Konsept kanıtı niteliğindeki bir çalışmada, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (NIST) araştırmacılar, içeceklerdeki şeker konsantrasyonlarını ölçmek için akıllı telefonun yerleşik manyetometresini ve belirli ipuçlarına yanıt olarak şekil değiştiren hidrojelleri kullandılar. Platformun potansiyel olarak biyolojik numunelerdeki glikozu ölçmek, çevresel toksinleri tespit etmek ve hatta evdeki bira fabrikasındaki sıvıların pH'ını test etmek için kullanılabileceğini söylüyorlar.
Bir akıllı telefonun pusula olarak kullanılabilmesi, dünyanın manyetik alanını (veya yerel bir manyetizma kaynağını) üç yönde ölçen manyetometresi sayesindedir. Doktora sonrası araştırmacı Mark Ferris ve proje lideri Gary Zabowikisi de şirkette çalışıyor NIST'te Uygulamalı Fizik Bölümü, numunelerdeki kimyasal bileşenleri ölçmek için akıllı telefon manyetometrelerini kullanmaya karar verdi.
"Yeni bir algılama platformu oluşturmaya çalışıyoruz ve özellikle de birçok insanın erişebileceği bir şey yapmaya çalışıyoruz. Bu yüzden sensör platformunun temeli olarak çoğu insanın zaten sahip olduğu bir cep telefonunu kullanıyoruz" diyor Zabow.
"[Algılama platformunun], halihazırda mevcut olan ve bulanık örneklerde otofloresans, saçılma ve benzeri şeyleri aşma konusunda biraz daha fazla sorun yaşayabilecek optik akıllı telefon cihazları için iyi bir tamamlayıcı olduğunu düşünüyoruz... Genel olarak manyetiklerin daha iyi olduğu yer burası, Ferris ekliyor.
Manyetik tabanlı algılama platformu, küçük manyetik parçacıklarla gömülü olan hidrojellere (suya daldırıldığında şişen malzemeler) dayanıyor. Hidrojeller, bir numunenin glikoz gibi farklı kimyasal bileşenlerinin varlığına veya değişen pH seviyelerine tepki verir.
Platform, birkaç mililitre test çözeltisi ve bir hidrojel şeridi içeren küçük bir kuyucuğun akıllı telefona sıkıştırılmasıyla çalışıyor. Hidrojeller büyüdükçe veya küçüldükçe, manyetik parçacıkları manyetik alanın gücündeki karşılık gelen değişiklikleri algılayan ve ölçen manyetometreye yaklaştırıyor veya ondan uzaklaşıyor.
Araştırmacılar, manyetik alan gücündeki değişiklikleri ölçmeyi kolaylaştıracak şekilde parçacık hareketini güçlendirmek için bir hidrojel yığını kullanmayı tercih etti.
Zabow, "Manyetik doğrudan niceliksel olmaya elverişlidir" diyor. “Bu, manyetik alanın gücünü ölçtüğünüz bir sayıdır. Bu, niceliksel bir şeye dönüştürmeniz gereken bir resim değil.”
Şimdiye kadar araştırmacılar, şarap ve şampanya da dahil olmak üzere kontrol testi örneklerini kullanarak algılama platformunda kavram kanıtını gösterdiler. Yüksek şekerli bir şarabın (sangria), düşük şekerli seçeneklere (pinot grigio ve şampanya brut) göre manyetik alanda daha büyük bir değişikliğe neden olduğunu gözlemlediler. Glikoz konsantrasyonları, litre başına molün birkaç milyonda biri kadar küçük olan yüksek hassasiyetlerde ölçülmüştür.
Algılama platformu ucuzdur ve inşa edilmesi nispeten kolaydır ve nispeten az kaynağa sahip yerlerde kullanılabilir.
Akıllı telefon kamerası, kan-oksijen seviyelerinin evde izlenmesini sağlayabilir
Araştırmacıların bir sonraki adımı, hidrojel kimyasını değiştirerek veya farklı analitlere duyarlı hidrojelleri dahil ederek çözülebilecek platform duyarlılığını ve özgüllüğünü geliştirmek olacak.
"Glükozu veya pH'ı ölçerken - bunlar makaledeki iki örnektir - herhangi bir etkileşim olmadığından, herhangi bir etkileşim olmadığından emin olmak için testlerin özgüllüğü açısından ilk olarak atılması gereken bazı adımlar var. Çözümdeki başka bir şeyin kasıtsız katkısı. Bu, hidrojel test şeritlerinin özgüllüğü ile ilgili bir sorundur ve bu hala üzerinde çalışmamız gereken bir şeydir," diyor Zabow.
Bu çalışma şu adreste yayınlandı: Doğa İletişim.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/nist-researchers-develop-magnetics-based-analyte-sensor/
