by 多伦多大学（University of Toronto）

这项技术大大减少了供暖的占地面积。左图：实验室使用的典型平板加热器。右图：微型加热器。Credit: Qin Dai / 多伦多大学（University of Toronto）

多伦多大学工程学院（University of Toronto Engineering）的研究人员已经开发出一种微型“加热器”（大约丸剂大小），它可以让世界上资源有限的地区在不需要专门培训或昂贵的实验室设备的情况下进行传染病检测。

该技术通过诊断检测的不同阶段调节生物样品的温度，对检测结果的准确性至关重要。

“我们加热器的精确性和灵活性为自助诊断工具的未来打开了大门，”博士候选人Pranav Kadhiresan说，他与博士候选人Buddhisha Udugama一起在Warren Chan教授的监督下开发了该设备。

Kadhiresan补充道：“我们可以将高中化学实验设备的简单性与尖端实验室仪器的精确性结合起来。”。该小组发明的微型加热器背后的技术在《美国国家科学院学报》（PNAS）上发表的一篇论文中有描述。

在典型的感染性病原体诊断试验中，涉及多个温度调节步骤。在使用大型研究设施有限的地区，控制温度的能力尤其重要。

“缺电增加了一层复杂性，”Udugama说我们的微型加热器解决了这个问题。它可以在不同的环境中使用，不需要电就可以检测病毒。如果我们总结一下我们的技术的好处，它将是可访问性、可移植性和精确性。”

加热板的外部由一个非反应性丙烯酸模具组成，该模具封装锂，锂是一种通常存在于电池中的反应性元素。当溶解在水中时，活性锂与溶液相互作用释放热量和氢气。这会导致温度在很长一段时间内升高。

研究人员观察到，温度分布的再现性是由恒定的气体释放控制的，这是由锂模具的形状决定的。在对锂合金模具从圆形到三角形的多种形状进行测试后，他们发现这种直径仅为8毫米的星形是最适合精确加热的。

将多个步骤整合到一个平板电脑中也意味着不需要专门的培训就可以进行任何诊断测试，从而减少人为错误的机会，并使设备对公众开放。

Chan说：“片剂通常用于阿司匹林之类的药物。但是，我们现在已经开发了一系列可以诊断疾病的片剂和药丸。”

“结合智能手机技术，每个人都将拥有一个可跟踪，监视和诊断感染的便携式系统。这对于防止疾病传播至关重要。”

More information: Buddhisha Udugama et al, Tunable and precise miniature lithium heater for point-of-care applications, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1916562117

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences

原文链接：https://phys.org/news/2020-02-pill-sized-heater-accessibility-infectious-disease.html

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