متفاوت ترین مجله اینترنتی ...

سانتریفیوژ کاغذی ۲ گرمی در کمتر از ۲ دقیقه خون را از پلاسما جدا می کند

0

سانتریفیوژ کاغذی ، ظرف کمتر از ۲ دقیقه، بطور دستی، خون را از پلاسما جدا می کند. وزن آن ۲ گرم و قیمتش ۲۰ سنت است.

گویا آی تی – محققان دانشگاه استنفورد با استفاده از صفحات مقوایی، نخ ماهیگیری، نی‌های نوشیدنی و مقداری چسب، سانتریفیوژ خونی ساختند که تآثیری مشابه تجهیزات آزمایشگاهی دارد. این دستگاه قادر است در کمتر از ۲ دقیقه نمونه‌های خونی را به گلبول و پلاسما تجزیه کند و هزینه‌ی آن هم با توجه به مواد لازم برای ساختش که دیدید چه مواردی هستند، بسیار کم خواهد بود.

فناوری ساده، تاثیر بسیار زیاد
به گفته‌ی مانو پراکاش، زیست شناس فیزیکی دانشگاه استنفورد کالیفرنیا و برنده‌ی “بورسیه‌ی نبوغ‌” مک آرتور در سال ۲۰۱۶ : این “سانتریفیوژ فقرا” در کشورهای جهان سوم به خصوص مناطقی از آفریقا که استفاده از سانتریفیوژها به دلیل کمبود برق با محدودیت شدیدی مواجه است، کارایی بسیار زیادی خواهد داشت”.
پراکاش، محقق ارشد این تحقیق که نتایج آن در نشریه مهندسی پزشکی Nature چاپ شده، می‌گوید: “بیش از یک میلیارد نفر در سراسر جهان هیچ زیرساخت، جاده و برقی ندارند. می‌دانستم، اگر بخواهیم مشکل اساسی مثل تشخیص مالاریا را حل کنیم، باید سانتریفیوژی را طراحی کنیم که با نیروی انسان کار کند و کمتر از یک فنجان چای هزینه داشته باشد.”
سانتریفیوژ پراکاش که خودش آن را “پیپرفیوژ (Paperfuse)” می نامد، تقریبا مثل یک سرگرمی یا اسباب بازی است. اگر به آن اسباب بازی بگویید، از خیلی جهات اشتباه نکرده‌اید. از همه‌ی اینها که بگذریم، طراحی آن برپایه‌ی فرفره است؛ همان اسباب بازی که از یک صفحه‌ و نخ تشکیل شده و نخ از سوراخ وسط آن میگذرد. با کشیدن نخ، صفحه شروع به چرخیدن به یک جهت و سپس در جهت مخالف می‌کند تا نخ باز شود. انواع این اسباب بازی را تقریبا همه جای جهان می توان پیدا کرد و قدمت قدیمی‌ترین نمونه آن به ۳۳۰۰ سال قبل از میلاد برمی‌گردد.
پراکاش و همکارانش، طرح‌های مختلفی را ساخته‌اند که با دست کار می‌کنند و هزینه‌ی ناچیزی دارند. در نهایت، فرفره‌ای را ساختند که می‌توانست ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه بچرخد و با سانتریفیوژهای تجاری قابل مقایسه است.

این تیم از دانشمندان همچنان به دنبال راه هایی برای بهبود عملکرد سانتریفیوژ خود هستند. اول، بررسی ریاضیاتی در مورد فیزیک فرفره به عمل آمد. اطلاعات مربوط به ساعت‌ها چرخش صفحات مقوایی ثبت شد، و این تلاشها در نهایت نتیجه مطلوب را به دست داد. فیلم ویدئویی زیر نشان می دهد که نه تنها نخ‌ها به دور هم می چرخند و باز و بسته می‌شوند، بلکه حلقه‌هایی را تشکیل می‌دهند که بطور شگفت‌انگیزی شبیه ساختار مارپیچ DNA است.

