一、突破传统技术，突破性设备上线

　　如果你曾经坐在医生的办公室里等待提供血液样本，你可能希望有一种不用针头就能找到同样信息的方法。

　　但是，尽管20世纪医学上取得了种种突破，但检测分子的最佳方法仍然是通过液体，比如血液。然而，芝加哥大学的一项新研究有一天可能会让这种现象停止。一组科学家宣布，他们发明了一种小型便携式设备，可以收集和检测空气中的分子，这一突破为医学和公共卫生的许多领域带来了希望。

　　研究人员设想，这种绰号为ABLE的设备可以在医院或公共场所检测空气中的病毒或细菌，改善新生儿护理，或者让糖尿病患者从呼吸中读取血糖水平。整个装置只有4 × 8英寸宽。

　　“这个项目是我们所做的最令人兴奋的努力之一，”该论文的资深作者之一、芝加哥大学教授田博志说。“有很多潜在的应用。我们很高兴看到它开花结果。”

　　这项研究发表在5月21日的《自然化学工程》杂志上。

　　二、巧妙转化，加速研究结果

　　1、把空气变成液体检测

　　几十年来，我们探测空气中分子的能力落后于探测液体中分子的能力。因此，在医生的办公室进行血液检查，糖尿病患者经常每天进行针刺。即使是你可能做过的家庭COVID测试也都涉及添加液滴。

　　“我们可以用手机拍照或录音，但我们没有类似的技术来观察空气化学，”该研究的第一作者马京成(Jingcheng Ma)说。他曾是芝加哥大学的博士后研究员，现在是圣母大学(University of Notre Dame)的助理教授。

　　部分问题在于股权被稀释。在空气中，你要寻找的颗粒——比如漂浮在周围的一些病毒——可能只有万亿分之一。这对探测器来说是一项艰巨的任务，到目前为止，它还需要大型、昂贵的设备。

　　芝加哥大学的一组科学家着手解决这个问题，他们找到了一种方法，把空气变成液体，使其更容易阅读。

　　该团队设计了一个多部分系统。首先，用泵吸入空气进行读数。接下来，加湿器增加水蒸气，微型冷却系统降低温度。这导致空气凝结成液滴，任何相关的颗粒都悬浮在其中。液滴沿着特别设计的超光滑表面滑下，聚集到一个小的储层中。

　　从那里，探测器可以很容易地提取液体中的分子浓度，使用预先存在的和现成的液体检测设备。

　　当他们组装这个装置的时候，他们不确定是否能够捕捉到一些容易蒸发的分子，也就是所谓的“挥发性”分子。

　　对于一个早期的概念证明，Ma用一杯咖啡作为测试。他向系统吹了一口蒸发的咖啡，看看它是否能被成功地收集和检测到。当液体浓缩出来时，他甚至不需要进行测试就能知道它是否有效——咖啡的独特香气从液体中散发出来。

　　在进一步的测试中，他们发现他们可以成功地从呼吸中检测葡萄糖水平，检测空气中的大肠杆菌，并从肠道微生物群健康状况不佳的老鼠笼子中提取炎症标志物。

　　他们将该系统命名为ABLE，即机载生物标志物定位引擎。

　　2、诞生新的能力

　　最后，Ma,，一个有热流体背景的机械工程师，对揭示新的物理原理的含义感到兴奋。

　　他说：“这项工作可能会开启许多关于这些空气杂质如何影响相变行为的新研究，例如，新的物理学可以用于许多应用。”

　　芝加哥大学的科学家Megan Laune、Pengju Li、Jing Lu、Jiping Yue、yuyuyue、Jessica Cleary、Kaitlyn Oliphant和Zachary Kessler也是这项研究的共同作者。

　　研究人员正在与波尔斯基创业与创新中心和早期轨迹科学中心合作。

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