芝加哥大學發(fā)明一種突破性設置，它屬于小型便攜式器具，目的通過捕捉呼吸中的分子，以幫助從糖尿病到高危新生兒發(fā)育的醫(yī)療護理。這項技術有望造福未來被用于診斷各種疾病，下面就隨托普仕留學老師一起來看看吧!
一、突破傳統(tǒng)技術，突破性設備上線
如果你曾經(jīng)坐在醫(yī)生的辦公室里等待提供血液樣本，你可能希望有一種不用針頭就能找到同樣信息的方法。
但是，盡管20世紀醫(yī)學上取得了種種突破，但檢測分子的最佳方法仍然是通過液體，比如血液。然而，芝加哥大學的一項新研究有一天可能會讓這種現(xiàn)象停止。一組科學家宣布，他們發(fā)明了一種小型便攜式設備，可以收集和檢測空氣中的分子，這一突破為醫(yī)學和公共衛(wèi)生的許多領域帶來了希望。
研究人員設想，這種綽號為ABLE的設備可以在醫(yī)院或公共場所檢測空氣中的病毒或細菌，改善新生兒護理，或者讓糖尿病患者從呼吸中讀取血糖水平。整個裝置只有4 × 8英寸寬。
“這個項目是我們所做的最令人興奮的努力之一，”該論文的資深作者之一、芝加哥大學教授田博志說?！坝泻芏酀撛诘膽?。我們很高興看到它開花結果?！?/p>
這項研究發(fā)表在5月21日的《自然化學工程》雜志上。
二、巧妙轉化，加速研究結果
1、把空氣變成液體檢測
幾十年來，我們探測空氣中分子的能力落后于探測液體中分子的能力。因此，在醫(yī)生的辦公室進行血液檢查，糖尿病患者經(jīng)常每天進行針刺。即使是你可能做過的家庭COVID測試也都涉及添加液滴。
“我們可以用手機拍照或錄音，但我們沒有類似的技術來觀察空氣化學，”該研究的第一作者馬京成(Jingcheng Ma)說。他曾是芝加哥大學的博士后研究員，現(xiàn)在是圣母大學(University of Notre Dame)的助理教授。
部分問題在于股權被稀釋。在空氣中，你要尋找的顆?！热缙≡谥車囊恍┎《尽赡苤挥腥f億分之一。這對探測器來說是一項艱巨的任務，到目前為止，它還需要大型、昂貴的設備。
芝加哥大學的一組科學家著手解決這個問題，他們找到了一種方法，把空氣變成液體，使其更容易閱讀。
該團隊設計了一個多部分系統(tǒng)。首先，用泵吸入空氣進行讀數(shù)。接下來，加濕器增加水蒸氣，微型冷卻系統(tǒng)降低溫度。這導致空氣凝結成液滴，任何相關的顆粒都懸浮在其中。液滴沿著特別設計的超光滑表面滑下，聚集到一個小的儲層中。
從那里，探測器可以很容易地提取液體中的分子濃度，使用預先存在的和現(xiàn)成的液體檢測設備。
當他們組裝這個裝置的時候，他們不確定是否能夠捕捉到一些容易蒸發(fā)的分子，也就是所謂的“揮發(fā)性”分子。
對于一個早期的概念證明，Ma用一杯咖啡作為測試。他向系統(tǒng)吹了一口蒸發(fā)的咖啡，看看它是否能被成功地收集和檢測到。當液體濃縮出來時，他甚至不需要進行測試就能知道它是否有效——咖啡的獨特香氣從液體中散發(fā)出來。
在進一步的測試中，他們發(fā)現(xiàn)他們可以成功地從呼吸中檢測葡萄糖水平，檢測空氣中的大腸桿菌，并從腸道微生物群健康狀況不佳的老鼠籠子中提取炎癥標志物。
他們將該系統(tǒng)命名為ABLE，即機載生物標志物定位引擎。
2、誕生新的能力
最后，Ma,，一個有熱流體背景的機械工程師，對揭示新的物理原理的含義感到興奮。
他說：“這項工作可能會開啟許多關于這些空氣雜質如何影響相變行為的新研究，例如，新的物理學可以用于許多應用?！?/p>
芝加哥大學的科學家Megan Laune、Pengju Li、Jing Lu、Jiping Yue、yuyuyue、Jessica Cleary、Kaitlyn Oliphant和Zachary Kessler也是這項研究的共同作者。
研究人員正在與波爾斯基創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新中心和早期軌跡科學中心合作。
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