Смартфон-спектрофотометр, або як заощадити $49 800

Дослідники з Університету штату Іллінойс продемонстрували, як смартфон може замінити лабораторне обладнання вартістю десятки тисяч доларів. Розроблена ними підставка, що перетворює iPhone в біосенсор, включає в себе ряд оптичних елементів (лінз і фільтрів), які присутні в дорогих повнорозмірних пристроях.

Смартфон вирівнюється щодо оптичних компонентів, з допомогою камери отримує інформацію про досліджуваному зразку і обробляє її в спеціальному додатку.

В основі таких біосенсорів лежить фотонний кристал, що відображає світло у вузькому діапазоні довжин хвиль і пропускає іншу частину спектра. Коли біологічний зразок (окремі білки, клітини, мікроорганізми, ДНК) потрапляє на такий кристал, смуга відображення зміщується у бік більш довгих хвиль.

У портативному пристрої, розробленому науковцями, роль фотонного кристала грає звичайне предметне скло, покрите спеціальним матеріалом. Кожен такий слайд готується з розрахунком на виявлення певних молекул і вставляється в слот на підставці. За допомогою камери смартфона вимірюється спектр пропускання слайда до і після нанесення на нього біологічного зразка. Ступінь зміщення темної смуги в цьому спектрі вказує на кількість цільових молекул, присутніх у зразку.

Всі маніпуляції займають лише кілька хвилин, при цьому додаток дає користувачеві підказки про необхідних діях. На матеріали, необхідні на виготовлення однієї «мобільної лабораторії», пішло близько $200, при цьому її результати не поступаються за точністю вимірів, виконаним за допомогою громіздкого лабораторного спектрофотометра вартістю $50 000.

Подібні пристрої можуть використовуватися для швидкого і недорогого аналізу в польових умовах з прив'язкою даних по GPS (наприклад, для складання карти поширення патогенних організмів) або медичних досліджень в країнах, що розвиваються.