211service.com
1,50 ASV dolāru mikroskops bez objektīva
Izmantojot digitālās kameras sensoru 1,50 USD vērtībā, Caltech zinātnieki ir izveidojuši līdz šim vienkāršāko un lētāko mikroskopu bez objektīva. Šādai ierīcei varētu būt daudz pielietojumu, tostarp palīdzot diagnosticēt slimības jaunattīstības valstīs un ātri pārbaudīt jaunas zāles.
Nav nepieciešams objektīvs : Pētnieks Guoan Zheng injicē paraugu optofluidiskā mikroskopa ieejā.
Labākais veids, kā diagnosticēt malāriju, ir kvalificētam tehniķim pārbaudīt asins paraugus, izmantojot parasto optisko mikroskopu. Bet tas ir nepraktiski pasaules daļās, kur malārija ir izplatīta. Vienkārša attēlveidošanas ierīce bez objektīva, kas savienota ar viedtālruni vai plaukstdatoru, var automātiski diagnosticēt slimību. Mikroskopu bez lēcām var izmantot arī ātrai vēža vai zāļu skrīningam, vienlaikus darbojoties desmitiem vai simtiem mikroskopu.
Caltech ierīce ir ļoti vienkārša. Mikroskopisku kanālu sistēma, ko sauc par mikrofluidiku, ved paraugu pāri gaismas sensora mikroshēmai, kas ātri pēc kārtas uzņem attēlus, paraugam šķērsojot. Atšķirībā no iepriekšējām iterācijām, nav citu daļu. Iepriekšējās versijās bija caurumu atveres un elektrokinētiskā piedziņa šūnu pārvietošanai fiksētā orientācijā ar elektrisko lauku. Jaunajā ierīcē šī sarežģītība ir novērsta, pateicoties gudram dizainam un sarežģītākiem programmatūras algoritmiem. Paraugi plūst caur kanālu, jo ir neliela spiediena atšķirība no viena mikroshēmas gala uz otru. Ierīces veidotāji to sauc par apakšpikseļu izšķiršanas optofluidisko mikroskopu jeb SROFM.
Priekšrocība šeit ir tā, ka tā ir vienkāršāka nekā viņu iepriekšējās pieejas, saka Deivids Ēriksons , Kornela universitātes mikrofluidikas eksperts.
Šūnām ir tendence apgāzties, kad tās iet cauri mikrofluidiskajam kanālam. Jaunā ierīce izmanto šo darbību savā labā, uzņemot attēlus un veidojot video. Attēlveidojot šūnu no katra leņķa, klīnicists var noteikt tās apjomu, kas var būt noderīgi, piemēram, meklējot vēža šūnas. Čanhuei Jaņs , kurš vada laboratoriju, kurā tika izstrādāts mikroskops, saka, ka tas nozīmē, ka paraugi, piemēram, asinis, nav iepriekš jāsagatavo uz priekšmetstikliņiem.
Pašreizējā SROFM izšķirtspēja ir 0,75 mikroni, kas ir salīdzināma ar gaismas mikroskopu ar 20 reižu palielinājumu. Guoans Džens , vadošais autors nesenajam darbam par darbu, kas publicēts žurnālā Lab uz mikroshēmas .
Sensoram ir pikseļi, kas ir 3,2 mikroni katrā pusē. Superizšķirtspējas algoritms apkopo vairākus attēlus (50 katram augstas izšķirtspējas attēlam), lai izveidotu uzlabotu izšķirtspējas attēlu — tā, it kā ekrānam būtu 0,32 mikronu lieli pikseļi. Tomēr ar superizšķirtspējas paņēmieniem var atšķirt tikai tādus objektus, kas ir atdalīti ar vismaz vienu pikseļu, kas nozīmē, ka galīgajai izšķirtspējai ir jābūt vismaz divreiz lielākai par pikseļa izmēru. Tāpēc 0,32 mikronu pikseļu izmērs nodrošina tikai 0,75 mikronu izšķirtspēju.
Zheng tehnika izmanto tikai nelielu mikroshēmas daļu, ļaujot viņam uzņemt šūnas ar salīdzinoši augstu kadru ātrumu 300 kadri sekundē. Tādējādi tiek iegūta superizšķirtspējas šūnu filma ar sešiem kadriem sekundē.
Izmantojot augstākas izšķirtspējas CMOS sensoru, vajadzētu nodrošināt vēl labāku maksimālo izšķirtspēju, saka Seung Ah Lee, cits projekta līdzstrādnieks. Lī vēlas panākt, lai izšķirtspēja būtu līdz 40x palielinājumam, lai šo paņēmienu varētu izmantot malārijas diagnosticēšanai, izmantojot automātisku patoloģisku asins šūnu atpazīšanu.
Aydogan Ozcan UCLA profesors, kurš izstrādā konkurējošu pieeju, saka, ka Zheng darbs ir vērtīgs sasniegums optofluidiskās mikroskopijas jomā, jo šī sistēma ir vienkāršāka, piedāvā augstāku izšķirtspēju un ir vieglāk lietojama nekā iepriekšējie mikroskopi. Tomēr Ozkāns saka, ka tehnikai ir ierobežojumi.
Mikrofluidiskajam kanālam ir jābūt diezgan mazam, saka Ozkans, kas nozīmē, ka šo pieeju nevar piemērot daļiņām, kuru izmērs var būt ļoti dažāds, un kanāls ir jāveido tā, lai tajā ievietotu lielāko daļiņu, kas varētu plūst caur to. Paša Ozcan mikroskops bez lēcām neizmanto mikrofluidiskos kanālus, un tā vietā uztver parauga hologrammu, interpretējot gaismas diodes lampas traucējumu modeli, kas caur to spīd. Šai metodei nav šādu ierobežojumu.
Manā skatījumā tās ir papildinošas pieejas, saka Oskans, kura galvenais mērķis ir lēti, uz mobilajiem tālruņiem balstīti medicīniskās diagnostikas rīki jaunattīstības valstīm.