在显微镜的世界里,流动也有它的诗意。
一滴血清、一缕电场、一条微米级的螺旋通道——虽然尺度微小,却承载着改变检测方式的巨大潜能。臧学昊与合作者将这些元素编织成一个能“自我运行”的系统:一个嵌入普通试管中的三维微流控装置。
这项研究诞生于他在斯坦福大学担任研究学者期间,并于近期发表于国际期刊 Lab on a Chip —— 微流控领域最具影响力的学术期刊之一。它展示了一种全新的整合方式:将三维微流道直接嵌入标准PCR试管内,与现有检测设备自然兼容。在分子诊断时代,这样的设计为便携、自动化、低成本的检测系统提供了新的方向。
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在显微镜下重构“实验室”
传统的基因检测流程往往依赖多台仪器、多个步骤,样本在提取、纯化与扩增间辗转耗时。
臧学昊与合作者的设计,却让整个过程在一支小试管中连续完成:电场驱动分子分离与聚焦,随后直接进入反应与检测。
对他们而言,这不仅是一项工程创新,更是一种思维方式的转变——从制造复杂机器,到重新定义科学工具本身。“科学的目标从来不是让设备更复杂,而是让过程更自然、更接近使用者。”臧学昊说。
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臧学昊和斯坦福大学的导师及合作者
微流控的“第三维”
在过去二十年里,微流控芯片被称为“片上实验室”(Lab on a Chip),但多局限于平面结构——像电子电路一样刻蚀在玻片上。
臧学昊的研究则让流体进入真正的三维空间:样本在螺旋通道中迁移、分层、汇合,形成“体积级整合”的动态系统。
“在合适的几何结构与电场中,流体可以自己完成任务,”他说,“像自然界的河流一样,自动找到路径。”这种理念延续了他在生物流体动力学中的核心思想——让流体“自己说话”,而非依赖繁复的外部干预。在微米尺度的世界中,这个几毫米的螺旋通道便能实现分子级别的精准操作,减少人工步骤与污染风险。
从显微到世界:让检测走得更远
这项研究的愿景,是让分子检测系统更轻便、更普及——能够真正走出实验室,服务于现场医疗与公共检测。未来,这种嵌入式结构可使检测设备更易集成、部署,在资源有限的环境中依然高效运行。
在臧学昊看来,真正的创新往往源自对自然流动的重新理解。从岩层中的热对流,到试管里的分子迁移,他始终在探索一个核心问题:自然的秩序,能否启发我们重新定义技术的边界?
也许,答案正隐藏在那些微米尺度的流动之中——在那里,科学与生命的节奏,正悄然汇成一场新的革命。(刘晓)
