Forskare vid University of Toronto Engineering har utvecklat en liten "värmare" - ungefär lika stor som ett piller - som kan göra det möjligt för resursbegränsade regioner runt om i världen att testa för infektionssjukdomar utan behov av specialiserad utbildning eller kostsam labbutrustning.

Tekniken reglerar temperaturen på biologiska prover genom olika stadier av diagnostisk testning, vilket är avgörande för noggrannheten av testresultaten.

"Precisionen och flexibiliteten hos vår värmare öppnar dörren till en framtid av gör-det-själv diagnostiksatser, säger doktorand Pranav Kadhiresan, som utvecklade enheten tillsammans med Ph.D. kandidat Buddhisha Udugama, under överinseende av professor Warren Chan.

"Vi skulle kunna kombinera enkelheten hos ett high school kemi set med precisionen hos banbrytande labbinstrument, ", tillägger Kadhiresan. Tekniken bakom lagets uppfinning av miniatyrvärmare beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften för Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

I ett typiskt diagnostiskt test för infektiösa patogener, flera temperaturregleringssteg är involverade. Förmågan att kontrollera temperaturen är särskilt viktig i områden där tillgången till stora forskningsanläggningar är begränsad.

"Bristen på elektricitet lägger till ett lager av komplexitet, " säger Udugama. "Vår miniatyrvärmare löser det. Den kan användas i olika miljöer för att upptäcka virus utan behov av elektricitet. Om vi ​​skulle sammanfatta fördelarna med vår teknik, det skulle vara tillgänglighet, portabilitet och precision."

Utsidan av värmetabletten är sammansatt av en icke-reaktiv akrylform som kapslar in litium, ett reaktivt element som vanligtvis finns i battericeller. När det är löst i vatten, det reaktiva litiumet interagerar med lösningen för att frigöra värme och vätgas. Detta resulterar i en ökning av temperaturen under en längre tid.

Forskarna observerade att reproducerbarheten av temperaturprofilen styrs av konstant gasutsläpp, vilket dikteras av formen på litiumformen. Efter att ha testat flera former av litiumformen - från cirklar till trianglar - hittade de stjärnformen, mäter bara 8 millimeter i diameter, för att vara den mest idealiska för exakt uppvärmning.

Att konsolidera flera steg till en enda surfplatta innebär också att specialiserad utbildning inte krävs för att utföra några diagnostiska tester, minska risken för mänskliga fel och göra enheten tillgänglig för allmänheten.

"Tabletter används konventionellt för mediciner som acetylsalicylsyra. Men vi har nu utvecklat en serie tabletter och piller som kan diagnostisera sjukdomar, säger Chan.

"Kombinerat med smartphone-teknik, alla skulle ha ett bärbart system som kan spåra, övervaka och diagnostisera infektioner. Detta är avgörande för att förhindra spridning av sjukdomar."