Los microscopios de fluorescencia utilizan tecnología que les permite realizar tareas que no son fáciles de lograr con los microscopios de luz normales. Incluyendo imágenes de moléculas de ADN para detectar y diagnosticar el cáncer, trastornos del sistema nervioso como la enfermedad de Alzheimer, y farmacorresistencia en enfermedades infecciosas.

Estos microscopios funcionan marcando las muestras con moléculas fluorescentes que se "excitan" con un láser. Este proceso emite luz de diferentes colores que el microscopio detecta y utiliza para crear imágenes de muestras etiquetadas con fluorescencia. visualizar objetos que son de 100 a 1000 veces más pequeños que el diámetro del cabello humano. Estos microscopios fluorescentes son caros, voluminosos y relativamente complicados, típicamente haciéndolos disponibles solo en laboratorios de alta tecnología.

Ahora, investigadores del California NanoSystems Institute de UCLA han informado de la primera demostración de imágenes y medición del tamaño de moléculas de ADN individuales utilizando un dispositivo liviano y compacto que convierte un teléfono inteligente común en un microscopio de fluorescencia avanzado.

Dirigido por Aydogan Ozcan, director asociado del UCLA California NanoSystems Institute y profesor rector de ingeniería eléctrica y bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli de UCLA, el equipo de investigación publicó sus resultados en línea el 10 de diciembre en la revista ACS Nano .

La unidad de microscopía móvil es económica, Dispositivo óptico impreso en 3-D que utiliza la cámara del teléfono para visualizar y medir la longitud de hebras de ADN de una sola molécula. El dispositivo incluye un accesorio que crea un alto contraste, Configuración de imágenes de campo oscuro utilizando una lente externa económica, filtros de interferencia de película fina, una etapa de cola de milano en miniatura y un diodo láser que excita las moléculas de ADN marcadas con fluorescencia.

El dispositivo también incluye una aplicación que conecta el teléfono inteligente a un servidor en UCLA, que mide las longitudes de las moléculas de ADN individuales. Las moléculas están etiquetadas y estiradas en chips desechables que encajan en el accesorio del teléfono inteligente.

La aplicación transmite las imágenes sin procesar al servidor, que mide rápidamente la longitud de cada hebra de ADN. Los resultados de la detección de ADN y la medición de la longitud se pueden ver en el teléfono móvil y en computadoras remotas conectadas al servidor de UCLA.

"La capacidad de traducir estas y otras técnicas de microscopía y detección existentes a portátiles de campo, Los instrumentos rentables y de alto rendimiento pueden hacer posibles innumerables aplicaciones nuevas para la medicina en el lugar de atención y la salud mundial. "dijo Ozcan, quien también es profesor del HHMI en el Instituto Médico Howard Hughes. Continuó diciendo que estos dispositivos podrían tener un impacto positivo de gran alcance en los esfuerzos de investigación y educación en países en desarrollo o instituciones con recursos limitados. ayudar a democratizar los instrumentos científicos avanzados y las herramientas de medición.

El laboratorio de Ozcan se especializa en imágenes computacionales, dispositivos de detección y diagnóstico para diversas aplicaciones de telemedicina y salud móvil y su trabajo anterior incluye el análisis rápido de muestras de alimentos para detectar alérgenos, muestras de agua para metales pesados ​​y bacterias, recuentos de células en muestras de sangre y el uso de Google Glass para procesar los resultados de las pruebas de diagnóstico. El primer autor de esta investigación es Qingshan Wei, investigador postdoctoral en UCLA Engineering y CNSI, quien ha estado trabajando en el laboratorio de Ozcan en microscopía fluorescente basada en teléfonos móviles y sus aplicaciones biomédicas y ambientales.