这种超便宜的纸质离心机每分钟可旋转 125,000 次

这种手摇设备有望帮助检测疟疾

生物工程师 Manu Prakash 用极其廉价的材料重现昂贵的科学设备。他的这一追求催生了 纸质显微镜,其组件成本不到一美元,以及一款灵感来自音乐盒的 微流控芯片实验室,其成本可能比同类设备低4500倍。他最新的“廉价科学”贡献是一个仅靠人力驱动的纸质离心机。

为了检测疟疾、艾滋病病毒和结核病等疾病,科学家们需要将患者的血液、尿液或粪便样本在离心机中进行离心。由于离心力的作用,旋转运动会将不同重量的细胞(例如血液中的病原体)与样本的其余部分分离。然后,研究人员可以在显微镜下观察分离出的细胞,从而诊断疾病。

但是,一台每分钟旋转约20,000转(rpm)的台式离心机,并不适合在现场使用。它笨重、昂贵(数百甚至数千美元),并且需要电力。一些研究人员曾尝试使用沙拉甩干器或打蛋器作为低成本替代品,但这些装置的转速几乎达不到1,200 rpm。

相反,Prakash 和他的合作者从一种简单古老的名为“风车玩具”的玩具中获得了灵感。基于这种设计,他们从纸上剪下两个圆盘,用魔术贴将微小的血液试管固定在圆盘之间,并在圆盘中心打孔穿过两根钓鱼线。通过将扭曲的线连接到两个木制手柄上并反复拉动,用户可以高速旋转纸盘——以及夹在它们之间的血液样本。

这款“纸质离心机”在期刊《自然·生物医学工程》的 新论文 中进行了介绍,其转速可达每分钟12.5万转(rpm)。在论文中,Prakash 和他的合作者还解释了他们如何通过手动操作设备约15分钟,从感染的血液样本中分离出疟原虫。这表明“纸质离心机”可能是疟疾诊断的一种超快方法。对于一个成本仅为20美分左右的设备来说,这已经很不错了。

 

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