Sofortige Gesundheitschecks zu Hause mit Smartphone-gekoppelten Siliziumsensoren

Einfache Heim-Medizintests bestehen aus einem Stapel verschiedener Siliziumchips, die mit speziellen Filmen beschichtet sind – einer, der Medikamente im Blut detektieren könnte, ein anderer für Proteine im Urin, die auf Infektion hinweisen, und ein weiterer für Bakterien im Wasser und dergleichen. Körperflüssigkeit hinzufügen, mit dem Smartphone ein Foto machen, und eine spezielle App zeigt an, ob ein Problem vorliegt oder nicht.

Kostengünstige, nanostrukturierte Dünnschichten aus Silizium weisen nanoskalige Poren auf, die tausendmal kleiner sind als ein Haar. Sie fangen Moleküle selektiv ein, wenn sie mit der entsprechenden Oberflächenbeschichtung vorbehandelt werden, wodurch das Silizium dunkler wird, was die App detektiert.

Ähnliche in Entwicklung befindliche Technologie basiert auf teurer Hardware, die das Smartphone ergänzt. Das neue System nutzt den Blitz des Telefons als Lichtquelle, und die Forscher planen, eine App zu entwickeln, die alle notwendigen Datenverarbeitungsschritte handhaben könnte, um zu bestätigen, dass der Film sich einfach verdunkelte, als Flüssigkeit hinzugefügt wurde.

In der Zukunft könnte ein solches Telefon ein Massenspektrometriesystem ersetzen, das Tausende von Dollar kostet. Die Transportation Security Administration (TSA) nutzt Massenspektrometer an Flughäfen im ganzen Land, wo sie verwendet werden, um Schwarzpulver an Handabstrichen zu detektieren.

Andere Heimtests basieren auf Farbänderung, was eine separate chemische Reaktion ist, die mehr Raum für Fehler lässt. Im neuen System wurde ein Biotin-Streptavidin-Protein-Assay mit einem iPhone SE verwendet, um die Siliziumfilme zu testen. Die Genauigkeit war vergleichbar mit der von Labor-Messsystemen. Eine 3D-gedruckte Box stabilisierte das Telefon für standardisierte Messungen.