Анализатор днк на базе смартфона

Видео: Как измерить Wi-Fi сигнал с помощью смартфона - Программы для андроид

Флуоресцентная микроскопия – это технология позволяющая решать задачи, которые не под силу традиционным световым микроскопам, включая анализ молекул ДНК для диагностики рака, наследственных заболеваний, резистентных инфекций, болезни Альцгеймера и т.д.

Флуоресцентная микроскопия основана на явлении люминесценции (свечения) возбужденных молекул в образце.

С помощью флуоресцентного микроскопа можно видеть разноцветное изображение объекта, который в 100-1000 раз меньше толщины человеческого волоса.

Такое оборудование довольно дорогостоящее, громоздкое и технически сложное, поэтому его в основном применяют в крупных научных лабораториях.

Теперь исследователи из Калифорнийского института наносистем (California NanoSystems Institute) при Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе сообщили о возможности получать флуоресцентные микрофотографии молекулы ДНК с помощью легкого и компактного устройства, которое превращает обыкновенный смартфон в продвинутый флуоресцентный микроскоп.



Команда исследователей во главе с руководителем UCLA California NanoSystems профессором Айдоганом Озканом (Aydogan Ozcan), преподавателем электроинжиниринга и биоинжиниринга Школы инжиниринга и прикладных наук имени Генри Самуэли, опубликовала статью о своей разработке в журнале ACS Nano. Господин Озкан одновременно является профессором Медицинского института имени Говарда Хьюза.



Мобильный микроскоп – это недорогое, большей частью отпечатанное на 3D-принтере оптическое устройство, которое использует камеру смартфона для визуализации одиночных элементов молекулы ДНК. Это устройство включает набор недорогих внешних линз, тонкопленочные фильтры и лазерный диод, который возбуждает молекулы ДНК.

Также в комплектацию устройства входит диск с приложением, которое соединяет смартфон с сервером UCLA, измеряющим длину волны отдельных молекул. Приложение передает «сырое» изображение на сервер университета, который мгновенно изменяет длину волны каждого элемента в ДНК. Результаты измерений поступают на смартфон и будут отображены в виде традиционного цветного изображения.

«Возможность переносить эту и другие техники микроскопии на полевые портативные устройства с низкой стоимостью и высокой эффективностью – это множество новых сфер применения с точки зрения медицины и глобального здравоохранения», - заявляет Озкан в своей статье. Профессор говорит, что подобные устройства окажут большое влияние на развитие науки и образования, особенно в развивающихся странах, которым не по карману дорогостоящие флуоресцентные микроскопы. По его словам, это поможет «демократизировать» современные научные инструменты и приборы.

Лаборатория профессора Озкана специализируется на вычислительной визуализации, инновационных сенсорах и диагностических устройствах, мобильных приложениях для здравоохранения и телемедицинских приложениях. Предыдущие работы, проведенные командой Озкана, были посвящены экспресс-анализу образцов пищи на аллергены, а также анализу образцов воды на тяжелые металлы и бактерии, подсчету клеток крови с помощью Google Glass и обработке результатов диагностических тестов. Один из соавторов этих революционных исследований, научный сотрудник UCLA Engineering Кингшан Вей (Qingshan Wei) принимал участие и в последней работе над флуоресцентным микроскопом.



Данный проект финансировался за счет премии EAGER Award, полученной от Национального научного фонда (NSF). Лаборатория профессора Озкана получает средства от следующих источников: NSF CBET Division Biophotonics Program, Office of Naval Research, Howard Hughes Medical Institute, Army Research Office (ARO) и ARO Life Sciences Division.