DIY-центрифуга для ковид-тестов из старого HDD / Хабр
Конструкция центрифуги из HDD (вверху) и список реагентов для тестирования (внизу)Если у человека появляются симптомы простуды, то в первую очередь возникает вопрос: какой именно вирус проявляет активность? Это обычный грипп или ковид? Cимптомы примерно одинаковые, поэтому требуется тестирование.
Например в США ковид-тесты рассылают гражданам бесплатно. Но в более бедных странах нет таких ресурсов, а для массового мониторинга населения желательно постоянное и многократное тестирование всех групп риска. К сожалению, кое-где инфраструктура для тестирования на SARS-CoV-2 оставляет желать лучшего. В некоторых районах тесты вообще не доступны. Это и есть главная причина появления таких устройств, как мобильная лаборатория SARS-CoV-2 в рюкзаке, со старым HDD на 7200 RPM в качестве центрифуги.
Если вкратце, LAMP амплифицирует последовательности нуклеиновых кислот без дорогостоящего оборудования для термоциклирования. Поэтому он существенно дешевле и быстрее, чем всем известная полимеразная цепная реакция (ПЦР).
В комплект портативной лаборатории входит центрифуга, изготовленная из старого жёсткого диска. Внутри неё размещается ротор, напечатанный на 3D-принтере. В комплекте также плата Arduino для управления двигателем и контроля скорости, а также литий-ионный аккумулятор.
Полный список компонентов, ссылки на детали с указанием цены, а также инструкцию по сборке устройства см. здесь:
Центрифуга рассчитана на работу от любого источника постоянного тока 12 В, то есть при необходимости лаборатория может питаться от автомобильного аккумулятора или солнечной батареи. В связи со своим компьютерным происхождением центрифуга получила называние CentriDrive.
Для считывания показаний используется индикатор pH, который меняет цвет в зависимости от того, какова концентрация SARS-CoV-2 в образце: от красного (ноль экземпляров вируса) до оранжевого.
Пошаговая схема реакции LAMP
Реакция основана на простом принципе. В щелочных условиях и при высокой температуре мембраны и белки быстро денатурируют, в то время как ковалентно связанная циркулярная плазмидная ДНК остаётся неповреждённой. Время тестирования менее 90 минут.
Как работает LAMP
Используемый здесь метод требует проведения более тщательной процедуры, чем простой экспресс-тест, который продаётся в супермаркетах или бесплатно раздаётся правительством. И он несколько более субъективен, чем ПЦР. Но такой тест проще провести, чем ПЦР. А портативность, простота конструкции и дешевизна набора могут сделать его важным инструментом в борьбе с этой или следующей пандемией. Стоимость материалов для сборки самодельной лаборатории составляет $51. Себестоимость самой центрифуги всего $28.
Конечно, метод LAMP можно использовать для амплификации любых нуклеиновых кислот, не только COVID-19. Стоимость реагентов для одного теста примерно $3,5.
Как сказано в заключении научной работы, производитель может продавать тестовые наборы коммерческим лабораториям по оптовой цене $7–24 за набор (из шести тестов).
Мобильную лабораторию разработали учёные из Лондонского университета королевы Марии. Научная статья с описанием прибора опубликована 26 января 2022 года в журнале PLOS One (doi: 10.1371/journal.pone.0259886).
Пресс для яблок своими руками из стиральной машины
Являясь владельцем большого сада, в сезон приходится задумываться, куда девать урожай. Ведь в течение короткого времени всё употребить в пищу не получится, а если плоды созрели, то на дереве они долго не продержатся – начнут падать и портиться. Однако выход из ситуации есть и заключается он в самодельном приспособлении. Рассмотрим, как сделать пресс для яблок из стиральной машины и подручных средств своими руками. При помощи такого устройства из яблок и других плодовых культур можно выдавить сок, который будет гораздо проще переработать.
Преимущества самодельной соковыжималки
Если в вашем хозяйстве есть старая неиспользуемая стиралка, автоматическая или активаторная, из нее можно сделать полезное устройство для отжима сока.
