Forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign har utvecklat teknologi som gör det möjligt för en smartphone att utföra medicinska diagnostiska tester av labbkvalitet som vanligtvis kräver stora, dyra instrument. Kostar endast $550, spektral transmission-reflektans-intensitet (TRI)-analysator från bioteknik och elektro- och datorteknik Professor Brian Cunninghams labb kopplas till en smartphone och analyserar patientblod, urin, eller salivprover lika tillförlitliga som klinikbaserade instrument som kostar tusentals dollar.

"Vår TRI Analyzer är som den schweiziska armékniven för biosensing, sade Cunningham, Donald Biggar Willett professor i teknik och chef för Micro + Nanotechnology Lab i Illinois. "Det är kapabelt att utföra de tre vanligaste typerna av tester inom medicinsk diagnostik, så i praktiken, tusentals redan utvecklade tester skulle kunna anpassas till det."

I en nyligen publicerad tidning, Cunninghams team använde TRI Analyzer för att utföra två kommersiellt tillgängliga analyser - ett test för att upptäcka en biomarkör associerad med för tidig födsel hos gravida kvinnor och PKU-testet för nyfödda för att indirekt detektera ett enzym som är nödvändigt för normal tillväxt och utveckling. Deras testresultat var jämförbara med de som förvärvats med spektrometerinstrument av klinisk klass.

"TRI Analyzer är mer ett bärbart laboratorium än en specialiserad enhet, sa Kenny Long, en doktorand/doktorand och huvudförfattare till forskningsstudien.

Bland de många diagnostiska testerna som kan anpassas till deras smarttelefonformat Long sa, är en enzymkopplad immunosorbentanalys (ELISA), som upptäcker och mäter en mängd olika proteiner och antikroppar i blod och används ofta för ett brett utbud av hälsodiagnostiska tester. Systemet kan detektera resultatet från alla tester som använder en vätska som ändrar färg, eller en vätska som genererar ljuseffekt (som från fluorescerande färgämnen).

TRI Analyzer fungerar genom att konvertera smartphonekameran till en högpresterande spektrometer. Specifikt, analysatorn lyser upp en provvätska med telefonens interna vita LED-blixt eller med en billig extern grön laserdiod. Ljuset från provet samlas upp i en optisk fiber och leds genom ett diffraktionsgitter in i telefonens bakåtvända interna kamera. Dessa optiska komponenter är alla arrangerade i en 3D-printad plastvagga.

TRI Analyzer kan samtidigt mäta flera prover genom att använda en mikrofluidikpatron som glider genom en öppning på baksidan av vaggan. Denna förmåga att snabbt och tillförlitligt analysera flera prover gör analysatorn lämplig för patienter som saknar bekväm tillgång till en klinik eller sjukhus med diagnostiska testfaciliteter eller för patienter med akuta hälsosituationer som kräver snabba resultat.

"Vår analysator kan skanna många tester i en sekvens genom att svepa patronen förbi avläsningshuvudet, på ett liknande sätt som det sätt på vilket kreditkort med magnetremsor dras, sa Long.

Förutom dess tillämpningar inom hälsodiagnostik, Cunningham sa att TRI Analyzer också kan användas för användningsområden som inkluderar djurhälsa, miljöövervakning, drogtestning, kvalitetskontroll av tillverkning, och livsmedelssäkerhet. Den patenterade tekniken är tillgänglig för licens.

Ett dokument som beskriver resultaten i detalj, med titeln "Multimode smartphone biosensing:the transmission, reflexion, och intensitetsspektral TRI-analysator, " kommer att publiceras i ett kommande nummer av Lab on a Chip .