現代的智慧型手機能夠執行看似無止境的各種功能,從拍攝照片、錄製視訊到引導人們避開開交通高峰時段。但你可能還不知道,一旦附加了某種功能配件,手機也可能成為一款性能強大的顯微鏡。

不過,迄今為止,大部份的配件通常比手機本身更大且更笨重。最近,澳洲研究人員們為智慧型手機開發出一種新型的顯微鏡外掛配件,它不需要使用額外的電源或外部光源。

澳洲奈米生物光子學卓越中心(CNBP)的研究團隊為了許多在世界各偏遠地區工作的醫生和科學家設計了這款裝置。主導該計劃的首席開發人員Anthony Orth說:「在一些偏遠地區,功能強大的顯微鏡幾乎找不到。我們通常只能在人口較密集的都會中心購買顯微鏡,而不太可能在偏遠或較小的社區找到,但它們對於這些地區在確定飲用水質、分析血液樣本中的寄生蟲或診斷疾病(包括瘧疾)等用途至關重要。」

CNBP的研究人員在《自然》(Nature)期刊上發表了「用手機閃光燈與環境光打造的雙模手機顯微鏡」(A dual-mode mobile phone microscope using the onboard camera flash and ambient light),解釋如何透過3D印表機打造顯微鏡配件,並透過簡單的鏡片安裝步驟製作出無需外部LED光源與電源的手機顯微鏡。

20180306_Mobile_Scope_NT01P1 澳洲研究人員開發出無需外部光源或電力的外掛顯微鏡配件,可放大1/200mm的物體(來源:CNBP)

上一代的手機用顯微鏡配件需要電池和光源,這對於在現場工作的研究人員來說很不方便。CBNP開發的裝置可以由手機本身供電,並使用手機的手電筒照亮顯微鏡可視區域。顯微鏡的鏡頭就夾在手機的背面,讓使用者能夠放大從手機相機中看到的任何內容。Orth說:「由於外部LED和供電的需求,使得這一類系統變得極其複雜、笨重,而且難以組裝。而我們設計的這款簡單的手機相機顯微鏡,幾乎利用了智慧型手機相機的所有整合照明優勢。」

新型的顯微鏡附件能夠觀察小至1/200毫米(mm)的物體,使其明顯較上一代裝置更有效率。此外,這款裝置還能以任何3D印表機製造,CNBP研究團隊還可免費提供3D列印規格。

值得進一步探討的是如果能導入更多的處理能力與大數據(big data)分析,這款手機顯微鏡的應用將會有多麼地廣泛與開放?研究人員可能透過顯微鏡視訊擷取有關水質、空氣品質和其他攸關健康的資料,然後分享到大數據分析中,以便找出即將出現健康風險的趨勢或警告訊號嗎?業餘的生物學家能用於擷取昆蟲或植物生命的顯微影像,然後繪製出由於天氣模式變遷導致生物多樣性變化嗎?

在這個技術越來越頻繁地用於不確定目的的世界中,知道還有這樣的裝置仍然能夠用於改善人類的狀況著實令人欣慰。

編譯:Susan Hong

(參考原文:3D-printed smartphone microscope magnifies up to 1/200th of a millimeter,by Warren Miller, contributing writer)