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被玩具启发斯坦福做出了不到两块钱的离心机 如何挑选购买离心机

时间:2020-08-28    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
  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。

  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。

  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。

  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,但转速较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。

1、外接电源系统的电压要匹配,并要求有良好的接地线。

2、数显微型离心机应始终处于水平位置,否则容易产生晃动,导致不能正常工作,或者发生意外。

3、定期对数显微型离心机各项性能进行检修。

4、样品应预先平衡,使用离心筒离心时离心筒与样品应同时平衡。

5、挥发性或腐蚀性液体离心时,应确保液体不外漏,以免腐蚀机腔或造成事故。

6、擦拭离心机腔时动作要轻,以免损坏机腔内温度感应器。

7、若离心过程中发现异常现象,应立即关闭电源,请相关技术人员检修。



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