Как с помощью 3D-принтера превратить смартфон в микроскоп
Австралийские ученые из Исследовательского центра наноскопической биофотоники разработали простое 3D-печатное приспособление, превращающее практически любой смартфон в полностью функциональный микроскоп.
Полученное устройство позволяет изучать образцы размером всего в одну двухсотую миллиметра, включая микроорганизмы, животные и растительные клетки, клеточную структуру и так далее. Уникальность проекта заключается в сочетании простоты конструкции, компактности, достаточно высокой функциональности и отсутствия необходимости во внешнем источнике питания. Ведущий разработчик проекта и научный сотрудник Королевского мельбурнского технологического института (RMIT) Энтони Орт считает, что технология обладает огромным потенциалом в качестве инструмента для полевых исследований, где эксплуатация обычных стационарных лабораторных микроскопов непрактична или даже невозможна ввиду отсутствия надлежащего оборудования.
«Наш мобильный микроскоп может использоваться в качестве недорого, портативного инструмента для мониторинга в удаленных районах. Во многих уголках мира получить доступ к мощному микроскопу сложно, так как они имеются только в крупных населенных пунктах, но не в отдаленных поселениях. А именно в последних микроскопы нужны для самых разных исследований, от контроля качества питьевой воды до анализа образцов крови на наличие паразитов, например малярийных. Мы спроектировали простой микроскоп на основе мобильного телефона, использующий встроенную подсветку, доступную на большинстве смартфонов. Практически все существующие микроскопы на основе смартфонов используют источники света с внешним питанием, и это несмотря на то, что телефоны оборудуются камерами с вполне пригодными вспышками. Внешняя подсветка и источники питания зачастую делают такие устройства слишком сложными, громоздкими и трудными в сборке», – поясняет доктор Орт.
Насадка сконструирована таким образом, что свет от вспышки отражается от внутренних поверхностей и обеспечивает фоновую подсветку исследуемых образцов. Другими словами, устройство позволяет просвечивать образцы сзади, а не подсвечивать спереди, как в случае с обычной вспышкой. Приспособление легко печатается на недорогих 3D-принтерах, стоит сущие копейки и не требует никакого дополнительного оборудования помимо телефона. Кроме того, конструкция пригодна как для светлопольной, так и темнопольной микроскопии. В последнем случае съемка производится без вспышки, а образцы подсвечиваются внешним светом, проникающим через стекло с пробами. Опытный образец на иллюстрации напечатан на стереолитографическом 3D-принтере Formlabs Form 1 черной фотополимерной смолой, обеспечивающей наиболее высокую контрастность при темнопольной микроскопии. Единственный дополнительный компонент – это линза от камеры такого же смартфона, встраиваемая непосредственно в насадку. С докладом команды можно ознакомиться здесь, а все необходимые инструкции и файлы для 3D-печати выложены в открытый доступ по этой ссылке.
