便攜式 晶片實驗室 隨時驗血

【大紀元記者嘯宇編譯】「MIT士兵納米技術研究所」的研究人員正致力於開發一種檢測設備，可攜帶至戰場上，能檢測出士兵是否被生物武器或化學武器攻擊。這種設備，得益於一種叫「晶片實驗室」（Lab on a Chip）的設計。

「就像小型化導致計算機革命一樣，微型『晶片實驗室』可以讓流體從一個通道抽到另一個通道，而且各種各樣的反應也可同時發生，這可以導致生物和化學的革命。」項目的主要負責人馬丁巴占特（Martin Bazant）說。

這種微型「晶片實驗室」能把像血液一樣的流體抽過大約10個微米的通道（一個紅細胞約為8微米直徑）。每個通道都有自己的泵，因此流體可導向分析儀的某個地方，從而可以檢測流體是否存在某種份子微粒。

迄今，有兩種方法被用於設計「晶片實驗室」，但都不提供便攜式的特點。第一種是機械式地讓流體流過微通道裏，但這得需要龐大的外部接口，難於小型化。

第二種方法是利用毛細管電滲透，讓電場驅動液體流動。但現有的電滲透泵需要100伏特的電壓，而MIT研究出的微泵只需要幾伏特的電池就行，而且可控性要好。

他們採用了一項關鍵技術用於增加效率，那就是改變通道內的電場。傳統毛細管電滲透法是把電極放置於通道的兩端，利用交流電技術，但流體的速度小於100微米/每秒，因此應用範圍也很小。

新的系統是一個三維電滲透泵，微小的電極陣列被設計成不同的高度，產生相反的速度，但速度合成後則推動液體朝一個方向移動，像是個傳送帶一樣。模擬的結果表明這種系統的流速要快20倍，可以和壓力推動的系統相比。實驗上也證實了這一設計的可行性。

「這是一個用簡單而有巨大效果的方法，」巴占特說。

實驗小組正努力把這個微小泵集成到一種可攜帶的血液分析儀中。如果士兵被懷疑遭生化武器襲擊，他們的血液樣本可以立即被檢查，而且只需一點血樣即可，不需要很多。這種血液分析儀很小也很便宜，可設計成一次性的，另外它們也可植入體內。◇