明尼苏达大学双城研究小组开发了一种新的微流控芯片，用于诊断疾病，该芯片使用最少的组件，并且可以通过智能手机无线供电。这项创新为更快、更实惠的家庭医学检测打开了大门。研究人员的论文发表在Nature Communications上。
微流体涉及对非常小规模的液体的研究和操作。该领域最流行的应用之一是开发“芯片实验室”技术，或创建能够从非常小的生物样本(例如血液或尿液)诊断疾病的设备的能力。
科学家们已经有了用于诊断某些疾病的便携式设备——例如快速 抗原测试。然而，设计更复杂的诊断芯片(例如，可以识别 的特定菌株或测量葡萄糖或胆固醇等生物标志物)的一大障碍是它们需要如此多的移动部件。
像这样的芯片需要材料来密封内部的液体，泵和管道来操纵液体，以及电线来激活这些泵——所有这些材料都难以缩小到微观水平。明尼苏达大学双城分校的研究人员能够创造出一种无需所有这些笨重组件即可运行的微流体装置。
“研究人员在电子设备缩放方面取得了极大的成功，但处理液体样品的能力并没有跟上，”明尼苏达大学双城分校电气与计算机工程系教授、资深教授 Sang-Hyun Oh 说该研究的作者。“毫不夸张地说，最先进的微流控芯片实验室系统组装起来非常耗费人力。我们的想法是，我们可以去掉覆盖材料、电线和泵吗?让一切变得简单吗?”
许多芯片实验室技术通过在微芯片上移动液滴来检测样本内的病毒病原体或细菌。明尼苏达大学研究人员的解决方案的灵感来自于葡萄酒饮用者熟悉的一种特殊的现实世界现象——由于酒精蒸发引起的表面张力，酒瓶内形成的“腿”或长水滴。
使用 Oh 实验室在 2010 年代初开创的一项技术，研究人员将微型电极非常靠近地放置在一个 2 cm x 2 cm 的芯片上，从而产生强大的电场，将液滴拉过芯片并产生类似的液体“腿”检测里面的分子。
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