FoodPro Preloader

Å sette "Cell" i mobiltelefon: Adapter gjør kameraet til et mikroskop


For noen år siden utfordret professor Daniel Fletcher, University of California, bachelorstudenten i bachelorstudiet i sin optikk- og mikroskopikurs for å utvikle et instrument som bare bruker en mobiltelefon og noen objektive objektiver. Det var først etter at prosjektet begynte at Fletcher og studentene innså at de hadde opprettet et kraftig, men rimelig instrument som potensielt kunne brukes til å teste for sykdommer som er felles i utviklingsland, som malaria, sickle-cell anemi og tuberkulose. Spe

For noen år siden utfordret professor Daniel Fletcher, University of California, bachelorstudenten i bachelorstudiet i sin optikk- og mikroskopikurs for å utvikle et instrument som bare bruker en mobiltelefon og noen objektive objektiver. Det var først etter at prosjektet begynte at Fletcher og studentene innså at de hadde opprettet et kraftig, men rimelig instrument som potensielt kunne brukes til å teste for sykdommer som er felles i utviklingsland, som malaria, sickle-cell anemi og tuberkulose.
Spesielt disse sykdommene har forårsaket ødeleggelse i Afrika. I 2003 i de 10 afrikanske landene med tilgjengelige data hadde 11.875.108 personer malaria, ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO). Omtrent 300 000 spedbarn blir født i Afrika hvert år med seglcelleanemi, og tuberkulose er den ledende drapsmannen til mennesker med hiv, og i 2007 smittet de inntil 1, 9 millioner mennesker i Afrika sør for Sahara.
Finansielle begrensninger hindrer diagnostisering og behandling av disse sykdommene. Ifølge Dina Sigano, er en forsker som har frivillig på misjonssykehus i Kpele Tsiko, Togo, Vest-Afrika og Andhra Pradesh i India, "Å få fungerende utstyr som lysmikroskopene som trengs for å identifisere malaria, er en utfordring." Laboratorie-versjoner koster tusenvis av dollar, og Sigano bemerker at når utstyr er kjøpt, er det ingen penger å vedlikeholde og reparere.

Fletcher og hans kolleger mener at deres enhet, som de kaller CellScope, vil gi et billig alternativ til mikroskopene. Gruppen laget en flyttbar adapter som passer over kameralinsen på en vanlig Nokia N73 mobiltelefon. David Breslauer, hovedforfatter på studien publisert i PLoS One, demonstrerer adapteren i en video på universitetets nettsted. Den består av billige standardmikroskop okularer og objektivlinser, sammen med høy effekt LED, som belyser objektet.
For å bestemme nytten av CellScope har gruppen som er oppnådd og analysert prøver fra pasienter bekreftet å ha malaria og seglcelleanemi. Petriskål inneholdende hver prøve ble klippet på enden av adapteren og forstørret av linsene. Telefonens kamera fanget de forstørrede bildene av cellene. De malariainfiserte blodcellene hadde blitt blå med tilsetning av Giemsa-flekk og kunne tydeligvis ses på mobiltelefonskjermen; de uregelmessige halvmåneformede seglceller var også lette å få øye på.
Testing for tuberkulose var vanskeligere. For tiden er den beste metoden å plette celler med et fargestoff som vil fluoresceres når patogenet er tilstede, og bruk et fluorescerende mikroskop - en variasjon av lysmikroskopet - for å se gløden. Slike mikroskoper koster imidlertid titusenvis av dollar.
Under utviklingen av CellScope oppdaget Brelauers gruppe at blå lysdioder gir nok lys til å utløse denne fluorescensen. Funnet, sier han, "var noe serendipitous. Det skjedde så at vi jobbet på dette samtidig som LED-teknologi begynte å bli rimelig." Forskerne la til blå lysdioder til adapteren, til en kostnad på rundt $ 10 hver, og hver diode varer ca 50 000 timer, ifølge Breslauer. Gruppen hadde til og med plass til å legge til filtre, som brukes i fluorescerende mikroskoper for å blokkere fremmed lys fra forurensning av bildet.


Forskerne screente kulturer av tuberkuloseinfiserte celler med enheten og oppdaget de stavformede strukturer av bakteriene i prøvene ved å bruke Auramine O-fargestoff, som flekker tuberkulosebakteriene. Fargestoffet absorberer det blå lyset og avgir deretter grønn fluorescens.
Breslauer og konsernet har høye forventninger til denne teknologien, spesielt gitt den velbygde infrastrukturen for trådløse enheter i mange utviklingsland. Bilder kan analyseres i feltet eller overføres til klinikker for rask diagnose når det er mangel på leger. Sigano er enig med vurderingen: "Jeg kan definitivt forestille meg at denne teknologien er nyttig i tredjelandes land, " sier hun.
Hvis gruppen skal slå teknologien til et produkt, sier Breslauer, det må overvinne noen blokkeringer - ikke minst er det penger. "Markedsføring av et produkt til utviklingsland er utfordrende og egentlig som ideell arbeid, " sier han. "Vi må finne lønnsomme applikasjoner hvis vi skal få et selskap interessert i å fremme teknologien."
En lønnsom søknad, Breslauer håper, bruker mobiltelefonen til å digitalt indeksere en persons medisinske historie. Personer som krever rutinemessige blodtall kan ta mikroskopiske bilder av blodprøver hjemmefra og sende dem til legen eller lagre dem for senere analyse. Gruppen planlegger å starte feltforsøk med enheten i høst.

Forskere til EPA: Risikoen for kjemikalier som endrer mannlige hormoner, bør analyseres sammenKan et tall løse klimaendringene?Hvorfor du bør gi opp (noen) kontroll av termostaten dinGjelder den foreslåtte loven om beskyttelse mot husholdningsbrensel en forbruk på forbrukerne?Kutter Loom for amerikansk vitenskapKina Sacks Plastic BagsGjennomsiktighet lovet for vitenskapens mest misbrukte og mest villige metriskeEn matematisk guide til verdens mest levende byer