导读：德克萨斯州大学的化学家们受折纸艺术的灵感激发，发明了一种3D纸质传感器，仅用不到10美分或许就可以检测疟疾和艾滋病等疾病。研究结果发表在这周的Analytical Chemistry杂志上。
这样低成本的即时疾病检测传感器对于发展中国家非常有帮助，因为在发展中国家资源短缺，没有条件进行实验室检测；就算资金充足，也缺少将生物样品送到实验室的基础设施。Richard Crooks说，这个东西谁都用得起。
平面的纸质传感器像验孕纸很常见但有局限性。由Crooks和博士生Hong Liu发明的这种折叠的3D传感器用更小的表面积测试更多的物质，而且还为更多复杂的测试提供结果。
Crooks说，任何人都可以折出它们，并不需要专家，因此你可以想象一个有一些志愿者的非政府组织就这可以折出这样的传感器并分发出去。生产工序很简单，也可以委托客户生产，并不需要在发达国家生产。
这个传感器的灵感来源于Liu阅读的哈佛大学化学家George Whitesides的一篇开创性的论文。
Whitesides首次建立了一种可以对生物目标进行测试的3D微流体纸质传感器。然而他的传感器昂贵又耗时，传感器的构造限制了它的应用。
Crooks 实验室的Liu说：“他们必须先用光刻法在纸上画图案，并用激光切割，然后用双面胶将它们黏在一起，当我阅读到这篇论文的时候，我想起我儿时在中国，老师教我们的折纸。我认为没有必要像Whitesides他们那样繁琐。可以很简单的只是将纸折叠起来，然后压好。
经过几周的实验，Liu就在相片打印纸上或者实验室里用的普通打印纸上制作出了这种传感器。将它折成多层花费不到一分钟，而且无需其他工具或者特殊的校正技术，只需手指即可。
Crooks说，他们这种已经成功对葡萄糖和普通蛋白质进行过检测的传感器的原理与家庭妊娠试验的原理类似。将诸如蜡或光阻材料注入到色谱纸上的细微小槽中，引导受试样品—如尿液、血液或唾液—流动，从而在色谱纸上包埋有测试试剂的位置形成斑点。
如果样品中含有传感器可以检测的物质，它就会以简单可察觉的方式反应。比如有可能变成特定的颜色或者在紫外线下发出荧光。然后这些反应可以用眼睛观察到。
Crooks说，所有的疾病都有生物标记。基本上就是在这些纸质流体技术中让反应试剂与生物标记进行斑点反应。那些试剂预先固定在纸上，将待测样品导入，最后打开这张纸，观察试纸颜色。如果有颜色，说明你遇到问题了，如果没有，那么你很正常。
Crooks 和Liu的同事还在他们的传感器上加了一个简单的电池，这样就可以开展需要用到电的测试。他们的原型利用铝箔，用来检测尿液中的葡萄糖。Crooks估计加上电池后，传感器的生产成本也只增加了几美分。
Paper-Based Electrochemical Sensing Platform with Integral Battery and Electrochromic Read-Out
Hong Liu and Richard M. Crooks
We report a battery-powered, microelectrochemical sensing platform that reports its output using an electrochromic display. The platform is fabricated based on paper fluidics and uses a Prussian blue spot electrodeposited on an indium-doped tin oxide thin film as the electrochromic indicator. The integrated metal/air battery powers both the electrochemical sensor and the electrochromic read-out, which are in electrical contact via a paper reservoir. The sample activates the battery and the presence of analyte in the sample initiates the color change of the Prussian blue spot. The entire system is assembled on the lab bench, without the need for cleanroom facilities. The applicability of the device to point-of-care sensing is demonstrated by qualitative detection of 0.1 mM glucose and H2O2 in artificial urine samples.
文献链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac203457h
