בחודש אוקטובר האחרון הוענק לשלושה פיזיקאים, אריק בטזיג, וויליאם מורנר וסטפן הל, פרס נובל לכימיה על תרומתם להתגברות על מגבלות הרזולוציה של מיקרוסקופים אופטיים וקידום המיקרוסקופיה הפלואורסצנטית לקנה מידה ננומטרי. פיתוח משמעותי, ללא ספק, אשר כעבור מספר חודשים בלבד חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה (UCLA) מצליחים ליישם במכשיר מיקרוסקופ מתצורה בלתי שגרתית למדי – תוסף בהדפסת תלת ממד למכשיר סמארטפון מבוסס Windows Phone.
ראשית, נבהיר מהו מיקרוסקופ פלואורסצנטי. מדובר במיקרוסקופ המאפשר זיהוי מולקולות ספציפיות על ידי צביעתן מראש בצבע פלואורסצנטי, אשר מגיב לקרינת אור באורך גל מסוים על ידי פליטת אור באורך גל אחר ארוך יותר, תופעה המאפשרת להדגיש על גבי הרקע את המולקולות הרצויות.
צילום מולקולות DNA בעזרת הסמארטפון
במקרה זה, נועד המיקרוסקופ לבחינת מולקולות דנ"א בתנאי מעבדת שטח. הוא יאפשר למדענים לאבחן סוגים שונים של מחלת הסרטן, הפרעות במערכת העצבית ועמידות לתרופות בקרב חיידקים, גם באזורים מרוחקים בהם לא ניתן להקים את ציוד המעבדה הקונבנציונאלי הדרוש לכך. פרופסור איידוגן אוזג'ן מארגון המחקר הרפואי, HHMI, מציין, כי תהליך סימון המולקולות בצבע פלואורסצנטי אפשרי לביצוע גם במעבדות שטח מרוחקות ועל כן אינו מהווה גורם העלול להגביל את השימוש בהתקן.
קרדיט תמונה: Ozcan Group at UCLA
במבנהו כולל המכשיר ארבעה מרכיבים מרכזיים. עדשה חיצונית למיקוד התמונה ברקמה הנבדקת, מסנן הפרעות לסינון גלי האור הרצויים, דיודת לייזר המשמשת כמקור האור ותושבת נעה ליישור עדין של הרכיבים. באמצעות ההתקן ניתן לצלם מולקולות דנ"א בודדות, שגודלן שני ננומטרים בלבד, גודל הקטן לערך פי 50,000 מעובי שערה אנושית.
צוות המחקר הצליח למדוד גנים באורך 10,000 זוגות בסיסים (שלבי הסולם במולקולת דנ"א) ומעלה, אורך אופייני לגנים רבים הנוגעים לזיהוי מחלות, כאשר, לדבריו של אוזג'ן, ניתן לאפשר צילום גנים קצרים אף יותר על ידי שימוש בעדשה בעלת מפתח צמצם רחב יותר.
יש לציין, כי זהו לא המיקרוסקופ הראשון שעושה שימוש במכשיר סמארטפון. מיקרוסקופים אופטיים משולבי סמארטפון קודמים הציעו יתרונות דומים, אך זה הראשון מסוגו לרדת מעבר לרמת התא ולצלם מולקולות דנ"א בודדות. בין השימושים הראשונים בהתקן מתוכנן להיות זיהוי עמידות לתרופות ביצור החד תאי הגורם למלריה.
