Magnetometr, czyli wbudowany kompas, można znaleźć dziś w praktycznie wszystkich telefonach dostępnych na rynku. zwykle korzystamy z niego w celach nawigacyjnych, ale dzięki nowej technologii opracowywanej przez badaczy National Institute of Standards and Technology (NIST), może zyskać zupełnie nowe zastosowanie. Nowy system umożliwia telefonom komórkowym mierzenie z doskonałą precyzją poziomu glukozy, a także kilku innych biomarkerów.
Jak możemy przeczytać w badaniu opublikowanym na łamach magazynu naukowego Nature Communications, magnetometr w połączeniu z hydrożelem z materiałami magnetycznymi zmieniającym strukturę w odpowiedzi na bodźce biologiczne lub środowiskowe, może pomóc w diagnozowaniu i monitorowaniu chorób, np. cukrzycy.
Smartfon zamiast igły
W ramach weryfikacji koncepcji naukowcy przymocowali do telefonu miniaturową studzienkę zawierającą badany roztwór i pasek hydrożelu skonstruowany tak, by rozszerzał się lub kurczył w odpowiedzi na obecność glukozy lub wartości pH. Oba te procesy powodują migrację cząstek magnetycznych umieszczonych w hydrożelu w różnych kierunkach względem magnetometru w telefonie komórkowym, dzięki czemu może on wykryć powiązane zmiany w natężeniu pola magnetycznego.
Stosując tę metodę, naukowcom udało się wykryć stężenie glukozy aż do kilku milionowych części mola (jednostka miary reprezentująca pewną liczbę atomów lub cząsteczek w substancji). Ich zdaniem tak duża czułość może pozwolić na rutynowe badanie poziomu glukozy ze śliny, która ma znacznie niższe stężenie cukru niż krew.
Cukier i pH to dopiero początek
A iż hydrożele to inteligentne materiały, które można zaprojektować do reagowania z wieloma różnymi substancjami, a do tego są łatwe w produkcji i stosunkowo niedrogie, badacze już pracują nad wykrywaniem z ich pomocą innych markerów. Przekonują, iż wkrótce będą w stanie wykryć histaminy, niektóre białka i DNA w stężeniach tak niskich jak kilkadziesiąt nanomoli, a mowa przecież o miliardowych częściach mola.
Jest to o tyle istotne, iż wykrycie histaminy zwykle wymaga całodobowej zbiórki moczu i kompleksowych badań laboratoryjnych, a lekarze powszechnie identyfikują histaminę w moczu w stężeniach od około 45 do 190 nanomoli. Co więcej, magnetometr w telefonie to ułamek ceny miernika laboratoryjnego, który kosztuje tysiące dolarów, a do tego jego podwyższona czułość staje się kluczowa, gdy do badania dostępne są ograniczone ilości substancji.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
