美科学家制造可检测疾病和水质的手机
时间:2017-12-08

  科学网 - 美国科学家制造的手机可以检测疾病和水质

  点击

  最近,美国电子工程师奥多甘(Aydogan Ozcan)领导的一个实验室开发了一种有特色的原型手机:它可以用来监测艾滋病患者和疟疾患者的身体状况,以及检测受影响地区的未开发或水质。在这款手机上,研究人员介绍了一种创新的成像技术,目前在加州大学伯克利分校工作的Ozcan教授发明了这项技术。

  Ozcan教授发明的技术被称为基于阴影成像的无镜头超宽视野监控阵列平台(LUCAS),已成功应用于上述手机和网络摄像机。无论是手机还是照相机,实际上都是采用相同的成像方法:利用短波长的蓝光照射血液,唾液或其他液体样本,然后通过传感器阵列捕获样本的颗粒图像。

  手机可以检测疾病和水质

  由于液体样品中不同颗粒的不同衍射图案,LUCAS通过与现有微粒库的定制开发的比较,快速识别样品中的微粒类型。然后,人们可以使用他们的手机将他们从卢卡斯收集到的数据发送到医院进行进一步的分析和诊断,或者使用USB接口将数据传输到计算机,然后传输到医疗机构。

  但是,LUCAS手机并不是显微镜的替代品,而是一种补充手段。显微镜下的图像比由LUCAS产生的颗粒状和像素化的图像更微妙。然而,LUCAS也有其自身的优势:在很多情况下,人们无法随时携带显微镜,但LUCAS手机可以及时识别液体样品中颗粒的类型,并完成计数。此外,由于LUCAS成像不需要镜头,所以只有一个因素可以限制LUCAS手机的尺寸:构建LUCAS的芯片尺寸。

  奥茨坎教授说:LUCAS技术不仅可以用于医疗保健领域,细胞生物学也有很好的前景。一般来说,研究人员使用流式细胞仪计数血液中的细胞数量,流式细胞仪一次仅记录一个细胞,而LUCAS成像可以同时记录数千个细胞,其准确性不超过流式细胞仪。

  2008年12月5日,Ozcan教授在“芯片实验室”上发表文章说,经过一系列的改进,他创造了第二代LUCAS全息LUCAS。在改进之后,全息LUCAS可以识别更小的颗粒,例如第一代LUCAS无法做到的大肠杆菌。通过改变光源的空间位置,由全息LUCAS捕获的二维粒子图像包含比经典粒子成像更多的信息。

  Ozcan教授今后几年的计划是将LUCAS系统整合到手机等手持设备中,即使在偏远地区,人们也能及时监控疾病流行情况,使医疗机构能够进行预防和控制在关键地区开展工作,另外还可以利用LUCAS系统监测饮用水中的有害微粒等水质,在日本展示LUCAS系统之后,东京大学和九州大学的科学家也联系了Ozcan教授希望能够用这个系统来救灾。