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Prototype for Ozcan's lensless microscope

引自科學網
PHYSORG.com2010年4月22日報導，美國科學家發明了一種世界上最小、最輕的微型顯微儀。該新型無透鏡成像技術被認為不僅削減了與醫療照顧相關的成本，還將給資源條件有限的地區提供快捷、廉價的醫學診斷，也將遠端醫療向前推進了一步。
 
美國加州大學洛杉磯分校(UCLA) Henry Samueli工程與用科學院(Henry Samueli School of Engineering and Applied Science)暨加州奈米系統研究所(UCLA's California NanoSystems Institute)的電子工程助理教授艾多安•奧茲坎(Aydogan Ozcan)使用了一種“基於側影成像的無透鏡超寬視野單元監測陣列平臺”(LUCAS, Lensless Ultra-wide-field Cell Monitoring Array platform based on Shadow imaging)的成像技術。LUCAS的特點是，摒棄放大物體所用的透鏡，通過採用發光二極體照亮物體及數位傳感陣列來捕捉影像，從而產生微粒或細胞的全息圖像。分析樣本經由一個小晶片載入，晶片內裝有用以監測健康狀況的唾液或血液塗片。在使用血液塗片時，該顯微儀能準確鑒別出細胞或微粒，如紅細胞、白細胞和血小板等。
 
這台顯微儀和一個雞蛋的重量差不多，僅46克，是一個自成一體的成像設備，其僅有的外設為一個可與智慧手機、掌上電腦（PDA）或電腦相連的USB介面，可經此供電。除了比常規顯微儀更為緊湊輕巧外，該無透鏡顯微儀還省卻了要經過專業技術人員才能分析成像的需要，圖像經由電腦分析後就可即時獲取結果。再加上一些不太昂貴的附件後，還能改裝成一個微分干涉對比顯微儀（differential interference contrast (DIC) microscope亦稱諾瑪爾斯基顯微儀），改裝附件的成本僅100美元至200美元。微分干涉對比顯微儀可用以獲取樣本的密度資訊，通過突出線條和邊緣的對比度來形成看似立體的圖像。
 
這台功能強大、成本低廉的無透鏡顯微儀可裝入一個極小包裝；大量設計元素將使其在資源條件有限的地區，特別是非洲的一些國家大顯身手，幫助監測諸如瘧疾、愛滋病和肺結核等疾病。
 
在以上地區，醫療的兩個關鍵需求是：易用性和耐久性。該顯微儀的使用將培訓減至最低程度，其大視野成像的特點，令樣本不再需要在顯微儀內進行掃描或精確對齊；操作簡單到只需將樣本裝滿晶片，然後將其移至顯微儀邊上的一個槽內；由於其具有大孔徑，還能避免因碎屑阻塞光源引起的問題；另外，由於幾乎沒有活動部件，使得顯微儀相當堅固；而且還能被數位化集成為遠端醫療網路的一部分，成為填補基礎設施和移動工具之間缺隙的典範。
 
相關研究成果發表於英國皇家化學會《晶片實驗室Lab on a Chip》雜誌網路版。

PHYSORG.com原文報導
Engineer invents world's smallest, lightest telemedicine microscope
April 22, 2010 By Jennifer Marcus and Mike Rodewald