旋转玩具启发斯坦福大学的工程师制造手动离心机

斯坦福大学的工程师，包括印度裔工程师，已经建造了一种超低成本的人力离心机，只需1.5分钟即可将血液分离成其独立成分，并且可以精确诊断和治疗疟疾，HIV和结核病等疾病。

“paperfuge” 由20美分的纸，麻线和塑料制成，可以以每分钟125,000转 (rpm) 的速度旋转并施加30,000 Gs的离心力。

美国斯坦福大学生物工程学助理教授马努·普拉卡什 (Manu prakash) 说: “据我所知，它是由人类力量驱动的最快的旋转物体。”

离心机对于检测疟疾，非洲昏睡病，艾滋病毒和结核病等疾病至关重要。研究人员说，这种低成本的版本将能够在这些疾病最普遍的贫困，离网地区进行精确的诊断和治疗。

当用于疾病检测时，离心机会分离血液成分，使病原体更容易检测。典型的离心机在电动旋转滚筒内旋转流体样品。当鼓旋转时，离心力通过密度将流体分离成样品管内的层。在血液的情况下，重红细胞聚集在管的底部，水状血浆漂浮到顶部，寄生虫 (如引起疟疾的寄生虫) 定居在中间。

受旋转玩具的启发，prakash和他实验室的博士后研究员Saad Bhamla探索了将人类能量转化为旋转力的方法。他们专注于工业时代之前发明的玩具-溜溜球，陀螺和陀螺。

“一天晚上，我在玩按钮和绳子，出于好奇，我设置了一个高速摄像头，看看按钮旋转会有多快。我简直不敢相信自己的眼睛，”Bhamla说，当他发现呼呼按钮以10,000到15,000 rpm的速度旋转时。

经过两周的原型制作，他将血液的毛细血管安装在纸盘旋转装置上，并能够将血液离心成层。该团队创建了一个计算机模拟来捕获设计变量，例如光盘大小，弦弹性和拉力。

他们还从超螺旋DNA链的物理学中借用了方程式，以了解手动力如何从螺旋弦中移动以驱动旋转的圆盘。一旦工程师根据真实世界的原型性能验证了他们的模型，他们就能够创建转速高达125,000 rpm的原型，其幅度大大高于他们的第一个原型。

“从技术规格的角度来看，我们可以匹配价格从1,000美元到5,000美元的离心机，” prakash说。从基于实验室的试验中，研究人员发现疟疾寄生虫可以在15分钟内从红细胞中分离出来。通过在涂有a啶橙染料的毛细管中旋转样品，只需将毛细管置于显微镜下即可识别出发光的疟疾寄生虫。