Foldscope - Foldscope

Sestavení skládacího dalekohledu[1]
Návrh, komponenty a použití Foldscope. (A) CAD rozložení papírových komponent Foldscope na listu A4. (B) Schéma sestaveného Foldscope ilustrující rýžování a (C) pohled v příčném řezu ilustrující zaostření na základě ohybu. (D) Foldscope komponenty a nástroje použité v sestavě, včetně Foldscope papírových komponent, kuličkové čočky, knoflíkové baterie, přisazené LED, vypínače, měděné pásky a polymerních filtrů. (E) Různé způsoby sestavené z barevného papíru. (F) Začínající uživatelé předvádějící techniku ​​používání Foldscope. (G) Demonstrace terénního robustního designu, jako je dupání pod nohama.[1]

A Foldscope je optický mikroskop které lze sestavit z jednoduchých součástí, včetně listu papíru a objektiv. Byl vyvinut Jimem Cybulskim a Manu Prakash a jehož výstavba stojí méně než 1 USD. Je součástí hnutí „skromné ​​vědy“, jehož cílem je zpřístupnit levné a snadné nástroje pro vědecké použití v rozvojových zemích.[2]

Dějiny

Základní princip používání malé sférické čočky držené blízko oka sahá až do roku Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), který jako první viděl jednobuněčný organismy pomocí takové čočky držené v zařízení jeho vlastní konstrukce.[2]

Foldscope vyvinul tým vedený Manu Prakashem, odborným asistentem bioinženýrství na Stanfordská lékařská fakulta.[3] Projekt byl financován několika organizacemi, včetně Bill & Melinda Gates Foundation, která v listopadu 2012 poskytla na výzkum grant ve výši 100 000 USD.

Myšlenka na vytvoření levného mikroskopu přišla k Prakashovi v roce 2011, když byl na polní stanici v Thajsko. Poznamenal, že stanice má velmi drahý mikroskop, ale že se ho každý bojí používat, protože je křehký a stojí více než platy většiny lidí. Chtěl vytvořit cenově dostupný mikroskop, který by byl univerzální a dostatečně robustní pro práci v polních podmínkách. Chtěl také vytvořit zařízení, o kterém si lidé mysleli, že je jeho vlastníkem, což je jedním z důvodů, proč je Foldscope dodáván v sadě, která má být sestavena. Vyvinul první prototyp v roce 2014.[2]

Detaily

Foldscope je optický mikroskop které lze sestavit z děrovaného listu karton, sférická skleněná čočka, a světelná dioda a panel difuzoru spolu s baterií hodinek, která napájí LED.[4] Jakmile je Foldscope sestaven, má velikost záložky. Foldscope váží 8 gramů a je dodáván v sadě s několika objektivy, které poskytují zvětšení od 140X do 2 000X. Sada obsahuje také magnety, které lze přichytit na Foldscope a připojit jej k chytrému telefonu, což uživateli umožňuje pořizovat snímky zvětšení.[2] Zvětšení je dostatečné k tomu, aby umožnilo špinění organismů, jako jsou Leishmania donovani a Escherichia coli, stejně jako malariální paraziti.[5] Skládací dalekohled lze tisknout na standard A4 list papíru a sestavený za sedm minut. Prakash tvrdí, že Foldscope může přežít drsné podmínky, včetně pádu do vody nebo pádu z pětipodlažní budovy.[6]

Po první generaci jednoduchých Foldscopes je ve vývoji dvanáct lékařských diagnostických variant Foldscope, přičemž každý typ je navržen speciálně pro pomoc při identifikaci konkrétního organismu způsobujícího onemocnění. Součástí každého sklopného dalekohledu je obrázek konkrétního mikroba, který se má hledat u každé varianty specifické pro dané onemocnění. Každý mikroskop umožňuje promítat obrazy pomocí vestavěného projektoru, aby je mohlo používat několik lidí najednou.[6] Foldscope je navržen tak, aby jej mohl sestavit koncový uživatel, a proto je barevně odlišen, aby pomohl se sestavením.[5] Každá jednotka stojí méně než jeden americký dolar, přičemž odhady se pohybují od 50 centů do 97 centů.[5][6]