Суть заключается в установке внутрь машинки терки. Через большое отверстие засыпается сырье, после чего происходит его измельчение и отжим сока. Плюсом такой конструкции является возможность делать сок в больших объемах, что не могут обеспечить большинство бытовых соковыжималок.
К тому же в самодельном устройстве емкость для загрузки сырья гораздо большего объема. Оснащение такой соковыжималки мощным мотором позволит получать порядка 20 л сока в час. Этого показателя вполне достаточно, чтобы перерабатывать яблоки из своего сада и еще оказать помощь соседу.
Третий вариант
В этом случае вам понадобится большая кастрюля, дрель и своего рода шнек, который можно сделать по образу и подобию рыбацкого ледобура.
В нижней части кастрюли сверлятся отверстия такого диаметра, чтобы через них проходил только сок (около пяти миллиметров). Монтируем наш агрегат на дрель, после чего превращаем помытые яблоки, которые вы заранее засыпали в кастрюлю, в мелкий фарш.
Эта соковыжималка для яблок своими руками очень проста в изготовлении и весьма эффективна.
Соковыжималка из активаторной стиральной машинки
Чтобы сделать подобную соковыжималку, понадобится машинка «Ока» либо «Сибирь». Можно использовать и другие варианты, оснащенные устройством отжима и активатором на днище бака. Рассмотрим пошаговое изготовление устройства:
- Из стиралки вынимаем активатор и вал.
- Монтируем другой или тот же вал с нарезанной резьбой.
- Из нержавеющей стали вырезаем три ножа, которые закрепляем на валу посредством гаек. Ножи должны быть повернуты на 60°.
- В отверстие для слива воды вставляем заглушку.
- В центрифугу помещаем сетку из проволоки толщиной 0,25 мм с размером ячеек 1,5 мм таким образом, чтобы она выходила на 4-5 см за боковые стороны барабана.
- Отверстие в резиновой крышке закрываем заглушкой, которая идет в комплекте, после чего помещаем ее на дно центрифуги.
- С помощью раствора из пищевой соды вымываем внутреннюю часть машинки и все элементы, которые будет иметь непосредственный контакт с соком.
Чтобы работа садовой соковыжималки, сделанной своими руками из стиральной машины, не ограничивалась по времени реле, последнее нужно попросту отсоединить.
Как выдавливать сок
Процесс получения сока довольно прост. Для этого потребуется вымыть яблоки или другие фрукты, и в небольшом объеме загрузить в бак стиральной машины. Устройство включается, и с помощью ножей происходит измельчение продукта. Длительность переработки зависит от конкретного сорта яблок и спелости. После измельчения получаем смесь в виде пюре и загружаем ее в центрифугу примерно по 3 л. Включаем устройство и отжимаем сок. Спустя несколько минут можно вынимать сетку и вытряхивать жмых.
Второй способ
Этот вид соковыжималок отличается потрясающей производительностью.
Но подходит он лишь тем, у кого есть старая стиральная машина (круглая, с металлическим корпусом). Такая соковыжималка для яблок своими руками позволит обрабатывать урожай тоннами.
Как ее делают? Вместо кругляша на дне (который отвечает за вращение белья с водой) устанавливают шнек или крыльчатку с режущими плоскостями. Сток оставляют прежним. В чудо-машину загружают мытые и чищенные яблоки, плотно закрывают крышкой, а шланг слива убирают в подходящую емкость. Через каждые 10-15 минут работы агрегат останавливают, ждут слива полученного продукта.
Это — самая большая соковыжималка для яблок. За час можно произвести до нескольких ведер чистого сока.
Соковыжималка из фронтальной стиральной машинки
Изготовление соковыжималки из фронтальной стиралки несколько сложнее и займет больше времени. Для конструирования устройства понадобятся:
- машинка с фронтальной загрузкой и приводом от ремня;
- пара металлических сеток размером 300х60 мм;
- крепеж из болтов и гаек диаметром 3 мм;
- емкость для сока;
- заглушки из резины;
- патрубок для слива;
- набор отверток и торцевых ключей;
- ножницы по металлу;
- болгарка;
- электродрель;
- молоток и плоскогубцы.
