Vědci složili nerozbitný mikroskop pro Afriku za 10 korun, zvětší 2000x

  10:11aktualizováno  14:22
Mikroskop je běžná součást ordinací, laboratoří i škol. V rozvinutém světě je to naprostá samozřejmost. Ale v chudých zemích je mikroskop často nedosažitelný nástroj. Navíc je běžný mikroskop sice přesný, ale příliš křehký, neodolá polním podmínkám. Výzkumníci ze Stanfordu se to rozhodli změnit - a s tím i zdravotní péči ve třetím světě.

Barevnější verze mikroskopu může usnadnit skládání. | foto: Foldscope.com

Stanfordova univerzita tento rok pošle do celého světa netradiční balíčky. Celkem 130 zemí obdrží tisíce nastříhaných čtvrtek papíru. Nejedná se o pokus o největší hromadné skládání origami. Vědci chtějí zjistit, k čemu všemu je dobrý jejich nový vynález - jednoduchý skládací mikroskop Foldscope.

Fotogalerie

„Vypadá jako list papíru,“ říká Manu Pakash, bioinženýr ze Stanfordovy univerzity. A také to je list papíru, jen trochu zpevněný a potažený jemnou vrstvičkou plastu. Na něj je speciální tiskárnou natištěný jednoduchý optický prvek: „Můžete si to představit jako maličkou kapičku lepidla, jen je to lepidlo, které má skvělé optické vlastnosti.“

Pakash a jeho tým publikovali studii týkající se jejich superlevného mikroskopu v otevřeném vědeckém časopise PLoS One v červenci 2014, mikroskop ale představili už v březnu:

Levný nerozbitný mikroskop do celého světa

Vědci byly překvapeni, jak přesné je skládání mikroskopu různými lidmi....

Vědci byli překvapeni, jak přesné je skládání mikroskopu různými lidmi. Odchylky nepřesáhly tloušťku papíru a na ostrost mikroskopu prakticky neměly vliv.

Vzhledem k tomu, že cílovou skupinou uživatelů mikroskopu byli například lékaři a studenti v zemích třetího světa, byla klíčová nejen cena, ale také odolnost. Výsledný mikroskop váží jen několik gramů, je ohebný, skladný a téměř nerozbitný. Přežije pád ze třetího patra i zašlápnutí podrážkou boty, což demonstruje i video přiložené k publikované studii.

Překvapením pro Prakeshe a jeho tým bylo také to, jak přesně dokážou lidé skládat papír. Přestože běžné mikroskopy jsou vyráběny s až mikrometrovou přesností v továrnách, skládací „hračka“ se jim v mnohém přiblíží.

  • Rozlišení mikroskopu: 800 nm (u levnějších čoček přes 1 µm)

Mikroskop lze využít v lékařství pro základní analýzu, například tkáně nebo bakterií. Policie zase může použít mikroskop pro zběžné šetření, technici pak třeba k prozkoumání daného materiálu přímo na místě.

Co se ceny týče, jsou náklady stlačeny opravdu na minimum. Nejlevnější varianta přijde při masové výrobě na asi půl dolaru. S dražší čočkou (vyšší zvětšení) pak cena dosáhne necelého dolaru.

Ukázky obrázků získaných z mikroskopu: (A) Giardia lamblia (2,180X), (B)...

Ukázky obrázků získaných z mikroskopu: (A) Giardia lamblia (2,180X), (B) Leishmania donovani (1,450X), (C) Trypanosoma cruzi (1,450X), (D) Escherichia coli (1,450X), (E) Bacillus cereus (1,450X), (F) Schistosoma haematobium (140X), a (G) Dirofilaria immitis (140X). (H) svaly na nohou a (I) skeletu berušky(rod Coccinella). (J) Svaly mravence (rod Solenopsis) naložené ve formaldehydu.

Cena skládacího mikroskopu (nejlevnější varianta)
SoučástkaCena v dolarechv korunách (cca)
1. Polymerová mikrooptika10 centů2 Kč
2. Papírové závěrky5 centů1 Kč
3. Polymerový filtr5 centů1 Kč
4. Tištěná čočka5 centrů1 Kč
5. Tištěná dioda (LED)15 centů3 Kč
6. Papírové úchytky5 centů1 Kč
7. Baterka do hodinek5 centů1 Kč
Celkem nejlevnější varianta50 centů10 Kč
Dražší varianta97 centů20 Kč
Přehled součástek mikroskopu

Přehled součástek mikroskopu. (Ceny uváděné na stránkách a v PLoS článku se nepatrně liší, levnější varianta v naší tabulce pochází z oficiálních stránek, dražší z PLoS, pozn. red.).