دانشمندان پس از حل معادلات حرکت دورانی، سراغ ابعاد مطلوب برای یک فرفره ایده آل رفتند. ظاهرا اگر صفحه ای به اندازه یک دیسک یا با ضخامت یک رشته بسازیم، در نهایت به لحاظ نظری، فرفره ای به دست می آید که یک میلیون بار در دقیقه می چرخد یا ۱۰۰ برابر مؤثرتر از نمونه اولیه ای خواهد بود که پراکاش ساخت. نکته اینجاست که هیچ کس نمی‌تواند صفحه‌ای را با این سرعت بچرخاند – برای رسیدن به این حد نظری به یک دستگاه نیاز دارید. طبق آزمایشات زنده‌ انجام شده در آزمایشگاه، این طرح جدید ۱۲۵۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد. همین باعث می‌‌شود سانتریفیوژ کاغذی، سریع‌ترین وسیله‌ی چرخشی باشد که با نیروی دست انسان کار می کند. پراکاش، هم به خاطر ساخت آن گواهینامه نبوغ جهانی گینس را دریافت کرد.
نمونه‌ی اولیه‌ی این پیپرفیوژ (سانتریفیوژ کاغذی)، از دو صفحه‌ی مقوایی که هر کدام ۱۰ سانتی‌متر قطر دارند ساخته می‌شود. روی یکی از صفحات، ۲ نی ۴ سانتی‌متری چسبانده شده و انتهای آنها باچسب بسته شده است. خون، داخل نی ها سانتریفیوژ می‌شود (با نیروی گریز از مرکز می چرخد). این قطعات اضافه، سرعت چرخش را کاهش دادند و باعث شدند سانتریفیوژ کاغذی ما تنها ۲۰۰۰۰ بار در دقیقه بچرخد، اما همین سرعت هم برای جداسازی پلاسما از خون ظرف ۱٫۵ دقیقه و جداسازی انگل مالاریا در ۱۵ دقیقه کافیست.

به زودی آزمایشگاه پراکاش با همکاری PIVOT ،یک سازمان غیرانتفاعی در بوستون، ماساچوست، آزمایش های مقدماتی را در ماداگاسکار شروع می‌کنند. در این آزمایشها کارایی سانتریفیوژ ها برای جداسازی خون و تمایل کارکنان بخش بهداشت و سلامت برای چرخش دیوانه وار سانتریفیوژهای کاغذی ارزیابی می شود. عقل سلیم می‌گوید که آنها مجبورند این کار را انجام دهند. جداسازی نمونه‌های خونی برای تشخیص ایدز (HIV) ،مالاریا و سل ضروری تر از موارد دیگر است.

به گفته ی مت بوندز (Matt Bonds)، مؤسس PIVOT و اقتصاددان دانشگاه هاروارد در کمبریج، ماساچوست : “هنوز نمی‌دانیم که سانتریفیوژ کاغذی کار می‌کند یا نه. متقاعد کردن مردم به کنار گذاشتن سانتریفیوژهای مدرن مستلزم استفاده از شواهد بسیاریست، اما در دسترس داشتن سانتریفیوژ کاغذی به عنوان جایگزین، دریچه ای رو به دنیایی از امکانات جدید را به روی ما باز می‌کند.”

البته پس از جداسازی خون، باید آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. خوشبختانه،‌ محققان از قبل این کار را انجام داده اند. در سال ۲۰۱۴ روشی را ذکر کردیم به این ترتیب که آزمایشگاه پراکاش در دانشگاه استنفورد، یک میکروسکوپ کاربردی را بدون لنز، باتری و LED ساخت که می‌تواند با هزینه کمتر از ۱ دلار و در مدت ۱۰ دقیقه شبیه یک اریگامی ساخته شود.

ممکن است به این مطالب نیز علاقمند باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سانتریفیوژ کاغذی ، ظرف کمتر از ۲ دقیقه، بطور دستی، خون را از پلاسما جدا می کند. وزن آن ۲ گرم و قیمتش ۲۰ سنت […]