Подготовительные работы
Со стиральной машинки снимают все лишние элементы (помпу, датчики, фильтр, клапан, устройство управления), после чего ее кладут тыльной стороной на бруски и хорошо фиксируют. Затем выполняют следующие шаги:
- Снимают приводной ремень со шкива.
- Открывают люк и отгибают резинку, демонтируют хомут и уплотнитель.
- Отворачивают крепеж и снимают амортизирующие элементы.
- Демонтируют все детали, препятствующие снятию бака.
- Вынимают и разбирают бак, для чего выкручивают болты и разжимают защелки. Если бак выполнен из пластика, его распиливают пополам.
- Очищают бак от различных загрязнений.
- Все отверстия затыкают резиновыми заглушками, кроме сливного.
- Монтируют бак и остальные элементы в обратной последовательности.
Процесс изготовления
После подготовительных мероприятий остается сделать следующее:
- Сетку фиксируют внутри барабана посредством шурупов. Для чистки ее можно будет легко демонтировать.
- Чтобы сырье измельчалось, ребра нужно заточить.
- К сливному отверстию закрепляют патрубок.
- Монтируют электромотор.
Для чистки ее можно будет легко демонтировать.Принцип работы соковыжималки
Прежде чем запустить собранную конструкцию, нужно убедиться в ее устойчивости, а также в равномерном вращении барабана без заклиниваний. После этого вымывают фрукты и загружают их внутрь машинки.
Не нужно набивать устройство фруктами доверху. Иначе машинка измельчать не будет и может сломаться.
Если загружаются твердые яблоки, то барабан должен быть заполнен наполовину. Мягкое сырье можно класть в большем количестве. Под сливной патрубок устанавливают ведро или кастрюлю для сока. Остается запустить мотор в режим отжима. Во время вращения барабана яблоки будут биться, а из получившейся смеси — вытекать сок. Как и с предыдущей конструкцией, нет необходимости в резке сырья на кусочки. Производительность такой соковыжималки примерно такая же, как и в описанном выше варианте.
Подготовительные работы
Самое тяжелое сделать миксер. С этой проблемой сталкиваются многие. Все просто: покупаем миксер и одеваем на обычную дрель. Далее понадобится большое железное ведро.
По бокам нужно проделать множество дырок, чтобы сок мог вытекать. Под него нужно поставить таз, который постепенно будет наполняться соком. После того, как миксером измельчили те или иные фрукты, понадобится очень тяжелый материал. Это может быть огромный круглый деревянный брусок сантиметров 6-7, мешок с каким-нибудь предметом, желательно что-нибудь большое и твердое.
Ведь этим предметом придется очень сильно давить измельченные фрукты. После чего из проделанных вами дырочек в ведре, польется фруктовый сок. Его можно слить в большую баночку или себе в кружку и насладится свежим продуктом.
Пресс из барабана стиральной машины
Из стиральной машинки можно сделать не только соковыжималку, но и пресс, использовав от нее отдельные детали. Конструкция довольно проста, поскольку в ней отсутствует электродвигатель, нет необходимости в электричестве, а также в каких-либо сложных конструктивных элементах.
От стиралки нам понадобится только центрифуга, изготовленная из нержавеющей стали. Поскольку деталь имеет отверстия, это позволяет использовать ее для рассматриваемых целей. Процесс изготовления состоит из следующих действий:
- Из бачка вынимают центрифугу и очищают ее от загрязнений, после чего срезают внутренний край.
- Из металлопрофиля или уголка сваривают раму и подставку для конструкции. В раме сверлят отверстие под винт и приваривают гайку для его вращения.
- Для стекания сока изготавливают или находят подходящий поддон.
- Из металла вырезают круг, по диаметру равный внутреннему диаметру центрифуги, и приваривают его к винту.
