Cd-rom drive als laboratoriumscanner

In Spanje heeft een team van onderzoekswetenschappers een manier ontdekt om een erg duur laboratoriumapparaat te vervangen door een licht aangepaste cd-rom drive. Het resultaat van de aanpassing levert een goedkope en draagbare laboratoriumscanner op die geschikt is voor detectie van diverse chemische stoffen.

Angel Maquieira, een onderzoeker aan de Polytechnische Universiteit van Valencia, vertelt dat de standaard licht-detectie apparatuur die in wetenschappelijke laboratoria wordt gebruikt, gemiddeld tussen de 30.000 en 60.000 euro kost. Dit maakt ze ongeschikt voor gebruik op grote schaal als draagbare apparatuur. De gemodificeerde cd-rom drive is weliswaar niet zo snel als de gespecialiseerde apparatuur maar blijkt in staat pesticides te kunnen detecteren tot een concentratie van 20 nanogram per liter. Dit
is nauwkeurig genoeg voor veel routine laboratorium taken.

Het systeem werkt volgens dezelfde basisprincipes als de gespecialiseerde apparatuur. Als bijvoorbeeld water moet worden onderzocht op chemische verontreiniging, wordt een kleur- of doping stof toegevoegd. Dit veroorzaakt een verkleuring in het monster. Het resultaat kan vervolgens in een lichtgevoelig apparaat worden geplaatst, die de concentratie van de verontreiniging kan bepalen. In het geval dat een cd-rom drive wordt gebruikt, wordt een monster op een doodnormale cd-rom met standaard tracks geplaatst en uitgelezen terwijl de disc langzaam ronddraait.

De aanpassingen bestaan uit de plaatsing van twee extra lichtsensoren. De eerste detecteert op welke track het monster zich bevindt. De tweede meet de intensiteit van het gereflecteerde licht. Een standaard cd-rom reflecteert normaalgesproken maximaal 30% van het licht terug naar de sensor. Door de doping zodanig aan te passen, dat het een zilverachtig, reflecterend oppervlak veroorzaakt in plaats van alleen een kleur, kan de hoeveelheid teruggekaatst licht gemeten worden. Dit gegeven wordt dan gebruikt om de concentratie te bepalen.

In de praktijk worden miniscule druppels monstervloeistof op de cd-rom geplaatst en één voor één uitgelezen. Door de cd-rom langzaam te laten draaien en het gereflecteerde licht te meten kunnen momenteel tot maximaal 3072 druppels verwerkt worden. Door verdere aanpassingen kan dit aantal, volgens de wetenschappers, nog tot meer dan 10.000 per cd-rom vergroot worden.

Andere onderzoekers hebben al eerder de leeskoppen uit cd-rom drives toegepast in de speciale apparatuur om hetzelfde te bereiken. Door nu de hele drive te gebruiken, heeft het Spaanse team aangetoond dat dit resultaat met standaard componenten, met hoge nauwkerigheid en toch lage kosten, bereikt kan worden. Het team hoopt in de toekomst met Blu-ray en HD-DVD drives, die fijnere lasers bevatten, nog nauwkeuriger en snellere metingen te kunnen verrichten.