在尼泊尔创造一种纸质设备来改善公众健康

2010年初，巴桑特·吉里(Basant Giri)在拉勒米的怀明大学(University of Wyoming)攻读博士学位时，研究了一种微流控芯片，这种设备只有信用卡的一半大小，可以引导微量液体的流动，用于早期癌症筛查。Giri发现，这些微型设备可以用比传统的笨重实验室设备低100倍的样本量检测癌症生物标志物¹．

2014年初回到家乡尼泊尔后，吉里对微型设备的潜力一直很着迷。Giri是加德满都应用科学研究所他和他的团队设计了基于纸张的设备，利用分析化学来检测水、药物和蔬菜等日常用品的污染物。当这种纸暴露在特定的分子中时，它就会改变颜色——类似于石蕊试纸的pH值测试。该工具具有成本效益，易于定制和便携，因此可以随时使用，在一些低收入国家具有巨大的潜力，在这些国家，许多人仍然因饮用受污染的水、食用含有高浓度农药残留的食物或服用假药而生病。

Giri的目标是将基于纸张的化学分析与智能手机结合起来，帮助数百万人避免健康危害。他描述了开发一种廉价、方便和多用途的日常生活检测设备将如何对公众健康产生重大影响。

是什么激励你成为一名分析化学家?

在加德满都特里布万大学(Tribhuvan University)攻读硕士学位期间，我研究了离子选择性电极，这是一种测量溶液中离子活性的设备。在我的博士学位期间，我通过在微流体方面的工作进一步深入研究了该领域，该领域将分析化学与工程和临床仪器相结合。这段经历坚定了我从事分析化学职业的决心，因为我看到了制药、生物技术和石油等行业的就业潜力。从检测牙膏中的氟化物含量到饮用水中的砷含量，我对我的培训如何改善他人的生活也感到兴奋。

您是KIAS的联合创始人。跟我们说说你创办新研究所的经历吧。

2014年初，我回到尼泊尔，加入尼泊尔科学技术研究院担任研究员，但我很快意识到，在政府机构工作并不能让我领导具有自己专业知识和设计的研究项目。我并不是唯一一个有这种想法的人，许多在国外留学并回到尼泊尔的同事都有同样的愿望。

我们有两个选择:要么出国，与外国机构合作，要么留下，成立一个独立的研究机构。我的同事和我决定追求后者，并讨论了建立这样一个研究中心的方法。2014年8月，14位联合创始人正式成立了KIAS。

这个团队是如何管理资金和后勤来建立这个研究所的?

一开始，我们从每位联合创始人那里筹集了1.5万尼泊尔卢比(约合110美元)，以支付最初的法律和办公费用。然后，我们通过国际赠款获得了几千美元，帮助建立了实验室和工作空间。我从怀俄明大学(University of Wyoming)一位教授的实验室带了满满一手提箱的二手设备。这给了我们启动工作所需的设备。

你为什么决定把你的研究重点放在基于纸张的分析设备上?

我在怀俄明州的工作围绕着检测生物标志物的先进技术。但在尼泊尔，我面临着技术和资金有限的挑战。我决定在我的研究中探索纸质设备。由于纸张是一种具有成本效益和广泛可用的材料，基于纸张的设备比由聚合物或玻璃材料制成的设备更容易设计。这使我能够继续研究具有类似功能，但资源更少的分析设备。

纸张装置是如何工作的?

它是一种过滤纸，或纤维素纸，它装载了特定的化学物质和试剂。它的功能类似于COVID-19快速抗原检测。例如，为了用于药物质量测试，有13条车道预先装载了不同的化学物质。当药物样品放在纸上时，药物的活性成分和非活性成分或降解产物与通道中的化学物质发生反应并改变颜色。通过观察颜色的整体图案，可以判断样品是否为真品。在另一项测试中，类似的颜色变化可能表明蔬菜上有农药残留。

智能手机是如何与这些设备发挥作用的?

智能手机是低收入国家家庭的日常工具，使其成为信号检测的理想平台。人眼很难准确地分辨出这种纸质设备的颜色变化，因此我们开发了一款智能手机应用程序，可以分析颜色变化，并指示蔬菜是否可以安全食用。

我们的最终目标是设计一种便携式、小巧的设备，类似于铅笔盒，它包含检测水和食品质量所需的所有化学物质。在20年内，我们希望这个工具能进入每个家庭，让人们在厨房里轻松地检测食物质量。

在尼泊尔进行研究有哪些挑战?

在尼泊尔的研究人员面临着许多困难，包括缺乏资金、难以留住学员以及供应和维修延误等后勤障碍。资金是一个主要的挑战，因为政府的资金很少，大学的资金也没有延伸到像KIAS这样的研究机构。我们必须通过国际赠款项目竞争资金，这可能是不可预测的。招聘和留住早期职业研究人员也具有挑战性，因为许多实验室训练的学生离开了这个国家。

您培养未来学者的理念是什么?

到目前为止，我在KIAS培训了大约30名学生，我的方法是给他们广泛的研究问题，鼓励他们独立探索解决方案，同时提供指导和支持。我还推动学生发表论文、撰写资助提案和发表研究论文。此外，我敦促学生去国外寻找机会。我坚信，在进行科学研究时，是没有界限的。