Použití

The Gordon and Betty Moore Foundation financovala projekt „Deset tisíc mikroskopů“, v rámci kterého Prakash plánuje rozdat 10 000 souprav Foldscope zúčastněným stranám, včetně studentů na výzkum.[5][7][8] Projekty se nakonec rozšířily na 50 000 sad Foldscope. Ti, kteří obdrželi sady, byli vyzváni, aby se podělili o své zkušenosti pomocí mikroskopu na webové stránce Foldscope Explore, aby Prakashův tým viděl, jak mohou lidé používat Foldscope. Příklady použití předložených testery zahrnují a rostlinný patolog v Rwanda kdo to použil k prozkoumání houby o plodinách banánů a Masajové děti v Tanzanie kdo ji použil ke kontrole kravských výkalů paraziti.

Cílem tohoto projektu je nejen dodávat mikroskopy těm, kteří by k nim jinak neměli přístup, ale také pokročit v obecném studiu biomimikry. Povzbuzováním tisíců dobrovolníků k předkládání poznatků o mikroorganismech, které pozorují v místním prostředí, doufá společnost Prakash, že najde více organismů, které by mohly poskytnout vodítka o tom, jak budovat nové nástroje, které využívají přirozených schopností těchto organismů.[2]

V říjnu 2015 Indie Oddělení biotechnologie oznámilo program zpřístupnění Foldscopes po celé Indii na 80 schválených vysokých školách a programech. Bude sloužit jako učební pomůcka pro studenty biologie, chemie a fyziky. Po pilotním programu ministerstvo doufá, že ve spolupráci s Prakashem vyvine více levných vědeckých nástrojů.[9] Sady Foldscope budou také vyráběny a testovány v Keňa a Uganda.[6]

Přestože se Foldscope osvědčil pro řadu úkolů, není v současné době přizpůsoben k použití jako lékařský diagnostický nářadí. Při testování na diagnostiku schistosomiáza v Ghana například nebylo možné zabránit kontaminaci moč vzorky, protože Foldscope musí být zobrazen na tváři. Jim Cybulski, bývalý postgraduální student společnosti Prakash, provádí výzkum týkající se použití přístroje Foldscope pro diagnostické testování a pomáhá vyvinout lékařský přístroj Foldscope, který bude stát 10 $ a bude mít vestavěný projektor umožňující více lidem prohlížet zvětšení.[2]

  • Pyl Pithecellobium dulce viděný na dalekohledu Foldscope

  • Pyl Delonix regia viděný pomocí Foldscope

  • Pyl Samanea saman viděný pomocí Foldscope

  • A. niger pod Foldscope

  • Houba na stroužcích česneku viditelná pomocí Foldscope

Reference

  1. ^ A b Cybulski JS, Clements J, Prakash M (2014). „Foldscope: papírový mikroskop na bázi origami“. PLOS ONE. 9 (6): e98781. doi:10.1371 / journal.pone.0098781. PMC  4062392. PMID  24940755. otevřený přístup
  2. ^ A b C d E F „Mikroskop na záchranu světa“. Newyorčan. Citováno 2015-12-22.
  3. ^ Coxworth, Ben (11. března 2014). „Skládací papírový mikroskop může snížit úmrtí na malárii“. Gizmag. Citováno 13. března 2014.
  4. ^ Mathews, Lee (11. března 2014). „Foldscope je 50centový papírový mikroskop, který se zvětšuje až 2000krát“. Geek.com. Citováno 13. března 2014.
  5. ^ A b C d Mukunth, Vasudev (12. března 2014). „Jednorázový mikroskop za pouhých 1 $“. Hind. Citováno 13. března 2014.
  6. ^ A b C d Wakefield, Jane (11. března 2014). „Byl vyvinut ultra levný mikroskop„ origami ““. BBC novinky. Citováno 13. března 2014.
  7. ^ Newby, Kris (13. března 2014). „Soupravy mikroskopů pro kutily zdarma občanským vědcům s inspirativními nápady na projekty“. Rozsah. Citováno 13. března 2014.
  8. ^ „Papírový mikroskop Foldscope dokáže diagnostikovat malárii, stojí 50 centů“. CBC News. 13. března 2014. Citováno 13. března 2014.
  9. ^ „Mikroskopy Origami pro vysokoškoláky po celé Indii“. Příroda Indie. 2015. doi:10.1038 / nindia.2015.133.

Další čtení

externí odkazy