最简单的家庭医学测试可能看起来像一层涂有特殊薄膜的各种硅片,一种可以检测血液中的药物,另一种用于检测感染的尿液中的蛋白质,另一种用于水中的细菌等。添加您想测试的体液,使用智能手机拍照,特殊应用程序会让您知道是否有问题。
这就是范德比尔特大学的电子工程师Sharon Weiss,Cornelius Vanderbilt工程教授,以及她的学生在她的实验室中开发的,将他们对低成本纳米结构薄膜的研究与大多数美国成年人已经拥有的设备相结合。“新颖性在于基本理念的简单性,而唯一昂贵的部分是智能手机,”韦斯说。
“大多数人都熟悉硅作为计算机内部的材料,但它有无穷无尽的用途,”她说。“使用我们的纳米级多孔硅,我们创造了这些比头发小一千倍的纳米级孔。当用适当的表面涂层预处理时,选择性地捕获分子,使应用检测到的硅变暗。”
正在开发的类似技术依赖于与智能手机相称的昂贵硬件。Weiss的系统使用手机的闪光灯作为光源,该团队计划开发一款应用程序,可以处理所有必要的数据处理,以确认电影只是添加了液体而变暗。更重要的是,在未来,这样的手机可以取代价值数千美元的质谱系统。运输安全管理局在全国各地的机场拥有数百名人员,他们习惯于在那里检测手拭子上的火药。
Weiss说,其他家庭测试依赖于颜色变化,这是一种单独的化学反应,会带来更多的错误空间。
魏斯,博士 学生Tengfei Cao和他们的团队使用生物素 - 链霉抗生物素蛋白测定和iPhone SE(型号A1662)测试他们的硅膜,发现其准确度与台式测量系统相似。他们还使用3D打印盒来稳定手机并获得纸张的标准化测量,但Weiss表示,如果进一步的研究和开发导致商业化版本,则没有必要。