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指尖陀螺仪可做离心机?便捷低成本离心机或成研究新方向

2019-03-16 09:44
科学仪器
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前两年,一款叫指尖陀螺仪的小玩具风靡一时,据说它可以给用户提供减压的效果,能缓解多动症、强迫症、焦虑、创伤后应激障碍。但随着一些陀螺仪伤人事件的爆出,许多国家都开始禁止销售该玩具。对于一般人这是一款玩具,甚至是一个危险品,但对于有心人来说,这里还蕴含着许多可开发的科技价值。

前段时间,台湾大学的科学家发现,经过专门设计的指尖陀螺仪可以作为简便的离心机用于血液样本分析。指尖陀螺仪由一个双向或多向的对称体作为主体,主体中间嵌入了一个轴承,这一部分类似离心机的转子。科学家正是看到了指尖陀螺仪与离心机在结构和原理上的相似性,才从中获得了灵感。

离心机是利用离心力来分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械,在医学上常常用离心机来进行血液检测与血清分离。但是一台可以用于医疗领域的离心机造价不菲,昂贵的价格对于一些贫困地区的医院而言是无力承担的。除了价格,离心机本身的一些特点也限制了它在偏远地区的使用,如对电的需求和不够便携。

此次,这款从指尖陀螺仪中汲取灵感设计出的“指尖离心机”正是科学家们为解决以上问题而做出的尝试。这款便携式离心机操作简单,人们只需要用手指轻弹设备让其旋转三到五个周期就可以将约30%的血浆分离,更令人惊喜的是经过分离的血浆纯度可高达99%,而整个过程只需要四到七分钟。经过对分离的血浆进行纸基试验,证实这款设备可以成功检测到血液中的HIV-1蛋白。而算上设备本身和各种所需耗材,这样一套血液检测装置的成本实属低廉。兼备了实用性和低廉价格的“指尖离心机”,或有望成为帮助偏远地区医院进行血液检测的好伙伴。

其实不仅是中国,各个地区的人都在尝试制造更加便携、更加廉价的离心机。几前年,美国斯坦福大学的研究人员研制了一款纸离心机,它重两克,造假仅需20美分,仅用人力就可以实现血浆的分离和对疟疾的诊断。在此之前,莱斯大学的学生也发现沙拉旋转器可以作为血液离心机的廉价替代品。相比正规的大体积、需电力驱动的血液分析离心机,这类称得上“价廉物美”的设备,为解决一些标准医疗设备无法解决的问题提供了多种可能性。同时这也为离心机市场发出一个信号:低成本的小型离心机或将成为市场新宠。

我们常说科技的发展是为了人类服务,但资源不平等情况客观存在,现代科技关照不到的角落太多,除了资源规划向他们倾斜外,科技发展的目光或许也该看向他们。虽然目前对于便携、廉价离心机的研究还没有突破性进展,这些“玩具”一般的离心机也没有得到市场认可,但每一次的尝试都是一次进步,一次积累。我们寄希望于未来离心机领域的发展,相信随着技术的提升,研发一款适用于偏远贫困地区的离心机将不是空谈。

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