از تحقیقات علوم اعصاب تا میکروسکوپ تلفن همراه

در یک آزمایشگاه علوم اعصاب شروع شد.

آندریا آنتونینی در کنار سایر دانشمندان علوم اعصاب در مؤسسه فناوری ایتالیا (IIT) در ژنووا، روی میکروسکوپ آندوسکوپی - اساساً تصویربرداری میکروسکوپی از اندام‌های داخلی بدن - تحقیق می‌کرد. اما میدان میکروآندوسکوپی نسبتاً کوچک بود و او می خواست کار بزرگی انجام دهد.

یک روز در حالی که در آزمایشگاه میکروسکوپ مشغول به کار بود، متوجه شد که او می تواند از برخی از این لنزها با گوشی خود استفاده کند. این لحظه بزرگ او بود. "من این فرصت را دیدم که از فناوری برای ساختن وسایل الکترونیکی مصرفی استفاده کنم."

این نمونه ای از این است که چگونه یک ایده تولید شده در علوم پایه و اکتشافی می تواند جایگاه کاملاً متفاوتی پیدا کند، نظرات توماسو فلین، رئیس گروه علوم اعصاب IIT که از پروتئین های حساس به نور برای روشن کردن چگونگی پردازش اطلاعات حسی توسط مغز استفاده می کند. برای پر کردن این جایگاه، آنها شروع به چاپ سه بعدی لنزهای پلیمری بسیار نرم کردند، با هدف "تبدیل تلفن همراه به یک میکروسکوپ دیجیتال قدرتمند و قابل حمل".

و در سال 2015 هر دو یک شرکت اسپین آف به نام SmartMicroOptics را تأسیس کردند، جایی که آنتونینی یک سال بعد شروع به کار تمام وقت کرد. در نهایت همسرش به عنوان مدیر و یک متخصص بازاریابی به او پیوست.

آن لنزهای انعطاف پذیر به محصول Blips تبدیل شدند: لنزهای مینیاتوری که به یک فیلم متصل می شوند و به تلفن یا تبلت می چسبند. بسته به مدل، این امکان بزرگنمایی حدود 8 تا 45 برابر و وضوح حداکثر 3 میکرومتر را فراهم می کند. این یک محصول بسیار ساده برای فشار دادن و استفاده است.

Blips منجر به یک کیت میکروسکوپ سیار پیشرفته‌تر در یک جعبه شد که می‌تواند به جزئیات کمتر از 1 میکرومتر برسد. این سیستم به DIPLE معروف است. آنتونینی توضیح می‌دهد که جعبه محصول نیز «ساختار مکانیکی سیستم» است و کیت را در حدود یک دقیقه به‌آرامی مونتاژ می‌کند. این ساختار منبع نور با باتری را در خود جای داده و به عنوان پایه پلت فرم ("مراحل") عمل می کند، جایی که کاربر لنز را می پیچد.

بسته به مدل، کیت ها با اسلایدهای ساده نیز عرضه می شوند. اسلایدهای تهیه شده با نمونه های حشرات، گیاهان و خون؛ خط کش میکروسکوپ؛ و موارد دیگر مانند پیپت و موچین. کل کیت کمی بیش از یک پوند وزن دارد و حتی برای دانش آموزان متوسط ​​می تواند به راحتی تنظیم شود. و البته، از آنجایی که در اطراف گوشی هوشمند طراحی شده است، می توان با استفاده از بزرگنمایی عکس و فیلم گرفت.

این تنها میکروسکوپ قابل حمل موجود نیست، اما آنتونینی معتقد است "به نظر من، ما بهترین نسبت هزینه به عملکرد را داریم." یک کیت با یک پلت فرم، منبع نور، و لنز در حال حاضر اجرا می شود از حدود 60 تا 155 دلار. او می گوید که این بدان معنی است که هر دانش آموز در یک کلاس می تواند سیستم میکروسکوپ شخصی خود را با همان قیمتی که یک میکروسکوپ معمولی در داخل کلاس زندگی می کند داشته باشد.

این شرکت فراز و نشیب هایی را پشت سر گذاشته است. Blips و DIPLE در ابتدا در کمپین‌های Kickstarter راه‌اندازی شدند و این شرکت قبل از شیوع بیماری همه‌گیر موفقیت‌های اولیه داشت. این امر منجر به مشکلات زنجیره تامین که در حال حاضر با اجزای خاص آشنا است، اما همچنین به برخی تغییرات در تمرکز مشتریان منجر شد.

به عنوان مثال، در یک کمپین تبلیغاتی SmartMicroOptics با یک شرکت شامپوی شپش سر همکاری کرد تا یک لنز Blips به همراه یک بطری شامپو تهیه کند. بنابراین بچه ها یا خانواده های آنها می توانند تشخیص دهند که آیا شپش توسط شامپو از بین رفته است یا خیر. در طول همه‌گیری، شپش‌ها مشکل کمتری پیدا کردند، زیرا کودکان در مدرسه در کنار هم قرار نمی‌گرفتند و از اطراف انگل‌ها عبور می‌کردند.

در سال های اخیر محققان و کارکنان بهداشتی DIPLE را به روش های پیچیده تری نیز امتحان کرده اند. تست شده است تشخیص واژینوز باکتریایی در ایالات متحده و کیفیت آب در رواندا و کاستاریکا. محققان دانشگاه پیزا همچنین سعی کرده اند از DIPLE برای تشخیص مالاریا استفاده کنند. (گواهینامه برای استفاده های بالینی مورد نیاز است.)

آنتونینی معتقد است که قابلیت حمل می تواند آن را در محیط های دور و کم منابع مفید کند. او می گوید که باتری سبک با استفاده مداوم تا دو روز دوام می آورد. همچنین، به گفته آنتونینی، سیستم قابل حمل برای پیش غربالگری نمونه های صحرایی مفید بوده است تا میکروسکوپ را به میدان بیاورد تا نمونه را به آزمایشگاه. البته DIPLE نمی تواند با قدرت یک میکروسکوپ معمولی برابری کند، اما ممکن است مکمل مفیدی باشد.

اگر آن‌ها قادر به گسترش باشند، آنتونینی می‌خواهد بسته‌های موضوعی خاص را بر اساس درخواست مردم ایجاد کند. به عنوان مثال، زیست شناسان دریایی تمایل خود را برای عدسی هایی با فاصله کاری بیشتر از جسم ابراز کرده اند، در حالی که کشاورزان از ابزارهای سفارشی برای بررسی ساختار خاک خواسته اند.

اگر هر دانش آموز، دانشمند و شخص ساده کنجکاو بتواند اساساً یک میکروسکوپ در جیب خود داشته باشد، چشم اندازهای خیره کننده ای برای باز کردن جهان طبیعی به روی همه وجود دارد.

این داستان در طی یک بورسیه روزنامه نگاری در محل اقامت در مؤسسه فناوری ایتالیا (IIT) که توسط شورای تحقیقات اروپا (ERC) تأمین مالی می شود، گزارش شده است.