Устройство нацелено на уробилин, маркер загрязнения отходами, и обеспечивает надежные результаты менее чем за минуту в полевых условиях.
Для многих населенных пунктов безопасность воды по-прежнему остается вопросом, на который трудно ответить. Чистый ручей или водопроводный кран не гарантируют отсутствия вредных загрязнений.
Проведение тестирования часто занимает несколько часов или даже целый день, что замедляет реагирование в чрезвычайных ситуациях.
Такая задержка может увеличить риски заражения и осложнить принятие решений для должностных лиц в сфере здравоохранения.
Немецкие исследователи разработали портативный прибор, способный обнаруживать загрязнения менее чем за минуту, используя всего лишь каплю воды и смартфон.
Доступ к надежным методам анализа воды остается неравномерным во всем мире.
Во многих регионах отсутствует лабораторная инфраструктура или квалифицированный персонал.
Даже в развитых странах задержки в проведении испытаний могут осложнить принятие решений во время наводнений, штормов или аварий на инфраструктуре.
В подобных ситуациях быстрые ответы зачастую имеют первостепенное значение.
Новый экспресс-тест, разработанный в Федеральном институте исследований и испытаний материалов (BAM), призван восполнить этот пробел.
Он обнаруживает уробилин, соединение, связанное с отходами жизнедеятельности человека и животных.
В процессе распада гемоглобина организм вырабатывает уробилин и выводит его с мочой. Его присутствие в воде сигнализирует о возможном загрязнении и помогает выявить опасные источники загрязнения.
Система использует реактивную тест-полоску, которая излучает свет при контакте с молекулой. Этот оптический отклик позволяет пользователям выявлять загрязнения в течение нескольких секунд.
Этот процесс позволяет избежать длительного времени, характерного для традиционного микробиологического анализа.
Это также снижает зависимость от централизованных испытательных центров.
Обнаружение на основе смартфона
Устройство напрямую интегрируется со смартфоном, устраняя необходимость в специальных инструментах. К устройству подключается небольшой светодиодный модуль, размещенный в корпусе, напечатанном на 3D-принтере.
Телефон питает источник света, а камера в режиме реального времени фиксирует свечение ленты.
Тест основан на простом принципе «брось и обнаружь».
Пользователи капают одну каплю воды на полоску и наблюдают за результатом через телефон.
Данная система не требует дополнительных химикатов или подготовительных этапов.
Это упрощает развертывание в удаленных или ресурсоемких средах.
В ходе контролируемых сравнительных исследований метод продемонстрировал высокую чувствительность и надежность.
Он обнаруживает очень низкие концентрации уробилина, что делает его эффективным для выявления ранних признаков загрязнения.
Такая конструкция также ограничивает количество ошибок, допускаемых пользователем, что может негативно сказаться на традиционных методах тестирования.
«Система также хорошо показала себя в практических испытаниях: экспресс-тест был успешно подтвержден с использованием реальных проб воды из рек, а также на входе и выходе берлинской очистной станции сточных вод», — объясняет Сваям Пракаш, который разработал экспресс-тест в качестве стипендиата программы Марии Кюри в BAM вместе с Кнутом Рураком, экспертом в области химического и оптического анализа.
«Даже в сложных условиях окружающей среды с наличием природных мешающих веществ уробилин был надежно обнаружен».
Применение в полевых условиях и глобальное воздействие
Благодаря своей портативности система подходит для полевых операций, реагирования на чрезвычайные ситуации и развертывания в сельской местности.
Это может помочь в мониторинге водных ресурсов в развивающихся регионах и зонах кризиса, где доступ к лабораториям ограничен.
Группы по оказанию помощи и местные организации могли бы использовать его для более быстрой оценки ситуации на местах.
Эта технология также позволяет проводить цифровую оценку, обеспечивая мгновенное сохранение, анализ или передачу результатов.
Эта функция может способствовать развитию более крупных сетей мониторинга и улучшить координацию ответных мер.
Компактный дизайн и простота использования делают его подходящим для мобильных программ мониторинга и экспресс-оценки.
Исследователи видят более широкий потенциал этой платформы. Ее способность сочетать скорость, чувствительность и простоту может способствовать будущим инновациям в области экологической диагностики.
Эта же концепция может быть расширена для обнаружения других биомаркеров, открывая новые возможности для мониторинга общественного здравоохранения.
Sourse: interestingengineering.com
