Foldscope

Ett vikskop

Montering av ett Foldscope

Ett Foldscope är ett optiskt mikroskop som kan sättas ihop av enkla komponenter, inklusive ett pappersark och en lins . Det skapades av Manu Prakash och designades för att kosta mindre än en USD att bygga. Det är en del av rörelsen " sparsam vetenskap " som syftar till att göra billiga och enkla verktyg tillgängliga för vetenskapligt bruk i utvecklingsländerna.

Historia

Grundprincipen för att använda en liten sfärisk lins som hålls nära ögat går tillbaka till tiden för Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723), som var den första att se encelliga organismer använda en sådan lins som hölls i en egen enhet. design.

Foldscope utvecklades av ett team ledd av Manu Prakash, en biträdande professor i bioteknik vid Stanford School of Medicine . Projektet finansierades av flera organisationer inklusive Bill & Melinda Gates Foundation , som gav ett anslag på 100 000 USD för forskning i november 2012.

Idén att skapa ett lågprismikroskop kom till Prakash 2011 när han var på en fältstation i Thailand . Han anmärkte att stationen hade ett mycket dyrt mikroskop men att alla var rädda för att använda det eftersom det var ömtåligt och värt mer än de flestas löner. Han ville skapa ett prisvärt mikroskop som skulle vara mångsidigt och tillräckligt robust för att fungera under fältförhållanden. Han ville också skapa en enhet som folk kände att de hade äganderätt till, vilket är en del av anledningen till att Foldscope kommer i ett kit för att monteras. Han utvecklade den första prototypen 2014.

Detaljer

Foldscope-design, komponenter och användning.(A) CAD- layout av Foldscope-papperskomponenter på ett A4-ark. (B) Schematisk bild av ett sammansatt Foldscope som illustrerar panorering, och (C) tvärsnittsvy som illustrerar böjningsbaserad fokusering. (D) Foldscope-komponenter och verktyg som används i monteringen, inklusive Foldscope-papperskomponenter, kullins, knappcellsbatteri, ytmonterad LED, switch, koppartejp och polymerfilter. (E) Olika modaliteter sammansatta av färgat papper. (F) Nybörjare som demonstrerar tekniken för att använda Foldscope. (G) Demonstration av den fälttåliga designen, som att stampa under foten.

Ett Foldscope är ett optiskt mikroskop som kan sättas ihop av ett stansat ark kartong , en sfärisk glaslins, en lysdiod (LED) och en diffusorpanel, tillsammans med ett klockbatteri som driver lysdioden. När det väl har satts ihop är Foldscope ungefär lika stort som ett bokmärke. Foldscope väger 8 gram ^{[ citat behövs ]} och kommer i ett kit med en lins som förstorar 140X. Satsen innehåller också magneter som kan fästas på Foldscope för att fästa den på en smartphone, så att användaren kan ta bilder av förstoringen. Förstoringskraften är tillräcklig för att möjliggöra upptäckt av organismer som Leishmania donovani och Escherichia coli , såväl som malariaparasiter. Ett Foldscope kan skrivas ut på ett vanligt A4- papper och sättas ihop på sju minuter. Prakash hävdar att Foldscope kan överleva svåra förhållanden, inklusive att kastas i vatten eller tappas från en femvåningsbyggnad.

Efter den första generationen av enkla Foldscopes, är tolv medicinska diagnostiska Foldscope-varianter under utveckling där varje typ är designad specifikt för att hjälpa till med identifieringen av en viss sjukdomsframkallande organism. Inkluderad med varje Foldscope, tillhandahålls en bild av den specifika mikroben att leta efter på varje sjukdomsspecifik variant. För att flera personer ska kunna använda dem samtidigt kan varje mikroskop projicera bilder med en inbyggd projektor. Foldscope är designad för att monteras av slutanvändaren och är därför färgkodad för att hjälpa till med monteringen. Varje enhet kostar mindre än en US-dollar att bygga, med uppskattningar som varierar från 50 cent till 97 cent.

Används

Gordon and Betty Moore Foundation finansierade projektet "Ten Thousand Microscopes" under vilket Prakash planerar att ge bort 10 000 Foldscope-kit till intresserade parter, inklusive studenter för forskning. Projekten utökades så småningom till 50 000 Foldscope-kit. De som fick kiten uppmuntrades att dela med sig av sina erfarenheter av att använda mikroskopet på en webbplats, Foldscope Explore, så att Prakashs team kunde se hur människor kunde använda Foldscope. Exempel på användningsområden som lämnats in av testare är en växtpatolog i Rwanda som använde den för att undersöka svampar på banangrödor och massajbarn i Tanzania som använde den för att kontrollera koavföring för parasiter .

Målet med detta projekt är inte bara att tillhandahålla mikroskop till dem som annars inte skulle ha tillgång till dem utan också att främja den allmänna studien av biomimik . Genom att uppmuntra tusentals frivilliga att lämna in fynd om de mikroorganismer de observerar i sin lokala miljö, hoppas Prakash hitta fler organismer som kan ge ledtrådar om hur man bygger nya verktyg som drar fördel av dessa organismers naturliga förmågor.

I oktober 2015 tillkännagav Indiens institution för bioteknik ett program för att göra Foldscopes tillgängliga över hela Indien på 80 godkända högskolor och program. Den kommer att användas som ett läromedel för studenter inom biologi, kemi och fysik. Efter pilotprogrammet hoppas institutionen kunna arbeta med Prakash för att utveckla fler billiga vetenskapliga verktyg. Foldscope-set kommer också att produceras och testas i Kenya och Uganda .

Även om Foldscope har visat sig användbart för ett antal uppgifter, är det för närvarande inte anpassat för att användas som ett medicinskt diagnostiskt verktyg. När man testade för att diagnostisera schistosomiasis i Ghana , till exempel, var det omöjligt att förhindra kontaminering från urinprov eftersom Foldscope måste föras upp till ens ansikte för att se. Jim Cybulski, en före detta doktorand vid Prakash, forskar om att använda Foldscope för diagnostiska tester och hjälper till att utveckla ett medicinskt Foldscope som kommer att kosta $10 och har en inbyggd projektor som gör att flera personer kan se förstoringen.