Од истражување за невронаука до микроскопија на мобилен телефон

Започна во лабораторија за невронаука.

Андреа Антонини истражуваше ендоскопска микроскопија - во суштина, микроскопско снимање на внатрешните органи на телото - заедно со други невронаучници од Италијанскиот институт за технологија (IIT) во Џенова. Но, полето за микроендоскопија беше релативно мало и тој сакаше да направи нешто големо.

Додека работел во лабораторијата за микроскопија еден ден, сфатил дека тој може да користи некои од овие леќи со својот телефон. Тоа беше неговиот голем момент. „Ја видов оваа шанса да ја искористам технологијата за да направам нешто за потрошувачка електроника“.

Тоа е пример за тоа како идејата генерирана во основната, истражувачка наука може да најде сосема поинаква ниша, коментари Томазо Фелин, шеф на групата за неврологија на IIT која користи протеини чувствителни на светлина за да разјасни како мозокот ги обработува сензорните информации. За да ја пополнат оваа ниша, тие започнаа со 3Д печатење многу меки полимерни леќи, со цел „да го претворат мобилниот телефон во моќен и пренослив дигитален микроскоп“.

И во 2015 година, двајцата основаа спиноф компанија, SmartMicroOptics, каде Антонини почна да работи со полно работно време една година подоцна. На крајот му се придружила неговата сопруга како администратор, заедно со специјалист за маркетинг.

Тие податливи леќи се претворија во производот Blips: минијатурни леќи прикачени на филм, кој се лепи за телефон или таблет. Во зависност од моделот, ова овозможува зголемување од околу 8–45x и резолуција до 3 микрометри. Тоа е многу едноставен производ за притискање и употреба.

Blips доведе до понапреден комплет за мобилен микроскоп во кутија, кој може да постигне детали под 1 микрометар. Овој систем е познат како DIPLE. Кутијата на производот е исто така „механичка структура за системот“, објаснува Антонини додека непречено го склопува комплетот за околу една минута. Во оваа структура е сместен изворот на светлина што се напојува со батерија и делува како основа за платформата („сцена“), каде што корисникот ја навртува леќата.

Во зависност од моделот, комплетите доаѓаат и со обични слајдови; слајдови подготвени со примероци од инсекти, растенија и крв; линијар за микроскоп; и други предмети како пипета и пинцета. Целиот комплет тежи малку повеќе од една фунта и може лесно да се постави дури и од средношколци. И секако, бидејќи е дизајниран околу паметниот телефон, фотографиите и видеата може да се снимаат со помош на зголемувањето.

Тоа не е единствениот достапен пренослив микроскоп, но „според мое мислење, ние го имаме најдобриот однос на трошоците и перформансите“, смета Антонини. Во моментов работи комплет со платформа, извор на светлина и леќи од прибл. 60 до 155 долари. Тој вели дека тоа значи дека секој ученик во одделение може да има свој личен микроскопски систем за иста цена како и еден конвенционален микроскоп што живее во училница.

Компанијата претрпе некои подеми и падови. Blips и DIPLE првично беа лансирани во кампањи на Kickstarter за рушење на цели, а компанијата имаше одреден ран успех пред пандемијата. Ова доведе до сега веќе познатите проблеми со синџирот на снабдување со специфични компоненти, но и до некои промени во фокусот на клиентите.

На пример, во една промотивна кампања SmartMicroOptics соработуваше со компанија за шампони за вошки за да обезбеди леќа Blips заедно со шише шампон. Така децата или нивните семејства ќе можат да откријат дали вошките биле искоренети со шампон. За време на пандемијата, вошките станаа помалку проблем бидејќи децата не се собираа заедно на училиште, поминувајќи околу паразитите.

Во последниве години, истражувачите и здравствените работници го пробуваа DIPLE и на пософистицирани начини. Тестирано е да Дијагностицира бактериска вагиноза во САД и квалитетот на водата во Руанда и Костарика. Истражувачите од Универзитетот во Пиза, исто така, се обиделе да го применат DIPLE за откривање маларија. (Потребна е сертификација за клиничка употреба.)

Антонини верува дека преносливоста може да го направи корисен во оддалечените средини и средини со ниски ресурси; лесната батерија може да издржи до два дена со континуирана употреба, вели тој. Исто така, според Антонини, преносливиот систем бил корисен за претходна проверка на примероците на терен, за да се донесе микроскопот на теренот наместо примерокот во лабораторија. Се разбира, DIPLE не може да одговара на моќта на конвенционалниот микроскоп, но може да биде корисен додаток.

Ако можат да се прошират, Антонини сака да создаде комплети специфични за темата врз основа на барањата на луѓето. На пример, морските биолози изразија желба за леќи со поголемо работно растојание од објектот, додека агрономите побараа алатки приспособени за проверка на структурата на почвата.

Ако секој студент, научник и едноставно љубопитен човек може суштински да носи микроскоп во својот џеб, има блескави изгледи за отворање на природниот свет за сите.

Оваа приказна беше објавена за време на стипендија за новинарство во Италијанскиот институт за технологија (IIT), финансирана од Европскиот совет за истражување (ERC).