Foldscope

Un Foldscope es un microscopio óptico que se puede ensamblar a partir de componentes simples, que incluyen una hoja de papel y una lente . Fue desarrollado por Jim Cybulski y Manu Prakash y diseñado para costar menos de US $ 1 para construir. Es parte del movimiento de la " ciencia frugal " que tiene como objetivo hacer que las herramientas baratas y fáciles estén disponibles para uso científico en el mundo en desarrollo. [2]

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Montaje de un Foldscope [1]
Diseño, componentes y uso de Foldscope . (A) Diseño CAD de los componentes del papel Foldscope en una hoja A4. (B) Esquema de un Foldscope ensamblado que ilustra la panorámica, y (C) vista en sección transversal que ilustra el enfoque basado en flexión. (D) Componentes y herramientas de Foldscope utilizados en el ensamblaje, incluidos los componentes de papel de Foldscope, lentes de bola, batería de botón, LED montado en la superficie, interruptor, cinta de cobre y filtros poliméricos. (E) Diferentes modalidades ensambladas a partir de papel de color. (F) Usuarios novatos que demuestren la técnica para usar el Foldscope. (G) Demostración del diseño resistente al campo, como pisar fuerte. [1]

El principio básico de usar una pequeña lente esférica sostenida cerca del ojo se remonta a Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), quien fue el primero en ver organismos unicelulares usando una lente de este tipo en un dispositivo de su propio diseño. [2]

El Foldscope fue desarrollado por un equipo dirigido por Manu Prakash, profesor asistente de bioingeniería en la Escuela de Medicina de Stanford . [3] El proyecto fue financiado por varias organizaciones, incluida la Fundación Bill y Melinda Gates , que otorgó una subvención de 100.000 dólares estadounidenses para investigación en noviembre de 2012.

La idea de crear un microscopio de bajo costo llegó a Prakash en 2011 mientras estaba en una estación de campo en Tailandia . Comentó que la estación tenía un microscopio muy caro, pero que todos tenían miedo de usarlo porque era frágil y valía más que los salarios de la mayoría de la gente. Quería crear un microscopio asequible que fuera lo suficientemente versátil y resistente para trabajar en condiciones de campo. También quería crear un dispositivo del que la gente sintiera que era propietario, lo cual es parte de la razón por la que el Foldscope viene en un kit para ensamblar. Desarrolló el primer prototipo en 2014. [2]

Un Foldscope es un microscopio óptico que se puede ensamblar a partir de una hoja perforada de cartulina , una lente de vidrio esférica, un diodo emisor de luz y un panel difusor, junto con una batería de reloj que alimenta el LED. [4] Una vez ensamblado, el Foldscope tiene aproximadamente el tamaño de un marcador. El Foldscope pesa 8 gramos y viene en un kit con múltiples lentes que brindan un aumento de 140X a 2,000X. El kit también incluye imanes que se pueden pegar en el Foldscope para conectarlo a un teléfono inteligente, lo que permite al usuario tomar fotografías de la ampliación. [2] El poder de aumento es suficiente para permitir la detección de organismos como Leishmania donovani y Escherichia coli , así como parásitos de la malaria. [5] Un Foldscope se puede imprimir en una hoja de papel A4 estándar y ensamblar en siete minutos. Prakash afirma que el Foldscope puede sobrevivir a condiciones difíciles, como ser arrojado al agua o arrojado desde un edificio de cinco pisos. [6]

Después de la primera generación de Foldscopes simples, se están desarrollando doce variantes de Foldscope de diagnóstico médico y cada tipo está diseñado específicamente para ayudar en la identificación de un organismo particular que causa una enfermedad. Incluido con cada Foldscope, se proporciona una imagen del microbio particular que se debe buscar en cada variante específica de la enfermedad. Para permitir que varias personas los utilicen a la vez, cada microscopio puede proyectar imágenes con un proyector incorporado. [6] El Foldscope está diseñado para ser ensamblado por el usuario final y, por lo tanto, está codificado por colores para ayudar con el ensamblaje. [5] Cada unidad cuesta menos de un dólar estadounidense para construir, con estimaciones que varían de 50 centavos a 97 centavos. [5] [6]

La Fundación Gordon y Betty Moore financió el proyecto "Diez mil microscopios" en virtud del cual Prakash planea regalar 10,000 kits de Foldscope a las partes interesadas, incluidos estudiantes para la investigación. [5] [7] [8] Los proyectos eventualmente se expandieron a 50,000 kits Foldscope. A los que recibieron los kits se les animó a compartir sus experiencias usando el microscopio en un sitio web, Foldscope Explore, para que el equipo de Prakash pudiera ver cómo las personas podían usar el Foldscope. Los ejemplos de usos presentados por los probadores incluyen un fitopatólogo en Ruanda que lo usó para examinar hongos en cultivos de banano y niños Maasai en Tanzania que lo usaron para verificar heces de vaca en busca de parásitos .

