Nejmenší a nejlehčí mikroskop na světě  
V časopisu Lab on a Chip se objevil článek s obrázkem mikroskopu, který by měl být nejmenším, nejlehčím a zřejmě i nejlevnějším. To nejzajímavější ale na něm je, že nemá žádné čočky, na které jsme u mikroskopů zvyklí.

 

Zvětšit obrázek
Nejmenší mikroskop nemá žádné optické čočky.


Mikroskop je postaven na technologii nazývané LUCAS (Lensless Ultra-wide-field Cell Monitoring Array platform based on Shadow imaging). Světlem emitovaným diodou se prosvítí zkoumaný vzorek a digitální senzor zaznamená holografický obraz buněk nebo mikročástic.

Zvětšit obrázek
Elektroinženýr Aydogan Ozcan, absolvent Stanford University, dnes profesor na University of California Los Angeles, má na svém kontě celou řadu významných patentů.

Za vším stojí geniálně jednoduchý nápad Aydogana Ozcana - využít čip fotoaparátu na mobilním telefonu, jehož senzor je osazen miliony buněk (pixelů) citlivých na světlo. Teoreticky by šlo vzorek nanášet přímo na čip. Z praktických důvodů se ale v plastovém pouzdře mezi zdroj světla a čip vsunuje. Jakmile se vzorek prosvítí, čip zaznamená obrysy a stíny buněk. Výsledný obraz není tak kvalitní jak jsme zvyklí z normálního mikroskopu, nicméně postačuje k tomu, aby se podle něj dala určit diagnóza nejrozšířenějších parazitárních a bakteriálních nemocí.

 

Hmotnost celého zařízení je pouhých 46 gramů. K tomu, abyste si obrázek mohli prohlédnout, stačí mít chytřejší telefon, PDA, nebo notebook s přípojkou USB. Zdrojem proudu pro diodu i čip mikroskopu jsou akumulátory telefonu, na kterém se "mikroskopování provádí". Stejně dobře ale lze využít PDA či notebook. V případě, že je mikroskop napojen na mobilní telefon, lze si získané obrázky prohlédnout přímo na jeho displeji a pokud to situace vyžaduje, můžeme je prostřednictvím stejného telefonu a běžné sítě operátorů jako takzvané MMS, odeslat na konzultaci kolegovi, nebo do specializované laboratoře k podrobnému vyhodnocení.


Zvětšit obrázek
O něco málo větší verze mikroskopu z loňského prosince, připojená na mobilní telefon. Čip jeho fotoaparátu je tou nejdůležitější součástkou mikroskopu. Pořizuje data, která lze v případě potřeby odeslat jako obrázek k archivaci, nebo do centrální laboratoře k podrobnému rozboru.

Vše na mikroskopu sleduje jediný cíl - spolehlivost a vhodnost pro práci v terénu. Proto i příprava vzorků k vyšetření je mnohem snazší. Běžně se vzorky pro světelnou mikroskopii musí nejprve ředit a teprve až pak se mikropipetou vkládají pod krycí sklíčko. U tohoto mikroskopu stačí aby se čip "dotknul" zkoumaného materiálu a kapilární síly provedou jeho nasátí samy. Čip pro zavádění vzorků do mikroskopu není ten, který jsme zmiňovali na začátku (z polovodičů a tranzistorů), ale jedná se o jiný (druhý) čip, který je také nezbytnou součástí našeho mini-mikroskopu. I když se oběma součástkám říká čip, tak ten druhý je tvořen plastickou destičkou se systémem kanálků, které zkoumanou krev, sliny či jinou tekutinu dopraví přes svoje komůrky s reagenciemi (vše se děje prostým vzlínáním kapaliny) až do míst, kde dojde k vlastnímu „focení“ vzorku prvním z čipů. Čipy pro zpracování vzorku jsou jednorázové a pro každé vyšetření se používá nový.

 

I když to tak může na první pohled vypadat, mikroskop není žádnou hračkou. Snadnou úpravou z něj lze udělat zařízení, které umí zhotovit obrázky s využitím interference a fázového kontrastu (DIC). To jsou charakteristiky, které běžné světelné mikroskopy neumí, pokud nejsou osazeny „nomarského optikou“.

Zvětšit obrázek
Buňky krve, jak je vidíme ve světelném mikroskopu.

Ta umožňuje zobrazit i to, co je normálně neviditelné, například když larva nebo vajíčko parazita mají tělíčko z „materiálu“, který má lom světla stejný jako prostředí ve kterém objekt pozorujeme a při prosvícení neupraveným světlem rozdíly nespatříme. Dodatečné vybavení mini-mikroskopu o tuto „vychytávku“ stojí pouze jeden až dva dolary.


Obsluha nového mikroskopu je, promiňte mi ten výraz, natolik blbuvzdorná, že nevyžaduje zaškolování. Posuďte sami: Vzorky není potřeba upravovat. Testovací čip stačí přiložit ke vzorku a se jednoduše vsune do příslušných drážek na boku těla mikroskopu. Kdo někdy pracoval s mikroskopem ví, jak je snadné optiku objektivu zašpinit a nebo zničit. Stačí k tomu jen neopatrně zatočit kolečkem při zaostřování a již drahocená čočka objektivu drtí preparát i s podložním a krycím sklíčkem. Nic takového se u nového vynálezu nemůže stát, protože mikroskop žádnou optiku nemá. Také není potřeba s sebou vozit náhradní žárovky. Obyčejný mikroskop, když nesvítí slunce, musíte napojit na 220V. Mini-mikroskop má led-diodu s neomezenou životností, nemá prakticky žádnou spotřebu a lze jí tedy napájet rovnou z telefonu.

 

Zvětšit obrázek
Buňky krve z jak je vidíme z mikroskopu bez čoček. Není to stejná kvalita jako z "optiky", zato lze nasnímaná data prohlížet na displeji (telefonu) nebo si je vložit do počítače, případně odeslat k vyhodnonecní, nebudeme-li si sami s diagnózou zcela jisti.

Pohyblivých součástek je minimum. To nejdůležitější na něm – hardware i software (fotoaparát s čipem) je dnes již běžnou součástí každého mobilního telefonu a právě  to z něj činí pomocníka, který je připraven za málo peněz udělat hodně muziky i v ekonomicky chudých zemích – levně, rychle a přímo v terénu. Měl by přispět při léčení tuberkulózy, malárie a parazitárních onemocnění.

 

 

Úprava čipu fotoaparátu na mikroskop:

 

 


Pohled do laboratoře, kde se mikroskopy rodí:

 

 

Datum: 24.04.2010 18:00
Tisk článku

Endoskopická chirurgie spodiny lební - Lipna Radim, autorů Petr Matoušek, kolektiv
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 490 Kč
cena: 460 Kč
Endoskopická chirurgie spodiny lební
Lipna Radim, autorů Petr Matoušek, kolektiv

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace