小小配件打造出手机显微镜

智能手机的用途越来越广泛,让用户们玩都玩不完,像是从拍摄照片、录制视讯到引导人们避开开交通高峰时段等。但你可能还不知道,一旦附加了某种功能配件,手机也可能成为一款性能强大的显微镜。不过,迄今为止,大部份的配件通常比手机本身更大且更笨重。最近,澳洲研究人员们为智能型手机开发出一种新型的显微镜外挂配件,它不需要使用额外的电源或外部光源。

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澳洲奈米生物光子学卓越中心(CNBP)的研究团队为了许多在世界各偏远地区工作的医生和科学家设计了这款装置。主导该计划的首席开发人员Anthony Orth说:「在一些偏远地区,功能强大的显微镜几乎找不到。我们通常只能在人口较密集的都会中心购买显微镜,而不太可能在偏远或较小的小区找到,但它们对于这些地区在确定饮用水质、分析血液样本中的寄生虫或诊断疾病(包括疟疾)等用途至关重要。」CNBP的研究人员在《自然》(Nature)期刊上发表了「用手机闪光灯与环境光打造的双模手机显微镜」(A dual-mode mobile phone microscope using the onboard camera flash and ambient light),解释如何透过3D打印机打造显微镜配件,并透过简单的镜片安装步骤制作出无需外部LED光源与电源的手机显微镜。

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上一代的手机用显微镜配件需要电池和光源,这对于在现场工作的研究人员来说很不方便。CBNP开发的装置可以由手机本身供电,并使用手机的手电筒照亮显微镜可视区域。显微镜的镜头就夹在手机的背面,让使用者能够放大从手机相机中看到的任何内容。Orth说:「由于外部LED和供电的需求,使得这一类系统变得极其复杂、笨重,而且难以组装。而我们设计的这款简单的手机相机显微镜,几乎利用了智能型手机相机的所有整合照明优势。」新型的显微镜附件能够观察小至1/200毫米(mm)的物体,使其明显较上一代装置更有效率。此外,这款装置还能以任何3D打印机制造,CNBP研究团队还可免费提供3D打印规格。

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值得进一步探讨的是如果能导入更多的处理能力与大数据(big data)分析,这款手机显微镜的应用将会有多么地广泛与开放?研究人员可能透过显微镜视讯撷取有关水质、空气质量和其他攸关健康的数据,然后分享到大数据分析中,以便找出即将出现健康风险的趋势或警告讯号吗?业余的生物学家能用于撷取昆虫或植物生命的显微影像,然后绘制出由于天气模式变迁导致生物多样性变化吗?在这个技术越来越频繁地用于不确定目的的世界中,知道还有这样的装置仍然能够用于改善人类的状况着实令人欣慰。