Pronto podrías estar mirando criaturas microscópicas con tu teléfono móvil. Crédito: Informes científicos , CC BY-SA
Mis colegas y yo hemos desarrollado un "clip-on" imprimible en 3D que puede convertir su teléfono inteligente en un microscopio completamente funcional.
Hemos publicado el diseño en línea para que cualquiera pueda imprimirlo y modificarlo para adaptarlo a sus necesidades.
¿Pero por qué?
Para muchos diagnósticos médicos, necesita mirar cosas pequeñas, hasta el nivel de celdas individuales. Para hacer eso, necesitas un microscopio.
Durante la última década, los científicos e ingenieros han impulsado a llevar los diagnósticos a los hogares, ya otras áreas donde realmente no puede traer equipos de laboratorio tradicionales.
Los científicos esperan que esto les permita, por ejemplo, detectar la malaria y otros parásitos transmitidos por la sangre en el campo en África.
Y la columna vertebral de muchos dispositivos de diagnóstico médico portátiles es un microscopio basado en teléfonos móviles.
Un buen lugar para empezar
Puede que no piense en su teléfono móvil como algo parecido a un microscopio, pero tiene casi todas las partes que necesita. La lente y el sensor de la cámara están dispuestos exactamente como estarían dentro de un microscopio; todo lo que necesita hacer para obtener un aumento es colocar otra lente en el frente.
La siguiente parte es pensar en cómo iluminarás tu muestra, que a menudo es tan importante como las lentes que usa.
Ha habido un gran trabajo durante la última década más o menos en la ingeniería de microscopios de teléfonos móviles con capacidades asombrosas, por ejemplo, el laboratorio Fletcher en UC Berkeley, y el laboratorio Ozcan en UCLA, y mucho de esto tiene que ver con la iluminación personalizada.
La ingeniería involucrada para ensamblar estos microscopios de teléfonos móviles no es trivial, sin embargo. A menudo, necesita una cantidad decente de habilidad y un laboratorio para poder armar estos dispositivos. Queríamos ver qué tan simple podríamos hacer un microscopio, lo que significa la menor cantidad de piezas adicionales y pasos de montaje posibles.
Guiando el flash
Pensamos que tenía mucho sentido utilizar el flash interno de la cámara para iluminar la muestra. El desafío es que el destello apunta en la dirección incorrecta; debe girarlo para que brille a través de la muestra y hacia la cámara.
Redirigir la luz como esta generalmente requiere algo elegante como un espejo o un prisma. Pero nos dimos cuenta de que el flash de un teléfono es tan brillante que podemos usar el reflejo difuso (resplandor) del plástico normal. Así que diseñamos el clip para que tuviera una serie de túneles que confinaran la luz y la giraran para mirar hacia la muestra y la cámara.
La resina impresa en 3D del clip absorbe mucha luz, que es negro. Pero no es perfectamente negro e incluso la pequeña fracción de luz que atraviesa los túneles y se refleja en la superficie negra es más que suficiente para iluminar una muestra microscópica. Y eso es todo, sin espejos Se necesitan prismas o lentes de iluminación.
Izquierda:Esquema de estructura alámbrica del clip en el dispositivo. La iluminación del flash se indica con la flecha azul. Al golpear el tope de iluminación (hecho de la misma resina impresa en 3D que el resto del clip), esta luz se refleja de manera difusa hacia la muestra y luego a través del objetivo hacia la cámara. Derecha:modelo 3D en corte del dispositivo con clip, mostrando los túneles de iluminación. Crédito: Informes científicos , CC BY
Luz y oscuridad
Próximo, por supuesto, necesitas algo para mirar. El estanque local es un buen lugar para comenzar. Ponga un poco de agua en un portaobjetos o en un tubo capilar y encontrará muchos microorganismos de aspecto atractivo que siguen con sus vidas.
Este tipo de iluminación se llama microscopía de campo brillante. Pero en realidad fuimos un poco más lejos y demostró que puede apagar el flash y usar el sol para realizar microscopía de campo oscuro, donde la muestra está iluminada, pero el campo que lo rodea está oscuro.
El clip está diseñado de tal manera que la luz solar (o la luz ambiental de la habitación) quede atrapada en el portaobjetos de muestra de vidrio, y solo se puede redirigir a la cámara del teléfono móvil si golpea un objeto en la muestra. Si el portaobjetos de muestra está vacío, el fondo es oscuro (por lo tanto, campo oscuro). Si hay un objeto, brilla intensamente sobre el fondo oscuro, y como tal, esta es una excelente manera de detectar objetos realmente sutiles, como células (que en su mayoría son agua) sentadas en el agua.
Lo que esperamos es que nuestro diseño, o algo parecido, se usa para ultra simple, Dispositivos baratos y robustos basados en teléfonos móviles, ya sea para diagnósticos médicos en áreas desatendidas como el remoto interior de Australia y África central. o monitorear las poblaciones de microorganismos en las fuentes de agua locales.
Hemos publicado el diseño en línea para que cualquiera pueda imprimirlo y modificarlo para adaptarlo a sus necesidades. Esta parte es importante porque la misión de la microscopía de bajo costo es facilitar el acceso a este equipo de alta tecnología. Esto se logra mejor cuando todos tienen la oportunidad de hacer uno para sí mismos o de adaptarlo libremente.
El clip se puede imprimir con cualquier impresora 3D (preferimos la familia de impresoras Formlabs) y necesitará resina negra. El costo en resina por clip es típicamente de un par de dólares como máximo. También necesitará una lente para colocar el clip. Compramos el nuestro en un minorista en línea y luego retiramos la lente del módulo de la cámara.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. 
