发展中世界许多地区存在一种奇特的科技真空。那些拥有先进移动电话网络的地方,却可能缺乏诊断和治疗严重疾病所需的现代化医疗设施。其结果是,比如在饱受疟疾、肺结核和艾滋病困扰的南非偏远村庄,人们或许能够联系到顶尖的医疗专家,却没有任何办法应用他们的知识。
加州大学伯克利分校的研究人员正通过CellScope来弥合这一差距。CellScope是一款连接到配备摄像头的手机上的显微镜,能够产生两种成像方式:明场显微镜和荧光显微镜。CellScope可以拍摄疾病样本的放大图像,并将其传输到全国乃至全球的医疗实验室。其目标是利用移动通信网络,为医疗人员提供一种经济有效的方式,以便在缺乏先进显微设备的地方筛查血液和传染性疾病。
科学家们已经通过两种测试案例展示了CellScope的潜力。他们使用白光成像了镰状细胞贫血症的红细胞以及引起疟疾的寄生虫。他们还使用LED灯和荧光染料识别了痰液样本中的肺结核细菌。荧光技术因其选择性正日益被吹捧为临床成像的未来。在荧光显微镜技术中,某些样本,如肺结核细菌,可以被染色,当暴露于紫外线辐射时会发光。迄今为止,只有少数疾病使用荧光染料进行了检查,但David Breslauer,该研究的联合首席作者,也是加州大学旧金山分校/加州大学伯克利分校生物工程研究生项目的研究生,表示,随着荧光显微镜的普及,医学研究人员可能会以这种方式针对越来越多的病原体。
CellScope的测试使用了现成的3.2百万像素手机。根据Breslauer的说法,手机图像传感器预期的改进将提升每张照片携带的信息量。现场工作人员可能很快就能用五张照片捕捉到足够多的诊断细节,而不是像现在这样需要拍50张照片才能提供足够的数据。处理能力的提升也将提高生产力,使手机中的软件能够促进现场诊断。
CellScope的临床和现场试验将持续到2010年。要将该设备缩小到一个紧凑且足够坚固的包装,以便在偏远地区使用,需要显著的制造进步。但不仅医疗界感兴趣:农业专家已经与伯克利的研究人员接洽,希望了解他们的技术是否可以用于远程检测作物疾病。
它是如何工作的

Steve Karp | NULL
LED的颜色根据应用的荧光染料来选择。例如,为了检测结核杆菌的存在,研究人员使用高功率蓝色LED来照亮样本。光线穿过样本和物镜后,一个发射滤光片会阻挡除特定于结核杆菌的绿色荧光染料发出的光之外的所有光线。发绿光的微生物在黑暗的背景下很容易被检测到。为了检测尚未开发出可靠荧光染料的疟疾寄生虫,则会移除LED和两个滤光片,研究人员使用常规光或明场显微镜来照亮样本。CellScope原型机已经实现了28倍的有效放大倍率和1.2微米的空间分辨率,细节足以筛查和诊断这些常见疾病。















