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由紙張做成、可檢測疾病的顯微鏡

2014年05月30日

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Manu Prakash博士和他的研究小組已開發出一款以摺方式完成的顯微鏡Foldscope,它的功能完整,比兩個鎳幣還輕,只要一張平坦的紙折好,幾分鐘之內就可完成組裝。Foldscope的所有組件都位於紙張上,並以編過碼的顏色來告訴使用者如何折疊(並未包括印刷的指示)。且並不需要外部電源,而它的材料成本只要大約50美分。只要稍微修改設計,它就可用於明場(bright-field)、多重螢光性(multifluorescence) ,或投影顯微鏡。


資料來源:Prakash Lab
資料來源:Prakash Lab。

在2012年6月的一場TED Talk中,這位斯坦福大學醫學院的生物工程助理教授Prakash說明了此一由紙做的顯微鏡在識別熱帶地區開發中國家瘧疾方面所具有的潛在效益。瘧疾是一種由寄生蟲引起而由蚊子傳播的疾病。如果不進行治療,瘧疾患者可能會出現嚴重的併發症和死亡。Prakash說明用顯微鏡來診斷是一件很簡單的工作,但病患仍然必須等待幾個月的時間才能獲得診斷。他解釋道,這個問題在於顯微鏡本身。


研究型顯微鏡並非是針對現場診斷而設計的;它們的體積笨重、價格昂貴,並且難以維護。而這款Foldscope的運作就像正常的顯微鏡一般。使用者將一顯微鏡載玻片置於紙張的褶痕之間,然後將影像投影到牆上或將微透鏡放到與眼睛夠近的距離,來觀察標本。要把焦點聚在物體上很簡單,只要從任何方向滑動紙張平台即可。且因為靠近眼睛的球面透鏡之獨特光學物理特性,使得樣品可以放大至2000倍。


Prakash的夢想是,這種超低成本的顯微鏡有一天可被廣為使用,以用來檢測危險的血液傳播疾病,如瘧疾、非洲昏睡病、血吸蟲病(schistosomiasis)和美洲錐蟲病(Chagas)。


他說,“我想做出最好的疾病檢測儀器,且可以近乎免費的費用發送。” Prakash和Foldscope團隊最近發起了一項Ten Thousand Microscope Project運動,邀請“科學家、教師、銲鍋匠、思想家、駭客、小孩等” 來提出他們對如何為Foldscope進行貝他測試(beta-test)的構想,Foldscope將在8月提供給10,000名最有希望的申請人。他的研究小組將把他們的實驗結果編譯成一群眾外包的(crowdsourced)線上手冊,其中包括了從計畫參與者收集而來的例子。


有興起的讀者,可從here參閱Prakash有關Foldscope顯微鏡的技術文章。





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