По какому принципу работают устройства для отжима сока
Прежде чем задаваться вопросом о том, как сделать соковыжималку своими руками, следует понять принцип, по которому она работает. Чтобы получить сок из фруктов или ягод, необходимо оказать на них давление. По своему конструктивному исполнению и принципу действия соковыжималки могут быть следующих типов:
- механические устройства;
- гидравлические;
- электрогидравлические;
- пневматические.
Наиболее простыми по своей конструкции являются соковыжималки механического типа, которые чаще всего и изготавливают домашние умельцы своими руками. Принцип действия таких устройств, не отличающихся высокой производительностью, но вполне пригодных для бытового использования, основан на том, что на сырье воздействует поршень, давление на который оказывается при помощи винтового механизма. Фрукты и ягоды загружаются в перфорированную корзину, через отверстия в стенках которой готовый сок стекает в накопительный поддон.
Корзина винтовых прессов может изготавливаться из листовой нержавеющей стали или твердой древесины. Корзины из древесины представляют собой дренажные решетки, состоящие из двух половинок, соединенных между собой при помощи металлических обручей. Винтовые прессы вышеописанной конструкции можно использовать даже для отжима яблочного сока. В этом случае исходное сырье загружается в корзину такой соковыжималки в мелкоизмельченном виде.
Как сделать бункер для загрузки и толкатель
Для дозированной загрузки плодов потребуется изготовить бункер.
Его можно изготовить из отрезка пластмассовой трубы диаметром 100 мм. Ее закрепляют наклонно таким образом, чтобы плоды скатывались на край терки. Бункер крепится к корпусу устройства алюминиевыми или стальными уголками на болтах
Труба для изготовления бункера
Толкатель можно сделать из березового черенка для лопаты. На нижний край крепят круг из фанеры диаметром на 5 мм меньше, чем диаметр трубы. На верхнем устанавливают поперечный ограничитель.
Тестирование устройства
Для проведения испытаний потребуется ещё два вспомогательных приспособления.
- Направляющая посуда, цилиндрической формы без оснований, незначительно сужающейся к низу. Она устанавливается над тёркой с опорой на корпус бака, чтобы не касаться вращающихся частей барабана. В этот цилиндр будут загружаться плоды, подлежащее измельчению и отжиму.
- Деревянный черенок или битка для проталкивания сырья в измельчитель.
Теперь всё готово для начала тестов. Включите агрегат в сеть.
Поставьте направляющую ёмкость, загрузите продукцию, с помощью деревянного толкателя уплотняйте её до полного измельчения. Выключите двигатель и извлеките цилиндр.
Сырьё находится в барабане в форме кашицы. Повторно запустите барабан. Под действием центробежной силы сок будет выходить через стенки барабана в сливное отверстие бака и попадать в ёмкость для готового продукта.
Лето и осень радуют садоводов обильными урожаями. К сожалению, долго хранить урожай в домашних условиях невозможно. Чтобы его переработать, понадобится соковыжималка. Можно приобрести ее, а можно сделать самому из отработавшей свое стиральной машины. Для этого нужно обладать навыками слесарных и сварных работ.
Как сделать лабораторную центрифугу | Блог
Лабораторная центрифуга является чрезвычайно полезным и часто необходимым оборудованием во многих лабораториях. Центрифуга, используемая в ряде приложений, включая седиментацию клеток и выделение макромолекул, использует вращательное движение и принцип седиментации для разделения веществ в зависимости от плотности.
Центрифуга профессионального уровня необходима во многих случаях, но эти устройства не совсем недороги. Некоторые из них стоят около 150 долларов, но это выходит за рамки бюджета многих. Таким образом, вам может быть интересно, можно ли создать собственную центрифугу своими руками.
Да. В последние несколько лет наблюдается всплеск популярности лабораторного оборудования с открытым исходным кодом, а «инструкции» доступны для всего: от магнитных мешалок до орбитальных шейкеров и лабораторных инкубаторов. Среди них есть несколько оригинальных вариантов создания недорогой, но эффективной центрифуги. Теперь некоторые идеи, которые мы не рекомендуем, например, эта громкая и опасная центрифуга с циркулярной пилой. Даже создатель этой центрифуги утверждает, что лучше купить недорогую центрифугу, чем использовать эту технику.
