Intelligente Sprachassistenten sind eine beliebte Möglichkeit für Menschen, schnelle Antworten zu erhalten oder ihre Lieblingsmusik abzuspielen. Dieselbe Technologie könnte das Labor für Wissenschaftler und Techniker sicherer machen, die mit potenziell infektiösen Proben umgehen. Forscher im ACS-Sensoren berichten jetzt über ein kleines, sprachgesteuertes Gerät, das bakterielle DNA extrahieren und vorbehandeln kann, um diejenigen zu schützen, die an vorderster Front vor Krankheitsausbrüchen stehen. Das System könnte auch Wissenschaftlern mit Behinderungen helfen, Studien einfacher durchzuführen.
Wissenschaftler, die mit Proben arbeiten, die Krankheitserreger enthalten, müssen mit den kleinstmöglichen Mengen arbeiten, um eine versehentliche Infektion zu vermeiden. Und bei hoch ansteckenden bakteriellen Erkrankungen ist die Probenanalyse vor Ort ideal für eine schnelle Diagnose. Darüber hinaus kann es für Wissenschaftler mit Seh- oder anderen körperlichen Beeinträchtigungen schwierig sein, komplexe Instrumente zu bedienen, insbesondere solche, die für winzige Volumina ausgelegt sind. Freisprecheinrichtungen, die schnell per Sprachbefehl funktionieren, könnten diesen Vorgang einfacher und sicherer machen. Daher wollten Tae Seok Seo und seine Kollegen eine Spracherkennungs-App mit einem miniaturisierten Extraktionssystem kombinieren, um genau das zu erreichen.
Die Forscher stellten zunächst einen mikrofluidischen Chip mit mehreren Kammern her, die durch sechs 3-Wege-Magnetventile miteinander verbunden waren, die von einem Mikrocontroller betrieben wurden, der mit einem Bluetooth-Modul verbunden war. Das handflächengroße Gerät wog nur 11 Unzen und konnte mit einem tragbaren Akku oder einem 5-V-Smartphone-Ladegerät betrieben werden. Anschließend passte das Team mithilfe vorhandener Spracherkennungssoftware eine Smartphone-App an, um auf bestimmte Sprachbefehle zu hören. So funktioniert das:
Das System erfordert derzeit, dass der Benutzer das Smartphone berührt, um die Spracherkennungssoftware zu starten, aber die Forscher sagen, dass der gesamte Vorgang in Zukunft durch Hinzufügen einer virtuellen Assistentensoftware vollständig freihändig erfolgen könnte.
In Tests extrahierte das sprachgesteuerte Gerät DNA aus Salmonella Typhimurium und reinigte eine 10-µl-Probe mit einer Effizienz von 70 % in weniger als einer Minute. Obwohl das System eine geringere Leistung als ein herkömmliches DNA-Extraktionskit aufwies, sagen die Forscher, dass seine Sprachsteuerung, Tragbarkeit und schnelle Automatisierung ihm einen Vorteil für bequeme und sichere bakterielle DNA-Tests verschaffen.
Mehr Informationen:
Funktion der Spracherkennung des Smartphones zum automatischen Betreiben eines tragbaren mikrofluidischen Probenvorbehandlungssystems, ACS-Sensoren (2023). pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssensors.2c01849