Australiska forskare från ARC Center of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP) har utvecklat ett 3D-utskrivbart 'clip-on' som kan göra vilken smartphone som helst till ett fullt fungerande mikroskop.

Rapporterad i forskningstidskriften Vetenskapliga rapporter , smarttelefonmikroskopet är tillräckligt kraftfullt för att visualisera prover så små som 1/200-dels millimeter, inklusive mikroskopiska organismer, djur- och växtceller, blod celler, cellkärnor och mer.

Clip-on-tekniken är unik genom att den inte kräver någon extern ström eller ljuskälla för att fungera men erbjuder kraftfull mikroskopisk prestanda i ett robust och mobilt handhållet paket.

Och forskarna gör tekniken fritt tillgänglig, dela 3D-utskriftsfilerna offentligt så att alla – från forskare till vetenskapligt nyfikna – kan förvandla sina egna smartphones till mikroskop.

Huvudutvecklare och CNBP Research Fellow vid RMIT University, Dr Antony Orth, anser att tekniken har en enorm potential som ett vetenskapligt verktyg, en som är idealisk för användning i avlägsna områden och för fältarbete där större fristående mikroskop är otillgängliga eller opraktiska.

"Vi har designat ett enkelt mobiltelefonmikroskop som drar nytta av den integrerade belysning som finns med nästan alla smarttelefonkameror, "säger Dr Orth.

Clip-on har konstruerats med interna belysningstunnlar som styr ljuset från kamerablixten för att belysa provet bakifrån. Detta övervinner problem som ses med andra mikroskopi-aktiverade mobiltelefonenheter, säger Dr Orth.

"Nästan alla andra telefonbaserade mikroskop använder externt drivna ljuskällor medan det finns en helt bra blixt på själva telefonen, "förklarar han." Externa lysdioder och strömkällor kan göra dessa andra system förvånansvärt komplexa, skrymmande och svår att montera."

"Det fina med vår design är att mikroskopet är användbart efter ett enkelt monteringssteg och kräver ingen extra belysningsoptik, minskar kostnaden och komplexiteten för montering avsevärt. Clip-on kan också 3D-utskrivas vilket gör enheten tillgänglig för alla med grundläggande 3D-utskriftsmöjligheter."

En ytterligare fördel som Dr Orth noterade är att clip-on gör det möjligt att utföra både ljusfälts- och mörkfältsmikroskopitekniker. Ljusfältmikroskopi är där ett prov observeras på en ljus bakgrund. Omvänt, mörkt fält visar exemplaret belyst på en mörk bakgrund.

"Den tillagda mörkfältsfunktionaliteten låter oss observera prover som är nästan osynliga under konventionell ljusfältsdrift som celler i media, "säger han." Att ha båda funktionerna i en så liten enhet är extremt fördelaktigt och ökar det aktivitetsintervall som mikroskopet framgångsrikt kan användas för. "

Dr Orth tror att de potentiella tillämpningarna för smartphonemikroskopet är enorma.

"Vårt mobilmikroskop kan användas som ett billigt och bärbart verktyg för alla typer av övervakning på plats eller avlägset område."

"Vattenkvalitet, blodprover, miljöobservation, tidig upptäckt och diagnos av sjukdomar - det är alla områden där vår teknik enkelt kan användas med god effekt. "

Dr Orth ser en betydande fördel i utvecklingsländerna för enheten.

"Kraftfulla mikroskop kan vara få och långt mellan i vissa regioner, "säger Dr Orth." De finns ofta bara i större befolkningscentrum och inte i avlägsna eller mindre samhällen. Ändå kan deras användning inom dessa områden vara av avgörande betydelse - för att bestämma vattenkvaliteten för dricka, genom att analysera blodprov för parasiter, eller för sjukdomsdiagnostik inklusive malaria."

För att säkerställa att denna teknik kan användas över hela världen, filerna för 3D-utskrift av mikroskopklippet görs fritt tillgängliga. De finns tillgängliga för nedladdning på CNBP:s webbplats - http://cnbp.org.au/online-tools.

"Helst, ett telefonmikroskop bör dra nytta av den integrerade blixt som finns i nästan alla moderna mobiler, undvika behovet av extern belysning och ström. Det ska också vara så kompakt och lätt att montera som möjligt. Det är denna designfilosofi som inspirerade oss i utvecklingen av detta tilläggsklipp, "säger Dr Orth.

Det nya telefonmikroskopet har redan testats av Dr Orth och hans CNBP-kollegor på ett antal områden, framgångsrikt visualisera prover från cellodling, till zooplankton för att leva nötkreatursperma till stöd för tester av fertiliteten hos boskap.