Aproape fiecare telefon mobil modern are o busolă încorporată, sau magnetometru, cu ajutorul căreia este măsurată direcția câmpului magnetic al Pământului, oferind informații esențiale pentru navigare. O echipă de cercetători de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (National Institute of Standards and Technology, NIST), SUA, a dezvoltat o tehnică care utilizează un magnetometru obișnuit dintr-un telefon mobil într-un scop complet diferit: pentru a măsura concentrația de glucoză, un marker pentru diabet, cu o precizie ridicată. Aceeași tehnică, care utilizează magnetometrul împreună cu materiale magnetice concepute pentru a-și schimba forma ca răspuns la indicii biologice sau de mediu, ar putea fi utilizată pentru a măsura rapid și ieftin o serie de alte proprietăți biomedicale pentru monitorizarea sau diagnosticarea bolilor umane. Metoda are, de asemenea, potențialul de a detecta toxinele din mediu, a spus Gary Zabow, cercetător la NIST.
În studiul lor, care a fost publicat într-un articol în Nature Communications, Zabow și cercetătorul NIST Mark Ferris au prins de un telefon mobil un mic recipient, care conținea soluția de testat, și o bandă de hidrogel – un material poros care își mărește volumul atunci când este scufundat în apă. Cercetătorii au încorporat particule magnetice minuscule în hidrogel, pe care le-au ales astfel încât să reacționeze fie la prezența glucozei, fie la nivelurile de pH (o măsură a acidității) prin extindere sau contractare. Modificarea nivelului pH-ului poate fi asociată cu o varietate de tulburări biologice. Pe măsură ce hidrogelurile s-au mărit sau s-au micșorat, au mutat particulele magnetice mai aproape sau mai departe de magnetometrul telefonului mobil, care a detectat modificările corespunzătoare ale intensității câmpului magnetic. Folosind această metodă, cercetătorii au măsurat concentrații de glucoză de ordinul câtorva milionimi de mol (un mol este cantitatea de substanță a cărei masă exprimată în grame este egală cu masa atomică a acelei substanțe. De exemplu, fierul are masa atomică 55,845; prin urmare 1 mol de fier are 55,845 g). Deși o astfel de sensibilitate ridicată nu este necesară pentru monitorizarea la domiciliu a nivelului de glucoză folosind o picătură de sânge, ar putea, în viitor, să permită testarea de rutină pentru glucoza din salivă, care conține o concentrație mult mai mică de zahăr.
Hidrogelurile proiectate sau „inteligente”, precum cele folosite de echipa NIST sunt ieftine și relativ ușor de fabricat, a spus Ferris, și pot fi adaptate pentru a reacționa la o serie de compuși diferiți pe care cercetătorii medicali ar putea dori să îi măsoare. Deoarece tehnica nu necesită nicio sursă electronică sau de alimentare în afară de cea a telefonului mobil și nici nu necesită nicio prelucrare specială a probei, oferă o modalitate ieftină de a efectua testarea, chiar și în locații cu resurse relativ puține.
Cercetătorii își propun să îmbunătățească acuratețea unor astfel de măsurători cu ajutorul magnetometrelor pentru telefoane mobile ar putea permite detectarea catenelor de ADN, proteine specifice și histamine – compuși implicați în răspunsul imun al organismului – la concentrații de până la câteva zeci de nanomoli. Această îmbunătățire ar putea avea beneficii substanțiale. De exemplu, măsurarea histaminelor, care sunt de obicei detectate în urină la concentrații cuprinse între aproximativ 45 și 190 de nanomoli, ar necesita, de obicei, o colectare de urină de 24 de ore și o analiză sofisticată de laborator. „Un test la domiciliu folosind un magnetometru de telefon mobil sensibil la concentrațiile nanomolare ar permite măsurătorilor să fie făcute cu mult mai puțină bătaie de cap”, a spus Ferris. În general, o sensibilitate sporită ar fi esențială atunci când doar o cantitate mică de substanță este disponibilă pentru testare în cantități extrem de diluate, a adăugat Zabow. În mod similar, studiul echipei sugerează că un magnetometru pentru telefonul mobil poate măsura nivelurile pH-ului cu aceeași sensibilitate ca un instrument de laborator de o mie de dolari, dar la o fracțiune din cost. Un producător de bere sau un brutar ar putea folosi magnetometrul pentru a testa rapid pH-ul diferitelor lichide pentru a-și perfecționa meșteșugul, iar un cercetător care studiază mediul înconjurător ar putea măsura pH-ul probelor de apă subterană la fața locului cu o precizie mai mare decât ar putea oferi o bandă de test de turnesol.
Pentru ca măsurătorile telefonului mobil să fie un succes comercial, inginerii vor trebui să dezvolte o metodă de producere în masă a benzilor de testare cu hidrogel și să se asigure că acestea au o durată de valabilitate lungă, a spus Zabow. În mod ideal, a adăugat el, benzile de hidrogel ar trebui proiectate să reacţioneze mai rapid la indicii de mediu, pentru a accelera măsurătorile.
