De la investigación en neurociencia a la microscopía de teléfonos celulares

Comenzó en un laboratorio de neurociencia.

Andrea Antonini estaba investigando la microscopía endoscópica, esencialmente imágenes microscópicas de los órganos internos del cuerpo, junto con otros neurocientíficos en el Instituto Italiano de Tecnología (IIT) en Génova. Pero el campo de la microendoscopia era relativamente pequeño y quería hacer algo grande.

Un día, mientras trabajaba en el laboratorio de microscopía, se dio cuenta de que podría usar algunas de estas lentes con su teléfono. Fue su gran momento. “Vi esta oportunidad de usar la tecnología para hacer algo para la electrónica de consumo”.

Es un ejemplo de cómo una idea generada en ciencia básica exploratoria puede encontrar un nicho completamente diferente, comenta Tommaso Fellín, el jefe del grupo de neurociencia del IIT que utiliza proteínas sensibles a la luz para dilucidar cómo el cerebro procesa la información sensorial. Para llenar este nicho, comenzaron a imprimir lentes poliméricos muy suaves en 3D, con el objetivo de “convertir el teléfono celular en un microscopio digital potente y portátil”.

Y en 2015, los dos fundaron una empresa derivada, SmartMicroOptics, donde Antonini comenzó a trabajar a tiempo completo un año después. Finalmente, su esposa se unió a él como administrador, junto con un especialista en marketing.

Esos lentes flexibles se convirtieron en el producto Blips: lentes en miniatura adheridos a una película, que se adhiere a un teléfono o tableta. Dependiendo del modelo, esto permite un aumento de alrededor de 8 a 45x y una resolución de hasta 3 micrómetros. Es un producto muy simple de presionar y usar.

Los destellos llevaron a un kit de microscopía móvil más avanzado en una caja, que puede lograr detalles por debajo de 1 micrómetro. Este sistema se conoce como DIPLE. La caja del producto es también la “estructura mecánica del sistema”, explica Antonini mientras ensambla suavemente el kit en aproximadamente un minuto. Esta estructura alberga la fuente de luz alimentada por batería y actúa como base para la plataforma ("escenario"), donde el usuario atornilla la lente.

Según el modelo, los kits también vienen con guías sencillas; portaobjetos preparados con muestras de insectos, plantas y sangre; una regla de microscopio; y otros artículos como una pipeta y pinzas. Todo el kit pesa un poco más de una libra y puede configurarse fácilmente incluso por estudiantes de secundaria. Y, por supuesto, debido a que está diseñado alrededor del teléfono inteligente, las fotos y los videos se pueden tomar usando la ampliación.

No es el único microscopio portátil disponible, pero “en mi opinión, tenemos la mejor relación costo-rendimiento”, cree Antonini. Actualmente funciona un kit con una plataforma, una fuente de luz y lentes desde aprox. $60 a $155. Él dice que esto significa que cada estudiante en una clase podría tener su propio sistema de microscopía personal por el mismo precio que un solo microscopio convencional que vive dentro de un salón de clases.

La compañía ha resistido algunos altibajos. Blips y DIPLE se lanzaron inicialmente en campañas de Kickstarter que rompieron objetivos, y la compañía tuvo cierto éxito antes de que llegara la pandemia. Esto condujo a los ahora familiares problemas de la cadena de suministro con componentes específicos, pero también a algunos cambios en el enfoque de los clientes.

Por ejemplo, en una campaña promocional, SmartMicroOptics colaboró ​​con una empresa de champú para piojos para proporcionar una lente Blips junto con una botella de champú. Así, los niños o sus familias podrían detectar si los piojos habían sido erradicados por el champú. Durante la pandemia, los piojos se convirtieron en un problema menor porque los niños no se agrupaban en la escuela para transmitir los parásitos.

En los últimos años, los investigadores y los trabajadores de la salud también han estado probando DIPLE de formas más sofisticadas. Ha sido probado para diagnosticar la vaginosis bacteriana en los EE. UU. y la calidad del agua en Ruanda y Costa Rica. Investigadores de la Universidad de Pisa también intentaron aplicar DIPLE a la detección de la malaria. (Se necesitaría certificación para usos clínicos).

Antonini cree que la portabilidad podría hacerlo útil en entornos remotos y de bajos recursos; la batería liviana puede durar hasta dos días con uso continuo, dice. Además, según Antonini, el sistema portátil ha sido útil para la preselección de muestras de campo, para llevar el microscopio al campo en lugar de la muestra al laboratorio. DIPLE no puede igualar el poder de un microscopio convencional, por supuesto, pero puede ser un complemento útil.

Si pueden expandirse, Antonini quiere crear kits de temas específicos basados ​​en las solicitudes de las personas. Por ejemplo, los biólogos marinos han expresado su deseo de lentes con una mayor distancia de trabajo del objeto, mientras que los agrónomos han pedido herramientas personalizadas para comprobar la estructura del suelo.

Si todos los estudiantes, científicos y simplemente curiosos pueden llevar un microscopio en el bolsillo, hay perspectivas deslumbrantes para abrir el mundo natural a todos.

Esta historia se informó durante una beca de residencia de periodismo en el Instituto Italiano de Tecnología (IIT), financiada por el Consejo Europeo de Investigación (ERC).