Wissenschaftler erstellen tragbares Smartphone "Mikroskop"

Wissenschaftler haben ein neuartiges Smartphone "Mikroskop" erstellt, das Viren und Material weniger als ein Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares erkennen kann, nach einer Studie in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Nano.

Forscher der University of California, Los Angeles (UCLA), haben den tragbaren Smartphone-Aufsatz entwickelt, mit dem Viren und Bakterien erkannt werden können, sodass teure und sperrige Mikroskope und Laborgeräte überflüssig werden.

Das Gerät, das 186 g wiegt (weniger als ein halbes Pfund) und direkt an der Kamera eines Smartphones befestigt ist, wird als "Fluoreszenzmikroskop" bezeichnet. Es wurde mit einem 3D-Drucker erstellt und enthält einen Farbfilter, eine externe Linse und eine Laserdiode.

Die Befestigung funktioniert, indem flüssige oder feste Proben in einem Winkel von ungefähr 75 Grad unter Verwendung der Diode beleuchtet werden. Durch die Beleuchtung der Proben unter diesem Winkel vermeiden die Forscher Streulicht, das das Fluoreszenzbild stören könnte.

Beim Testen des Geräts konnten die Forscher einzelne menschliche Cytomegalovirus-Partikel (HCMV) nachweisen - ein Virus, das Geburtsfehler einschließlich Taubheit und Hirnschäden verursachen kann.

Das Virus kann auch bei Personen, die sich einer Organtransplantation unterzogen haben, mit dem HIV-Virus infiziert sind oder ein schwaches Immunsystem haben, zu einem erhöhten Todesrisiko führen.

Nach Angaben der Forscher misst ein einzelnes HCMV-Partikel ungefähr 150-300 Nanometer, und das Gerät hat die Partikel eindeutig erkannt. Im Vergleich dazu misst ein menschliches Haar etwa 100.000 Nanometer.

In einem anderen Experiment konnte das Gerät Nanopartikel detektieren. Dies waren markierte fluoreszierende Polystyrolkügelchen, die speziell für das Experiment zwischen 90-100 Nanometern hergestellt wurden.

Die Forscher verifizierten das Smartphone-Gerät, indem sie seine Wirksamkeit mit einem Rasterelektronenmikroskop und einem photonenzählenden konfokalen Mikroskop verglichen. Dies bestätigte ihre früheren Ergebnisse.

Aydogan Ozca, Professor für Elektrotechnik und Bioingenieurwesen an der Henry Samueli School of Engineering and Applied Science der UCLA, sagt:

"Diese Handy-basierte Bildgebungsplattform könnte für die spezifische und empfindliche Detektion von Subwellenlängenobjekten, einschließlich Bakterien und Viren, verwendet werden und könnte daher die Praxis von Nanotechnologie und biomedizinischen Tests in Feldeinstellungen und sogar in entfernten und ressourcenbeschränkten Umgebungen ermöglichen."

Prof. Ozca fügt hinzu:

"Diese Ergebnisse stellen auch das erste Mal dar, dass einzelne Nanopartikel und Viren mit einem mobilfunkbasierten, tragbaren Bildgebungssystem erfasst wurden."

Medizinische Nachrichten heute berichteten kürzlich über eine weitere Kreation des Forschungsteams der UCLA - ein tragbares Smartphone-Gerät, das Nierenuntersuchungen durchführen kann.

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