最近《芯片上的實驗室》雜志發表了一篇論文，是加州州立理工大學一研究團隊的研發成果——試劑鉛筆，它由特殊化學物質構成，只需在紙上輕輕一劃，不同鉛筆上的化學物質便可以發生反應。這個小組的靈感可能來自于他們作為化學工具的填色書，但他們基于化學反應過程的方法可以方便快捷地進行簡單常見的診斷測試—例如糖尿病、 HIV 或者測試環境污染物。

該項目始于現有的紙質微流體技術。它利用紙的毛細效應將一些能夠參加反應或者是能夠檢驗離子是否存在的試劑小心的混合在一起，再滴加兩種不同顏色的油墨到這張薄紙上時，就會很容易看到毛細效應的發生。當液體被紙吸收，顏色液滴擴散，相遇，并形成彩色的共混物。這樣，兩種或多種試劑便可以在一張紙上同水混合在一起。

在這項研發中，他們的獨特之處是：所用的試劑并不是通過微滴進入到紙中。而是通過鉛筆，也就是說，無需任何專業設備，任何人都可以僅僅通過使用鉛筆就在紙上完成化學反應。

該小組通過研磨石墨混合物(是的，就是在普通鉛筆中的石墨混合物)，測試試劑和聚乙二醇(它有助于保持試劑在整個混合物中均勻分布，這同它用于牙膏成分的道理是一樣的)制成試劑鉛筆筆芯。并將其壓縮成顆粒，安裝在從大街上買來的自動鉛筆上。

反應紙墊是利用蠟質墨水在濾紙上打印相互連接的小尺度空腔而制成的。試劑鉛筆可在這些有空腔的區域內填充顏色— — 當水接觸到紙，試劑溶解，但又被蠟狀墨水限制，被迫擴散到另一種試劑鉛筆劃痕上，這樣就發生反應。

現實問題的解決方案案例

研究小組將其用于代替通用糖尿病患者血糖水平的測試，包括化學溶液與針刺血液樣本的反應，然后進行結果分析，展示出試劑鉛筆技術巨大的潛在用途。

一支鉛筆采用混合酶制作，一種是辣根過氧化物酶 (HRP) ，另一種是葡萄糖氧化酶 (葡萄糖)。第二個鉛筆中含有ABTS 試劑。當葡萄糖與酶混合時，便產生反應，生成藍色產物。跟傳統的糖尿病滴管測試方法相比，其得到的結果相同。

如圖，左邊圖像顯示試劑通過液滴起反應。右圖顯示采用試劑鉛筆的反應。最上面一行為試驗開始階段，最下面顯示反應結果。在左側區域，樣品溶液與兩種試劑一起進行反應。如圖所示，通過對比有色產物可得到兩種方法結果相同。

同時傳統的測試需要大量培訓，而這種鉛筆—記錄本測試工具無需任何技巧，僅僅需要將顏色填在線條之間——這顯然是非常容易做到的。而且這種試劑極其穩定，雖然當它們處于液態時，會降解幾天，限制試劑鉛筆使用的場所和方式，但一旦制成鉛筆它們在兩個月后仍沒有表現出絲毫的降解現象。

所以該鉛筆工具套件具有明顯的優勢： 一套試劑鉛筆，就像一盒彩筆，很容易攜帶，且不降解。這套工具可以進行特別的設計—反應混合液可以根據使用試劑多少來調整，而不需要制備復雜的溶液。目前能夠使用的范圍包括：監測環境污染物，進行遠程診斷測試等，而作為小學化學的教學工具更不在話下。
 

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