Δευτέρα 15 Νοεμβρίου 2010

Ενα μικροσκόπιο χωρίς φακό!


Χρησιμοποιώντας ψηφιακό αισθητήρα αξίας 1,5 δολαρίων, επιστήμονες του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας δημιούργησαν το απλούστερο και φθηνότερο μικροσκόπιο χωρίς φακό έως τώρα.
Τέλος οι φακοί. Ο ερευνητής Γκουοάν Ζενγκ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας τοποθετεί δείγμα στην είσοδο ρευστο-οπτικού μικροσκοπίου και η εξέταση γίνεται... εύκολα και απλά.Τέλος οι φακοί. Ο ερευνητής Γκουοάν Ζενγκ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας τοποθετεί δείγμα στην είσοδο ρευστο-οπτικού μικροσκοπίου και η εξέταση γίνεται... εύκολα και απλά.Θα έχει αμέτρητες εφαρμογές, όπως διάγνωση ασθενειών σε αναπτυσσόμενες χώρες και εντοπισμό νέων παράνομων ουσιών...

Για παράδειγμα, ο καλύτερος τρόπος για τη διάγνωση της ελονοσίας είναι να εξεταστεί δείγμα αίματος με συμβατικό μικροσκόπιο από μικροβιολόγο, γεγονός ανέφικτο σε μέρη όπου είναι διαδεδομένη. Μια συσκευή χωρίς φακό συνδεδεμένη σε κινητό τηλέφωνο ίσως οδηγούσε σε διάγνωση. Ενα τέτοιο μικροσκόπιο, συνεργαζόμενο με εκατοντάδες άλλα, θα χρησίμευε στην εξέταση καρκίνου ή στον εντοπισμό ουσιών.
Η συσκευή είναι εξαιρετικά απλή. Ενα σύστημα μικροσκοπικών καναλιών (μικρορευστά) οδηγούν το δείγμα σε έναν ταχύτατο ψηφιακό φωτοαισθητήρα, όπου φωτογραφίζεται διαδοχικά. Κάθε πολυπλοκότητα έχει χαθεί, λόγω έξυπνου σχεδιασμού και εξελιγμένων αλγορίθμων. Το δείγμα κυλά στο κανάλι λόγω διαφοράς πίεσης στα δύο άκρα του αισθητήρα. Οι κατασκευαστές το ονόμασαν ρευστο-οπτικό μικροσκόπιο ή SROFM. «Πλεονέκτημά του είναι η απλότητα σχετικά με τις προηγούμενες προσεγγίσεις» λέει ο Ντέιβιντ Ερικσον, ειδικός μικρορρευστών του Πανεπιστημίου Κορνέλ.
Τα κύτταρα περιστρέφονται περνώντας το κανάλι κι έτσι λαμβάνονται εικόνες και δημιουργείται ένα βίντεο. Εξετάζοντας τα κύτταρα περιμετρικά, οι επιστήμονες μπορούν να διευκρινίσουν τον όγκο τους, άρα να εντοπίσουν καρκινικά κύτταρα. Ο Τσανγκουέι Γιανγκ, επικεφαλής της μελέτης, δηλώνει ότι δείγματα όπως το αίμα δεν θα τοποθετούνται πια σε σλάιντ.
Η ανάλυση του μικροσκοπίου είναι 0,75 μικρόμετρα, ίση περίπου με μεγέθυνση οπτικού μικροσκοπίου επί είκοσι. Ο αισθητήρας έχει πίξελ 3,2 μικρόμετρων σε κάθε του πλευρά. Αλγοριθμικά συνδυάζει 50 εικόνες για κάθε εικόνα υψηλής ανάλυσης κι έτσι διακρίνονται χαρακτηριστικά που διαχωρίζονται από τουλάχιστον ένα πίξελ.
Ο Γκουοάν Ζενγκ, επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας που δημιούργησε το μικροσκόπιο, χρησιμοποιεί ένα μικρό κομμάτι του αισθητήρα, συλλαμβάνοντας τα κύτταρα σε ταχύτητα 300 καρέ το δευτερόλεπτο, δημιουργώντας μια ταινία με ταχύτητα έξι καρέ το δευτερόλεπτο. Ο καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Αϊντογκάν Οζκάν, δημιουργός ανταγωνιστικής συσκευής, θεωρεί τη μελέτη «υπολογίσιμη εκδοχή των ρευστο-οπτικών μικροσκοπίων», επειδή είναι απλούστερη, προσφέρει μεγάλη ανάλυση και είναι πιο ευκολόχρηστη από τους προκατόχους. Εντούτοις, διακρίνει περιορισμούς.
Το κανάλι μικρορευστών είναι αρκετά μικρό, οπότε δεν μπορεί να εξετάσει σωματίδια που ποικίλλουν σε μέγεθος. Πρέπει να εξυπηρετεί το μεγαλύτερο σωματίδιο που ίσως περάσει από το εσωτερικό του. Το μικροσκόπιο του Οζκάν δεν χρησιμοποιεί κανάλι μικρορευστών, αλλά δημιουργεί «ολόγραμμα» του δείγματος, με τη βοήθεια ενός LED που το φωτίζει. Αυτή η μέθοδος δεν έχει περιορισμούς. «Είναι αλληλοσυμπληρούμενες προσεγγίσεις» λέει ο Οζκάν, που μελετά φτηνά ιατρικά όργανα ως εφαρμογές για τα κινητά τηλέφωνα. (© 2010 Technology Review)
enet.gr