(Phys.org) - Ett team av forskare från UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science har utvecklat en smarttelefonfäste och applikation för att testa vatten för förekomst av kvicksilver, en giftig tungmetall. Den nya plattformen kan avsevärt minska tiden och kostnaden för testningen, och det kan vara särskilt användbart i regioner med begränsade tekniska resurser.

Traditionellt, vatten har testats för kvicksilverföroreningar i laboratorier med stora, dyra instrument, och proceduren kräver komplex förberedelse av professionellt utbildad personal. Den nya tekniken använder en billig och lätt bilaga som tillverkades på UCLA med en 3D-skrivare, och testet kan enkelt utföras av vem som helst efter endast minimal träning.

"Vår nya plattform för kvicksilverprovning är i huvudsak ett laboratorium på en telefon, "sa Aydogan Ozcan, kanslerens professor i elektroteknik och bioingenjör vid UCLA, associerad chef för UCLA California NanoSystems Institute och huvudutredaren om forskningen. "Den är bärbar, lätt och billig att tillverka. Och, på grund av den globala spridningen av mobila enheter, det skulle kunna göra tester för kvicksilver allmänt tillgängliga. Att ha denna typ av test tillgängligt i resursbegränsade områden och på fältet var en viktig motivation för vårt arbete. "

Forskningen har publicerats online i den granskade tidskriften ACS Nano .

För att utföra testet, en användare samlar ett vattenprov i ett engångsrör och håller det sedan upp till en smartphone utrustad med det optiska tillbehöret. Med hjälp av redskapets ljusdioder, som är inställda på två specifika frekvenser, enheten upptäcker subtila förändringar i hur ljus överförs till telefonens inbyggda kamera på grund av kvicksilverinducerad nanopartikelkluster i vattnet.

Testet, som använder guldpartiklar i nanoskala och korta fragment av syntetiskt DNA som är extremt känsliga för förekomst av kvicksilverjoner, kan detektera kvicksilverhalter på 3 till 4 delar per miljard (ppb), som handlar om den maximala säkra koncentrationsnivån för dricksvatten enligt standarder som fastställts av U.S. Environmental Protection Agency (2 ppb), och Världshälsoorganisationen (6 ppb).

Hela processen kan ta så lite som 20 minuter per test, inklusive 10 minuters inkubationstid.

Plattformen innehåller också en Android -app som bearbetar bilderna och kvantifierar testresultaten, organiserar sedan resultaten från testade webbplatser till en onlinekarta. Detta kan hjälpa till att spåra kvicksilverföroreningar i miljön.

Forskarna uppskattar att kostnaden per test kan vara så låg som fem cent. Bilagorna, som väger mindre än 40 gram, kostar cirka 37 dollar vardera att producera med en 3D-skrivare, och kan tillverkas till en lägre kostnad om de tillverkas i stora mängder.