Foldscope - Foldscope

Сборка фолдоскопа[1]
Конструкция, компоненты и использование Foldscope. (A) CAD-макет бумажных компонентов Foldscope на листе A4. (B) Схема собранного Foldscope, иллюстрирующая панорамирование, и (C) вид в разрезе, иллюстрирующий фокусировку на основе изгиба. (D) Компоненты и инструменты Foldscope, использованные при сборке, в том числе бумажные компоненты Foldscope, шаровые линзы, батарейки типа «таблетка», светодиод для поверхностного монтажа, переключатель, медная лента и полимерные фильтры. (E) Различные формы, собранные из цветной бумаги. (F) Начинающие пользователи демонстрируют технику использования Foldscope. (G) Демонстрация защищенной в полевых условиях конструкции, например, топание ногой.[1]

А Foldscope является оптический микроскоп который можно собрать из простых компонентов, включая лист бумаги и линза. Он был разработан Джимом Цибульски и Ману Пракаш и спроектирован так, чтобы его строительство стоило менее 1 доллара США. Это часть движения «бережливой науки», цель которого - сделать дешевые и простые инструменты доступными для научного использования в развивающихся странах.[2]

История

Базовый принцип использования небольшой сферической линзы, поднесенной близко к глазу, восходит к Антони ван Левенгук (1632-1723), который первым увидел одноклеточные организмы используя такой объектив, проведенный в устройстве собственной разработки.[2]

Foldscope был разработан командой под руководством Ману Пракаша, доцента кафедры биоинженерия на Стэнфордская школа медицины.[3] Проект финансировался несколькими организациями, в том числе Фонд Билла и Мелинды Гейтс, которая предоставила грант в размере 100000 долларов США на исследования в ноябре 2012 года.

Идея создания недорогого микроскопа пришла к Пракашу в 2011 году, когда он работал на полевой станции в г. Таиланд. Он заметил, что на станции был очень дорогой микроскоп, но все боялись использовать его, потому что он был хрупким и стоил больше, чем зарплата большинства людей. Он хотел создать доступный микроскоп, который был бы универсальным и достаточно прочным, чтобы работать в полевых условиях. Он также хотел создать устройство, которое, по ощущениям людей, им принадлежит, что является одной из причин, по которой Foldscope поставляется в комплекте для сборки. Он разработал первые прототип в 2014.[2]

Подробности

Foldscope - это оптический микроскоп который можно собрать из перфорированного листа картон, сферическая стеклянная линза, светодиод и панель диффузора, а также батарейка для часов, которая питает светодиод.[4] В собранном виде Foldscope размером с закладку. Foldscope весит 8 граммов и поставляется в комплекте с несколькими линзами, обеспечивающими увеличение от 140 до 2000 крат. В комплект также входят магниты, которые можно прикрепить к Foldscope, чтобы прикрепить к смартфону, что позволяет пользователю делать снимки с увеличением.[2] Сила увеличения достаточна для обнаружения таких организмов, как Leishmania donovani и кишечная палочка, а также малярийные паразиты.[5] Foldscope можно распечатать на стандартном A4 лист бумаги и собран за семь минут. Пракаш утверждает, что Foldscope может выдержать суровые условия, в том числе брошенный в воду или падение с пятиэтажного здания.[6]

Вслед за первым поколением простых Foldscope, двенадцать вариантов Foldscope для медицинской диагностики находятся в разработке, каждый из которых разработан специально для помощи в идентификации конкретного болезнетворного организма. В комплект поставки каждого Foldscope входит изображение конкретного микроба, которое нужно искать в каждом конкретном варианте заболевания. Чтобы несколько человек могли использовать их одновременно, каждый микроскоп может проецировать изображения с помощью встроенного проектора.[6] Foldscope разработан для сборки конечным пользователем и поэтому имеет цветовую маркировку, чтобы облегчить сборку.[5] Стоимость постройки каждой единицы составляет менее одного доллара США, а оценка варьируется от 50 до 97 центов.[5][6]

Использует

В Фонд Гордона и Бетти Мур профинансировал проект «Десять тысяч микроскопов», в рамках которого Пракаш планирует раздать 10 000 наборов Foldscope заинтересованным сторонам, включая студентов, для проведения исследований.[5][7][8] В конечном итоге проекты расширились до 50 000 комплектов Foldscope. Тем, кто получил наборы, предлагалось поделиться своим опытом использования микроскопа на веб-сайте Foldscope Explore, чтобы команда Пракаша могла увидеть, как люди могут использовать Foldscope. Примеры использования, представленные тестировщиками, включают патолог растений в Руанда кто использовал это, чтобы исследовать грибы по банановым культурам и Масаи дети в Танзания Кто использовал его для проверки коровьих фекалий на предмет паразиты.

