De enklaste medicinska testerna för hemmet kan se ut som en kortlek med olika kiselchips belagda i specialfilm, en som kan upptäcka droger i blodet, en annan för proteiner i urinen som indikerar infektion, en annan för bakterier i vatten och liknande. Tillsätt kroppsvätskan du vill testa, ta en bild med din smartphone, och en speciell app låter dig veta om det finns ett problem eller inte.

Det är vad elektroingenjören Sharon Weiss, Cornelius Vanderbilt professor i teknik vid Vanderbilt University, och hennes elever utvecklades i hennes labb, kombinerar sin forskning om låga kostnader, nanostrukturerade tunna filmer med en enhet som de flesta amerikanska vuxna redan äger. "Nyheten ligger i enkelheten i grundidén, och den enda kostsamma komponenten är smarttelefonen, sa Weiss.

"De flesta människor är bekanta med kisel som materialet inuti din dator, men det har oändliga användningsområden, " sa hon. "Med vårt porösa kisel i nanoskala, vi har skapat dessa hål i nanoskala som är tusen gånger mindre än ditt hår. De fångar selektivt molekyler när de förbehandlas med lämplig ytbeläggning, mörkare kisel, som appen upptäcker."

Liknande teknik som utvecklas bygger på dyr hårdvara som kompletterar smarttelefonen. Weiss system använder telefonens blixt som ljuskälla, och teamet planerar att utveckla en app som kan hantera all databehandling som krävs för att bekräfta att filmen helt enkelt mörknade med tillsats av vätska. Vad mer, i framtiden, en sådan telefon skulle kunna ersätta ett masspektrometrisystem som kostar tusentals dollar. Transportation Security Administration äger hundratals av dem på flygplatser över hela landet, där de används för att upptäcka krut på handpanna.

Andra hemtester förlitar sig på en färgförändring, som är en separat kemisk reaktion som introducerar mer utrymme för fel, sa Weiss.

Weiss, Ph.D. student Tengfei Cao, och deras team använde en biotin-streptavidin-proteinanalys och en iPhone SE, modell A1662, att testa sina kiselfilmer och fann att noggrannheten liknade den för mätsystem för bänkskivor. De använde också en 3D-utskriven låda för att stabilisera telefonen och få standardiserade mått för papperet, men Weiss sa att det inte skulle vara nödvändigt om ytterligare forskning och utveckling ledde till en kommersialiserad version.

Deras resultat kommer att visas i en framtida upplaga av Analytiker , en i Royal Society of Chemistry-familjen av tidskrifter.