Los investigadores y los médicos en el campo pronto podrían ejecutar las pruebas en el terreno de las toxinas ambientales, diagnósticos médicos, la seguridad alimentaria y más con sus teléfonos inteligentes.
Universidad de Illinois en Urbana-Champaign investigadores han desarrollado una cuna y aplicación para el iPhone que utiliza la cámara y el procesador integrado del teléfono como un biosensor para detectar toxinas, proteínas, bacterias, virus y otras moléculas.
Tener esa capacidad biosensores sensibles en el campo podría habilitar el seguimiento en el terreno de la contaminación de las aguas subterráneas, se combinan los datos de GPS del teléfono con el biosensor de datos para asignar la propagación de agentes patógenos, o proporcionar pruebas diagnósticas médicas inmediatas y de bajo costo en las clínicas de campo o cheques de contaminantes en el procesamiento de alimentos y la cadena de distribución.
"Estamos interesados en biodetección que debe realizarse fuera del laboratorio", dijo el jefe de equipo Brian Cunningham, profesor de ingeniería eléctrica e informática y de bioingeniería de la Universidad de Illinois Smartphones "están haciendo un gran impacto en nuestra la sociedad - la forma de obtener nuestra información, la manera de comunicarnos. Y tienen capacidad informática muy potente y de imagen ".
"Muchas de las condiciones médicas podría ser monitoreado muy bajo costo y de forma no invasiva utilizando plataformas móviles como los teléfonos. Ellos pueden detectar cosas moleculares, como los patógenos, biomarcadores de enfermedades o el ADN, las cosas que actualmente sólo se realizan en grandes laboratorios de diagnóstico con un montón de gastos y grandes volúmenes de sangre ", agregó.
El soporte en forma de cuña contiene una serie de componentes ópticos - lentes y filtros - que se encuentran en dispositivos de laboratorio mucho más grandes y más caros. La horquilla sostiene la cámara del teléfono en la alineación de los componentes ópticos.
En el corazón del biosensor es un cristal fotónico. Un cristal fotónico es como un espejo que refleja sólo una longitud de onda de la luz, mientras que el resto del espectro pasa a través.
Cuando nada biológico se une a la de cristal fotónico - tales como proteínas, células, patógenos o de ADN - el color reflejado se desplazará de una longitud de onda más corta a una longitud de onda mayor.
Para el iPhone biosensor portátil, una diapositiva normal de microscopio está recubierto con el material fotónico. La corredera está preparado para reaccionar a una molécula diana específica.
La corredera de cristal fotónico se inserta en una ranura de la base y el espectro medido. Su longitud de onda que refleja aparece como un espacio negro en el espectro. Después de la exposición a la muestra de prueba, el espectro se vuelve a medir.
El grado de cambio en la longitud de onda reflejada cuenta la aplicación de la cantidad de la molécula diana está en la muestra.
El estudio completo dura sólo unos minutos, la aplicación guía al usuario a través del proceso paso a paso.
Aunque la cuna tiene sólo unos 200 dólares de los componentes ópticos, realiza la mayor precisión una gran $ 50.000 espectrofotómetro en el laboratorio, afirman los investigadores, por lo que el dispositivo no sólo es portátil, pero también asequible para el trabajo de campo en las naciones en desarrollo.
En un artículo publicado en la revista Lab on a Chip, el equipo demostró la detección de una proteína del sistema inmune, pero el deslizamiento podría ser preparado para cualquier tipo de molécula biológica o tipo de célula.
Los investigadores están trabajando para mejorar el proceso de fabricación de la cuna iPhone y están trabajando en una cuna para los teléfonos Android también. Tienen la esperanza de empezar a hacer las cunas disponibles el próximo año.
"Es nuestro objetivo de ampliar la gama de experimentos biológicos que se pueden realizar con un teléfono y su cámara se utiliza como un espectrómetro", dijo Cunningham. "Hemos demostrado la capacidad de utilizar un biosensor de cristal fotónico, pero ... estamos creando un biosensor multimodo. Vamos a usar el teléfono y una base para llevar a cabo cuatro de los ensayos biosensores más usados que están disponibles ".
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