โรคติดเชื้อ เช่น มาลาเรียยังคงเป็นสาเหตุการตายอันดับต้นๆ ในหลายภูมิภาค ส่วนหนึ่งเป็นเพราะคนที่นั่นไม่สามารถเข้าถึงเครื่องมือวินิจฉัยทางการแพทย์ที่สามารถตรวจหาโรคเหล่านี้ได้ (รวมถึงโรคที่ไม่ติดเชื้อหลายชนิด) ในระยะแรก เมื่อการรักษามีขอบเขตมากขึ้น เป็นความท้าทายที่นักวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญ โดยมีเป้าหมายเพื่อทำให้การดูแลสุขภาพเป็นประชาธิปไตยสำหรับผู้ด้อยโอกาสทางเศรษฐกิจทั่วโลก เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้พัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการตรวจ
สอบเซลล์ชีวภาพซึ่งมีขนาดเล็กพอที่จะใส่ในเลนส์ของสมาร์ทโฟนได้
แม้ว่าจนถึงขณะนี้เราได้ทดสอบในห้องปฏิบัติการเท่านั้น เราหวังว่าในอนาคต นาโนเทคโนโลยีนี้จะช่วยให้สามารถตรวจหาโรคในสถานพยาบาลในโลกแห่งความเป็นจริงโดยใช้อุปกรณ์พกพาเพียงอย่างเดียว เราหวังว่างานของเราจะช่วยรักษาชีวิตผู้คนนับล้านได้ในที่สุด
ความสามารถในการตรวจสอบเซลล์ชีวภาพผ่านกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นส่วนสำคัญของการวินิจฉัยทางการแพทย์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเฉพาะของเซลล์ที่สามารถสังเกตเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์มักจะบ่งบอกถึงโรค ตัวอย่างเช่น ในกรณีของมาลาเรีย วิธีการตรวจหาที่ได้มาตรฐานระดับทองเกี่ยวข้องกับการใช้ภาพกล้องจุลทรรศน์เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจงในเซลล์เม็ดเลือดแดงของผู้ป่วย
แต่เซลล์ชีวภาพสามารถซ่อนตัวได้ดี คุณสมบัติภายในหลายอย่างโปร่งใสจริงและแทบมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ทั่วไป ในการทำให้คุณลักษณะเหล่านี้มองเห็นได้ เราจำเป็นต้องใช้กลอุบาย วิธีหนึ่งคือการแนะนำการย้อมสีด้วยสารเคมี ซึ่งจะเพิ่มความแตกต่างให้กับลักษณะโปร่งใสของเซลล์
วิธีการอื่นๆ ใช้กระบวนการที่เรียกว่า “การสร้างภาพระยะ” การถ่ายภาพแบบเฟสใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าแสงที่ผ่านเข้าไปในเซลล์มีข้อมูลเกี่ยวกับส่วนที่โปร่งใสของเซลล์ และทำให้ข้อมูลนี้มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์
วิธีการสร้างภาพเฟสแบบเดิมอาศัยส่วนประกอบขนาดใหญ่ เช่นปริซึมและการตั้งค่าสัญญาณรบกวน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายหลายพันดอลลาร์ นอกจากนี้ อุปกรณ์ราคาแพงและขนาดใหญ่ไม่สามารถจัดหาได้ง่ายในพื้นที่ห่างไกลและประเทศที่ด้อยโอกาสทางเศรษฐกิจ ความพยายามทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การใช้ประโยชน์จากนาโนเทคโนโลยีเพื่อแทนที่ส่วนประกอบออปติกขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม
ยังคงใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่หรือหมุนด้วยกลไก เนื่องจากข้อกำหนด
ด้านพื้นที่ของชิ้นส่วนเหล่านี้ จึงเข้ากันไม่ได้กับส่วนประกอบออปติคอลที่แบนเรียบและการรวมที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ
เราได้พัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถทำการถ่ายภาพเฟสทันทีโดยไม่มีข้อจำกัดเหล่านี้ โซลูชันของเรามีความหนาเพียงไม่กี่ร้อยนาโนเมตร และสามารถรวมเข้ากับเลนส์กล้องได้ในรูปแบบของฟิล์มแบนที่ด้านบนของเลนส์
ในสิ่งพิมพ์ล่าสุด ของเรา ใน ACS Photonics เราได้ให้รายละเอียดว่าเราประสบความสำเร็จในการสาธิตการใช้วิธีนี้ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการด้วยวัตถุโปร่งใสที่สร้างขึ้นโดยเทียมได้อย่างไร วัตถุมีขนาดเพียงไม่กี่ไมโครเมตร และเทียบได้กับเซลล์ชีวภาพ
เนื่องจากวิธีนี้ทำให้สามารถถ่ายภาพแบบเฟสได้ แต่ไม่สามารถจัดการกับการขยายของวัตถุขนาดเล็ก เช่น เซลล์ได้ ปัจจุบันยังคงต้องใช้เลนส์ขนาดใหญ่เพื่อให้กำลังขยาย อย่างไรก็ตาม เรามั่นใจในอนาคตว่าอุปกรณ์ของเราสามารถรวมเข้ากับเลนส์แบนได้ ซึ่งเกิดจากความก้าวหน้าอื่นๆ ในนาโนเทคโนโลยี
มันจะพาเราไปที่ไหน?
ความท้าทายสำหรับต้นแบบอุปกรณ์ปัจจุบันคือต้นทุนการผลิตประมาณ 1,000 ดอลลาร์ออสเตรเลีย เราใช้วิธีการแปรรูปนาโนที่มีราคาแพงหลายวิธีซึ่งใช้สำหรับการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ด้วย
ที่กล่าวว่า ด้วยการใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตชิป เราเชื่อว่าเราอาจประสบความสำเร็จในการผลิตอุปกรณ์นี้อย่างรวดเร็วและต้นทุนต่ำภายในไม่กี่ปีข้างหน้า
จนถึงตอนนี้เราได้ทำงานนี้ในห้องแล็บเท่านั้น การที่เทคโนโลยีจะพร้อมใช้งานในอุปกรณ์เคลื่อนที่ทางการแพทย์นั้นจำเป็นต้องได้รับความร่วมมือจากวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ที่เชี่ยวชาญในการพัฒนาเครื่องมือดังกล่าว
วิสัยทัศน์ระยะยาวของเราสำหรับเทคโนโลยีนี้คือการอนุญาตให้อุปกรณ์พกพาตรวจสอบตัวอย่างทางชีวภาพในแบบที่ยังไม่สามารถทำได้
นอกเหนือจากการตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์ทางไกลแล้ว ยังสามารถตรวจหาโรคที่บ้านได้ ซึ่งผู้ป่วยสามารถรับสิ่งส่งตรวจของตนเองผ่านทางน้ำลายหรือเลือด จากนั้นส่งภาพไปยังห้องปฏิบัติการที่ใดก็ได้ในโลก
crdit : สล็อตโรม่าเว็บตรง / สล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรง
