Сотовый телефон превращён в микроскоп

   Исследователи из Университета Калифорнии, Беркли, доказали, что камера, встроенная в сотовый телефон, может использоваться не только для фотосъёмки людей и животных. Учёные создали микроскоп на основе мобильного телефона, названный CellScope, который способен, например, сделать цветной снимок малярийных паразитов или фото туберкулёзной микобактерии, помеченной флуоресцентным маркером.

   Прототип CellScope, описанный в онлайн-журнале PLoS ONE от 22 июля, является большим шагом вперед в развитии клинической микроскопии и выводе её за пределы специализированных лабораторий, а также в области скрининга и диагностики болезней. "Те же регионы мира, которые не имеют доступа к надлежащему медицинскому обслуживанию, как это ни парадоксально, имеют хорошо развитые мобильные сети," ─ сказал Дан Флетчер (Dan Fletcher), доцент биоинженерии и руководитель исследовательской группы разработки CellScope. ─ "Мы можем воспользоваться этими мобильными сетями, чтобы предоставить недорогое, простое в использовании лабораторное оборудование."

   Инженеры присоединили компактные объективы микроскопа к держателю, установленному на сотовый телефон. В образцах зараженных крови и мокроты исследователи смогли с помощью камеры телефона сделать яркие изображения плазмодия фальципарум, паразита, который вызывает у людей малярию, и чёткие фото серповидных красных кровяных клеток. Они также смогли сделать снимок микобактерии туберкулеза, покрашенной флуоресцентной краской. Кроме того, исследователи показали, что с помощью программного обеспечения для анализа изображений можно автоматически подсчитать количество микобактерий. "Образы могут быть проанализированы на месте или переданы по беспроводной связи в клинические центры для дистанционной диагностики," ─ сказал Дэвид Бреслауэр (David Breslauer), соавтор этого исследования и аспирант Беркли. ─ "Система может быть использована для обеспечения раннего предупреждения о вспышках болезней, сокращая время, необходимое для проверки, диагностики и лечения инфекционных заболеваний."

   Исследователи показали, что портативный микроскоп, смонтированный на основе мобильного телефона, может быть использован для микроскопии в ярком свете, при которой для освещения образцов используется простой белый свет, свет лампы или Солнца. Также возможна флуоресцентная микроскопия, при которой на цель, например, на бактерии или клетки, наносятся специальные краски, излучающие свет с конкретной длиной волны. "Флуоресцентная микроскопия требует дополнительного оборудования, такого как фильтры, и специального освещения, а не стандартного света микроскопа, что делает её более дорогой," ─ сказал Флетчер. ─ "В настоящей работе мы показали, что вся система с флуоресценцией может быть создана на базе мобильного телефона с использованием существующей камеры и относительно недорогих компонентов."

   Для блокировки фонового света и для ограничения света от простого светоизлучающего диода до полосы с длиной волны 460нм, необходимой для возбуждения зеленого флуоресцентного красителя, использовались фильтры. С готовым телефоном с 3.2-мегапиксельной камерой учёные получили фото с разрешением 1.2мкм. Для сравнения: диаметр красных кровяных клеток человека около 7мкм. Исследователи обнаружили, что мощного недорогого светодиода и среднего сотового телефона достаточно для создания фотографии клинического качества, позволяющей обнаружить возбудителей ряда наиболее распространённых болезней. При этом облегчается работа медиков, которым вместо сортировки телец на патогены и нормальные клетки можно просто посмотреть на размер и форму сфотографированных телец.

   Бреслауэр добавил, что эти программы могут быть легко установлены на обычный мобильный телефон, превращая его в самостоятельную полевую лабораторию и "хорошую платформу для эпидемиологического контроля". Теоретически CellScope может использоваться не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, для диагностики заболеваний сельскохозяйственных культур. Вместо отправки образцов листьев в лабораторию фермеры смогут присылать по электронной почте микроснимки больных листьев.

   В настоящее время исследователи разрабатывают более надежный прототип CellScope в рамках подготовки к проведению полевых испытаний.