Медицина будущего: Смартфон вместо лаборатории

Мы привыкли к тому, что сдать анализы можно только в поликлинике или медцентре, причем надо либо выстаивать в очереди, либо платить за услугу немалые деньги… Все может измениться благодаря новому приложению для смартфонов, работающему со специальными датчиками, придуманными и созданными специалистами из Центра оптических технологий Ганновера.

Диагноз ставит приложение

Такой датчик, изготовленный на оптоволоконной основе, контролирует состояние различных органических субстанций — крови, мочи, слюны, пота и даже выдыхаемого воздуха… Поэтому он может применяться для разного рода молекулярно-биологических исследований, в том числе слежения за уровнем сахара в крови и даже для выявления беременности.

Прибор U-образной формы весьма компактен: диаметр его ядра составляет всего 400 микрометров. Чувствительный элемент датчика покрыт серебряной пленкой.

Принцип работы устройства основан на оптическом явлении поверхностного плазмонного резонанса. Фиксированный луч света падает на тонкую металлическую пленку. Большая часть излучения отражается от поверхности пленки, но остальные лучи все же поглощаются поверхностными электронами, заставляя их сталкиваться друг с другом и резонировать. Затем на пленку наносят элементы, вызывающие изменение в показателе преломления излучения, что позволяет определить точный биохимический состав анализируемого вещества.

Эта методика носит название SPR-диагностики. Она уже сейчас широко используется в современных биодатчиках, однако для работы подобных устройств, как правило, требуется весьма громоздкое оборудование, включая детектор и источник световых лучей. Но разработчики из Ганновера считают, что в роли такого оборудования может выступать и обычный смартфон. В навороченном гаджете имеются все функции, необходимые для обмена информацией с датчиком в режиме реального времени. Кстати, приложение, ориентируясь на показания сенсора, с помощью GPS-навигатора может направить пациента в ближайшую к месту его нахождения аптеку или лечебное учреждение.

Тесты дают результат

Все это отнюдь не голословные утверждения и было опробовано учеными на практике. Сначала Бремер и его коллеги удалили полимерное покрытие с десятимиллиметрового сегмента оптического кабеля, открыв доступ к 400-микрометровому центральному участку стекловолоконного кабеля. Затем, очистив сегмент, на него нанесли покрытие из серебра, добавили выемку, куда должны попадать образцы вещества для анализа, и скосили края под углом в 45 градусов. После этого прибор прикрепили к корпусу смартфона, соединив его со встроенными в гаджет камерой и светодиодом, снабженными дифракционной решеткой. Когда все приготовления были завершены, исследователи протестировали работу системы, заставив ее проанализировать набор жидкостей с заданным составом.

Результаты оказались довольно успешными. Как отметили эксперты в статье, опубликованной в журнале Optics Express, они ничем не отличаются от тех, что получают в лабораториях SPR-диагностики с их массивными установками… Между тем, стоимость таких исследований оказывается в разы дешевле, чем традиционная SPR-диагностика.

"Сенсоры, в своей работе опирающиеся на принцип поверхностного плазмонного резонанса, могут стать повсеместно распространенными уже сейчас, — полагает один из руководителей исследования Корт Бремер. — На сегодняшний день у нас есть большой потенциал для создания настоящей биохимической лаборатории в смартфоне".

Достаточно одной капли

Впрочем, ганноверские специалисты отнюдь не первопроходцы в этой области. Так, в позапрошлом году индийская компания Biosense Technologies выпустила приложение для iPhone под названием uChek, позволяющее провести экспресс-анализ мочи. Чтобы им воспользоваться, необходимо совершить стандартную процедуру: собрать образец мочи в контейнер и на две секунды погрузить в нее тест-полоску. Затем тест-полоску нужно прокатать по специальному коврику, запустить приложение и направить на полоску камеру телефона. Коммуникатор считает с нее информацию, определив около десятка параметров, таких как уровень сахара, белка, лейкоцитов и др. После этого uChek интерпретирует полученные результаты.

Приложение позволяет выявить симптомы 25 заболеваний, включая диабет, инфекции мочевыводящих путей, болезни печени и почек, а также онкологию. Кроме того, можно получить общую информацию о состоянии здоровья пользователя.

Уже идут разработки так называемых "лабораторий на чипе", позволяющих по одной-единственной капле крови выявить такие заболевания, как ВИЧ или сифилис, и даже "рассказать" историю болезни пациента. Кроме того, на повестке дня стоит создание органических микрочипов, которые будут использоваться для тестирования новых препаратов и лечебных методик.

Читайте также:

Правильно подготовьте малыша к анализу крови

Персональную медицину внедрят в соцсети

ПЦР-диагностика: много плюсов и один большой минус

Пульмомобиль диагностирует ХОБЛ

Десять самых популярных медицинских мифов