貧血、低血糖怕抽血?植入微型「晶片實驗室」就能解決

作者 | 發布日期 2017 年 06 月 22 日 8:30 | 分類 晶片 , 生物科技 , 穿戴式裝置 follow us in feedly

上班尖峰的捷運永遠這麼擠:你不得不在人群間「夾縫求生」,一手抓包包,另一手捂著沒吃早飯而出聲抗議的肚子。



離目的地還有不少站,但你餓得前胸貼後背,感覺些微頭暈──糟糕,該怎麼確定是不是低血糖?

美國紐澤西州立羅格斯大學的研究員表示,這個時候只需來一片他們的「晶片實驗室」……並不是吃的,而是偵測你的心率、血糖,甚至癌症症狀等相關體徵。

「晶片實驗室」這個名字是什麼意思?

「晶片實驗室」(lab-on-a-chip,LOC)並不是專為蟻人設計的小實驗室,而是整合多種化學、生物分析功能於單一小型晶片的裝置,有時也稱為「微型分析系統」。晶片實驗室能將一般的樣品製備、反應、偵測、分離等作業集中於幾平方公分甚至更小的晶片上。

▲ 蟻人:等等……誰告訴你我的實驗室很小?

晶片實驗室的優點也在於「身材嬌小」:

其使用的微量偵測液能將偵測效率最大化,所以害怕醫院抽血的朋友們可以鬆口氣了;系統偵測速度更快,不用在醫院門口排隊等報告;晶片成本低廉,不用付掛號費門診費化驗費……

就在今年 2 月,史丹佛大學的研究員甚至設計了一款成本為 1 美分的晶片面板,可在其中培養細胞。

▲ 「1 美分」的晶片實驗室並不比硬幣大多少。

不僅能偵測癌症,還能幫細胞「編條碼」

不過,羅格斯大學的晶片不滿足於和細胞打一兩回交道;它能隨時隨地偵測血液、汗水狀況,全天候為使用者「保駕護航」。

研究員表示,晶片還能偵測佩戴者有沒有肺癌、乳腺癌等症狀出現時的相關細胞。

不僅如此,這晶片還能幫細胞「編電子條碼」──對體液中每種不同粒子,晶片能生成相應的可調節微型電容(tunable nano-capacitors)貼附在粒子表面,改變粒子的傳導效能。

這條碼可在日後用於偵測病毒、細菌或其他疾病相關細胞,還能辨識出空氣污染而進入體液的雜質粒子。

對這晶片如此全能的表現,研究者 Mehdi Javanmard 表示

由於不同疾病表現症狀的複雜性,一項生物體徵不正常並不足以指出使用者患了什麼疾病。為了準確診斷不同的健康狀況,我們必須同時偵測多個生理指標。

▲ 實驗室提供概念圖:標記過的細胞穿過電場,並依次掃描「條碼」。

自 1954 年微型技術發明以來,晶片實驗室經歷了 50 多年發展,也產生了微流控學(Microfluidics)這一學術領域;但是,由於其專業性較強,大家平時並沒有意識到微流控晶片的市場潛力。

據 Yole Development 在 2015 年的報導,微流控晶片產業當年的產值約為 25.6 億美元,到 2020 年將達 59.5 億美元,而其應用網域不僅在於組織培養、疾病診斷、化學合成,還可能在目前大熱的可穿戴裝置上有所作為。

Javanmard 也對晶片實驗室的可穿戴前景表示贊同:

我們的成果真正把「實驗室」放在「晶片」上。這一平台只有隨身碟那麼大,並完全可植入 Apple Watch 或 Fitbit 等裝置。

說不定再過幾年,Apple Watch 就能在捷運裡提醒你要記得吃早飯,否則會出現低血糖症狀。

(本文由 36Kr 授權轉載;首圖來源:Flickr/Bit Boy CC BY 2.0)