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贫血、低血糖怕抽血?植入微型“芯片实验室”就能解决

2024-12-24 207

上班尖峰的捷运永远这么挤:你不得不在人群间“夹缝求生”,一手抓包包,另一手捂著没吃早饭而出声抗议的肚子。

离目的地还有不少站,但你饿得前胸贴后背,感觉些微头晕──糟糕,该怎么确定是不是低血糖?

美国新泽西州立罗格斯大学的研究员表示,这个时候只需来一片他们的“芯片实验室”……并不是吃的,而是侦测你的心率、血糖,甚至癌症症状等相关体征。

“芯片实验室”这个名字是什么意思?

“芯片实验室”(lab-on-a-chip,LOC)并不是专为蚁人设计的小实验室,而是整合多种化学、生物分析功能于单一小型芯片的装置,有时也称为“微型分析系统”。芯片实验室能将一般的样品制备、反应、侦测、分离等作业集中于几平方公分甚至更小的芯片上。

▲ 蚁人:等等……谁告诉你我的实验室很小?

芯片实验室的优点也在于“身材娇小”:

其使用的微量侦测液能将侦测效率最大化,所以害怕医院抽血的朋友们可以松口气了;系统侦测速度更快,不用在医院门口排队等报告;芯片成本低廉,不用付挂号费门诊费化验费……

就在今年 2 月,史丹佛大学的研究员甚至设计了一款成本为 1 美分的芯片面板,可在其中培养细胞。

▲ “1 美分”的芯片实验室并不比硬币大多少。

不仅能侦测癌症,还能帮细胞“编条码”

不过,罗格斯大学的芯片不满足于和细胞打一两回交道;它能随时随地侦测血液、汗水状况,全天候为使用者“保驾护航”。

研究员表示,芯片还能侦测佩戴者有没有肺癌、乳腺癌等症状出现时的相关细胞。

不仅如此,这芯片还能帮细胞“编电子条码”──对体液中每种不同粒子,芯片能生成相应的可调节微型电容(tunable nano-capacitors)贴附在粒子表面,改变粒子的传导效能。

这条码可在日后用于侦测病毒、细菌或其他疾病相关细胞,还能辨识出空气污染而进入体液的杂质粒子。

对这芯片如此全能的表现,研究者 Mehdi Javanmard 表示:

由于不同疾病表现症状的复杂性,一项生物体征不正常并不足以指出使用者患了什么疾病。为了准确诊断不同的健康状况,我们必须同时侦测多个生理指标。

▲ 实验室提供概念图:标记过的细胞穿过电场,并依次扫描“条码”。

自 1954 年微型技术发明以来,芯片实验室经历了 50 多年发展,也产生了微流控学(Microfluidics)这一学术领域;但是,由于其专业性较强,大家平时并没有意识到微流控芯片的市场潜力。

据 Yole Development 在 2015 年的报导,微流控芯片产业当年的产值约为 25.6 亿美元,到 2020 年将达 59.5 亿美元,而其应用网域不仅在于组织培养、疾病诊断、化学合成,还可能在目前大热的可穿戴装置上有所作为。

Javanmard 也对芯片实验室的可穿戴前景表示赞同:

我们的成果真正把“实验室”放在“芯片”上。这一平台只有随身碟那么大,并完全可植入 Apple Watch 或 Fitbit 等装置。

说不定再过几年,Apple Watch 就能在捷运里提醒你要记得吃早饭,否则会出现低血糖症状。

  • Lab on a Chip Could Monitor Health, Germs and Pollutants

(本文由 36Kr 授权转载;首图来源:Flickr/Bit Boy CC BY 2.0)

2019-03-14 06:31:00

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