Ученые из Университета Хьюстона опубликовали практическое руководство по созданию насадки для смартфонов, которая позволяет проводить микроскопические исследования.
Исследователи описывают этот процесс в журнале Biomedical Optics Express. Они показывают, что даже самый обычный смартфон, оснащенный недорогой напечатанной линзой, может быть превращен в микроскоп. То есть подойдет для проведения флуоресцентной микроскопии и поможет обнаруживать патогены в воде, а также выполнять другие диагностические функции.
Вэй-Чуан Ши, доцент электротехники и вычислительной техники, отмечает, что флуоресцентная микроскопия является «рабочей лошадкой», используемой в биологии, медицинской диагностике и других областях для анализа клеток и тканей, который не может быть проведен никаким другим способом. Метод добывает больше информации о жидких, тканевых и других образцах, однако не у всех есть доступ к оптическому микроскопу, который может использовать флуоресценцию.
По словам Ши, опубликованная инструкция позволит расширить методы обработки изображений в сельских районах и развивающихся странах. Еще одно возможное применение — это предоставление туристам простого способа проверить воду на наличие патогенов.
«Мы действительно надеемся, что любой, кто захочет [превратить смартфон в микроскоп], сможет это сделать, — говорит Вэй-Чуан Ши. — Все части могут быть сделаны с помощью 3D-принтера. То есть речь не идет об использовании метода исключительно в лабораторных условиях».
Лаборатория Ши создала недорогой объектив, который может превратить смартфон в микроскоп в 2015 году; после этого он и члены лаборатории создали компанию для производства и продажи струйных печатных линз, которые прикрепляются к камере смартфона.
В линзе, о которой идет речь, исследователи комбинируют простое светодиодное освещение с трехмерным печатным картриджем, в котором крепится обычное стекло. Светодиод и картридж прикрепляются к смартфону.
В то время как обычные настольные микроскопы светят на образец сверху, технология Ши подает свет со стороны слайда толщиной около одного миллиметра. Свет проходит через стекло, преломляющего его, чтобы позволить наблюдателю просматривать ядра и структуру клеток. Такое решение дешевле и работать с ним проще.
Для того, чтобы доказать серьезность своего подхода, ученые сравнивали результаты тестирования образцов воды на патогены, включая Giardia lamblia и Cyrptosporidium parvum, их методом, с результатами, полученными с помощью настольного оптического микроскопа. Разрешение в последнем случае было несколько выше, но и в случае со смартфоном оно достигало двух микрон.