从检测乳腺癌到筛查艾滋病，严重疾病的生存率取决于早期发现。当常规检测不可用时，生命就会逝去。但早期检测通常需要昂贵的实验室设备和专业培训，而这些在世界许多地方并不容易获得。根据世界卫生组织的数据，乳腺癌——这是女性最常见的癌症——在高收入国家的生存率大约是低收入国家的一倍。
斯坦福技术中心（Stanford Technology Center）的工程研究员 Rahim Esfandyarpour 表示：“它基本上强调了我们需要获得早期诊断工具。”
因此，Esfandyarpour 和斯坦福大学医学院（Stanford University School of Medicine）的研究人员着手解决这个问题。他们开发了一种诊断“芯片实验室”，这种芯片成本低廉，并且可以用普通的喷墨打印机制造。
“芯片实验室”是一种将多种实验室功能（如 DNA 分析）集成到一块芯片上的设备，其尺寸从几毫米到几厘米不等。就像微芯片一样，它是一种集成电路——尽管 Esfandyarpour 的设计是为了评估和分析体液，而不是进行数学计算。
“芯片实验室”的概念并不新颖。二十多年来，研究人员一直在努力缩小复杂的实验室流程。
Esfandyarpour 说：“但是，为发展中国家设计诊断平台需要不同的考量。”
首先，它应该易于使用，不需要太多经验，因为偏远地区的诊所可能缺乏经验丰富的医务人员。它应该是可适应的，能够检测多种疾病。最后，它应该成本低廉，以适应一些发展中国家有限的资金和不完善的公共卫生基础设施。
为了实现这一目标，Esfandyarpour 和他的团队开发了一个两部分组成的系统。第一部分是一个透明的硅微流控腔室。该腔室是一片透明的薄片，其中放置少量待测样本（血液或其他细胞）。在其他“芯片实验室”装置中，硅芯片上会蚀刻图案。在 Esdandyarpour 的版本中，芯片保持空白。这就是第二部分的作用：使用纳米颗粒墨水，医护人员可以将电路设计印制在一张只需一便士的柔性塑料片上。纳米颗粒墨水听起来很高级，但它经常出现在专为儿童设计的电路绘制套装中。
当硅腔室放置在塑料片上方并对印刷电路施加电场时，位于微流控腔室中的细胞会根据它们的“极化率”（即它们分离成正电荷和负电荷的能力）被拉向不同的方向。
细胞的行为方式取决于腔室中放置的细胞种类（例如，癌细胞的行为方式与健康细胞不同），以及印制在电子芯片上的设计。因此，例如，一种芯片设计可以筛查乳腺癌，而另一种可以检测艾滋病。技术人员不一定需要自己创建设计。如果这个想法推广开来，他们只需通过现有模板打印预先创建好的设计即可。而且由于该系统是非接触式的，每个电子芯片都可以重复使用。除了在贫困国家的临床应用，该芯片还使预算有限的研究人员能够进行实验。
Esfandyarpour 表示：“它让你不仅可以将其用于诊断，还可以用于基础和应用研究。”
