Ваш смартфон теперь увидит то, что не различишь невооруженным глазом – вирусы и частицы вещества нанометрового масштаба. Айдоган Озджан (Aydogan Ozcan), профессор Института инженерного дела и прикладной науки им. Г. Самюэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и его группа создали небольшое съёмное устройство для смартфона, способное искать бактерии и вирусы в полевых условиях – когда нет возможности пользоваться микроскопами и громоздким лабораторным оборудованием. Прибор весит меньше 250 грамм!
Небольшая насадка на смартфон – мощный портативный микроскоп«Платформа может использоваться для распознавания субволновых объектов (в том числе бактерий и вирусов). Она позволяет вести нанотехнологические и биомедицинские исследования в полевых условиях, даже в диких и бедных ресурсами районах», – заявил Озджан.
Устройство – последнее в ряду изобретений ученого, куда входят также детектор аллергенов в пищевых продуктов (на основе видеокамеры мобильного телефона) и прибор для смартфона, выполняющий анализ почек.
Получение четких изображений вирусов и наночастиц – нелегкая задача. Интенсивность оптического сигнала и контрастность объектов, меньших, чем длина световой волны – слишком низки.
В статье, опубликованной в журнале ACS Nano, Озджан подробно описывает изготавливаемый на 3D-принтере флюоресцентный микроскоп, состоящий из цветного светофильтра, внешней линзы и лазерного диода. Диод освещает жидкие или твердые пробы под углом примерно 75 градусов. Наклонное освещение помогает избегать рассеянного света, который иначе бы «портил» желаемое флюоресцентное изображение.
Прибор крепится непосредственно на камеру смартфона. С его помощью группа Озджана смогла обнаружить отдельные цитомегаловирусы. Частицы ЦМВ составляют 150-300 нанометров в толщину; человеческий волос, для сравнения, – примерно 100,000 нанометров. В другом эксперименте ученые нашли наночастицы – маркированные флюоресцентные «бусинки» полистирола величиной в 90-100 нанометров.
Для проверки полученных результатов Озджан и коллеги применили другие приборы – сканирующий электронный микроскоп и софокусный микроскоп со счетом фотонов.