Baterka z hodinek slouží k rozsvícení diody (LED) a používá se v některých konfiguracích - vzorek je pak „prosvícen“ a lze tak například lépe sledovat buněčnou strukturu nebo bakterie. Pro základní provoz mikroskopu ale není baterka potřeba. Foldscope můžete taky jen vzít, přiložit k oku a začít zkoumat. (Příklad konfigurací mikroskopu v článku na PLoS One, Fig. 2).

Výzkumníci předpokládají, že mikroskopy najdou použití v nemocnicích, školách, univerzitách i v „občanské vědě a vzdělávání“. Zároveň ale vědí, že nejdůležitější mohou být ta využití, se kterými přijdou sami uživatelé. Proto nyní pracují na výrobě padesáti tisíc skládacích mikroskopů, které rozešlou do 130 zemí světa. „A pak uvidíme, co se stane,“ těší se Prakash.

Použití mikroskopu je jednoduché, stačí přiložit oko, chvíli si hrát s...

Použití mikroskopu je jednoduché, stačí přiložit oko, chvíli si hrát s umístěním a výsledkem je ostrý obraz až 2000X zvětšený.

Nejde o první pokus, jak zlevnit mikroskop a přiblížit jej tak širším masám nejen v západním světě. V roce 2008 kalifornští vědci sestavili mikroskop za necelých deset dolarů (článek na Nature.com z roku 2009) na principu mikroskopických štěrbin. V roce 2011 zase vědci z Univerzity v Kalifornii, podobně jako Foldscope s využitím miniaturní čočky, vytvořili nadstavbu mobilního telefonu, která mohla plnit úlohu mikroskopu. Ten měl ale rozlišení „pouze“ 1,5 mikrometru. Foldscope je nejen výrazně levnější, ale také téměř dvakrát podrobnější.

Skládání mikroskopu zabere jen několik minut (zrychlené video):

„Na světě je více než miliarda lidí, kteří čekají na testy, zda jsou nakaženi malárií,“ říká Manu Prakash ve své TED přednášce. A čekají měsíce. Někteří se nedočkají. To vše protože současné mikroskopy nejsou v zemích třetího světa dostupné. „Když moji studenti projeli Indii a další země, zjistili, že mikroskopy, které sem někdo daroval, jsou často buď rozbité, nebo ani nikdo neví, jak je zapnout.“ Jejich skládací mikroskop proto musí odolat nejen tvrdým podmínkám, ale také musí být snadno použitelný.

Ostrost snímků je překvapující, stejně tak snadnost použití s fotoaparátem nebo v různých konfiguracích (fluorescentní látky, stereo pohled apod.). Kromě evidentního využití lékaři k diagnóze nemocí v terénu lze předpokládat, že najde své využití i při osvětě a popularizaci vědy. V západním světě to bude přinejmenším výborná hračka pro děti i dospělé. V Africe nebo Indii pak tohle origami může zachraňovat životy.

  • Aktualizace 12:26: Doplnili jsme video a citát M. Prakashe.
  • Aktualizace 12:58: Doplněna poznámka k funkci baterie a LED.
  • Aktualizace a14:22: Opravili a upřesnili jsme údaje o rozlišení.
Autor:

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

Nový tyranosauroid dostal jméno po kojotovi

Suskityrannus byl po dlouhá léta označován za blíže neidentifikovatelného...

Nově zařazený tyranosauroid byl předchůdce slavného T. rexe, ale do jeho velikosti měl daleko. Dlouho se přitom...

Vědci částečně obnovili činnost zvířecích mozků několik hodin po smrti

Prase domácí

Vědcům se podařilo částečně obnovit činnost v mozku zvířat zabitých o několik hodin dříve. Speciální umělý oběh znovu...

Poslední šance přihlásit se. Ukažte co dokážete na Maker Faire 2019

3D tisk je základem mnoha DIY projektů, narazíte na něj na každém kroku.

Být šikovným kutilem a vynálezcem je skvělé. Nabízet úžasné produkty a služby pro tvůrce je výborné. Ukázat co umíte...

Jaguar XF 20d AWD 2017 · DPH
Jaguar XF 20d AWD 2017 · DPH

r.v. 2017, naj. 55 247 km, diesel
650 000 Kč (s DPH)

Najdete na iDNES.cz