基于3D打印技术的便携式诊断设备

在发展中国家，死亡的主要原因之一是由水污染引起的疾病，非常需要能够测量和改善水质的设备，特别是在偏远地区。在一篇名为“用于检测比色分析的便携式设备”的论文中，来自不列颠哥伦比亚大学的一组研究人员讨论了他们如何使用3D打印技术创建出了一种便宜的便携式诊断设备，用于快速检测水质、酸度和硝酸盐浓度。

特别是选择亚硝酸盐作为分析物，因为它是全世界重要的水污染物。

“亚硝酸盐被广泛用作食品生产中的防腐剂和添加剂、工业中的漂白剂和染料以及农业中的肥料，”研究工程师George Luka说。“然而，它被归类为健康危害，因为水中的高亚硝酸盐浓度会导致许多疾病，如出生时就伴有高铁血红蛋白血症、流产和中枢神经系统缺陷等危害。”

研究人员开发了一种相对简单的3D打印设备，该设备由电池供电、无线连接并配备Raspberry Pi，用于数据处理、存储和交换。LED提供背光，800万像素分辨率数码相机用于在五个不同的比色皿中成像和记录颜色变化，其中包含执行比色分析所需的特定试剂。

此外，与智能手机拍摄的图像相比，固定相机的使用降低了人为错误的风险，这可能损害比色测定的可重复性、灵敏度和可靠性。然而，研究人员确实设想了将来使用智能手机输出数据的可能性，以进一步提高其可访问性而不影响准确性或精度。

除了水分析之外，该装置还可用于尿液分析和其他医学应用的比色测定。

据了解，在这之前，3D打印就已被用于开发用于测量和改善水质的装置，如今年早些时候研究人员开发了一种3D打印材料，可以去除水和空气中的污染物；还有很多人都提出了简单的水过滤系统的想法，使用3D打印进行原型设计和生产以降低成本和时间。目前，由不列颠哥伦比亚大学的研究人员开发的这种装置不能过滤或清洁水质，但它能检测水中有害污染物，可以预防疾病和死亡。它的便携性意味着它可以在偏远地区轻松使用——其简单、廉价的制造意味着它可以在世界各地进行快速部署。这种概念证明在农业和医学中也具有很大的潜力。