韩国科学家团队将普通指尖陀螺改造为革命性的纳米等离子体细菌检测装置（P-FS），通过结合纳米等离子体增强的表面增强拉曼光谱（SERS）技术，实现超快速、高灵敏且无需电力的便携式病原体检测。该装置可在5分钟内完成细菌鉴定，灵敏度达单细胞水平，或将彻底改变医疗资源匮乏地区的感染诊断模式。

（图片说明：P-FS工作流程示意图。尿液样本通过离心力在纳米等离子体滤膜上富集细菌，激光激发产生特征拉曼信号，数字化光谱通过"1"/"0"判定结果，热图直观显示信号强度。图片来源：《微系统与纳米工程》）

三大创新亮点

1. 分钟级检测速度

传统细菌培养需耗时数日，而P-FS通过手动力驱动离心富集与SERS信号放大，将检测时间缩短至5分钟，为及时治疗争取黄金窗口。

2. 无电源高灵敏度

装置内置的纳米等离子体滤膜可捕获细菌并放大其拉曼信号，即使极低浓度（10^2 CFU/mL）样本也能精准识别，摆脱对实验室设备与电力的依赖。

3. 低成本全球普惠

采用光刻与金属溅射工艺制造的纳米结构成本低廉，且可规模化生产。未来可拓展至病毒、真菌等病原体检测，助力偏远地区传染病防控。

技术解析：玩具如何变身诊断利器？

由韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）和基础科学研究院（IBS）团队研发的P-FS，核心为纳米等离子体增强过滤系统：  

硝化纤维素膜：高效捕获细菌，同时通过离心力浓缩样本；  

金-银纳米阵列：形成电磁场"热点"，将细菌分子振动信号放大百万倍；  

独特设计使旋转动作同步完成样本富集与信号优化，检测限比传统SERS提升100倍。

在对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及尿液样本的测试中，P-FS成功通过拉曼指纹图谱区分不同菌种，并可同步检测混合感染。其手摇驱动特性在非洲实地试验中展现突出优势——无需专业培训或稳定电源，医护人员即可完成操作。

突破性意义

"我们将纳米等离子体的精密性与指尖陀螺的简易性融合，创造出真正普惠的诊断工具，"项目负责人赵允炅博士强调。该技术有望解决三大全球卫生挑战：  

1. 抗生素滥用管控：快速鉴别细菌种类，避免经验性用药；  

2. 院内感染防控：实时监测医疗器械与环境中的病原体；  

3. 传染病早期预警：在埃博拉、霍乱等疫情暴发时实现现场快速筛查。

目前研究团队正推进临床验证与工业化生产，并与WHO合作探索P-FS在热带病监测中的应用。随着检测靶标向病毒、癌症标志物等领域扩展，这项源自玩具的灵感或将重塑21世纪诊断技术格局。

来源：CLP，IVD从业者网编译

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