Handy lässt sich in Profi-Mikroskop verwandeln

Kostengünstige Polymer-Linsen erlauben sehr einfach komplexe biomedizinische Analysen. [...]

Wissenschaftler der Hongkonger Universität haben zusammen mit US-Kollegen einen Weg gefunden, um herkömmliche Smartphones in praktische, portable Fluoreszenzmikroskope zu verwandeln. So lassen sich komplexe biomedizinische Analysen schnell und kostengünstig durchführen. Hierfür greifen die Forscher auf flüssige Polymere zurück, die in Form von kleinen verschiedenfarbigen Objektivlinsen direkt auf die Handy-Kamera aufgesteckt werden. So können Zellen beobachtet werden, um Veränderungen im Genmaterial zu erkennen oder Tumore aufzuspüren.

Multifunktionale Linsenmodule

„Fluoreszenzmikroskopie ist in vielen Fachbereichen allgegenwärtig, zum Beispiel in der Zell- und Molekularbiologie, der Gesundheitsindustrie, der Umweltüberwachung oder der Lebensmittelhygiene“, stellt Bo Dai, Projektmitarbeiter und PostDoc-Student am Department of Information Engineering der Chinesischen Universität Hongkong klar. Bei biomedizinischen und klinischen Anwendungen sei eine fluoreszente Bildgebung zudem besonders wichtig, um Zellen, Proteine und andere interessante Moleküle mit hoher Sensibilität und Präzision zu untersuchen.

Konventionelle Fluoreszenzmikroskope haben allerdings das Problem, dass sie meist sehr klobig sind und sich deshalb nicht gut für Vor-Ort-Diagnosen eignen. Genau hier setzt die neue Technologie an, die sich „Handheld Smartphone-Fluorescence Microscope“ (HSFM) nennt. „Unsere Arbeit liefert multifunktionale Linsenmodule der nächsten Generation für mobile Smartphone-Mikroskopie“, bringt es Dai auf den Punkt. Im Moment befinde man sich zwar noch in einem frühen Entwicklungsstadium. „In Zukunft könnten die kostengünstigen HSFM-Module aber massenweise hergestellt werden und verschiedenste individuelle Anwendungen übernehmen“, so der Forscher.

Geeignet für verschiedene Handys

Bei ihren Experimenten haben Dai und sein internationales, interdisziplinäres Team mehrere verschiedenfarbige Linsen verwendet. Diese lassen sich aufgrund ihrer Kompaktheit leicht auf einer ganzen Reihe von Handy-Modellen unterschiedlicher Hersteller anbringen und leiten je nach konkreter Zusammensetzung nur bestimmte Lichtstrahlen an den Sensor der Handy-Kamera weiter. Jede Linse lässt sich nach Gebrauch einfach wieder abmontieren oder austauschen.

Mithilfe ihres Test-Setups waren die Forscher in der Lage, Untersuchungen wie etwa das Beobachten und Zählen von Zellen schnell und unkompliziert per Smartphone zu erledigen. „Wir konnten klar zwischen individuellen Zellen unterscheiden und die Zellkonzentration berechnen. Die Ergebnisse, die wir mit unserer HSFM-Technik erzielten, stimmten hervorragend genau mit den Resultaten überein, die wir mit herkömmlichen Zellzählern erreicht hätten“, schildert Dai.