När ett hiv -utbrott drabbade Indianas landsbygd i Scott County 2015, den sparsamt bemannade hälsoavdelningen sträcktes ut för att bekräfta fall bland ett helt samhälle med labbtester som inte är bärbara och som kan ta veckor att ge resultat.

Detta innebar att det tog över ett år att bekräfta 235 hiv-fall för området. Även hemmatest för HIV kräver för närvarande en person att vänta ett par månader efter eventuell infektion innan de testar sig själva.

Tänk om patienter på ett tillförlitligt sätt kunde testa sig själva hemma och veta resultat på några minuter, efter mindre än ett par veckors infektion?

Ett handhållet diagnostiskt verktyg gjord av papper har redan den hastigheten och skulle fungera inte bara för HIV, men många andra infektionssjukdomar. Att använda det skulle vara som att göra ditt eget graviditetstest.

Jacqueline Linnes, en biträdande professor i biomedicinsk teknik vid Purdue University, har utvecklat teknik med sitt team som skulle göra laboratorietester både snabbare och bärbara, tack vare papperets inneboende egenskaper.

Den första pappersbaserade enheten från Linnes labb kan upptäcka hiv-nukleinsyror från blodet från ett fingerstick inom 90 minuter. Hennes labb arbetar med att använda samma plattform för att upptäcka andra sjukdomar, allt från kikhosta till kolera, eftersom processen att extrahera patogener från ett prov med papper skulle vara densamma.

Enheten har hittills designats för att specifikt ta itu med utmaningar med snabbare sjukdomsdetektering i länder som Kenya och Haiti, som kämpar med att stå för kostnaderna för att driva labbanläggningar, upprätthålla en konstant strömförsörjning och utbilda personal för att tolka resultat som ibland är felaktiga.

"På landsbygden, en lokal anläggning för hiv-vård kan vara så långt som 16 mil bort med dålig transport och kommunikation, så många patienter på behandling ger upp och återvänder inte längre till vårdinrättningar för behandlingskontroll, sa Eddy Odari, en professor i biomedicinsk forskning vid Jomo Kenyatta University i Kenya, som utvecklar och utvärderar diagnostiska analyser för humana patogena virus.

"Sådana patienter som inte återvänder har associerats med suboptimal HIV-behandling och ökat motstånd mot antiretroviral förstahandsbehandling, vilket kan leda till en befolkning med överfört motstånd, sa Odari.

Om en prisvärd och exakt enhet kan fungera med tillräckligt låg ström för att upptäcka sjukdomar på plats för dessa länder, då kan det också visa sig vara användbart för samhällen i USA med begränsad personal och faciliteter som ligger långt ifrån varandra.

Linnes och hennes medarbetare planerar att undersöka enhetens användbarhet för landsbygdsområden i Indiana tillsammans med att ta itu med hiv i Kenya och kolera i Haiti.

"Tanken är att snabbare upptäcka vad som orsakar en infektion för patienter både i områden i världen som har labbanläggningar i närheten och de som inte har det, sa Linnes, som är specialiserad på att bygga diagnostiska verktyg för vårdplats för området.

Under de senaste 30 åren, forskare har undersökt pappersbaserade enheter för snabbare diagnostik eftersom pappersliknande material, såsom glasfiber och cellulosa, är robusta och kända för att fungera som en pump.

Detta innebär att papper kan bära prover, som blod eller vatten, utan all extern utrustning som krävs inom ett laboratorium för att separera nukleinsyrorna i en patogen och göra kopior, eller "förstärka" dem, för upptäckt.

"'Papper' är en bred term för ett poröst material som kan dra med sig vätska, inte bara den typ som du kan skriva på. Plåsterkuddar är pappersliknande, till exempel, ", sa Linnes. "Nackdelen är att papper inte har några kontroller."

Av denna anledning, de flesta pappersbaserade enheter som förlitar sig på nukleinsyraamplifiering är fortfarande i mycket tidiga stadier. Linnes lab har arbetat för att påskynda hur dessa enheter fungerar i fältet genom att minska antalet steg som behövs för att separera patogener från ett prov som laddats på papper.

Än så länge, Linnes labb och andra forskare vid Purdue har minskat dessa steg genom ett elektroniskt kretskort som värmer vaxventiler från under invecklade papperskanaler, styr flödet av ett prov i ett steg snarare än flera steg. Processen börjar med att tillsätta buffertvätska till ett fingerstick av blod i en flaska, och häll sedan flaskan i ett hål i papperet.

Om ett band dyker upp på änden av pappersremsan efter att ett prov har laddats, förutom kontrollbandet, då har en person testat positivt för en sjukdom.

Eftersom det är enkelt och billigt att läsa en pappersremsa, det skulle egentligen inte finnas ett behov av att tekniken skulle bli digital.

Men Linnes och hennes medarbetare har arbetat med ett annat problem som kräver en digital lösning:att veta hur väl en person svarar på behandling för en infektionssjukdom.

Genom ett företag som Linnes var med och grundade, OmniVis, Purdue-forskare undersöker användningen av smartphoneteknik för att kvantifiera HIV i kroppen.

"Om du tar antiretrovirala läkemedel och din kropp svarar bra, då skulle mängden virus vara låg, men om du är resistent mot drogerna, då skulle mängden virus öka, Sa Linnes.

Patent för den pappersbaserade enheten har lämnats in via Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization.