Калифорнийские инженеры создали сверхминиатюрный микроскоп
16:36:07 30.07.2008
Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали сверхминиатюрный безлинзовый микроскоп с высоким разрешением. Его размер меньше десятицентовой монеты, а разрешающая способность сравнима с оптическими микроскопами и составляет от 0,9 до 0,8 микрометров. При серийном выпуске цена нового микроскопа будет не более десяти долларов за штуку. Статья с описанием нового изобретения опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .Новый микроскоп не требует дорогих и больших линз. Он сделан с помощью объединения двух технологий - сенсорного чипа, сделанного на основе КМОП-матрицы (CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor – комплементарные транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник), покрытой сверху металлической оболочкой с множеством микроотверстий, и микрофлюидной технологии – направленного тока очень тонкого слоя жидкости. В совокупности все это дает новое направление в приборостроении, которое получило название оптикофлюидной микроскопии (Optofluidic microscopy).Схема работы микроскопа достаточна проста. Через микрофлюидный канал (microfluidic channel) пускается жидкость, содержащая биологический образец, требующий исследования. Она растекается тонким слоем по металлической подложке с отверстиями. Каждое отверстие соответствует одному пикселю на матрице сенсора (который, по сути, такой же, как и на цифровых фотокамерах). Через пластиковую крышку матрица освещается солнечным светом, который насквозь просвечивает жидкость. Когда объект (например, клетка крови или бактерия), проплывая в жидкости, закрывает отверстия, то количество света, попадающего на матрицу, уменьшается. Это создает изображение, состоящее из освещенных и затененных участков. За счет преобразования аналогового сигнала в цифрой и его последующей обработки достигается увеличение изображения.Крупные микроскопы неудобны в полевых исследованиях и часто ломаются, а миниатюризация их базовой конструкции значительно увеличивает цену приборов. Высокая стоимость уменьшенных вариантов не позволяет закупать их странам третьего мира или простым ветеринарным врачам в провинциальных районах развитых стран. Поэтому наблюдается существенный спрос на дешевые и компактные микроскопы. В настоящий момент ученые ведут переговоры с биоинженерными компаниями о запуске сверхминиатюрного микроскопа в массовое производство.
Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали сверхминиатюрный безлинзовый микроскоп с высоким разрешением. Его размер меньше десятицентовой монеты, а разрешающая способность сравнима с оптическими микроскопами и составляет от 0,9 до 0,8 микрометров. При серийном выпуске цена нового микроскопа будет не более десяти долларов за штуку. Статья с описанием нового изобретения опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .Новый микроскоп не требует дорогих и больших линз. Он сделан с помощью объединения двух технологий - сенсорного чипа, сделанного на основе КМОП-матрицы (CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor – комплементарные транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник), покрытой сверху металлической оболочкой с множеством микроотверстий, и микрофлюидной технологии – направленного тока очень тонкого слоя жидкости. В совокупности все это дает новое направление в приборостроении, которое получило название оптикофлюидной микроскопии (Optofluidic microscopy).Схема работы микроскопа достаточна проста. Через микрофлюидный канал (microfluidic channel) пускается жидкость, содержащая биологический образец, требующий исследования. Она растекается тонким слоем по металлической подложке с отверстиями. Каждое отверстие соответствует одному пикселю на матрице сенсора (который, по сути, такой же, как и на цифровых фотокамерах). Через пластиковую крышку матрица освещается солнечным светом, который насквозь просвечивает жидкость. Когда объект (например, клетка крови или бактерия), проплывая в жидкости, закрывает отверстия, то количество света, попадающего на матрицу, уменьшается. Это создает изображение, состоящее из освещенных и затененных участков. За счет преобразования аналогового сигнала в цифрой и его последующей обработки достигается увеличение изображения.Крупные микроскопы неудобны в полевых исследованиях и часто ломаются, а миниатюризация их базовой конструкции значительно увеличивает цену приборов. Высокая стоимость уменьшенных вариантов не позволяет закупать их странам третьего мира или простым ветеринарным врачам в провинциальных районах развитых стран. Поэтому наблюдается существенный спрос на дешевые и компактные микроскопы. В настоящий момент ученые ведут переговоры с биоинженерными компаниями о запуске сверхминиатюрного микроскопа в массовое производство.