主题 : [01.12]被玩具启发 斯坦福做出了不到两块钱的离心机
影视交流
级别: 论坛版主

UID: 33334
精华: 0
发帖: 62428
威望: 501152 点
无痕币: 18466 WHB
贡献值: 1142999 点
在线时间: 60614(时)
注册时间: 2009-03-18
最后登录: 2024-04-20

0 [01.12]被玩具启发 斯坦福做出了不到两块钱的离心机

  从历史悠久的拉线玩具中得到灵感,斯坦福的研究人员用纸制造出了成本 20 美分的离心机,想要降低落后地区的医疗成本。这项发明近日于《自然-生物医学工程》发表。大部分化验项目检查的并不是全血,而是血浆或血清。血浆是指去掉血细胞的血液,而血清则是去掉纤维蛋白原的血浆。
  这两种成分无法直接从血液中分离,需要将血液离心获得。对血清中抗原和抗体的检查,是诊断乙肝、疟疾、艾滋病等感染的关键步骤。
  离心类似洗衣机的甩干功能,血液各成分比重不同,因而会被离心力分层,得到分离开的血浆或血清。传统的离心机价格高昂,耗电,对位置和重量的平衡要求严格。核心部件转子一旦损坏,机器就不能使用。根据转速和做工的不同,价格从几百到几万人民币不等。
  斯坦福的生物工程科学家 Manu Prakash 用价值 20 美分的纸盘、拉绳和手柄,制造出的简易手动离心机 Paperfuge(纸 paper + 离心机 centrifuge),不需要电力,也不需要昂贵的零件,只需要用手拉伸拉绳,就能以每分钟数千的转速将血清分离出来。

  设备非常简单,一次只能离心两个血样。来自 Prakash 等的论文。
  Paperfuge 由纸盘、拉绳和手柄组成。纸盘上装有细小的试管,手柄拉动拉绳缠绕再松开,重复收展即可高速旋转,转速可达每分钟 2 万转,与传统离心机转速相当。
  这项技术的灵感源于历史悠久的 whirligig 游戏,也就是拉线飞轮。三年前,网友们还在利用这项技术,把鸡蛋装在丝袜里高速旋转,制作黄金鸡蛋。同样的原理,可以让血液分层,也能混匀蛋清与蛋黄。来自 Prakash 等。
  这不是 Prakash 第一次用纸来做医疗设备。2012 年,他曾制作了名为 Foldscope 的显微镜——顾名思义,就是用纸打印并折出来、再加上其它部件,成本不超过 1 美元的显微镜,用来观察致病微生物。在一次参观中,他发现有一家医院用坏掉的离心机来挡门,因而决定降低它的成本和维护费用。
  Prakash 并不是第一个做出这种尝试的人。2008 年,哈佛大学 George Whitesides 实验室用打蛋器达到每分钟 1200 转的转速,2011 年,莱斯大学 Rebecca-Richards Kortum 实验室用蔬菜甩水器则甩出每分钟 600 转。
  但这些尝试的转速和便携性都不能达到 Prakash 的要求。他与研究团队曾试过溜溜球,但转速最多也只能达到每分钟 4000 转。之后,博士后 Saad Bhamla 想到了印度的童年玩具 whirligig。
  设计非常简单,Bhamla 一晚上就做出来一个原型,转速轻松上万。随后研究团队研究了背后的理论模型:他们发现绳子扭转到一定程度会变形,形成超螺旋,就像电话线那样,这种超螺旋能储存更多能量,让转速得以提升。

  超螺旋(supercoli)储存的能量让纸盘转速加快。来自 Prakash 等。
  明确理论以后他们开始实践,调整圆盘的大小与拉绳的长度,尝试了轻木和亚克力,最后选择了与 Foldscope 相同的材料:纸。纸面上覆有一层膜,起到防水与加固的作用。
  Paperfuge 能在 1.5 分钟内从血液中分离出血浆,比传统离心机快 25%. 它的缺陷也显而易见:离心的血样量太少,尽管已经足够做下一步的化验了,但想多做几项检查,就需要多次采血、多次离心。
  它将用于提高落后地区的医疗状况。那里离心机很少,电力匮乏,血液自然凝固析出血清,不得不经过数小时的等待。
  而任何对化验结果的等待,都令人煎熬。
  
标签
级别: 七朵秋菊

UID: 30702
精华: 0
发帖: 2365
威望: 37137 点
无痕币: 1431 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 1484(时)
注册时间: 2008-05-19
最后登录: 2024-04-19

技巧也是技术!脑袋多多用用
级别: 九滴秋露

UID: 103037
精华: 0
发帖: 15202
威望: 97907 点
无痕币: 5 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 6631(时)
注册时间: 2010-09-22
最后登录: 2024-03-19

了解一下看看啊。
他都伶俐修来福,我自痴愚结下缘。
级别: 八片秋叶
UID: 5577
精华: 0
发帖: 13639
威望: 50451 点
无痕币: 42631 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 965(时)
注册时间: 2007-12-21
最后登录: 2024-01-17

小时候玩过这呀。
过好每一天。
级别: 八片秋叶
UID: 55163
精华: 0
发帖: 4037
威望: 55776 点
无痕币: 8558 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 559(时)
注册时间: 2008-10-01
最后登录: 2024-04-20

科学无处不在,只待发现!
级别: 十方秋水

UID: 1397
精华: 0
发帖: 110789
威望: 155524 点
无痕币: 1434 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 66108(时)
注册时间: 2007-11-27
最后登录: 2024-04-20

人们喜欢高大上的东西。
级别: 无痕元老

UID: 8888
精华: 0
发帖: 222958
威望: 322076 点
无痕币: 53482 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 106288(时)
注册时间: 2008-10-18
最后登录: 2024-04-20

先看下好了
千山同一月 万户尽皆春 千江有水千江月 万里无云万里天
级别: 总版主

UID: 998
精华: 0
发帖: 605020
威望: 528937 点
无痕币: 0 WHB
贡献值: 0 点
在线时间: 62071(时)
注册时间: 2008-12-25
最后登录: 2024-04-20

这个我就看看了解一下而已了哦
Total 0.040171(s) query 4, Time now is:04-20 16:09, Gzip enabled 粤ICP备07514325号-1
Powered by PHPWind v7.3.2 Certificate Code © 2003-13 秋无痕论坛