От исследований в области неврологии до микроскопии сотовых телефонов

Это началось в лаборатории неврологии.

Андреа Антонини исследовал эндоскопическую микроскопию — по сути, микроскопическое изображение внутренних органов тела — вместе с другими нейробиологами в Итальянском технологическом институте (IIT) в Генуе. Но область микроэндоскопии была относительно небольшой, и ему хотелось сделать что-то большое.

Однажды, работая в лаборатории микроскопии, он понял, что мог бы использовать некоторые из этих объективов со своим телефоном. Это был его решающий момент. «Я увидел этот шанс использовать технологии, чтобы сделать что-то для бытовой электроники».

Это пример того, как идея, рожденная в фундаментальной исследовательской науке, может найти совершенно другую нишу, комментирует Томмазо Феллин, руководитель группы нейробиологов IIT, которая использует светочувствительные белки для выяснения того, как мозг обрабатывает сенсорную информацию. Чтобы заполнить эту нишу, они начали 3D-печать очень мягких полимерных линз с целью «превратить мобильный телефон в мощный и портативный цифровой микроскоп».

А в 2015 году они основали дочернюю компанию SmartMicroOptics, где год спустя Антонини начал работать полный рабочий день. В конце концов к нему присоединилась его жена в качестве администратора вместе со специалистом по маркетингу.

Эти гибкие линзы превратились в продукт Blips: миниатюрные линзы, прикрепленные к пленке, которая приклеивается к телефону или планшету. В зависимости от модели, это обеспечивает увеличение примерно в 8–45 раз и разрешение до 3 микрометров. Это очень простой продукт, который можно просто нажать и использовать.

Вспышки привели к более совершенному набору для мобильной микроскопии в коробке, который может получать детали менее 1 микрометра. Эта система известна как DIPLE. Коробка с продуктом также является «механической структурой системы», — объясняет Антонини, аккуратно собирая комплект примерно за одну минуту. Эта структура содержит источник света с батарейным питанием и служит основой для платформы («сцены»), куда пользователь вкручивает линзу.

В зависимости от модели в наборы также входят простые направляющие; слайды, приготовленные из образцов насекомых, растений и крови; линейка микроскопа; и другие предметы, такие как пипетка и пинцет. Весь комплект весит чуть больше фунта и может быть легко установлен даже учениками среднего школьного возраста. И, конечно же, поскольку он разработан для смартфона, фотографии и видео можно снимать с увеличением.

Это не единственный доступный портативный микроскоп, но «на мой взгляд, у нас лучшее соотношение цены и качества», — считает Антонини. В настоящее время работает комплект с платформой, источником света и линзами. от ок. от 60 до 155 долларов. Он говорит, что это означает, что каждый ученик в классе может иметь свою собственную систему микроскопии по той же цене, что и один обычный микроскоп, который находится в классе.

Компания пережила несколько взлетов и падений. Blips и DIPLE изначально были запущены в рамках кампаний на Kickstarter, и компания добилась некоторого успеха до того, как разразилась пандемия. Это привело к уже знакомым проблемам цепочки поставок с определенными компонентами, а также к некоторым изменениям в ориентации клиентов.

Например, в рамках одной рекламной кампании SmartMicroOptics сотрудничала с компанией, производящей шампуни от вшей, чтобы предоставить линзы Blips вместе с бутылкой шампуня. Таким образом, дети или их семьи смогут определить, были ли уничтожены вши с помощью шампуня. Во время пандемии вши стали меньшей проблемой, потому что дети не собирались вместе в школе, передавая паразитов.

В последние годы исследователи и медицинские работники пытались использовать DIPLE более изощренными способами. Это было проверено на диагностировать бактериальный вагиноз в США и качество воды в Руанде и Коста-Рике. Исследователи из Университета Пизы также попытались применить DIPLE для обнаружения малярии. (Для клинического использования потребуется сертификация.)

Антонини считает, что портативность может сделать его полезным в удаленных средах с ограниченными ресурсами; По его словам, легкая батарея может работать до двух дней при непрерывном использовании. Кроме того, по словам Антонини, портативная система была полезна для предварительного скрининга полевых образцов, чтобы доставлять микроскоп в поле, а не образец в лабораторию. DIPLE, конечно, не может сравниться по силе с обычным микроскопом, но может быть полезным дополнением.

Если они смогут расшириться, Антонини хочет создать тематические наборы на основе запросов людей. Например, морские биологи выразили желание иметь линзы с большим рабочим расстоянием от объекта, а агрономы запросили приспособления для проверки структуры почвы.

Если каждый студент, ученый и просто любознательный человек сможет носить микроскоп в кармане, открываются блестящие перспективы для открытия мира природы для всех.

Об этой истории рассказали во время стажировки журналиста в Итальянском технологическом институте (IIT), финансируемой Европейским исследовательским советом (ERC).