Mikroskope retten seit Jahrzehnten Leben, indem sie bei der Diagnose einer beliebigen Anzahl tödlicher Krankheiten helfen. In vielen Teilen der Welt sind sie jedoch Mangelware.
Das wird sich bald ändern. Die Technologie verwandelt Smartphones, iPads und sogar Papier in langlebige, tragbare Mikroskope, deren Herstellung nur ein paar Dollar kostet.
Wissenschaftler des Pacific Northwest National Laboratory des US-Energieministeriums haben ein kleines Gerät entwickelt, das auf ein Smartphone oder Tablet geklipst wird und das Kameraobjektiv in ein Mikroskop verwandelt. Sie verwendeten einen 3D-Drucker, um den Aufsatz zu erstellen, der eine kostengünstige Glasperle enthält, die für die Vergrößerung sorgt. Nach dem Anbringen können Sie einen Standard-Objektträger mit der zu vergrößernden Probe auf die Perle halten und auf dem Bildschirm anzeigen. Es gibt drei Linsendesigns: 100-fache Vergrößerung für die Anzeige von Salzkristallen oder der Struktur eines Blattes, 350-fache Vergrößerung für die Identifizierung von Parasiten im Blut (Malaria) oder Protozoen im Trinkwasser (Cryptosporidium) und 1000-fache Vergrößerung für die Identifizierung von Anthrax-Sporen. Der Entwurf für den Anhang ist online verfügbar. Wenn Sie also Zugriff auf einen 3D-Drucker und Material im Wert von etwa einem Dollar haben, können Sie Ihren eigenen erstellen.
Dieses 3D-gedruckte Mikroskop für mobile Geräte kann Parasiten im Blut identifizieren. (Pacific Northwest National Laboratory) Dr. Steve Lee, Wissenschaftler an der Australian National University, hat einen Weg gefunden, Mikroskoplinsen buchstäblich in einem Ofen zu backen und sie an Smartphones anzubringen. Denken Sie an Shrinky Dinks, aber verwenden Sie dasselbe Material wie bei Kontaktlinsen. Um die Linsen herzustellen, legt Lee einen Tropfen eines gelartigen Siliconpolymers namens Polydimethylsiloxan (PDMS) auf einen Objektträger und backt ihn bei 158 Grad Fahrenheit, bis er ausgehärtet ist. Lee legt einen weiteren Tropfen PDMS auf die Basis. Der Objektträger wird umgedreht und unter Ausnutzung der Schwerkraft erneut gebacken, um ein Tröpfchen zu bilden. Es können mehr Tropfen aufgetragen werden, um die optimale Linsenform zu erzielen. Wenn Sie fertig sind, gleitet das Objektiv in einen kleinen Rahmen, der mit einem 3D-Drucker hergestellt wurde und über das Kameraobjektiv eines Smartphones passt. Obwohl es nicht sehr leistungsstark ist (nur ca. 160-fach), kann es als hautuntersuchendes Dermaskop zur Diagnose von Krankheiten wie Melanomen eingesetzt werden. Diese winzige Linse kostet nur ein paar Dollar in der Herstellung.
Ein Satz Tröpfchenlinsen auf einem Mikroskopdeckglas, das der ANU-Forscher Steve Lee hochhielt. (Stuart Hay) Wenn ein 3D-Drucker und ein Smartphone nicht in Reichweite sind, gibt es eine Low-Tech-Option, die Sie für weniger als einen Dollar aus einem Stück Papier zusammenstellen können. Foldscope wurde von einem Forschungsteam am PrakashLab der Stanford University entwickelt und ist ein von Origami inspiriertes optisches Mikroskop, das eine über 2000-fache Vergrößerung bietet. Es kommt auf ein Stück Papier, und Sie entfernen einfach die Teile und beginnen zu falten. Es gibt keine schriftlichen Anweisungen, daher ist das Design ziemlich intuitiv. Nach dem Zusammenbau können Sie damit gängige Bakterien und Parasiten mit Standard-Objektträgern betrachten. Für ein Foldscope ist lediglich ein Blatt Polypropylenpapier mit dem Mikroskop-Design, ein 140-faches oder 2.180-faches Objektiv (je nach Anwendung), eine 3-Volt-Knopfbatterie, eine weiße LED und eine Batterie erforderlich elektrischer Schieber und Kupferband.
Die Erfinder von Foldscope sehen ihre Mission in zweierlei Hinsicht: Auswirkungen auf den naturwissenschaftlichen Unterricht, indem sie den Traum verwirklichen, dass "jedes Kind auf der Welt ein Mikroskop mit sich führen sollte", und Auswirkungen auf die globale Gesundheit, indem sie krankheitsspezifische Instrumente entwickeln, die für die Diagnostik ausgelegt sind einfach von Angehörigen der Gesundheitsberufe zu bedienen. Das Produkt befindet sich derzeit im Beta-Test mit 10.000 Benutzern.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von der Redaktion von XPRIZE veröffentlicht, die Wettbewerbe entwirft und durchführt, die Anreize für radikale Durchbrüche zum Wohle der Menschheit schaffen.
