Биомедицинский инженер Стивен Ли нашел дешевый и простой способ превратить смартфоны в микроскопы, прикрепив затвердевшую каплю прозрачного силиконового полимера к объективу камеры. Модификация может помочь врачам и фермерам в отдаленных регионах диагностировать заболевания людей и сельскохозяйственных культур.
«Она стоит меньше цента и идеально подойдет для стран третьего мира», — говорит Ли, работающий в Австралийском национальном университете, который недавно опубликовал свою работу в Biomedical Optics Express . Чтобы сделать ее, «все, что вам нужно, — это тонкий инструмент, покровное стекло микроскопа, немного полимера и печь», — говорит он. Капля, которая устойчива к царапинам и не разбивается, сделана из того же материала, что используется в контактных линзах и грудных имплантатах, полидиметилсилоксана (PDMS).
Обычные линзы микроскопа изготавливаются из стекла. Они дороги, потому что требуют шлифовки и полировки для создания правильной изогнутой формы. Напротив, метод Ли просто полагается на то, чтобы капля образовалась. Он наносит небольшое количество полимера PDMS на покровное стекло микроскопа, а затем переворачивает его. «Мы просто позволяем гравитации сделать работу, придавая ему идеальную кривизну».
Затем капли запекаются, чтобы зафиксировать форму. Ли усовершенствовал метод добавления дополнительных, более мелких капель, чтобы обеспечить более высокое увеличение. Затем линзу-капельку можно снять и приклеить непосредственно к объективу камеры. Линза достигает максимального увеличения 160x с разрешением четыре микрона — сопоставимо с разрешением стандартных микроскопов патологии со средним увеличением.
Ли сделал свои первые капельные линзы случайно, когда создавал формованные линзы для эндоскопов. «Пару капель PDMS оставили на предметном стекле микроскопа в духовке на ночь. Я чуть не выбросил их. Я случайно упомянул о них моему другу, который является врачом, и он очень обрадовался. Поэтому я решил попытаться найти оптимальную форму, чтобы посмотреть, как далеко я смогу зайти. Когда я увидел первые изображения дрожжевых клеток, я подумал: «Ух ты!»
Процесс изготовления легко воспроизвести. Ли говорит, что он легко научил студентов, как добиться максимального увеличения и разрешения.
Мик Фоли, исследователь малярии в Университете Ла Троба, говорит, что изобретение имеет огромный медицинский потенциал в развивающихся странах. Например, для диагностики малярии требуется хорошо обученный техник и высококачественный микроскоп, чтобы обнаружить паразита в образце крови пациента. В деревнях не хватает и того, и другого, но у многих людей в развивающихся странах есть мобильные телефоны. «Они могли бы сделать снимок и отправить его в центральную лабораторию, где есть обученные техники, чтобы его изучить, а затем они могли бы отправить ответ с советом», — говорит Фоли.
Он считает, что фермеры также выиграют от новой технологии, используя ее для выявления грибковых инфекций сельскохозяйственных культур. «Грибы немного больше, чем малярийные паразиты; вы можете отправить их фотографии с телефона и быстро получить экспертное мнение».
Есть и другие возможности в развитых странах. Ли получил предложения от немецкой компании, заинтересованной в разработке технологии удаленной диагностики кожных заболеваний.
Несмотря на безграничные возможности, Ли по-прежнему очарован простотой своего изобретения. «Взаимодействие между силами, гравитацией и поверхностным натяжением — это довольно красиво».