El objetivo de este proyecto no es solo proporcionar microscopios a quienes de otro modo no tendrían acceso a ellos, sino también avanzar en el estudio general de la biomimetismo . Al alentar a miles de voluntarios a presentar hallazgos sobre los microorganismos que observan en su entorno local, Prakash espera encontrar más organismos que puedan proporcionar pistas sobre cómo construir nuevas herramientas que aprovechen las habilidades naturales de estos organismos. [2]

En octubre de 2015, el Departamento de Biotecnología de la India anunció un programa para que los Foldscopes estén disponibles en toda la India en 80 universidades y programas aprobados. Se utilizará como herramienta didáctica para estudiantes de biología, química y física. Después del programa piloto, el Departamento espera trabajar con Prakash para desarrollar más herramientas científicas de bajo costo. [9] También se producirán y probarán juegos de Foldscope en Kenia y Uganda . [6]

Aunque el Foldscope ha demostrado su utilidad para una serie de tareas, actualmente no está adaptado para utilizarse como herramienta de diagnóstico médico . Cuando se realizó la prueba para diagnosticar la esquistosomiasis en Ghana , por ejemplo, fue imposible evitar la contaminación de las muestras de orina porque el Foldscope debe colocarse frente a uno para verlo. Jim Cybulski, un ex estudiante de posgrado de Prakash, está realizando una investigación sobre el uso del Foldscope para pruebas de diagnóstico y está ayudando a desarrollar un Foldscope médico que costará $ 10 y tiene un proyector incorporado que permite que varias personas vean el aumento. [2]

  • Polen de Pithecellobium dulce visto con el Foldscope

  • Pólenes de Delonix regia vistos con el Foldscope

  • Polen de Samanea saman visto con el Foldscope

  • A. niger bajo el Foldscope

  • Hongos en dientes de ajo vistos con el Foldscope

  1. ↑ a b Cybulski JS, Clements J, Prakash M (2014). "Foldscope: microscopio de papel basado en origami" . PLOS ONE . 9 (6): e98781. doi : 10.1371 / journal.pone.0098781 . PMC  4062392 . PMID  24940755 .
  2. ^ a b c d e f "Un microscopio para salvar el mundo" . The New Yorker . Consultado el 22 de diciembre de 2015 .
  3. ^ Coxworth, Ben (11 de marzo de 2014). "El microscopio de papel plegable podría reducir las muertes por malaria" . Gizmag . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  4. ^ Mathews, Lee (11 de marzo de 2014). "Foldscope es un microscopio de papel de 50 centavos que aumenta hasta 2000 veces" . Geek.com . Archivado desde el original el 15 de marzo de 2014 . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  5. ^ a b c d Mukunth, Vasudev (12 de marzo de 2014). "Un microscopio desechable por tan solo $ 1" . El hindú . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  6. ^ a b c d Wakefield, Jane (11 de marzo de 2014). "Microscopio de 'origami' ultra barato desarrollado" . BBC News . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  7. ^ Newby, Kris (13 de marzo de 2014). "Kits de microscopio de bricolaje gratuitos para científicos ciudadanos con ideas de proyectos inspiradoras" . Alcance . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  8. ^ "El microscopio de papel Foldscope puede diagnosticar la malaria, cuesta 50 centavos" . CBC News . 13 de marzo de 2014 . Consultado el 13 de marzo de 2014 .
  9. ^ "Microscopios de origami para estudiantes universitarios en toda la India" . Nature India . 2015. doi : 10.1038 / nindia.2015.133 .

  • Bioingeniero de Stanford desarrolla un microscopio de papel de 50 centavos en Stanford Medicine [Scope Blog]
  • Inventor del microscopio de Stanford presentado en TED Talk sobre Stanford Medicine [Scope Blog]
  • Foldscope: microscopio de papel basado en origami , James Cybulski, James Clements, Manu Prakash, 5 de marzo de 2014, Biblioteca de la Universidad de Cornell.

  • Foldscope: microscopio de papel para doblar y imprimir a base de origami