2015-05-04 来源: University of Houston
美国休斯顿大学的研究人员发明了一款光学镜头,不需要其他外设就能直接安装到智能手机的摄像头上,将其变为一个放大120倍的便携式显微镜。该镜头可重复使用,且整个镜头的成本只有3美分。这款镜头非常适合实验室的年轻学生使用,且在临床应用中也具有巨大潜力。
镜头由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成,PDMS是普通的凝胶状硅氧烷聚合物,由其制成的透镜的放大曲率取决于PDMS的加热时长和加热温度,因此镜头是灵活的,尽管它更厚更小,但它与软性隐形眼镜类似。制作的过程需要一个烤箱、一个显微镜载玻片和PDMS。首先,在载玻片上滴少量的PDMS,然后放入烤箱在70度的环境里使其硬化,以创造一个基座。 然后,在基座上再滴上一些PDMS,并把载玻片翻转过来,重力拉动液滴向下成抛物线形状,然后将其再次烘烤将其固化成透镜的形状。然后研究人员根据需要反复重复这一过程,最终将其制成高质量的透镜。有兴趣的朋友可以自己尝试制作。
图片上层是人的皮肤和毛囊,从(a)到(c)是Olympus IX-70在放大倍数40、100和200的图像,(d)是手机通过PDMS镜头所拍摄的图像,图片下层是对应的放大区域 Credit: University of Houston
“我们的透镜不需任何附件或机制支持就能将智能手机摄像头转换成显微镜,”研究人员说,“PDMS和玻璃之间强力但非永久性粘连使得镜头使用后很容易就能摘掉。”实验中,研究人员用智能手机PDMS系统和 Olympus IX-70显微镜同时获得了人体皮肤毛发毛囊组织的图像。结果表明,智能手机镜头放大了120倍,而 Olympus显微镜放大了100倍,而且基于软件的数字放大可以进一步增强智能手机显微镜的放大倍率。“材料成本只需1美分,批量生产的镜头单价约为3美分,这与造价10000美元的传统显微镜相比简直太便宜了。”研究人员说。
这一廉价、便捷的方式有助于年轻学生实地研究或教学工作。因为镜头与智能手机相连,因此通过电子邮件或文本分享图片十分方便,且镜片很便宜,即使丢失或损坏也不会造成过多损失。
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