Un microscopio da 1 euro. Senza lenti

The New Blog Times
La Redazione
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Pubblicato il: 02/11/2010
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Un’idea semplice quanto geniale: usare un normale sensore per telecamere, al fine di realizzare un microscopio molto speciale. Capace di funzionare come un normale microscopio, ma con costi ridicoli

Roma – È bastato un semplice sensore per fotocamere digitali, del costo di 1,50 dollari: con quello, alcuni scienziati del Caltech hanno creato il più semplice ed economico microscopio elettronico, per di più senza aver bisogno di alcuna lente.

È davvero semplice, gongola Technology Review: un sistema di microscopici canali chiamati microfluidici porta il campione sul chip sensibile alla luce, ve lo fa passare davanti e lo fotografa ripetutamente. A differenza di altri tentativi simili fatti in passato, non ci sono altre parti, il microscopio è… finito qui.

Già ci sono, spiega la rivista, alcune migliorie rispetto al progetto iniziale, a partire da speciali aperture governate elettrocineticamente in cui far orientare tutte le cellule nella stessa direzione. Nel nuovo progetto queste complicazioni sono state rimosse, grazie a un miglior supporto software e a un disegno più accurato.

Il nuovo microscopio concepito dal Caltech: il chip e la microfluidica, tutto qui (photo credit: Caltech)

Il nuovo microscopio concepito dal Caltech: il chip e la microfluidica, tutto qui (photo credit: Caltech)

Il movimento dei campioni è assicurato dalle micro-differenze di pressione esistenti ai due capi del condotto microfluidico. Hanno trovato anche l’acronimo, piuttosto poco accattivante ma corrispondente alla sua descrizione: subpixel resolving optofluidic microscope, la cui sigla diviane SROFM.

David Erickson, esperto di microfluidica presso la Cornell University, sostiene che il suo vantaggio è proprio quello di essere più semplice di altri approcci. Nello studio è stato osservato che le cellule esibiscono la tendenza a rotolare su sé stesse quando attraversano simili condotti. Il microscopio ne approfitta per ritrarle più e più volte, creando un filmato che permette di esaminarle da ogni angolo.

Secondo Changhuei Yang, capo del laboratorio dove SROFM è stato sviluppato, analizzare il sangue con il suo aiuto non richiede, ad esempio, di depositarlo su un vetrino di prova. La risoluzione, peraltro, è elevata: 0,75 micron, assimilabile a quella di un microscopio ottico posizionato a un ingrandimento pari a 20, spiega Guoan Zheng, principale autore di un documento di questo studio pubblicato dalla rivista Lab on a Chip.

Ogni pixel del sensore misura 3,2 micron. Con l’aiuto di un software di “super risoluzione”, vengono assemblate fino a 50 immagini a ogni livello di risoluzione, sfoderando un’immagine finale a risoluzione elevatissima, superiore a quella visualizzabile da qualsiasi display.

La tecnica prevede, tra l’altro, di sfruttare solo una piccola porzione del chip fotosensibile, allo scopo di catturare immagini a un ritmo piuttosto elevato, pari a 300 frame al secondo. Ciò consente di creare filmati delle cellule osservate a ben sei frame al secondo.

Naturalmente gli scienziati stanno già provando ad andare oltre, ad esempio a portare l’ingrandimento all’equivalente di 40x.  Ci sono anche dei limiti, come la necessità di mantenere i canali microfluidici molto piccoli, il che impedisce di analizzare qualunque cosa. Tuttavia, altri approcci in direzioni simili, secondo gli scienziati, possono essere adottati in maniera complementare, così da ampliare lo spazio a disposizione dei risultati anziché del singolo strumento.

Comunque sia, si sta aprendo una prospettiva completamente nuova che, se da un lato minaccia, per così dire, la microscopia ottica tradizionale, dall’altro apre orizzonti sinora impensabili: basta ricordare che trattasi di un normale sensore CMOS, dunque collegabile a qualsiasi computer, a qualsiasi smartphone. Vale a dire, un medico potrebbe sfruttarlo sul campo, direttamente, ritraendo immagini e filmati e analizzando sul punto eventuali campioni: solo la fantasia può limitarne l’uso, specie pensando al costo dell’hardware, davvero irrisorio una volta prodotto in serie.


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