Wissenschaftler des Leibniz-Institutes für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, moderne Mobiltelefone als kompakte Hochleistungsmikroskope einzusetzen [1].
Da Smartphones mit leistungsfähigen Kameras, Prozessoren und Grafikkarten ausgestattet sind, handelt es sich um technisch hoch entwickelte Geräte, die mehr können, als schöne Schnappschüsse zu liefern. Ein Team aus Wissenschaftlern hat sich diese Eigenschaften zu Nutze gemacht und ein Hochleistungsmikroskop entwickelt, das die Kamera des Smartphones als Mikroskopobjektiv nutzt. Herkömmliche, günstige LED-basierte Videoprojektoren fungieren als Beleuchtungsquelle und ein mittels 3-D-Drucker entworfenes Gehäuse stellt sicher, dass die optischen Komponenten korrekt aufeinander ausgerichtet sind. Eine eigens entwickelte Smartphone-App steuert das System und sorgt dafür, dass der Kontrast der Proben durch eine intelligente Beleuchtung optimal verstärkt und die Bildauflösung erhöht wird.
Das so entwickelte Mikroskop liefert innerhalb kürzester Zeit Bilder von biologischen Proben, die bisher nur mittels teurer und großer Laboraufbauten möglich waren. So können beispielsweise fast vollständig transparente Bakterien oder Parasiten in verunreinigtem Trinkwasser aufgespürt werden. Herkömmliche Hellfeldmikroskope sind dazu nicht in der Lage. Kontrastarme Proben können durch das System direkt untersucht werden, sie müssen nicht in Speziallaboren untersucht oder angefärbt werden.
Mit diesem verhältnismäßig preiswerten Mikroskop – die Materialkosten für das vollautomatische portable Gerät liegen bei weniger als 100 Euro – soll in Entwicklungsländern die Lücke in der medizinischen Diagnostik geschlossen werden. Zudem soll es für Bildungszwecke in Schulen und Universitäten eingesetzt werden können. Finanziell gefördert wurden die Forschungsarbeiten durch den Freistaat Thüringen.
1. Diederich B et al (2018) Using machine-learning to optimize phase contrast in a low-cost cellphone microscope. PloS one, 13(3), e0192937