Цель этого проекта - не только снабдить микроскопами тех, кто в противном случае не имел бы к ним доступа, но и продвинуть общие исследования биомимикрия. Поощряя тысячи добровольцев предоставить результаты о микроорганизмах, которые они наблюдают в своей местной среде, Пракаш надеется найти больше организмов, которые могут дать подсказки о том, как создавать новые инструменты, которые используют в своих интересах естественные способности этих организмов.[2]

В октябре 2015 г. Индия Департамент биотехнологии объявил о программе по выпуску Foldscopes по всей Индии в 80 утвержденных колледжах и программах. Он будет использоваться в качестве учебного пособия для студентов, изучающих биологию, химию и физику. После пилотной программы Департамент надеется сотрудничать с Пракашем в разработке более дешевых научных инструментов.[9] Наборы Foldscope также будут произведены и испытаны в Кения и Уганда.[6]

Хотя Foldscope доказал свою полезность для ряда задач, в настоящее время он не адаптирован для использования в медицинских целях. диагностический инструмент. При тестировании на диагностику шистосомоз в Гана, например, невозможно было предотвратить заражение от моча образцы, потому что Foldscope необходимо поднести к лицу для просмотра. Джим Цибульски, бывший аспирант Prakash, проводит исследования об использовании Foldscope для диагностических тестов и помогает разработать медицинский Foldscope, который будет стоить 10 долларов и иметь встроенный проектор, позволяющий нескольким людям просматривать увеличенное изображение.[2]

  • Пыльца Pithecellobium dulce, наблюдаемая с помощью Foldscope

  • Пыльца Delonix regia с помощью Foldscope

  • Пыльца Samanea saman при помощи Foldscope

  • A. niger под Foldscope

  • Грибок на зубчиках чеснока с помощью Foldscope

Рекомендации

  1. ^ а б Цибульский Дж. С., Клементс Дж., Пракаш М. (2014). «Foldscope: бумажный микроскоп на основе оригами». PLOS ONE. 9 (6): e98781. Дои:10.1371 / journal.pone.0098781. ЧВК  4062392. PMID  24940755. открытый доступ
  2. ^ а б c d е ж «Микроскоп для спасения мира». Житель Нью-Йорка. Получено 2015-12-22.
  3. ^ Коксворт, Бен (11 марта 2014 г.). «Складной бумажный микроскоп может снизить смертность от малярии». Гизмаг. Получено 13 марта 2014.
  4. ^ Мэтьюз, Ли (11 марта 2014 г.). «Foldscope - это 50-центовый бумажный микроскоп с увеличением до 2000 раз». Geek.com. Получено 13 марта 2014.
  5. ^ а б c d Мукунт, Васудев (12 марта 2014 г.). "Одноразовый микроскоп всего за 1 доллар". Индуистский. Получено 13 марта 2014.
  6. ^ а б c d Уэйкфилд, Джейн (11 марта 2014 г.). «Разработан сверхдешевый микроскоп« оригами »». Новости BBC. Получено 13 марта 2014.
  7. ^ Ньюби, Крис (13 марта 2014 г.). «Бесплатные наборы самодельных микроскопов для гражданских ученых с вдохновляющими проектными идеями». Объем. Получено 13 марта 2014.
  8. ^ «Бумажный микроскоп Foldscope для диагностики малярии, стоит 50 центов». CBC Новости. 13 марта 2014 г.. Получено 13 марта 2014.
  9. ^ «Микроскопы оригами для студентов колледжей Индии». Природа Индии. 2015. Дои:10.1038 / nindia.2015.133.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка