Instrument Mbira à côté d'un capteur de densité basé sur celui-ci. Crédit :William Grover
Et si une seule note de musique pouvait faire la différence entre la vie et la mort ?
Un nouveau capteur basé sur un 3, Un instrument de musique africain vieux de 000 ans peut être utilisé pour identifier des substances, y compris un produit chimique toxique parfois ajouté par erreur aux médicaments. Le capteur mbira, qui peuvent être construits à partir de matériaux du commerce ou mis au rebut, pourrait offrir aux pharmaciens et aux consommateurs des pays en développement une protection peu coûteuse contre les médicaments contrefaits et falsifiés.
L'Organisation mondiale de la santé estime que 10 pour cent de tous les médicaments dans les pays à revenu faible ou intermédiaire sont contrefaits. Les technologies existantes pour identifier les médicaments contrefaits sont à la fois coûteuses et nécessitent des techniciens experts, ni l'un ni l'autre n'étant facilement disponible dans une grande partie du monde en développement.
Le dispositif, construit par un ingénieur de l'Université de Californie, Bord de rivière, et décrit dans un article publié aujourd'hui dans ACS Oméga , peut mesurer avec précision la densité de n'importe quel liquide. Comparer la densité d'un médicament liquide suspect à la densité du produit connu peut révéler si les deux médicaments contiennent ou non les mêmes ingrédients.
La recherche a été inspirée par l'observation que les fréquences du son créé par un instrument de musique sont déterminées par les propriétés physiques de l'instrument. Par exemple, la hauteur d'une corde de guitare est fonction de la longueur et de la tension de la corde.
Crédit :Société chimique américaine
"Pourrions-nous ajouter un échantillon à un instrument de musique, mesurer le changement qui en résulte dans les notes de l'instrument, et utiliser ce changement pour déterminer des informations sur l'échantillon et ses propriétés ?" a demandé William Grover, professeur adjoint de bio-ingénierie au Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering de l'UCR.
Découvrir, Grover et son équipe ont modifié une mbira, ou kalimba, un instrument de musique originaire d'Afrique fait de dents métalliques graduées attachées à une table d'harmonie. Les griffes jouent différentes notes de musique lorsqu'elles sont pincées avec le doigt. En remplaçant les dents métalliques par une longueur de tube métallique coudé et en l'injectant avec un liquide, Grover a comparé la fréquence des notes de musique émises par le tube rempli et vide pour mesurer la densité du liquide. Vide, le tube jouait une note de sol dièse; lorsqu'il est rempli d'eau, il jouait un fa dièse.
Avec des chutes de bois et des tubes qu'il a trouvés dans son garage, Grover a construit un nouvel appareil à partir de zéro. Les expériences ont déterminé que le tube de capteur mbira optimal avait des parois minces et une longueur d'au moins 50 millimètres. Ses étudiants ont utilisé l'appareil pour mesurer la densité de tout, de l'eau de la rivière locale au lait de bufflonne en Inde, mais ils se sont rapidement décidés à détecter les médicaments dangereux comme première application idéale pour leur capteur.
Un adultérant parfois trouvé dans les médicaments contre le rhume contrefaits est le diéthylène glycol, un poison qui ressemble, goûts, et sent le glycérol, un sirop qui contient les ingrédients actifs de nombreux médicaments contre le rhume et la grippe. Depuis 1985, une intoxication de masse mortelle causée par des médicaments contenant du diéthylène glycol s'est produite quelque part dans le monde en moyenne tous les deux ans, avec un nombre de morts combiné dans les centaines. Un capteur bon marché utilisable à la fois par les experts et les consommateurs sauverait des vies.
Les chercheurs ont d'abord confirmé que leur capteur mbira pouvait faire la différence entre le glycérol inoffensif et le diéthylène glycol mortel. Après avoir rempli le capteur avec chaque substance, enregistrer ses notes de musique à l'aide d'un smartphone, et télécharger les enregistrements sur un site Web d'analyse qu'ils ont créé (mbira.groverlab.org), ils ont découvert que le glycérol et le diéthylène glycol produisent des notes dont les fréquences diffèrent de 10 hertz.
C'est une différence trop petite pour être remarquée à l'oreille, mais il est facilement détectable par le logiciel du site Web. Cela montre qu'une personne utilisant le capteur mbira et un smartphone pourrait facilement distinguer ces deux substances.
Les chercheurs ont ensuite testé six lots différents d'un médicament populaire contre le rhume et la grippe acheté dans diverses pharmacies de la région de Riverside. Tous les échantillons ont fait la même note musicale lorsqu'ils ont été chargés dans le capteur. Cela suggère que les échantillons de médicaments étaient identiques et authentiques, et que tout échantillon de drogue produisant une note musicale différente doit être chimiquement différent de la drogue authentique et peut être contrefait ou falsifié.
Le capteur pourrait aider les sociétés pharmaceutiques ou les pharmaciens préparateurs dans les pays en développement à vérifier les bouteilles de glycérol qui pourraient avoir été mal étiquetées, involontairement ou non, par le fabricant ou le distributeur. Il peut également aider les consommateurs à détecter les médicaments contrefaits en comparant la densité d'un échantillon suspect à un bon échantillon connu du même médicament.
La mesure de la densité en tant que note de musique présente également la possibilité surprenante d'écrire la fréquence en utilisant une notation musicale facilement interprétée par quiconque sait lire la musique, avec peu ou pas de formation scientifique. Pour cette raison, les auteurs ont inclus des versions de notation musicale des mesures de densité dans l'article.
