Az idegtudományi kutatástól a mobiltelefon-mikroszkópig

Egy idegtudományi laborban kezdődött.

Andrea Antonini az endoszkópos mikroszkópiát – lényegében a test belső szerveinek mikroszkópos képalkotását – kutatta más idegtudósokkal együtt a genovai Olasz Technológiai Intézetben (IIT). De a mikroendoszkópiai terület viszonylag kicsi volt, és valami nagyot akart csinálni.

Egy nap, miközben a mikroszkópos laborban dolgozott, rájött, hogy ő használhatna néhány objektívet a telefonjával. Ez volt az ő nagy pillanata. „Láttam ezt a lehetőséget, hogy a technológia felhasználásával valami szórakoztatóelektronikai terméket készítsek.”

Példa arra, hogy az alap, felfedező tudományban megszületett ötlet hogyan találhat egy teljesen más rést. Tommaso Fellin, az IIT idegtudományi csoport vezetője, amely fényérzékeny fehérjéket használ annak tisztázására, hogyan dolgozza fel az agy az érzékszervi információkat. Ennek a résnek a kitöltésére nagyon puha polimer lencsék 3D-nyomtatásába kezdtek azzal a céllal, hogy „a mobiltelefont egy erős és hordozható digitális mikroszkóppá alakítsák”.

2015-ben pedig ketten alapítottak egy spinoff céget, a SmartMicroOptics-t, ahol Antonini egy évvel később teljes munkaidőben kezdett dolgozni. Végül a felesége csatlakozott hozzá adminisztrátorként, valamint marketingszakértő.

Ezekből a hajlékony lencsékből lett a Blips termék: miniatűr lencsék filmre rögzítve, amely telefonra vagy táblagépre tapad. Modelltől függően, ez körülbelül 8–45-szörös nagyítást és akár 3 mikrométeres felbontást tesz lehetővé. Ez egy nagyon egyszerű, nyomkodható és használható termék.

A Blips egy fejlettebb mobil mikroszkópos készlethez vezetett egy dobozban, amely 1 mikrométer alatti részletet képes elérni. Ez a rendszer DIPLE néven ismert. A termék doboza egyben a „rendszer mechanikus szerkezete” – magyarázza Antonini, miközben simán, körülbelül egy perc alatt összeszereli a készletet. Ez a szerkezet tartalmazza az elemes fényforrást, és a platform ("színpad") alapjaként szolgál, ahol a felhasználó becsavarja a lencsét.

Modelltől függően a készletekhez sima csúszdák is tartoznak; rovar-, növény- és vérmintákkal készített tárgylemezek; mikroszkóp vonalzó; és egyéb tárgyak, például pipetta és csipesz. Az egész készlet valamivel több, mint egy kiló, és még középiskolások is könnyedén felállíthatják. És természetesen, mivel az okostelefon köré készült, a nagyítással fényképek és videók is készíthetők.

Nem ez az egyetlen elérhető hordozható mikroszkóp, de „véleményem szerint nálunk a legjobb költség-teljesítmény arány” – véli Antonini. Jelenleg egy platformot, fényforrást és lencséket tartalmazó készlet fut kb. 60 és 155 dollár között. Azt mondja, hogy ez azt jelenti, hogy egy osztályban minden tanuló saját mikroszkópos rendszerrel rendelkezhet ugyanazon az áron, mint egy hagyományos mikroszkóp, amely egy osztályteremben található.

A cég átvészelt néhány hullámvölgyet. A Blips és a DIPLE eredetileg célokat ütő Kickstarter-kampányokon indult, és a vállalat már a járvány kitörése előtt sikereket ért el. Ez a már megszokott ellátási lánc problémákhoz vezetett az egyes alkatrészekkel kapcsolatban, de bizonyos változásokhoz is vezetett az ügyfelek figyelmében.

Például az egyik promóciós kampányban a SmartMicroOptics együttműködött egy fejtetű sampongyártó céggel, hogy egy Blips lencsét és egy üveg sampont biztosítson. Így a gyerekek vagy családjaik képesek lennének észlelni, hogy a tetveket kiirtotta-e a sampon. A világjárvány alatt a tetvek kevésbé jelentették a problémát, mert a gyerekek nem csoportosultak össze az iskolában, és nem jártak a paraziták körül.

Az elmúlt években a kutatók és egészségügyi dolgozók a DIPLE-t kifinomultabb módszerekkel is kipróbálták. Ki lett tesztelve bakteriális vaginosis diagnosztizálása az Egyesült Államokban, a vízminőség pedig Ruandában és Costa Ricában. A Pisai Egyetem kutatói a DIPLE alkalmazását is megpróbálták alkalmazni a malária kimutatására. (Klinikai felhasználáshoz minősítés szükséges.)

Antonini úgy véli, hogy a hordozhatóság hasznossá teheti távoli és alacsony erőforrás-igényű környezetben; a könnyű akkumulátor folyamatos használat mellett akár két napig is bírja – mondja. Emellett Antonini szerint a hordozható rendszer hasznos volt a terepi minták előszűrésére is, hogy a mikroszkópot a terepre vigyék, nem pedig a mintát a laboratóriumba. A DIPLE természetesen nem fér össze egy hagyományos mikroszkóp erejével, de hasznos kiegészítő lehet.

Ha bővíteni tudják, Antonini tárgyspecifikus készleteket szeretne létrehozni az emberek kérései alapján. A tengerbiológusok például olyan lencsék iránti igényüket fejezték ki, amelyek a tárgytól nagyobb munkatávolsággal rendelkeznek, míg az agronómusok olyan eszközöket kértek, amelyek alkalmasak a talajszerkezet ellenőrzésére.

Ha minden diák, tudós és egyszerűen kíváncsi ember a zsebében hordhat egy mikroszkópot, akkor káprázatos kilátások nyílnak a természeti világ mindenki előtt való megnyitására.

Ezt a történetet az Európai Kutatási Tanács (ERC) által finanszírozott Olasz Technológiai Intézetben (IIT) folyó újságírói ösztöndíj során számoltak be.