Neuroteaduste uurimisest mobiiltelefoni mikroskoopiani

See sai alguse neuroteaduste laboris.

Andrea Antonini uuris Genovas Itaalia Tehnoloogiainstituudis (IIT) koos teiste neuroteadlastega endoskoopilist mikroskoopiat – sisuliselt keha siseorganite mikroskoopilist kujutist. Kuid mikroendoskoopia väli oli suhteliselt väike ja ta tahtis midagi suurt teha.

Ühel päeval mikroskoopialaboris tööriistu tehes mõistis ta, et ta saaks mõnda neist objektiividest oma telefoniga kasutada. See oli tema suur hetk. "Nägin seda võimalust kasutada tehnoloogiat tarbeelektroonika jaoks millegi valmistamiseks."

See on näide sellest, kuidas alusteaduses, uurimuslikus teaduses genereeritud idee võib leida hoopis teistsuguse niši, kommenteerib Tommaso Fellin, IIT neuroteaduste rühma juht, kes kasutab valgustundlikke valke, et selgitada, kuidas aju sensoorset teavet töötleb. Selle niši täitmiseks alustasid nad väga pehmete polümeersete läätsede 3D-printimist eesmärgiga "muuda mobiiltelefon võimsaks ja kaasaskantavaks digitaalmikroskoobiks".

2015. aastal asutasid nad spinoff-ettevõtte SmartMicroOptics, kus Antonini asus aasta hiljem täiskohaga tööle. Lõpuks liitus temaga naine administraatorina koos turundusspetsialistiga.

Nendest painduvatest läätsedest sai toode Blips: kile külge kinnitatud miniatuursed läätsed, mis kleepuvad telefoni või tahvelarvuti külge. Olenevalt mudelist, see võimaldab suurendada umbes 8–45 korda ja eraldusvõimet kuni 3 mikromeetrit. See on väga lihtne vajutada ja kasutada toode.

Blips tõi kaasa täiustatud mobiilse mikroskoopiakomplekti karbis, mille detailid on alla 1 mikromeetri. See süsteem on tuntud kui DIPLE. Toote karp on ka "süsteemi mehaaniline struktuur," selgitab Antonini, kui komplekti umbes ühe minutiga sujuvalt kokku paneb. Selles struktuuris on akutoitel valgusallikas ja see toimib platvormi ("lava") alusena, kus kasutaja kruvib objektiivi.

Olenevalt mudelist on komplektidel kaasas ka tavalised liugused; putukate, taimede ja vereproovidega valmistatud slaidid; mikroskoobi joonlaud; ja muud esemed, nagu pipett ja pintsetid. Kogu komplekt kaalub veidi üle naela ja seda saavad hõlpsasti seadistada isegi keskkooliealised. Ja loomulikult, kuna see on disainitud nutitelefoni ümber, saab fotosid ja videoid pildistada suurendusega.

See ei ole ainus saadaolev kaasaskantav mikroskoop, kuid "minu arvates on meil parim kulu ja jõudluse suhe," usub Antonini. Hetkel töötab komplekt platvormi, valgusallika ja objektiividega alates u. $ 60 kuni $ 155. Ta ütleb, et see tähendab, et igal klassi õpilasel võiks olla oma isiklik mikroskoopiasüsteem sama hinna eest kui üksainus tavaline mikroskoop, mis elab klassiruumis.

Ettevõte on läbi elanud mõningaid tõuse ja mõõnasid. Blips ja DIPLE käivitati algselt eesmärke purustavate Kickstarteri kampaaniate raames ning ettevõttel oli enne pandeemiat varakult edu. See tõi kaasa nüüdseks tuttavad tarneahela probleemid konkreetsete komponentidega, aga ka mõningaid muutusi klientide fookuses.

Näiteks ühes reklaamikampaanias tegi SmartMicroOptics koostööd peatäide šampoonifirmaga, et pakkuda Blipsi objektiivi koos šampoonipudeliga. Nii saavad lapsed või nende pered tuvastada, kas šampoon on täid hävitanud. Pandeemia ajal muutusid täid vähem probleemiks, sest lapsed ei kogunenud koolis koos parasiitide ümber.

Viimastel aastatel on teadlased ja tervishoiutöötajad proovinud DIPLE'i ka keerukamatel viisidel. Seda on testitud diagnoosida bakteriaalne vaginoosi USA-s ning vee kvaliteet Rwandas ja Costa Ricas. Pisa ülikooli teadlased on proovinud ka malaaria tuvastamisel DIPLE-d rakendada. (Kliiniliseks kasutamiseks on vaja sertifikaati.)

Antonini usub, et kaasaskantavus võib muuta selle kasulikuks kaugetes ja vähese ressursiga keskkondades; kerge aku peab pideva kasutamise korral vastu kuni kaks päeva, ütleb ta. Samuti on Antonini sõnul kaasaskantav süsteem olnud kasulik väliproovide eelsõelumisel, et viia mikroskoop põllule, mitte proov laborisse. DIPLE ei saa loomulikult võrrelda tavapärase mikroskoobi võimsusega, kuid see võib olla kasulik lisand.

Kui nad suudavad laieneda, soovib Antonini inimeste soovide põhjal luua teemapõhiseid komplekte. Näiteks on merebioloogid väljendanud soovi objektiivide järele, mille töökaugus on objektist suurem, samas kui agronoomid on palunud mulla struktuuri kontrollimiseks kohandatud tööriistu.

Kui iga üliõpilane, teadlane ja lihtsalt uudishimulik inimene saab sisuliselt taskus mikroskoopi kanda, on loodusmaailma avamiseks kõigile silmipimestavad väljavaated.

Seda lugu kajastati Euroopa Teadusnõukogu (ERC) rahastatud Itaalia Tehnoloogiainstituudi (IIT) ajakirjanduse residentuuri stipendiumi ajal.