th.llcitycouncil.org
ชีววิทยา

เครื่องหมุนเหวี่ยงกระดาษ 20 เซ็นต์สามารถตรวจจับมาลาเรียได้ใน 15 นาที

เครื่องหมุนเหวี่ยงกระดาษ 20 เซ็นต์สามารถตรวจจับมาลาเรียได้ใน 15 นาที



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาเครื่องปั่นเหวี่ยงมือหมุนที่ส่วนใหญ่ทำจากกระดาษ เครื่องหมุนเหวี่ยงมีน้ำหนักเบามากและมีราคาเพียง 20 เซ็นต์ อุปกรณ์ง่ายๆที่ได้รับแรงบันดาลใจจากของเล่นเด็กสมัยโบราณมีชื่อว่า "paperfuge" เครื่องปั่นเหวี่ยงต้นทุนต่ำและไม่ใช้พลังงานนี้สามารถตรวจจับเชื้อมาลาเรียในเลือดได้ในเวลาเพียง 15 นาที

เครื่องหมุนเหวี่ยงทำงานอย่างไร?

เครื่องหมุนเหวี่ยงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในคลินิกโรงพยาบาลและห้องปฏิบัติการทั่วโลก มันแยกของเหลวเช่นเลือดออกเป็นส่วนประกอบต่าง ๆ โดยการปั่นชิ้นงาน ด้วยผลกระทบของการหมุนด้วยความเร็วสูงแรงเหวี่ยงจะผลักวัสดุที่หนาแน่นกว่าออกไปด้านนอก เครื่องหมุนเหวี่ยงใช้เพื่อแยกเซลล์ออร์แกเนลล์ใต้เซลล์โปรตีนไวรัสและกรดนิวคลีอิก

เครื่องหมุนเหวี่ยงมีความสำคัญในพื้นที่ยากจนซึ่งพบโรคเขตร้อนได้บ่อย อย่างไรก็ตามไม่สามารถใช้งานได้ตลอดเวลาเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายน้ำหนักและไฟฟ้าที่สูง สิ่งนี้ทำให้ผู้ปฏิบัติงานในจุดดูแลช่วยเหลือผู้ป่วยได้ยาก

เพื่อที่จะเอาชนะปัญหานี้ทีมนักวิจัยที่นำโดย Manu Prakash จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาเครื่องหมุนเหวี่ยงกระดาษด้วยมือ การออกแบบเริ่มต้นประกอบด้วยเครื่องปั่นสลัดและเครื่องตีไข่ด้วยมืออย่างไรก็ตามทั้งคู่ไม่สามารถผลิตความเร็วที่จำเป็นได้ การออกแบบขั้นสุดท้ายเผยแพร่ใน วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติมีพื้นฐานมาจากของเล่นเสียงกริ่ง (whirligig) ซึ่งมีอายุย้อนไปถึง 3,300 ปีก่อนคริสตกาล มีการใช้อุปกรณ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยในสหรัฐอเมริกาในยุคอาณานิคมอเมริกาเหนือชนพื้นเมืองยุโรปในยุคกลางและจีนโบราณ

ของเล่นสำหรับเด็กเป็นแรงบันดาลใจให้เป็นอุปกรณ์ที่ปฏิวัติวงการ

Paperfuge ทำงานโดยการดึงเชือกที่พาดผ่านตรงกลางและเห็นได้ชัดว่าหมุนแผ่นวงกลม มันทำงานตามหลักการของ "ออสซิลเลเตอร์แบบไม่เชิงเส้น" ดิสก์กลางจะหมุนเมื่อมีแรงกระทำกับที่จับทำให้สายคลายตัว เมื่อสตริงถูกคลายออกอย่างสมบูรณ์มันจะเริ่มย้อนกลับ จึงก่อตัวเป็นโครงสร้างขดลวดยิ่งยวด

Paperfuge มีประสิทธิภาพแค่ไหน?

Paperfuge สามารถเข้าถึงความเร็วในการหมุน 125,000 รอบต่อนาที (RPM) ใช้แรงเหวี่ยงเทียบเท่า 30,000 ก. นอกจากนี้ความเร็วของมันยังถือเป็นความเร็วในการหมุนที่เร็วที่สุดที่บันทึกไว้ในอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์

ความสามารถของอุปกรณ์ได้รับการทดสอบกับเลือดซึ่งจำเป็นต้องแยกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆเมื่อตรวจหาโรค Paperfuge สามารถหมุนเหวี่ยงเลือดด้วยความเร็วประมาณ 20,000 รอบต่อนาที ความเร็วใกล้เคียงกับเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบตั้งโต๊ะทั่วไป สามารถแยกพลาสมาบริสุทธิ์ออกจากเลือดได้ภายในเวลาไม่ถึง 90 วินาที แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือสามารถแยกเชื้อมาลาเรียในเลือดได้สำเร็จภายในเวลาประมาณ 15 นาที

วัสดุของ Paperfuge อาจแตกต่างกันไป นักวิจัยสามารถสร้างอุปกรณ์จากกระดาษไม้และลวดตกปลา อีกรุ่นหนึ่งทำจาก polydimethylsiloxane (พอลิเมอร์อินทรีย์ที่ใช้ซิลิกอนทั่วไป) พลาสติกและวัสดุพิมพ์ 3 มิติ ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์จำนวนมากได้

“ ความเรียบง่ายในการผลิตอุปกรณ์ที่เรานำเสนอจะช่วยให้สามารถกระจายโซลูชันที่จำเป็นเร่งด่วนในภาคสนามได้ในทันที” ผู้เขียนสรุปในการศึกษาของพวกเขา “ ท้ายที่สุดแล้วงานปัจจุบันของเราเป็นตัวอย่างของวิทยาศาสตร์ที่ประหยัด: ใช้ประโยชน์จากฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของของเล่นง่ายๆสำหรับการใช้งานด้านสุขภาพทั่วโลก”

Paperfuge ได้รับการทดลองในมาดากัสการ์ซึ่งมีการทดสอบภาคสนามเพื่อตรวจสอบความสะดวกในการใช้งานของอุปกรณ์ การทดสอบพิสูจน์แล้วว่าทุกคนสามารถใช้ Paperfuge ได้ดังนั้นจึงสามารถแก้ปัญหาเครื่องหมุนเหวี่ยงในพื้นที่ชนบทได้

ดูเพิ่มเติม: กล้องจุลทรรศน์ origami ช่วยชีวิตมีราคาเพียง 50 เซ็นต์

เขียนโดย Terry Berman


ดูวิดีโอ: เครองCentrifuge