkerülése homályos mintákban… Általában itt működik jobban a mágnesesség. – teszi hozzá Ferris.
A mágneses alapú érzékelőplatform hidrogélen – olyan anyagokon, amelyek vízbe merítve megduzzadnak – támaszkodik, amelyekbe apró mágneses részecskék vannak beágyazva. A hidrogélek reagálnak a mintában lévő különböző kémiai összetevők jelenlétére, például glükózra, vagy a pH-értékek változására.
A platform úgy működik, hogy az okostelefonhoz rögzít egy kis mélyedést, amely néhány milliliter tesztoldatot és egy hidrogélcsíkot tartalmaz. Ahogy a hidrogélek megnagyobbodnak vagy zsugorodnak, közelebb viszik a mágneses részecskéket a magnetométerhez, amely érzékeli és méri a mágneses tér erősségének megfelelő változásait.
A kutatók egy köteg hidrogél alkalmazása mellett döntöttek a részecskék mozgásának felerősítésére, megkönnyítve ezzel a mágneses térerősség változásának mérését.
„A mágnesesség közvetlenül kvantitatív” – mondja Zabow. „Ez egy szám, amit meg kell mérni, a mágneses tér erőssége. Ez nem egy olyan kép, amelyet kvantitatívvá kell átalakítanod."
Ez idáig a kutatók az érzékelő platformon a koncepció bizonyítását kontrollvizsgálati minták, köztük bor és pezsgő segítségével bizonyították. Megfigyelték, hogy egy magas cukortartalmú bor (sangria) nagyobb változást indukált a mágneses térben, mint az alacsony cukortartalmú borok (pinot grigio és champagne brut). A glükózkoncentrációt nagy érzékenység mellett mérték, mindössze néhány milliomod mól literenként.
Az érzékelő platform olcsó és viszonylag könnyen megépíthető, és viszonylag kevés erőforrással rendelkező helyeken is használható.
Az okostelefon kamerája lehetővé teszi a vér oxigénszintjének otthoni megfigyelését
A kutatók következő lépései a platform érzékenységének és specificitásának javítása lesz, ami a hidrogél kémiájának megváltoztatásával vagy a különböző analitikumokra érzékeny hidrogélek beépítésével kezelhető.
„Van néhány lépést, amelyeket először meg kell tenni a tesztek specifitását illetően annak biztosítására, hogy a glükóz vagy a pH mérése során – ez a két példa a papírban – ne legyen interferencia, nem kap valamit. egyéb véletlen hozzájárulás valami mástól a megoldásban. Ez a hidrogél tesztcsíkok specifikusságának kérdése, és ezen még dolgoznunk kell” – mondja Zabow.
Ez a tanulmány ben jelent meg Nature Communications.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/nist-researchers-develop-magnetics-based-analyte-sensor/
