DIY:Forskere frigiver en vejledning til opbygning af et smartphone-mikroskop

Tilføj en ting mere til listen over opgaver, som din smartphone kan udføre. University of Houston forskere har frigivet et open-source datasæt, der giver instruktioner til folk, der er interesserede i at bygge deres eget smartphone-mikroskop.

Forskerne beskriver processen i et papir publiceret i Biomedicinsk optik Express , demonstrerer, at en grundlæggende smartphone udstyret med en billig inkjet-printet elastomerlinse kan konverteres til et mikroskop, der er i stand til fluorescensmikroskopi, i stand til at detektere vandbårne patogener og udføre andre diagnostiske funktioner.

Wei-Chuan Shih, lektor i el- og computerteknik, sagde fluorescensmikroskopi er "en arbejdshest, "bruges i biologi, medicinsk diagnostik og andre felter til afsløring af oplysninger om celler og væv, der ellers ikke kan påvises. Teknikken gør det muligt at høste mere information fra væske, væv og andre prøver, men ikke alle har adgang til et optisk mikroskop, der kan bruge fluorescens.

Det kan udvide sofistikerede billedteknikker til landdistrikter og udviklingslande, Sagde Shih. Men det kunne også have mere udbredte applikationer, såsom at give rygsækrejsende en nem måde at teste for patogener i floder og vandløb.

"Vi håber virkelig, at alle, der ønsker at bygge det, kan, "sagde han." Alle brikkerne kan laves med en 3D-printer. Det er ikke noget, der tilhører bare laboratoriet. "

Arbejdet blev delvist finansieret med en $ 100, 000 tilskud fra National Science Foundation's borgervidenskabsinitiativ, som opfordrer forskere til at finde måder at udvide viden om og adgang til forskning.

Shihs laboratorium skabte en billig linse, der kan forvandle en smartphone til et mikroskop i 2015; han og medlemmer af laboratoriet oprettede et firma til at producere og distribuere inkjet-printede linser, som fastgøres direkte til en smartphone -kameralins.

De fortsætter bestræbelserne på at forbedre den proces, og i en artikel, der blev offentliggjort tidligere i efteråret i Applied Optics, rapporterede de, at de konstruerede en platform-konstrueret med billige dele, herunder LEGO-klodser og plastiske billeddannelseskomponenter-for at sikre højkvalitetsinspektion af inkjet-printede linser.

Linserne blev brugt i det arbejde, der blev rapporteret i Biomedicinsk optik Express , som beskriver, hvordan forskerne kombinerede enkel LED-belysning med en 3D-printet patron designet til at rumme et konventionelt glasglas. Lyset og patronen fastgøres til smartphonen.

Mens konventionelle bordmikroskoper skinner lys gennem prøven ovenfra, Shih -laboratoriets teknologi lancerer lyset fra siden af ​​diaset, som er cirka en millimeter tyk. LED -lyset bevæger sig gennem glasset, brydning for at give observatøren mulighed for at se cellekerner og struktur.

Det er både billigere og mindre kompliceret at betjene, Sagde Shih.

"For at forfølge ultra-enkelhed til open-source gør-det-selv-fluorescens-smartphone-mikroskopi, vi rapporterer udviklingen af ​​en integreret tilføjelse til en enkelt linse til multi-color fluorescensbilleddannelse, "skrev forskerne. Ud over Shih, dem, der er involveret i projektet, omfatter Yulung Sung, en doktorand ved Institut for Elektro- og Datateknik ved UH, og bachelor Fernando Campa.

Resultater fra test af vandprøver for patogener, herunder Giardia lamblia og Cyrptosporidium parvum ved hjælp af teknologien, blev sammenlignet med resultater opnået ved hjælp af et optisk mikroskop ved bordplade. Opløsningen var lidt højere med det optiske mikroskop, men forskerne rapporterede en opløsning på to mikron med smartphone -teknologien.

Shih sagde, at han ser frem til at se enheden bruges af mennesker uden for det videnskabelige samfund.

"Jeg føler mig mere og mere begejstret for at se folk adoptere simple grundlæggende videnskabelige gadgets, "sagde han." Jeg tror, ​​det vil have større indflydelse, hvis vi lader folk lege med det, frem for at forsøge at holde det hemmeligt. Vi skal gøre det så let og tilgængeligt som muligt for alle. "