Другие варианты, однако, более безопасны и практичны: центрифуги изготавливаются из инструментов Dremel, центрифуг для салата и даже из бумаги и веревки.
Вероятно, это одна из самых простых и недорогих инструкций, с которыми мы сталкивались. В этом видео ThinkTac вы можете увидеть, как сделать маленькую центрифугу всего из нескольких основных материалов:
- Картонный круг
- Пуговица маленькая с четырьмя отверстиями
- Строка
- Клей
- Палочки для эскимо
- Лента
Пуговица вклеивается в отверстие в центре картонного круга с помощью клея, а через отверстия в пуговице продевается бечевка. Палочки от эскимо прикреплены к любому концу веревки, чтобы использовать их в качестве ручек. Пробирки с образцами крепят к картонному кругу с помощью скотча. Пользователь держится за ручки, чтобы натянуть нить, делает несколько вращений картона, а затем медленно растягивает и отпускает нить, чтобы продолжить быстрое вращение.
На самом деле «бумажная фуга» была создана исследователем из Стэнфорда, профессором Ману Пракашем в 2017 году. Он описывает попытку придумать центрифугу, которая работает без электричества, помещается в его кармане и стоит менее доллара в изготовлении. Пракаш отмечает, что «загоняя себя в рамки ограничений, мы можем мыслить нестандартно». Его конструкция основана на простой концепции вращающейся игрушки, называемой вихрем, конструкция которой существует уже тысячи лет. Эффекта суперскрученности струны достаточно, чтобы развивать скорость до 125 000 об/мин. Эти центрифуги имеют потенциал используется по всему миру для выявления малярии, ВИЧ и других заболеваний.
Эта конструкция поднимает бумажную фугу на новый уровень, и ее немного сложнее построить, но лишь незначительно дороже.
Дополнительный материал, который вам нужен, — это проволока, которой манипулируют так, что она действует как качели для трубок. Таким образом, они возвращаются в вертикальное положение сразу после остановки вращения, что ограничивает возможность повторного смешивания разделенных компонентов.
Помимо использования проволоки с картоном и веревкой, вы можете использовать ее с другими вращающимися устройствами. Видео содержит инструкции по использованию его с потолочным вентилятором или инструментом Dremel.
Источник: Inhabitat
Еще в 2010 году перед студентками Университета Райса Лайлой Керр и Лорен Тейс была поставлена задача найти ручной, недорогой и портативный метод диагностики анемии. Результат? Центрифуга, в основном сделанная из скромной салатницы, а также нескольких других предметов повседневного обихода, включая расчески, стаканчики для йогурта, пластиковые крышки и пистолет для горячего клея.
Полную информацию о сборке центрифуги можно найти в этой статье NCBI.
В общей сложности конструкция стоила около 30 долларов и обеспечивала среднюю скорость около 600 об / мин и скорость до 950 об/мин.
Встроенные в конструкцию гребенки позволяют разделять образцы, содержащиеся в крошечных капиллярных пробирках. Если вы хотите использовать салат-спиннер для больших образцов, вы можете изменить дизайн. Действительно, в приведенной ниже версии от Science Buddies просто используется формовочная клейкая замазка и резиновые ленты, чтобы удерживать трубки на месте.
еще проще. Эта центрифуга состоит всего из трех компонентов:
- Спиннер для салата (использовалась модель Zyliss со шнурком)
- Кабельные стяжки (универсальные)
- Вкладыши для планшетов (использовались 96-луночные планшеты)
Вы просто используете кабельные стяжки, чтобы закрепить вставки планшета на месте, и у вас есть мини-центрифуга для микропланшетов.
Выше мы упомянули инструмент Dremel, используемый как средство для вращения трубок.
В этой конструкции используется 3D-принтер для создания насадки, которую можно прикрепить к головке инструмента Dremel.
