Varje måltid är det samma sak. Ditt barn håller i magen och klagar över ont i magen. Ni som föräldrar är på slutet och ingenting du försöker från ditt hemmedicinskåp har någon effekt. Kan det vara så att ditt barn lider av celiaki - glutenintolerans? Tidigare, du skulle ha behövt gå till en specialistläkare för att få svar på den här typen av frågor. Nu, fastän, Fraunhofer -forskare har en annan vision:ett enkelt test som innebär att man lägger en droppe blod till ett litet engångsflis, och få resultaten via smartphone -appen inom några minuter. Forskarna vill utveckla den här typen av chips för att upptäcka andra sjukdomar, samt att använda dem för att garantera livsmedelssäkerhet, till exempel genom att detektera specifika toxiner.

Dessa marker utvecklas av forskare vid Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF i Jena tillsammans med branschpartners. Branschpartnerna tillhandahåller chipsen, som kommer med små kanaler. Fraunhofer -forskarna förser sedan chipsen med den nödvändiga optiken. "Vi präglar en lampa såväl som en fotodetektor - med hjälp av en konventionell, endast lätt modifierad bläckstråleskrivare, "förklarar Falk Kemper, en forskare vid Fraunhofer IOF. Nyckeln är att forskarna använder en speciell sorts bläck som innehåller fluorescerande polymerer eller nanopartiklar.

Så här fungerar chipsen:När mamman lägger till en droppe av sitt barns blod till chipet, små kanaler på chipets yta leder det så att det blandas med speciella ankarmolekyler samt med ett fluorescerande färgämne. Vid test för celiaki, ankarmolekylen kommer endast att binda till markörer för celiaki; alla andra molekyler kommer att få gå vidare. När det gäller det fluorescerande färgämnet, detta fäster sig högst upp i "stacken" av ankarmolekyler och sjukdomsmarkörer. På nytt, den kommer bara att fästa sig vid de specifika sjukdomsmarkörerna. Vid denna tidpunkt, den inbyggda lampan får det fluorescerande färgämnet att lysa. Med andra ord, om fotodetektorn "ser" fluorescerande ljus, då är sjukdomsmarkören närvarande - och barnet får diagnosen celiaki. Dock, om barnet inte påverkas av celiaki, det fluorescerande färgämnet binder inte till molekylerna och filtreras helt enkelt igenom. Chippet förblir mörkt.

Fyra olika specialfärger gör det möjligt att prägla lampan och detektorn på chipet. "Både lampan och detektorn har i huvudsak fyra lager:en elektrod i botten, ett aktivt polymerskikt, en annan elektrod och sedan ett fjärde filterskikt, "säger Kemper. När lampans elektroder utsätts för en elektrisk ström - ansluten, om du vill - polymerskiktet lyser och avger ljus. Problemet är att detektorn inte vet om det ljuset kommer från lampan eller från färgämnet - det är där filtren kommer in. Ett filter sitter ovanpå lampan och tillåter endast blått ljus. Under tiden, färgämnet lyser gult - och filtret på detektorn tillåter endast gult ljus. Med andra ord, detektorn är blind för det blå ljuset som stimulerar lampan.

Tills nu, denna typ av fluorescensprovning har krävt en relativt omfattande och dyr apparat. "Genom att skriva ut chipsen med en bläckstråleskrivare, vi går framåt mot ett kostnadseffektivt sätt att snabbt och effektivt producera fluorescenssensorer. Vår metod sparar också material och resurser, eftersom vi bara applicerar materialet exakt där det krävs, "säger Kemper. En annan fördel är att det är lika kostnadseffektivt att tillverka ett enda chip som att massproducera dem med en roll-to-roll-teknik.