Drukowana w 3D nakładka na smartfona, czyli budżetowy mikroskop optyczny w kieszeni

0

Czy wiecie że, technologia druku 3D w połączeniu z smartfonem umożliwia obserwację plemników – i to bez użycia skomplikowanych systemów optycznych i zewnętrznych źródeł światła? Nie tylko plemników zresztą – „telefoniczny” mikroskop może służyć również do diagnostyki malarii i oceny jakości wody.

Naukowcy z  Centre of Excellence for Nanoscale BioPhotonics działającego przy Australian Research Council postanowili pochylić się nad problemem braku odpowiednich technologii w krajach trzeciego świata i – z wykorzystaniem smartfona, soczewki i drukarki 3D – stworzyć system zdolny do zastąpienia fachowego i kosztownego mikroskopu.

Po przeanalizowaniu dostępnych na rynku smartfonów oraz doczepianych do nich konstrukcji mających zastąpić mikroskop optyczny, zaprojektowali system, który łączy w sobie dokładność i niskie koszty produkcji. Przedstawiony drukowany w 3D mikroskop osiąga powiększenie 200x – czyli porównywalne z droższymi, dostępnymi na rynku mikroskopami.

Smartfony to prawdziwie wszechstronne urządzenia i pomysł wykorzystywania ich do oglądania obiektów mikroskopijnych nie jest wcale nowinką technologiczną. Główny problem z dotychczasowymi nakładkami umożliwiającymi oglądanie komórek pod podobnym powiększeniem jak w prawdziwym mikroskopie optycznym był taki, że wymagały one montażu licznych luster i soczewek, lub zewnętrznych źródeł światła – co znacznie zwiększało koszta takiego rozwiązania. A biorąc pod uwagę problemy z dostępnością metod diagnostycznych w przypadku m.in.  malarii w krajach trzeciego świata – koszty odgrywają ogromną rolę i trzeba minimalizować je w każdy możliwy sposób.

Schemat montażu soczewki w wydrukowanym uchwycie, efekt końcowy zamontowania uchwytu i uzyskany obraz

Tak też powstał projekt nakładki, która nie wymaga montażu dodatkowej elektroniki, czy skomplikowanych systemów optycznych. Do montażu potrzebujemy zaledwie jednej soczewki, zaś cały system działa z wykorzystaniem światła słonecznego bądź diody telefonu, zamiast zewnętrznego źródła światła. Soczewka wykorzystana w badaniu jest taka sama, jaką pozyskać można z modułu aparatu iPhone. Do wydrukowania uchwytu wykorzystano fotopolimerową drukarkę przestrzenną Formlabs Form 1.

Rezultatem jest możliwość obserwacji obiektów zarówno w ciemnym, jak i jasnym polu w powiększeniu do około 1:200 – oczywiście również z możliwością nagrywania filmu. Mikroskopy optyczne, jakie możemy znać ze szkoły, osiągają powiększenie 1:400. Mimo wszystko, powiększenie 200-krotne pozwala na obserwację zooplanktonu obecnego w wodzie, jak i zarodźców malarii w krwi człowieka.  W badaniu oceniono również jakość spermy bydlęcej przez analizę ruchomości plemników na filmie.

Zooplankton w wodzie widoczny w wydrukowanym w 3D mikroskopie

Smartfonowy mikroskop ma duży potencjał zarówno w pracy terenowej, jak i w badaniach mikroprzepływowych w „laboratoriach na chipie”. A z racji tego, że pliki niezbędne do druku 3D uchwytu są ogólnodostępne do pobrania, przysłużą się też hobbystom.

Źródło: publikacja źródłowa via www.3ders.org

Udostępnij.

O autorze

Studentka kierunku lekarskiego. Od kilku lat pośrednio związana z branżą FDM. Wbrew pozorom, pisze nie tylko o druku 3D w medycynie.