En enkel tryckpump, gjorda av ballonger och nylonstrumpor, kommer att ge fler människor på fler platser möjlighet att testa för vattenföroreningar och analysera blodprover.

Den geniala enheten, avslöjades i tidskriften Lab on a Chip, kostar bara $2 att göra men fungerar nästan lika bra som dess dyra och krångliga laboratoriemotsvarigheter, utan behov av ett högteknologiskt laboratorium.

Skapande och testning av DIY-pumpar var ett samarbete mellan forskare vid RMIT och Walter and Eliza Hall Institute. Tillsammans designade de pumpen och visade dess livskraft i tester för att upptäcka vattenparasiter och cancerceller, och studera kärlsjukdomar.

Ett välbehövligt fältverktyg

Pumpar används för att få biologiska prover att flöda genom mikrofluidiska enheter, gör det möjligt att identifiera innehållet med hjälp av ett mikroskop.

Parasitolog docent Aaron Jex från Walter and Eliza Hall Institute är en ledande forskare inom global vattenkvalitet och folkhälsointerventioner, och var medförfattare till studien.

Han sade att den spännande innovationen kunde leda till förmågan att testa och diagnostisera patienter för infektiösa patogener och vattenlevande mikroorganismer vid vårdpunkten.

"Parasitiska mikroorganismer har en stor inverkan i fattiga samhällen i tropiska och subtropiska regioner globalt, men också i utvecklade länder inklusive Australien, " sa docent Jex.

"Det finns ett akut behov av fältbaserade, billiga diagnostiska verktyg som fungerar i utmanande, ibland avlägsna och ofta komplexa miljöer, mycket annorlunda än ett orördt laboratorium.

"Så enkelt det än kan se ut, den här enheten passar dessa behov riktigt bra och kan ha stor inverkan."

Överraskande inspiration

RMIT-ingenjören och huvudförfattaren Dr. Peter Thurgood sa att laget tog inspiration till den enkla uppfinningen från fotbollar, som håller stora tryck när de förstärks.

"Vi började med grundläggande latexballonger, insåg sedan att vanliga strumpor gjorda av nylon och elastan kunde vara en perfekt match för att förstärka dem, så att de kan hålla betydligt högre tryck och fungera som pumpar, " sa Dr. Thurgood.

"Genom att helt enkelt vira tre lager strumpor runt latexballongen kunde vi öka dess inre tryck med en faktor 10 - tillräckligt för att utföra många vatten- eller blodanalyser som vanligtvis skulle kräva stora, dyra pumpar."

Lovande ansökningar

Ballongpumpen testades som en diagnostisk enhet för detektion av mycket låga koncentrationer av målcancerceller i vätskeprover, och hittade jobbet.

RMIT-biolog och medförfattare Dr Sara Baratchi sa att det också hade lovande ansökningar för tidig diagnos av sjukdom, hemma eller på läkarmottagningen.

"Den hydrodynamiska kraften hos vätska som produceras av den förstärkta ballongen var tillräckligt för att isolera celler för studier, vilket var verkligen fantastiskt för en pump på $2, " sa Dr Baratchi.

RMIT-ingenjör och projektledare Dr. Khashayar Khoshmanesh sa att mer utbredd tillämpning av mikrofluidik hade begränsats av kostnaden och storleken på utrustningen.

"Genom att designa om sofistikerade mikrofluidiska enheter till förenklade, vi kan maximera deras räckvidd och tillämpningar, " sa Dr. Khoshmanesh.

Experiment visade att den förstärkta ballongpumpen kunde användas för att driva mikrofluidiska enheter i flera timmar utan en betydande tryckförlust. Pumpen passar också lätt i en inkubator och kan stå över natten.