Простое крепление рассчитано на три трубки. Вращающийся инструмент Dremel может обеспечивать скорость до 35 000 об/мин, что делает его быстрее, чем некоторые другие варианты в этом списке. Хотя это не самое дешевое решение, если у вас есть инструмент Dremel и доступ к 3D-принтеру, это может быть отличным вариантом.
Источник: Hackaday. Она имеет более чем десятилетний опыт работы в лаборатории, получила степень в области медицинской химии и работала химиком в многонациональной косметической компании, прежде чем увлеклась писательством.
Как собрать центрифугу своими руками
Для любого работника гаража, готового заняться молекулярной биологией, центрифуга является важным лабораторным инструментом. Его сверхбыстрое вращение обеспечивает правильную перегрузку для аккуратного отделения биологических материалов, включая клетки, белки и ДНК, от жидкости.
Центрифуги университетского класса продаются примерно за 2000 долларов, но энтузиаст синтетической биологии и изобретатель Катал Гарви придумал, как построить такую с помощью инструмента Dremel и колеса, напечатанного на 3D-принтере. Комбинация может вращать образцы со скоростью до 33 000 об/мин, создавая силы, в 50 000 раз превышающие гравитационное притяжение Земли.
Колесо, напечатанное на 3D-принтере, выглядит обманчиво простым, с шестью прорезями для стандартных 1,5-микролитровых пробирок Эппендорф, расположенных горизонтально. Гарви говорит, что его ранние прототипы часто деформировались, трескались и вылетали из труб, как огромные пластиковые пули. «Люди говорили, что я сумасшедший, — говорит Гарви. И все же он победил, изменив форму прорезей колеса, чтобы надежно удерживать толстые обода труб. «С тех пор у меня никогда не было выброса трубки, — говорит он. Тем не менее, Гарви советует соблюдать крайнюю осторожность — и использовать надлежащие средства защиты глаз — при работе с тем, что он назвал Dremelfuge.
ИНСТРУКЦИИ
1) Загрузите схему колеса Dremelfuge здесь. Доступны два дизайна; выберите тот, который подходит для Dremel 300 (не стандартная дрель).
2) Распечатайте колесо на 3D-принтере из АБС-пластика с использованием шестигранного заполнения для его укрепления. (PLA — еще один распространенный материал для печати, но Гарви говорит, что он имеет тенденцию разрушаться под действием высоких перегрузок.) Если у вас нет 3D-принтера, закажите колесо на Shapeways.com примерно за 50 долларов.
3) Вкрутите держатель диска вращающегося инструмента в ось колеса и прикрепите его к дремелю.
4) Вставьте любые пробирки с биологическим образцом в колесо, убедившись, что у каждой есть противовес: пробирка на противоположной стороне с равным количеством жидкости. В противном случае они могут повредить колесо и дремель и создать беспорядок.
5) Держите Dremelfuge в холодильнике из пенополистирола и дайте ему порваться! Пена поглотит удар, если трубка лопнет.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Используйте небьющиеся защитные очки и работайте с Dremelfuge внутри прочного контейнера, так как устройство может отбрасывать куски пластика на опасно высоких скоростях.
ТЕСТОВЫЙ ЗАПУСК
Клетки, выстилающие внутреннюю поверхность щек, постоянно отслаиваются, превращаясь в слюну, но они слишком малы, чтобы их можно было увидеть по отдельности, что делает их идеальными кандидатами для тестирования Dremelfuge.
1) Подержите ватную палочку во рту около 10 секунд, чтобы захватить несколько клеток щеки.
2) Несколько раз опустите ватный наконечник в пробирку, наполненную изотоническим солевым раствором, чтобы удалить клетки. (Сварите раствор из соли и дистиллированной воды или купите в аптеке средство для обработки ран.)
3) Наполните вторую трубку до уровня предыдущей. Вставьте трубки в противоположные прорези в распечатанном на 3D-принтере колесе.
4) Включите в течение одной минуты вторую настройку Dremel (около 10 000 об/мин).