Loading

Биологический сенсор на базе iPhone

Создано 29.05.2013 11:45
Автор: Алексей Норкин

Биологический сенсор на базе iPhone

Умные смартфоны создавались для того, чтобы привлечь внимание потребителей расширенными коммуникационными и развлекательными функциями. В большинстве случаев так и происходит, смартфоны покупают ради  мобильного Интернета и различных игрушек. Однако вычислительные способности этих устройств предоставляют возможности для решения широкого круга задач образовательного, прикладного и научного характера.

Новое применение смартфонов предлагают ученые из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн (University of Illinois at Urbana-Champaign). Они разработали приложение для iPhone, которое может быть использовано врачами и экологами для оперативного проведения тестов по обнаружению опасных для людей и окружающей среды микроорганизмов и веществ.

Изобретение представляет собой крэдл в совокупности с программным приложением, которое загружается в смартфон. Используя процессор и встроенную камеру iPhone, крэдл превращается в настоящий биологический сенсор, способный обнаруживать токсины, белки, бактерии, вирусы и другие молекулы.

Обладая подобным мобильным датчиком можно непосредственно на местах отслеживать загрязнения подземных вод, проверять состояние продуктов питания, проводить срочные медицинские тесты и получать информацию по наличию патогенов в окружающей среде. Объединив полученные сведения с данными системы позиционирования GPS, можно быстро получать карты, дающие наглядное представление об распространении загрязнителей или микроорганизмов.

Крэдл, в который вкладывается iPhone, содержит ряд оптических компонентов, линз и фильтров, обычно используемых в дорогих лабораторных приборах. Оптика крэдла установливается в фокусе камеры смартфона.

Работа биосенсора основана на свойствах так называемого фотонного кристалла. Он работает как зеркало, избирательно отражающее лишь одну длину световой волны и пропускающее весь остальной спектр. Когда на поверхности кристалла нет помех, таких как белки, клетки, микроорганизмы или ДНК, весь спектр света пропускается в фотокамеру.

В биосенсоре на основе iPhone применяют обычные микроскопные стекла, покрытые фотонным материалом, реагирующим на конкретные молекулы-мишени. Стекло вставляется в слот, и камера смартфона фиксирует спектр света. Следы молекул-мишеней видны в нем как черные пропуски. Сравнение двух спектров, обычного и полученного с использованием исследуемого материала, позволяет делать вывод о наличии и количестве молекул-мишеней в образце.

Несмотря на то, что крэдл содержит лишь ограниченное количество оптических элементов стоимостью около 200 долларов, точность измерений у него такая же, как и у большого лабораторного спектрофотомера стоимостью в десятки тысяч. В настоящее время ученые работают над расширением возможностей своего изобретения, а также над созданием крэдла для смартфонов на ОС Андроид.

По материалам University of Illinois

 

Комментарии: