Smartphone-Kamera wird zum Mikroskop
Telefon, Computer und Fotoapparat in einem - so kennt man das Smartphone als elektronisches Multitalent. Jetzt nutzen Wissenschaftler die Kamera der handlichen Geräte sogar als Mikroskop.
Telefon, Computer und Fotoapparat in einem - so kennt man das Smartphone als elektronisches Multitalent. Jetzt nutzen Wissenschaftler die Kamera der handlichen Geräte sogar als Mikroskop. Den moderne Mobiltelefone, ausgestattet mit leistungsfähigen Kameras, Prozessoren und Grafikkarten, können technisch wesentlich mehr als nur schöne Schnappschüsse liefern.
Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) nutzen das Smartphone als kompaktes Hochleistungsmikroskop. Mittels trainierter neuronaler Netzwerke liefert das System in kurzer Zeit Bilder von biologischen Proben, für die bisher teure und große Laboraufbauten nötig waren. Die Forscher hoffen, mit dem Mikroskop besonders in Entwicklungsländern Lücken in der medizinischen Diagnostik zu schließen oder es für Bildungszwecke in Schulen und Universitäten einsetzen zu können.
Zu den Projekten gehört die mikroskopische Untersuchung von Wasser. Die Ursachen für verunreinigtes Trinkwasser sind häufig Bakterien oder Parasiten. Da die Mikroben fast vollständig transparent sind, sind sie für die üblichen Hellfeldmikroskope nahezu unsichtbar. Mikroskopische Verfahren, die den Kontrast verstärken, sind außerhalb von Speziallaboren schlecht verfügbar. Das vorherige Anfärben der Proben wäre zu teuer und aufwändig. Ein Ansatz, um die Krankheitserreger im Wasser zuverlässig zu bestimmen, ist deren Sichtbarkeit durch einen höheren Phasenkontrast zu verbessern. Die Jenaer Wissenschaftler haben dazu eine Beleuchtung entwickelt, die mitdenkt.
"Unser Ziel ist es, ein Hochleistungsmikroskop zu sehr niedrigen Kosten zu realisieren", sagt Prof. Rainer Heintzmann, Leiter der Abteilung Mikroskopie am Leibniz-IPHT. Deshalb nutze man als Bauteile ausschließlich preiswerte und überall verfügbare Massenprodukte. Als Mikroskopobjektiv diene die Handy-Kamera. Und als Beleuchtungsquelle nutzen die Wissenschaftler LED-basierte Videoprojektoren.
Gesteuert und ausgewertet wird alles über das Handy mittels einer selbstentwickelten Smartphone-App. Die korrekte Ausrichtung der optischen Komponenten zueinander soll ein eigens entworfenes Gehäuse gewährleisten, das mit einem handelsüblichen 3D-Drucker gefertigt wird. Die Materialkosten für das vollautomatische portable Gerät sollen bei weniger als 100 Euro liegen, heißt es.
