Foldscope - Foldscope

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Montagem de um Foldscope

Projeto, componentes e uso de Foldscope . (A) Layout CAD de componentes de papel Foldscope em uma folha A4. (B) Esquemático de um Foldscope montado que ilustra a panorâmica e (C) vista em corte transversal que ilustra a focagem baseada em flexão. (D) Componentes e ferramentas Foldscope usados na montagem, incluindo componentes de papel Foldscope, lentes esféricas, bateria tipo botão, LED montado na superfície, interruptor, fita de cobre e filtros poliméricos. (E) Diferentes modalidades montadas a partir de papel colorido. (F) Usuários iniciantes demonstrando a técnica de uso do Foldscope. (G) Demonstração do design robusto em campo, como pisar com os pés.

Um Foldscope é um microscópio óptico que pode ser montado a partir de componentes simples, incluindo uma folha de papel e uma lente . Foi desenvolvido por Manu Prakash e projetado para custar menos de US $ 1 para ser construído. É parte do movimento " ciência frugal ", que visa disponibilizar ferramentas baratas e fáceis para uso científico no mundo em desenvolvimento.

História

O princípio básico de usar uma pequena lente esférica mantida perto do olho remonta a Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), que foi o primeiro a ver organismos unicelulares usando tal lente em um dispositivo de seu próprio projeto.

O Foldscope foi desenvolvido por uma equipe liderada por Manu Prakash, professor assistente de bioengenharia na Stanford School of Medicine . O projeto foi financiado por várias organizações, incluindo a Fundação Bill & Melinda Gates , que concedeu uma doação de US $ 100.000 para pesquisas em novembro de 2012.

A ideia de criar um microscópio de baixo custo surgiu em Prakash em 2011, quando ele estava em uma estação de campo na Tailândia . Ele observou que a estação tinha um microscópio muito caro, mas que todos tinham medo de usá-lo porque era frágil e valia mais do que o salário da maioria das pessoas. Ele queria criar um microscópio acessível que fosse versátil e robusto o suficiente para funcionar em condições de campo. Ele também queria criar um dispositivo que as pessoas sentissem que eram donos, o que é parte da razão pela qual o Foldscope vem em um kit para ser montado. Ele desenvolveu o primeiro protótipo em 2014.

Detalhes

Um Foldscope é um microscópio óptico que pode ser montado a partir de uma folha perfurada de cartolina , uma lente de vidro esférica, um diodo emissor de luz e um painel difusor, junto com uma bateria de relógio que alimenta o LED. Depois de montado, o Foldscope tem o tamanho aproximado de um marcador. O Foldscope pesa 8 gramas e vem em um kit com lente que aumenta 140 vezes. No entanto, usar uma câmera de telefone e aumentar o zoom pode aumentar a ampliação de 1400 vezes. O kit também inclui ímãs que podem ser colados no Foldscope para prendê-lo a um smartphone, permitindo ao usuário tirar fotos da ampliação. O poder de ampliação é suficiente para permitir a localização de organismos como Leishmania donovani e Escherichia coli , além de parasitas da malária. Um Foldscope pode ser impresso em uma folha de papel A4 padrão e montado em sete minutos. Prakash afirma que o Foldscope pode sobreviver a condições adversas, incluindo ser jogado na água ou cair de um prédio de cinco andares.

Seguindo a primeira geração de Foldscopes simples, doze variantes de Foldscopes de diagnóstico médico estão em desenvolvimento, com cada tipo sendo projetado especificamente para auxiliar na identificação de um organismo causador de doença em particular. Incluído com cada Foldscope, uma imagem é fornecida do micróbio particular para procurar em cada variante específica da doença. Para permitir que várias pessoas os usem ao mesmo tempo, cada microscópio é capaz de projetar imagens com um projetor embutido. O Foldscope foi projetado para ser montado pelo usuário final e, portanto, é codificado por cores para ajudar na montagem. Cada unidade custa menos de um dólar americano para ser construída, com estimativas variando de 50 centavos a 97 centavos.

Usos

A Fundação Gordon e Betty Moore financiou o projeto "Dez Mil Microscópios" sob o qual Prakash planeja doar 10.000 kits Foldscope para as partes interessadas, incluindo estudantes para pesquisa. Os projetos eventualmente se expandiram para 50.000 kits Foldscope. Aqueles que receberam os kits foram encorajados a compartilhar suas experiências usando o microscópio em um site, Foldscope Explore, para que a equipe de Prakash pudesse ver como as pessoas poderiam usar o Foldscope. Exemplos de usos enviados por testadores incluem um patologista de plantas em Ruanda, que o usou para examinar fungos em plantações de banana, e crianças Maasai na Tanzânia, que o usaram para verificar se há parasitas nas fezes de vacas .

O objetivo deste projeto não é apenas fornecer microscópios para aqueles que de outra forma não teriam acesso a eles, mas também avançar no estudo geral da biomimética . Ao encorajar milhares de voluntários a enviar descobertas sobre os microrganismos que observam em seu ambiente local, Prakash espera encontrar mais organismos que possam fornecer pistas sobre como construir novas ferramentas que aproveitem as habilidades naturais desses organismos.

Em outubro de 2015, o Departamento de Biotecnologia da Índia anunciou um programa para disponibilizar Foldscopes em toda a Índia em 80 faculdades e programas aprovados. Ele será usado como uma ferramenta de ensino para alunos de biologia, química e física. Após o programa piloto, o Departamento espera trabalhar com Prakash para desenvolver mais ferramentas científicas de baixo custo. Conjuntos de Foldscope também serão produzidos e testados no Quênia e em Uganda .

Embora o Foldscope tenha se mostrado útil para uma série de tarefas, atualmente não está adaptado para ser usado como uma ferramenta de diagnóstico médico . Quando testado para o diagnóstico de esquistossomose em Gana , por exemplo, foi impossível evitar a contaminação de amostras de urina porque o Foldscope deve ser colocado em frente à vista. Jim Cybulski, um ex-aluno de graduação de Prakash, está conduzindo pesquisas sobre o uso do Foldscope para testes diagnósticos e está ajudando a desenvolver um Foldscope médico que custará US $ 10 e terá um projetor embutido que permite que várias pessoas vejam a ampliação.