新技术:智能手机在家可完成各种医疗测试

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【大纪元2022年05月07日讯】(大纪元记者张妮编译报导)验血验尿等这类医疗检测是了解健康状况的重要步骤。但是这些检测设备体积都较大,一直以来都需要在实验室内完成,所以等待时间较长。想在家自我快速完成是很难办到的。

新发明的检测方法被科学家称为微流体检测技术。这是一个广泛的领域,研究和操控各种微量液体进行分析。近年来很多科学家也在摸索怎样把检测设备集成到一个很小的芯片上,造出各种便携式检测工具。这在医疗领域将有无限的应用前景。

例如这次新冠疫情中所推出的快速抗原检测设备就是微流体检测技术中的一种,也是针对体液进行检测。但是,对于像验血验尿,以了解身体上像血糖、胆固醇水平这些重要生物指标的检验,要缩小设备的体积难度更大。

美国明尼苏达大学双城分校(University of Minnesota, Twin Cities)的研究人员发明了一种创新的微流体检验技术。不仅检测设备所需的芯片小巧轻盈,而且只要利用智能手机像近距离无接触式付费一样,靠近一下这种芯片,即可启动设备进行检测。

主要研究者之一明尼苏达大学双城分校电气与计算机工程系教授吴相铉(Sang-Hyun Oh)介绍说,长期以来微流体检测设备的体积难以缩小,主要原因是这些设备上密闭液体样品所需的各种部件太多,比如液体泵、供液体流动的管道,还需要能够启动电泵的布线设计——要想把这么多部件和材料都造成微型版本,并塞入一个芯片那样大小的空间里面,对制造工艺来说难度太大了。

这份研究从葡萄酒的挂杯现象得到启发,利用液体的张力在微芯片中把液滴拉开,以检测里面是否存在病原体、细菌等成分。

研究人员把两个电极以只有10纳米的距离、紧挨着置于一个只有2公分见方的芯片上产生电场。因为电极非常靠近,所以只需不到一伏特的电压即可产生足够强的电场。也因为只需如此低的电压,研究人员利用智能手机的近场通讯(NFC)信号就可以启动芯片。近场通讯技术是现代生活中人们几乎每天都在使用的技术,例如在商店内把信用卡或手机与付费终端靠近一下即可完成付费的技术。

研究称,这是第一个利用智能手机通过无线方式替代传统复杂的微流体设备结构,启动微型检测通道的技术,为将来开发各种便携式、低成本、在家即可进行检测的医疗设备铺平了道路。

这份研究4月6日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)期刊。◇

责任编辑:叶紫微

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