Дешевый портативный спектрометр для проверки биологических образцов

Оптические спектрометры используются сегодня в различных целях, в том числе и для анализа биологических образцов. То, как объект отражает свет различной частоты, может многое рассказать о нем, но точные и высокочувствительные спектрометры пока дороги и достаточно громоздкие. Эти ограничения препятствуют использованию спектрометрии во многих медицинских сферах, особенно при оказании медицинской помощи на местах и в районах с ограниченным доступом к медицинской помощи.

Пытаясь преодолеть эти недостатки, китайские ученые разработали небольшой, портативный спектрометр, который в качестве дисплея и системы обработки данных использует обычный смартфон. Созданная ими технология, представленная в журнале Biomedical Optics Express, относительно дешевая и может сделать спектроскопию более доступной, а также позволит использовать ее во многих приложениях и областях, где ранее это было невозможно или использовалась в очень ограниченных масштабах.

Новое устройство представляет собой небольшой цилиндр, похожий на фонарик, который весит всего 140 г, а его размеры составляют 15.5 см в длину и 3.1 см в диаметре. Стоимость его производства с использованием существующих, коммерчески доступных компонентов составляет менее $300. Его волновая разрешающая способность составляет около 17 нм, а диапазон детектирования благодаря использованию светодиодной матрицы белого света составляет 400 - 675 нм.

В прибор встроен чип собственной CMOS-камеры и система передачи полученной информации в смартфон. Пользователь может перемещать спектрометр вдоль образца и получать таким образом изображения. В свою очередь, смартфон анализирует все полученные изображения, цифровым образом "сшивает" их друг с другом, получая таким образом результирующий набор данных. Использовать это устройство достаточно просто, поэтому можно рассчитывать на его широкое применение в недалеком будущем.

Тестируя новый спектрометр, исследователи смогли обнаружить богатый железом белок миоглобина в куске свинины. Они также смогли измерить распределение гемоглобина в руке участника эксперимента, создав 16-секундное видео из 200 изображений.