Od istraživanja neuroznanosti do mikroskopije mobitelom

Počelo je u neuroznanstvenom laboratoriju.

Andrea Antonini je istraživao endoskopsku mikroskopiju – u biti, mikroskopsko snimanje unutarnjih organa tijela – zajedno s drugim neuroznanstvenicima na Talijanskom institutu za tehnologiju (IIT) u Genovi. Ali područje mikroendoskopije bilo je relativno malo, a on je želio učiniti nešto veliko.

Dok se jednog dana motao po mikroskopskom laboratoriju, shvatio je da on mogao koristiti neke od ovih leća sa svojim telefonom. Bio je to njegov veliki trenutak. "Vidio sam ovu priliku da pomoću tehnologije napravim nešto za potrošačku elektroniku."

To je primjer kako ideja nastala u bazičnoj, istraživačkoj znanosti može pronaći potpuno drugu nišu, komentari Tommaso Fellin, voditelj neuroznanstvene grupe IIT koja koristi proteine ​​osjetljive na svjetlo da bi razjasnila kako mozak obrađuje senzorne informacije. Kako bi popunili ovu nišu, počeli su 3D ispisivati ​​vrlo mekane polimerne leće, s ciljem "pretvoriti mobitel u moćan i prijenosni digitalni mikroskop."

A 2015. njih su dvojica osnovali spinoff tvrtku, SmartMicroOptics, u kojoj je Antonini godinu dana kasnije počeo raditi puno radno vrijeme. Na kraju mu se pridružila supruga kao administratorica, zajedno sa stručnjakom za marketing.

Te savitljive leće pretvorile su se u proizvod Blips: minijaturne leće pričvršćene na film koji se lijepe na telefon ili tablet. Ovisno o modelu, to omogućuje povećanje od oko 8–45x i razlučivost do 3 mikrometra. To je vrlo jednostavan proizvod koji se može pritisnuti i koristiti.

Blips je doveo do naprednijeg mobilnog kompleta za mikroskopiranje u kutiji, koji može postići detalje ispod 1 mikrometra. Ovaj sustav je poznat kao DIPLE. Kutija proizvoda također je "mehanička struktura za sustav", objašnjava Antonini dok glatko sastavlja komplet za otprilike jednu minutu. Ova struktura sadrži izvor svjetla na baterije i služi kao baza za platformu ("pozornicu"), gdje korisnik uvija leću.

Ovisno o modelu, kompleti također dolaze s običnim slajdovima; stakalca pripremljena s uzorcima insekata, biljaka i krvi; ravnalo za mikroskop; i druge predmete poput pipete i pincete. Cijeli komplet teži nešto više od jedne funte i lako ga mogu postaviti čak i srednjoškolci. I naravno, budući da je dizajniran oko pametnog telefona, fotografije i videozapisi mogu se snimati korištenjem povećanja.

To nije jedini dostupni prijenosni mikroskop, ali "po mom mišljenju, imamo najbolji omjer cijene i učinka", vjeruje Antonini. Trenutno radi komplet s platformom, izvorom svjetla i lećama od cca. 60 do 155 dolara. Kaže da to znači da bi svaki učenik u razredu mogao imati svoj osobni mikroskopski sustav po istoj cijeni kao jedan konvencionalni mikroskop koji živi u učionici.

Tvrtka je prošla kroz uspone i padove. Blips i DIPLE isprva su pokrenuti u kampanjama na Kickstarteru koje su razbijale ciljeve, a tvrtka je imala rani uspjeh prije izbijanja pandemije. To je dovelo do sada već poznatih problema u opskrbnom lancu s određenim komponentama, ali i do nekih promjena u fokusu kupaca.

Na primjer, u jednoj promotivnoj kampanji SmartMicroOptics je surađivao s tvrtkom za proizvodnju šampona protiv ušiju kako bi osigurao Blips leće zajedno s bočicom šampona. Tako bi djeca ili njihove obitelji mogli otkriti jesu li uši iskorijenjene šamponom. Tijekom pandemije uši su postale manji problem jer se djeca nisu skupljala u školama prenoseći okolo parazite.

Posljednjih godina istraživači i zdravstveni radnici iskušavaju DIPLE i na sofisticiranije načine. Testirano je da dijagnosticirati bakterijsku vaginozu u SAD-u i kvalitetu vode u Ruandi i Kostariki. Istraživači sa Sveučilišta u Pisi također su pokušali primijeniti DIPLE za otkrivanje malarije. (Certifikacija bi bila potrebna za kliničku upotrebu.)

Antonini vjeruje da bi ga prenosivost mogla učiniti korisnim u udaljenim okruženjima s malo resursa; baterija svjetla može trajati do dva dana uz kontinuiranu upotrebu, kaže on. Također, prema Antoniniju, prijenosni sustav bio je koristan za prethodnu provjeru terenskih uzoraka, kako bi se mikroskop donio na teren, a ne uzorak u laboratorij. DIPLE se naravno ne može mjeriti sa snagom konvencionalnog mikroskopa, ali može biti koristan dodatak.

Ako se mogu proširiti, Antonini želi stvoriti komplete specifične za predmet na temelju zahtjeva ljudi. Na primjer, morski biolozi izrazili su želju za lećama s većom radnom udaljenošću od objekta, dok su agronomi tražili alate prilagođene za provjeru strukture tla.

Ako svaki student, znanstvenik i jednostavno znatiželjna osoba može nositi mikroskop u svom džepu, postoje blistavi izgledi za otvaranje svijeta prirode svima.

Ova je priča objavljena tijekom boravišne stipendije za novinarstvo na Talijanskom institutu za tehnologiju (IIT), koju je financiralo Europsko istraživačko vijeće (ERC).