(Phys.org) —Uw smartphone kan nu zien wat het blote oog niet kan:een enkel virus en stukjes materiaal van minder dan een duizendste van de breedte van een mensenhaar.

Aydogan Ozcan, een professor in elektrotechniek en bio-engineering aan de UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science, en zijn team hebben een draagbare smartphone-bijlage gemaakt die kan worden gebruikt om geavanceerde veldtesten uit te voeren om virussen en bacteriën te detecteren zonder de noodzaak van omvangrijke en dure microscopen en laboratoriumapparatuur. Het apparaat weegt nog geen half pond.

"Dit op mobiele telefoons gebaseerde beeldvormingsplatform zou kunnen worden gebruikt voor specifieke en gevoelige detectie van subgolflengte-objecten, met inbegrip van bacteriën en virussen en zou daarom de praktijk van nanotechnologie en biomedische tests in veldomgevingen en zelfs in afgelegen en beperkte omgevingen mogelijk kunnen maken, " zei Ozcan. "Deze resultaten vormen ook de eerste keer dat enkele nanodeeltjes en virussen zijn gedetecteerd met behulp van een op een mobiele telefoon gebaseerde, in het veld draagbaar beeldvormingssysteem."

Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd op 9 september in het tijdschrift van de American Chemical Society ACS Nano , komt op de hielen van Ozcans andere recente uitvindingen, inclusief een mobiele camera-compatibele sensor voor allergenen in voedselproducten en een smartphonebevestiging die algemene niertests kan uitvoeren.

Het maken van heldere beelden van objecten zo klein als een enkel virus of een nanodeeltje is moeilijk omdat de optische signaalsterkte en het contrast erg laag zijn voor objecten die kleiner zijn dan de golflengte van licht.

In de ACS Nano-paper, Ozcan beschrijft een fluorescerend microscoopapparaat vervaardigd door een 3D-printer met een kleurenfilter, een externe lens en een laserdiode. De diode verlicht vloeibare of vaste monsters onder een steile hoek van ongeveer 75 graden. Deze schuine verlichting vermijdt detectie van verstrooid licht dat anders zou interfereren met het beoogde fluorescerende beeld.

Met dit apparaat, die rechtstreeks op de cameramodule op een smartphone wordt bevestigd, Het team van Ozcan was in staat om afzonderlijke humaan cytomegalovirus (HCMV) -deeltjes te detecteren. HCMV is een veelvoorkomend virus dat geboorteafwijkingen zoals doofheid en hersenbeschadiging kan veroorzaken en de dood kan bespoedigen van volwassenen die orgaanimplantaten hebben gekregen, die zijn geïnfecteerd met het hiv-virus of van wie het immuunsysteem anderszins is verzwakt. Een enkel HCMV-deeltje meet ongeveer 150-300 nanometer; een mensenhaar is ongeveer 100, 000 nanometer dik.

In een apart experiment Het team van Ozcan ontdekte ook nanodeeltjes - speciaal gemarkeerde fluorescerende kralen gemaakt van polystyreen - zo klein als 90-100 nanometer.

Om deze resultaten te verifiëren, onderzoekers in het lab van Ozcan gebruikten andere beeldapparatuur, waaronder een scanning elektronenmicroscoop en een confocale microscoop voor het tellen van fotonen. Deze experimenten bevestigden de bevindingen die zijn gedaan met behulp van het nieuwe op mobiele telefoons gebaseerde beeldvormingsapparaat.