Наладонный микроскоп

На смену нынешним массивным и дорогим микроскопам могут придти существенно меньшие и дешевые. Это стало возможным после того, как исследователям удалось с помощью комбинации точечной оптики, микрофлюидной техники и приборов с зарядовой связью (ПЗС) собрать работающий микроскоп на одном чипе.

Достаточно небольшой, сравнимый с мобильным телефоном или подобным наладонным устройством, оптофлюидный микроскоп, разработанный в Калифорнийском технологическом институте (Калтех), требует для освещения только солнечного света и в массовом производстве может стоить $10. Калтех надеется на заинтересованность производителей в создании наладонной версии для выполнения удаленного мониторинга. Устройство может быть сделано достаточно малым, чтобы имплантировать его в человеческое тело и постоянно наблюдать за циркуляцией крови, чтобы помочь замедлить распространение рака или других болезней.

Микроскоп базируется на ПЗС-сенсоре, покрытым сверху металлической пленкой, на которой вытравливается линия субмикронных отверстий, отстоящих друг от друга на 5 мкм. Каждое отверстие соответствует одному пикселю сенсорного массива. Поверх линии отверстий в прозрачном материале на ширину сенсора вытравливается микроканал для жидкости, по отношению к которому линия отверстий диагональная. Образец «плывет» по каналу под действием либо силы тяжести, либо небольшой разности потенциалов, а вся сборка освещается солнечным светом.

По мере того как образец проходит поверх отверстий, все объекты в жидкости постепенно заслоняют свет над последовательностью отверстий, формируя частичные изображения, которые записываются на ПЗС. Каждое из отверстий отображает разные части образца, которые затем собираются в полное изображение в соответствии с алгоритмом, реализованном в чипе.

На одном ПЗС может быть размещено тысячи оптофлюидных микроскопов, каждый из которых использует свою диагональ отверстий, что позволяет проводить одновременный анализ множества образцов.