陀螺是一种简单的玩具，甚至幼儿园老师都会制作。然而，这一古老玩具——一种风车样装置，其螺旋运动由两股捻弦驱动——可能很快使发展中国家的医学发生改变。科学家研发出一款名为“paperfuge”的廉价纸制离心机，仅由纸、线和胶水组成，成本约20美分，而传统离心机则需成百上千美元。该装置可像商业离心机一样快速分离血液，有望在资源稀缺地区用于诊断贫血、艾滋病和疟疾等感染。

离心机是快速旋转的机器，用于分离血液等不同材料，是现代医学实验室的中流砥柱。但由于价格昂贵——顶级版本超过6000美元，发展中国家医生难以获得。即使有离心机，也可能缺乏电力维持运行。此前，科学家尝试过打蛋器和沙拉纺纱机制成的人力驱动方案，但速度无法与商业离心机比拟，后者每分钟可旋转100000转以上。

斯坦福大学生物工程师Manu Prakash带领的研究小组决定采取系统方法。他们收集了10多种旋转玩具，从溜溜球到陀螺，用高速摄像机记录速度，甚至雇马戏团演员探索潜力，但均未达标。Prakash曾因发明廉价的纸质显微镜Foldscope而广受关注。

最终，一种玩具脱颖而出：陀螺，Prakash童年时在印度称之为“button on a string”。这种5000多年历史的古老玩具被发现于中国、以色列、委内瑞拉等地。但讽刺的是，无人知晓其工作原理。Prakash团队使用计算模型研究，发现将弦扭曲成紧密线圈是储备能量的关键，可允许以最小功率快速旋转。弦缠绕和打开的方式利用了超螺旋原则，使其远超几何限制。

经过约6个月优化，团队创造出原型：通过来回拉动连接到弦的棍子，驱动纸盘旋转，纸盘上放置装有血液的微小试管。高速摄像机显示，转速可达每分钟125000转，比许多商业离心机更快。类似高科技离心机，paperfuge能在不到1.5分钟内从血液样本中分离血浆，该成果于1月10日发表在《Nature Biomedical Engineering》。

波士顿大学生物医学工程师Muhammad Zaman未参与研究，但表示：“根据结果，这是很乐观的。我对它印象非常深刻，因为它有强大的理论和仿真性，且应用前景广泛。”团队计划进行小调整，预期不仅能分离血浆，还可用于更多应用。例如，在一次试点试验中，通过15分钟旋转，用户从血液中分离出疟疾寄生虫，用于显微镜检测，时间框架与商业离心机媲美。

不过，Zaman指出，paperfuge的实际测试将在现场。没有科学家和医务工作者的持续投入，监管、社会和文化障碍会使新技术无用。他说：“人们可能不认为这个小纸制品能像价值上千美元的仪器那样好。这需要对系统的信任。”

Prakash计划获得这种信任。他最近与波士顿非营利医疗机构Pivot签约，在马达加斯加农村测试paperfuge，全面试验将于三月开始。Pivot联席首席执行官、哈佛大学健康经济学家Matthew Bonds说：“我猜马达加斯加90%的实验室没有一台可操作的离心机。如果它起作用了，这可能是一次变革。”