Wetenschappers hebben een goedkoop microscopisch beeldvormingsapparaat ontwikkeld dat klein genoeg is om op een cameralens van een smartphone te passen, met het potentieel om mobiele medische diagnose van ziekten betaalbaar en toegankelijk te maken.

Onderzoek vandaag gepubliceerd in ACS Photonics van onderzoekers van de Universiteit van Melbourne en het Australian Research Council Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS), helpt bij het miniaturiseren van fasebeeldvormingstechnologie met behulp van meta-oppervlakken, die slechts een paar honderd nanometer dik zijn - ongeveer 350 keer dunner dan de dikte van een mensenhaar - dus klein genoeg om in de lens van een smartphone of andere kleine camera te passen.

De detectie van ziekten is vaak afhankelijk van optische microscooptechnologie om veranderingen in biologische cellen te onderzoeken. Momenteel omvatten deze onderzoeksmethoden meestal het kleuren van de cellen met chemicaliën in een laboratoriumomgeving en het gebruik van gespecialiseerde "phase-imaging" microscopen. Deze hebben tot doel onzichtbare aspecten van een biologische cel zichtbaar te maken, zodat vroegtijdige detectie van ziekten mogelijk wordt. Microscopen met fasebeeldvorming zijn echter omvangrijk en kosten duizenden dollars, waardoor ze buiten het bereik van medische praktijken op afstand vallen.

Deze nieuwe technologie levert niet alleen middelen voor medische praktijken op afstand, maar zou op een dag kunnen leiden tot detectie van ziekten thuis, waarbij de patiënt zijn eigen monster via speeksel of een speldenprikje bloed kan verkrijgen en vervolgens een beeld naar een laboratorium kan sturen waar dan ook in de wereld. de wereld. Het lab kan dan de ziekte analyseren en diagnosticeren.

Hoofdonderzoeker, Dr. Lukas Wesemann van de Universiteit van Melbourne zei dat deze meta-oppervlakken, net als dure fase-imaging microscopen, het licht dat er doorheen gaat kunnen manipuleren om anderszins onzichtbare aspecten van objecten zoals levende biologische cellen zichtbaar te maken.

"We hebben ons meta-oppervlak vervaardigd met een reeks kleine nanostaafjes op een plat oppervlak, zo gerangschikt dat een onzichtbare eigenschap van licht, de 'fase' genaamd, wordt omgezet in een normaal beeld dat zichtbaar is voor het menselijk oog, of conventionele camera's, " zei Dr. Wesemann.

"Deze meta-oppervlakken met fase-beeldvorming creëren pseudo-3D-beelden met een hoog contrast zonder dat er computernabewerking nodig is.

"Door medische diagnostische apparaten kleiner, goedkoper en draagbaarder te maken, kunnen achtergestelde regio's toegang krijgen tot gezondheidszorg die momenteel alleen beschikbaar is voor landen in de eerste wereld."

Co-auteur, TMOS Chief Investigator en professor Ann Roberts van de Universiteit van Melbourne, zei dat het een opwindende doorbraak was op het gebied van fase-imaging.

"Het is slechts het topje van de ijsberg in termen van hoe meta-oppervlakken conventionele optica volledig opnieuw zullen uitvinden en leiden tot een nieuwe generatie geminiaturiseerde apparaten." + Verder verkennen

Nanofotonica verbeterde dekglaasje voor fasebeeldvorming in de biologie