【大纪元10月25日讯】(大纪元记者啸宇编译)“MIT士兵纳米技术研究所”的研究人员正致力于开发一种检测设备,可携带至战场上,能检测出士兵是否被生物武器或化学武器攻击。这种设备，得益于一种叫‘芯片实验室’(Lab on a Chip) 的设计。
“就象小型化导致计算机革命一样，微型‘芯片实验室’可以让流体从一个通道抽到另一个通道，而且各种各样的反应也可同时发生，这可以导致生物和化学的革命，”项目的主要负责人马丁巴占特 （Martin Bazant）说。
这种微型‘芯片实验室’能把象血液一样的流体抽过大约10个微米的通道（一个红细胞约为8微米直径）。每个通道都有自己的泵，因此流体可导向分析仪的某个地方，从而可以检测流体是否存在某种分子微粒。
迄今，有两种方法被用于设计‘芯片实验室’，但都不提供便携式的特点。第一种是机械式地让流体流过微通道里，但这得需要庞大的外部接口，难于小型化。
第二种方法是利用毛细管电渗透，让电场驱动液体流动。但现有的电渗透泵需要100伏特的电压，而MIT研究出的微泵只需要几伏特的电池就行，而且可控性要好。
他们采用了一项关键技术用于增加效率，那就是改变通道内的电场。传统毛细管电渗透法是把电极放置于通道的两端，利用交流电技术，但流体的速度小于100微米/秒，因此应用范围也很小。
新的系统是一个三维电渗透泵，微小的电极阵列被设计成不同的高度，产生相反的速度，但速度合成后则推动液体朝一个方向移动，象是个传送带一样。模拟的结果表明这种系统的流速要快20倍，可以和压力推动的系统相比。实验上也证实了这一设计的可行性。
“这是一个用简单而有巨大效果的方法，”巴占特说。
实验小组正努力把这个微小泵集成到一种可携带的血液分析仪中。如果士兵被怀疑遭生化武器袭击，他们的血液样本可以立即被检查，而且只需一点血样即可，不需要很多。这种血液分析仪很小也很便宜，可设计成一次性的，另外它们也可植入体内。
当然，这种仪器的用途不仅仅在与军事用途。病人去医院时，如果要做检查的话，立即就可得到结果。另外，在化学、生物的研究中，这种仪器可以加速DNA的检测或抗原的挑选，而且只需要少量的反应物就可了，因此可提高实验速度和效率。
这项研究由美国陆军资助，项目的部分成果发表在网络版《芯片实验室》杂志（Lab on a Chip）和《应用物理快报》杂志 (Applied Physics Letters)上。
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