Дополнительное устройство превращает смартфон в полностью рабочий микроскоп
Изображение: CNBP
Австралийские исследователи из Центра передового опыта Nanoscale BioPhotonics (CNBP) разработали трехмерный печатный «зажим», который может превратить любой смартфон в полностью функциональный микроскоп.
Как сообщается в научно-исследовательском журнале Scientific Reports, смартфонный микроскоп достаточно мощный, чтобы визуализировать образцы размером до 1/200 доли миллиметра, включая микроскопические организмы, клетки животных и растений, клетки крови, ядра клеток и т. д.
Технология устройства уникальна тем, что она не требует внешнего питания или источника света для работы, но предлагает мощные микроскопические характеристики в надежном и мобильном портативном корпусе.
И исследователи делают технологию доступной, публично обмениваясь файлами для трехмерной печати, так что любой человек может превратить свой смартфон в микроскоп.
Ведущий разработчик и научный сотрудник CNBP в Университете RMIT д-р Энтони Орт считает, что технология обладает огромным потенциалом в качестве научного инструмента, который идеально подходит для использования в отдаленных районах и для полевых работ, где более крупные автономные микроскопы недоступны или непрактичны.
«Мы разработали простой микроскоп для мобильных телефонов, который использует встроенное освещение, доступное почти всем смартфонам», — говорит доктор Орт.
Зажим был спроектирован с помощью внутренних туннелей освещения, которые направляют свет от вспышки камеры, чтобы освещать образец позади нее. Это преодолевает проблемы, наблюдаемые с помощью других мобильных устройств с поддержкой микроскопии, говорит доктор Орт.
«Практически все другие микроскопы, основанные на телефоне, используют источники света с внешним питанием, в то время как на самом телефоне есть отличная вспышка», — объясняет он. «Внешние светодиоды и источники питания делают другие системы удивительно сложными, громоздкими и сложными для сборки».
«Красота нашего дизайна заключается в том, что микроскоп можно использовать после одного простого этапа сборки и он не требует дополнительной подсветки, что значительно снижает стоимость и сложность сборки. Устройство может быть сделано с помощью трехмерной печати, что делает устройство доступным для всех принтеров с основными возможностями 3D-печати».
Еще одно преимущество, отмеченное доктором Ортом, заключается в том, что зажим включает в себя как методы микроскопии с ярким полем, так и темным полем. Ярко-полевая микроскопия — это изучения образца, который наблюдается на ярком фоне. Напротив, темное поле показывает образец, освещенный на темном фоне.
Изображение: CNBP
«Добавленная функциональность темного поля позволяет нам наблюдать образцы, которые почти невидимы при обычных ярких полевых операциях, таких как клетки в светлых средах», — говорит он. «Наличие обоих возможностей в таком маленьком устройстве чрезвычайно полезно и увеличивает диапазон, в которым микроскоп может быть успешно использован».
Доктор Орт считает, что потенциальные приложения для микроскопа-смартфона огромны.
«Наш мобильный микроскоп можно использовать как недорогой и портативный инструмент для всех типов мониторинга прямо на месте».
«Качество воды, образцы крови, наблюдение за окружающей средой, раннее выявление болезней и диагностика — все это области, где наша технология может быть легко использована для получения хорошего эффекта».
Мощных микроскопов может быть немного и они находятся далеко друг от друга, — говорит д-р Орт. «И они часто встречают только в крупных населенных пунктах, а не в отдаленных или небольших поселениях. Однако их использование в этих областях может быть существенным — для определения качества воды для питья, анализа анализов крови на паразитов или диагностики заболеваний, включая малярию и т.д.».
Чтобы гарантировать, что эта технология может быть использована во всем мире, файлы для трехмерной печати микроскопа сделали доступными для загрузки на веб-сайте CNBP — http://cnbp.org.au/online-tools.
Больше информации: A. Orth et al. A dual-mode mobile phone microscope using the onboard camera flash and ambient light, Scientific Reports (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-21543-2