從神經科學研究到手機顯微鏡

它始於神經科學實驗室。

Andrea Antonini 與位於熱那亞的意大利理工學院 (IIT) 的其他神經科學家一起研究內窺鏡顯微鏡——本質上是人體內部器官的顯微成像。 但是顯微鏡領域比較小，他想干點大事。

有一天，他在顯微鏡實驗室四處閒逛時，意識到他 可以在他的手機上使用其中一些鏡片. 這是他的重要時刻。 “我看到了利用技術為消費電子產品製造產品的機會。”

這是一個例子，說明在基礎探索性科學中產生的想法如何找到一個完全不同的利基市場，評論 托馬索費林，IIT 神經科學小組的負責人，該小組使用光敏蛋白來闡明大腦如何處理感覺信息。 為了填補這一空缺，他們開始 3D 打印非常柔軟的聚合物鏡片，目的是“將手機變成強大的便攜式數字顯微鏡”。

2015 年，兩人成立了一家衍生公司 SmartMicroOptics，一年後安東尼尼開始全職工作。 最終，他的妻子和一名營銷專家加入了他的行列，擔任管理員。

這些柔韌的鏡片變成了產品 Blips：貼在薄膜上的微型鏡片，貼在手機或平板電腦上。 取決於型號, 這允許大約 8–45 倍的放大倍數和高達 3 微米的分辨率。 這是一款非常簡單的按壓即用產品。

Blips 帶來了更先進的盒裝移動顯微鏡套件，可以實現 1 微米以下的細節。 這個系統被稱為 DIPLE。 產品的盒子也是“系統的機械結構”，Antonini 解釋說，他在大約一分鐘內順利地組裝了套件。 這種結構裝有電池供電的光源，並作為平台（“舞台”）的底座，用戶可以在其中擰入鏡頭。

根據型號的不同，套件還配有普通滑軌； 用昆蟲、植物和血液樣本製備的載玻片； 顯微鏡尺； 以及移液器和鑷子等其他物品。 整個套件重一磅多一點，即使是中學生也可以輕鬆安裝。 當然，因為它是圍繞智能手機設計的，所以可以使用放大功能拍攝照片和視頻。

它不是唯一可用的便攜式顯微鏡，但“在我看來，我們擁有最佳的性價比，”Antonini 相信。 目前正在運行帶有平台、光源和鏡頭的套件 從大約60 美元至 155 美元. 他說，這意味著班級中的每個學生都可以擁有自己的個人顯微鏡系統，其價格與教室內的單個傳統顯微鏡相同。

公司經歷了一些風風雨雨。 Blips 和 DIPLE 最初是在旨在粉碎目標的 Kickstarter 活動中推出的，該公司在大流行病襲來之前取得了一些早期的成功。 這導致了現在熟悉的特定組件的供應鏈問題，但也導致了客戶關注點的一些變化。

例如，在一次促銷活動中，SmartMicroOptics 與一家頭蝨洗髮水公司合作，提供一個 Blips 鏡片和一瓶洗髮水。 因此，孩子們或他們的家人將能夠檢測到蝨子是否已被洗髮水根除。 在大流行期間，蝨子不再是一個問題，因為孩子們不會在學校聚集在一起，在寄生蟲周圍傳播。

近年來，研究人員和衛生工作者也一直在以更複雜的方式嘗試 DIPLE。 它已經過測試 診斷細菌性陰道病 在美國，以及盧旺達和哥斯達黎加的水質。 比薩大學的研究人員也嘗試將 DIPLE 應用於瘧疾檢測。 （臨床使用需要認證。）

Antonini 認為，可移植性可以使其在遠程和低資源環境中發揮作用； 他說，這種輕型電池可以連續使用長達兩天。 此外，根據 Antonini 的說法，便攜式系統對於現場樣品的預篩選非常有用，可以將顯微鏡帶到現場而不是將樣品帶到實驗室。 當然，DIPLE 無法與傳統顯微鏡相提並論，但它可能是一種有用的補充。

如果他們能夠擴展，Antonini 希望根據人們的要求創建特定主題的工具包。 例如，海洋生物學家表達了對與物體的工作距離更大的鏡頭的需求，而農學家則要求定制工具來檢查土壤結構。

如果每個學生、科學家和只是好奇的人基本上都能在口袋裡攜帶顯微鏡，那麼向所有人開放自然世界的前景就會令人眼花繚亂。

這個故事是在歐洲研究委員會 (ERC) 資助的意大利理工學院 (IIT) 的駐校記者獎學金期間報導的。