Fig. 1. (a) Eclairage guidé par TIR lancé par glissière :les photons diffusés élastiquement sont bloqués par le filtre, tandis que les photons fluorescents peuvent atteindre l'appareil photo du smartphone. (b) Rendu photoréaliste en découpe (c) Procédure d'assemblage :objectif imprimé par jet d'encre fixé sur l'appareil photo du smartphone, adaptateur smartphone (1) monté sur smartphone, bague adhésive (2) fixée pour supprimer la lumière parasite, filtre de couleur fixé sur bague adhésive pour l'imagerie de fluorescence, anneau de base (3) attaché à l'adaptateur, barillet fileté (4) avec mise au point sur l'axe z et insertion d'échantillon activée par fente, couvercle (5) fixé pour bloquer la lumière ambiante, Le module LED (6) a fourni l'éclairage. (d) Système attaché au smartphone. Crédit :Université de Houston
Ajoutez encore une chose à la liste des tâches que votre smartphone peut effectuer. Des chercheurs de l'Université de Houston ont publié un ensemble de données open source offrant des instructions aux personnes intéressées par la construction de leur propre microscope pour smartphone.
Les chercheurs décrivent le processus dans un article publié dans Optique Biomédicale Express , démontrer qu'un smartphone basique équipé d'une lentille en élastomère imprimée par jet d'encre peu coûteuse peut être converti en un microscope capable de microscopie à fluorescence, capable de détecter les agents pathogènes d'origine hydrique et d'effectuer d'autres fonctions de diagnostic.
Wei Chuan Shih, professeur agrégé de génie électrique et informatique, ladite microscopie à fluorescence est "un bourreau de travail, " utilisé en biologie, diagnostics médicaux et autres domaines pour révéler des informations sur les cellules et les tissus qui ne pourraient pas être détectées autrement. La technique permet de récolter plus d'informations à partir du fluide, tissus et autres échantillons, mais tout le monde n'a pas accès à un microscope optique qui peut utiliser la fluorescence.
Il pourrait étendre les techniques d'imagerie sophistiquées aux zones rurales et aux pays en développement, dit Shih. Mais il pourrait aussi avoir des applications plus répandues, comme permettre aux routards un moyen facile de tester les agents pathogènes dans les rivières et les ruisseaux.
"Nous espérons vraiment que tous ceux qui veulent le construire le pourront, " dit-il. " Toutes les pièces peuvent être réalisées avec une imprimante 3D. Ce n'est pas quelque chose qui n'appartient qu'au laboratoire."
Le travail a été financé en partie avec un 100 $, 000 bourses de l'initiative de science citoyenne de la National Science Foundation, qui encourage les scientifiques à trouver des moyens d'élargir les connaissances et l'accès à la recherche.
Le laboratoire de Shih a créé un objectif peu coûteux qui peut transformer un smartphone en microscope en 2015; lui et les membres du laboratoire ont créé une société pour produire et distribuer les lentilles imprimées par jet d'encre, qui se fixent directement sur l'objectif de l'appareil photo d'un smartphone.
Ils poursuivent leurs efforts pour améliorer ce processus, et dans un article publié plus tôt cet automne dans Applied Optics, ils ont rapporté avoir conçu une plate-forme - construite avec des pièces à faible coût, notamment des briques LEGO et des composants d'imagerie en plastique - pour assurer une inspection de qualité à haut débit des lentilles imprimées à jet d'encre.
Les lentilles ont été utilisées dans le travail rapporté dans Optique Biomédicale Express , qui détaille comment les chercheurs ont combiné un simple éclairage LED avec une cartouche imprimée en 3D conçue pour contenir une lame de verre conventionnelle. La lumière et la cartouche se fixent au smartphone.
Alors que les microscopes de table conventionnels éclairent l'échantillon par le haut, la technologie du laboratoire Shih lance la lumière du côté du toboggan, qui fait environ un millimètre d'épaisseur. La lumière LED traverse le verre, réfraction pour permettre à l'observateur de voir les noyaux et la structure des cellules.
C'est à la fois moins cher et moins compliqué à exploiter, dit Shih.
"Pour rechercher l'ultra-simplicité pour la microscopie de smartphone à fluorescence open source à faire soi-même, nous rapportons le développement d'un module complémentaire à lentille unique intégré pour l'imagerie de fluorescence multicolore, " ont écrit les chercheurs. En plus de Shih, les personnes impliquées dans le projet incluent Yulung Sung, doctorant au département de génie électrique et informatique de l'UH, et premier cycle Fernando Campa.
Les résultats des tests d'échantillons d'eau pour les agents pathogènes, y compris Giardia lamblia et Cyrptosporidium parvum à l'aide de la technologie, ont été comparés aux résultats obtenus à l'aide d'un microscope optique de table. La résolution était légèrement plus élevée avec le microscope optique, mais les chercheurs ont signalé une résolution de deux microns avec la technologie des smartphones.
Shih a déclaré qu'il attendait avec impatience de voir l'appareil utilisé par des personnes extérieures à la communauté scientifique.
« Je suis de plus en plus enthousiaste à l'idée de voir les gens adopter de simples gadgets scientifiques de base, " a-t-il dit. " Je pense que cela aura plus d'impact si nous laissons les gens jouer avec, plutôt que d'essayer de garder ça secret. Nous devons le rendre aussi facile et accessible que possible pour tout le monde."
