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【论文故事】用棉花检测尿液，简单又合算诊断和治疗，是当今医疗系统的两个主要组成部分。目前所进行的医疗诊断，很大程度上依赖于常规的体外诊断（In Vitro Diagnostic）技术。但IVD常常需要具备相应的检测设备，同时还需要医疗人员帮助被测试者完成样品处理和结果分析的工作。一体化诊断检测设备，如基于量油尺原理制成的尿液检测工具，或基于横向流系统制成的测孕试纸等，都逐渐被普及使用。但无论从材料结构还是检测指标方面来说，这些检测工具都还存在着很多的缺陷。面对巨大的医疗诊断需求，提供实时、有效且具有可行性的诊断材料和检测技术，已经成为了全世界、特别是发展中国家进行医疗建设的关键。 台湾省国立清华大学纳米工程与微系统研究所的研究人员，最近研发出了一种基于棉花纤维、能够同时检测尿液多项指标的工具。相关论文于今年11月13日，发表于《科学报告》（Scientific reports）上。基于这项研究果壳网科学人对论文作者、台湾省国立清华大学的曾繁根教授进行了采访。 棉花是日常生活中不可缺少的材料，并且它成本低廉、不会引起皮肤炎症反应。目前，在许多医疗用品中都可见到它的身影。“医用组织液吸取棉、卫生棉或尿布都是以棉花为基础材料制作的，”曾繁根说道。“起初，我们只是希望制作一个用于检测妇科疾病的工具，所以选择棉花这个已经在妇科检测中使用成熟的材料。” 但随着研究的开展，研究团队发现：这种以棉花作为核心的检测平台具有很多优点，很值得进一步开发和优化。“棉花纤维具有很好的吸水力，在吸取检测液体时，它是一个能够有效传送液体的基质。并且，棉花对蛋白质或糖类有一定的物理吸附性，可以作为含有蛋白质或糖类液体的过滤器。”研究作者补充道。
研究者设计的检测平台结构长5.5厘米、宽1.0厘米、以棉花纤维为核心部件的工具非常轻便。“我们还测试了2.5厘米*1.0厘米，或3.5厘米*1.0厘米的基础尺寸，但都没有5.5厘米*1.0厘米的效果好。较大尺寸，所能搭载的检测指标也多一点。当然，小尺寸所需的样品量也就越小。因此，大小并不是严格的，需要依据具体使用的需求来选择。”研究者解释道。 有两种特性的棉花构成了该工具的核心：疏水棉纤维和亲水棉纤维。曾繁根告诉果壳网科学人：“我们所使用的棉花都是化妆棉，购自日本资生堂公司。这里所使用的疏水和亲水棉纤维，在外观和纤维结构上相差无几，但它们所具有棉纤维的密度是不同的。但我们还需要进一步用相关仪器来检测，是否是因为纤维密度的差异导致了它们亲水性的不同。”亲水棉纤维作为被测试液体的泳道，疏水棉纤维则控制泳道空间。 仅仅具有两种棉纤维和少许的塑料材料，使得该工具的基础成本也大大降低了。“如果我生产这样的检测工具，只需要购买一台300台币（约人民币59元）的过塑机、一盒化妆棉200台币（约人民币40元）和试纸2000台币（约人民币396元）。试剂的价格根据具体检测的需要而定。生产成本就这样大概估算一下。”研究者通过详细的分析，回答了果壳网对成本高低的提问。 通过示意图我们可以看出，该检测工具可以同时搭载1到3块检测盘，为一次检测多项指标提供了可能。当果壳网问研究者，是否考虑进一步升级该系统并开发针对如全血液等其他样品检测的工具时，研究者告诉我们：“这是当然的。我们目前可以做出3到4种尿液检测项目同时完成的工具。同时，已经开始积极开发用于外伤或手术伤口组织液等样品的检测工具。全血检测当然也是我们其中的一个开发目标。我们会通过积极地改良与研发，来创造更好的平台。” 设想一下，今后家中的医疗品橱柜中满满地都是这类快速、简洁、准确且低廉的诊断和检测工具。去医院也不再是排队抽血、等结果、再排队抽血再等结果的过程了。我们只需去领个试纸，然后在卫生间搞定，画面太美。研究者们对该产品能否最终投入使用表示乐观：“我们非常希望此平台能够给社会大众提供方便，当然，在其踏入大市场之前，我们还需要花些时间去进一步评估其效果，并制定更完善的生产规划。我们会慢慢朝这个方向努力的。” |
以亲水棉纤维和疏水棉纤维为主体所制作的检测工具示意图。(A)我们应用棉花
