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研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可以將針孔光學設備,微流體以及電荷藕合器件(以下稱CCD)在一個芯片上組合成為可工作的顯微鏡設備,當今這些笨重、昂貴的顯微鏡設備有望變得更小,更便宜。

由加州理工學院的工程師們研發(fā)的光流體顯微鏡具有更小的體積,很容易集成在移動電話以及類似的手持設備上,只需要太陽能用于發(fā)光,同時量產(chǎn)后的價格只有10美元,加州理工學院希望與制造商合作生產(chǎn)手持版本用于移動監(jiān)控,可用于戰(zhàn)場上的瘧疾和毒氣識別。

這個設備同時也可以植入人體,用于監(jiān)控血液循環(huán)幫助減緩癌癥和其他疾病的蔓延。

這個設備的研發(fā)人員,加州理工學院工程教授Changhuei Yang認為基于針孔成像,微流體通道,亞微粒尺度蝕刻和圖像處理算法,這個設備可以取代傳統(tǒng)的光學調焦顯微鏡。

這個設備基于一個CCD傳感器,頂上有一層金屬膜,每隔5微米有一條蝕刻的亞微粒孔,每個孔就和傳感器上的像素陣列對應,在孔線對角線的上方用透明材料蝕刻微流體的通道,采樣通過這個通道流動,或者是通過自身重力或者是通過小的電壓,整個陣列由日光驅動照明。

當采樣經(jīng)過這些孔的時候,液體內(nèi)部逐漸增多的物體將會連續(xù)阻擋孔內(nèi)的光線,就可以產(chǎn)生一系列的部分圖像與CCD記錄的相對應,這些圖像與針孔成像的圖像類似,盡管如此,由于這些孔是沿對角線經(jīng)過微流體通道,每一個會捕捉物體成像的不同部分,就可以通過芯片內(nèi)部一定的算法合成為一幅完整的圖像。

成像后的圖像顯示后用于識別。

加州理工學院的研發(fā)人員表示數(shù)以千計的光流體顯微鏡都可以在一個CCD上集成,每一個對應使用不同的像素行,這樣就可以同時采集圖像和分析。

對這種顯微鏡芯片研究進行資助的是國防部高級項目機構,加州理工學院光流體集成中心,Wallace Coulter基金,國家科學基金以及國家健康學會。