西工大研制的全血全自動預處理樣機

隨著宇航技術(shù)的飛速發(fā)展，適用于普通人的太空旅行計劃計日可待，但太空旅行短則幾日長則一年，那么如何快速有效檢測乘客在旅行途中身體健康情況？日前，西北工業(yè)大學空天微納系統(tǒng)教育部重點實驗常洪龍教授課題組與邁瑞醫(yī)療合作研制出適用于太空環(huán)境的健康檢測儀，成功實現(xiàn)在微重力環(huán)境對乘員進行快速在軌血檢。這一成果發(fā)表于Sensors & Actuators B: Chemical上，通過與美國、加拿大、以色列同類型產(chǎn)品對比，被認為是目前體積最小、重量最輕的太空航行用全自動流式細胞儀。

人類在太空環(huán)境中受微重力和長時間密閉隔離等極端條件影響，免疫機能會明顯下降，白細胞及其亞群的數(shù)目甚至會比正常值降低20%以上，因此白細胞分類計數(shù)是對乘員健康狀況進行監(jiān)測、確診的有效手段。典型的血細胞分類計數(shù)儀器就是醫(yī)院中廣泛使用的流式細胞儀，但由于太空環(huán)境的特殊性，不能直接將地面使用的技術(shù)和儀器照搬到太空中。

西工大博士生尋文鵬在ZERO-G失重飛機上進行儀器操作

據(jù)悉，該款太空乘員健康檢測儀包含兩個模塊：全血預處理機和流式細胞儀。檢測過程非常簡單，乘員只需在指尖取30微升約一滴量的血液加注至預處理芯片上，然后將芯片插入全血預處理機，經(jīng)過不超過30分鐘自動處理后，再將處理過的樣本加注至無鞘流聚焦微流控芯片上，通過流式細胞儀自動檢測出淋巴細胞亞群數(shù)目的百分比。這一數(shù)據(jù)可在電腦中自行讀出也可回傳至地面供專業(yè)醫(yī)生判斷乘員細胞免疫功能水平，從而輔助診斷細菌感染，自身免疫、輻射損傷等病癥。

全血預處理和無鞘流聚焦微流控芯片

常洪龍教授介紹說，健康檢測儀需搭配特制的全血自動預處理芯片和無鞘流聚焦微流控芯片使用。全血自動預處理芯片具有適應微重力環(huán)境的多通道液體操控技術(shù)，可實現(xiàn)可控混勻液體，解決了在微重力環(huán)境中處理血液樣本時會產(chǎn)生氣泡的問題。無鞘流聚焦微流控芯片采用高光潔度、高保型度PMMA基聚合物加工工藝，芯片表面具備納米級表面粗糙度和微米級對準精度的微通道，在技術(shù)上實現(xiàn)了即插即檢測。

“綠航星際”乘員在試驗艙內(nèi)加載芯片

目前，該檢測儀目前已完成了多項測試和驗證。2016年，檢測儀應用于中國航天“綠航星際”4人180天受控生態(tài)生保系統(tǒng)大科學試驗，為研究密閉環(huán)境下人體免疫功能變化提供了寶貴的實驗數(shù)據(jù)。2017年，檢測儀在法國進行了失重飛機實驗，通過拋物線飛行得到的失重環(huán)境證明了其具備良好的微重力適用性。

本文轉(zhuǎn)自：人民網(wǎng)-科技頻道