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フォールドスコープは、紙とレンズといったシンプルな部品から組み立てられる光学顕微鏡です。マヌ・プラカシュ氏によって開発され、1ドル未満で製作できるように設計されています。これは、発展途上国において安価で簡便な科学研究用ツールを提供することを目指す「質素な科学」運動の一環です。 [2]
歴史
小さな球面レンズを目に近づけて使うという基本原理は、アントニー・ファン・レーウェンフック（1632-1723）の時代にまで遡ります。彼は、独自に設計した装置にレンズを取り付けて、初めて単細胞生物を観察しました。 [2]
フォールドスコープは、スタンフォード大学医学部の生物工学助教授であるマヌ・プラカシュ氏が率いるチームによって開発されました。[3] このプロジェクトは、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団を含む複数の組織から資金提供を受けており、同財団は2012年11月に研究費として10万ドルの助成金を提供しました。
低価格の顕微鏡を開発するというアイデアは、2011年にタイのフィールドステーションに滞在していたプラカシュに生まれました。彼は、そのステーションには非常に高価な顕微鏡があるものの、壊れやすく、ほとんどの人の給料よりも高価なため、誰も使うことをためらっていることに気づきました。彼は、フィールド環境で使用できるほど多用途で頑丈な、手頃な価格の顕微鏡を開発したいと考えました。また、人々が所有感を感じられるデバイスを作りたいと考えており、これがFoldscopeが組み立てキットとして販売されている理由の一つです。彼は2014年に最初のプロトタイプを開発しました。 [2]
詳細
フォールドスコープは、ボール紙のパンチ穴、球面ガラスレンズ、発光ダイオード（LED）、拡散板、そしてLEDに電力を供給する時計用電池から組み立てられる光学顕微鏡である。 [4] 組み立てられると、フォールドスコープはブックマークほどの大きさになる。フォールドスコープの重さは8グラム[要出典]で、140倍に拡大するレンズが付属するキットで提供される。キットには、フォールドスコープに貼り付けてスマートフォンに取り付け、拡大した写真を撮影できる磁石も含まれている。[2]この拡大率は、リーシュマニア・ドノバンや大腸菌などの生物や、マラリア原虫を発見するのに十分なものである。 [5]フォールドスコープは標準的なA4用紙に印刷でき、7分で組み立てられる。プラカシュ氏によると、フォールドスコープは、水に投げ込まれたり、5階建てのビルから落とされたりといった過酷な条件にも耐えられるという。[6]
シンプルな第一世代のFoldscopeに続き、現在12種類の医療診断用Foldscopeが開発中であり、それぞれが特定の病原菌の特定を支援するために特別に設計されています。各Foldscopeには、それぞれの疾患特異的な変異体で検査すべき特定の微生物の画像が付属しています。複数の人が同時に使用できるように、各顕微鏡には内蔵プロジェクターで画像を投影できます。[6] Foldscopeはエンドユーザーが組み立てられるように設計されており、組み立てを容易にするために色分けされています。[5] 各ユニットの製造コストは1米ドル未満で、50セントから97セントと見積もられています。[5] [6]
用途
ゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団は「1万台の顕微鏡」プロジェクトに資金提供しており、プラカシュはこのプロジェクトで、1万個のFoldscopeキットを、研究用の学生を含む関係者に配布する予定である。[5] [7] [8] このプロジェクトは最終的に5万個のFoldscopeキットに拡大した。キットを受け取った人々は、Foldscope Exploreというウェブサイトで顕微鏡の使用経験を共有するよう奨励され、プラカシュのチームは人々がFoldscopeをどのように使用できるかを知ることができた。テスターによって提出された使用例としては、ルワンダの植物病理学者がバナナの菌類の検査に使用したことや、タンザニアのマサイ族の子供たちが牛の糞便中の寄生虫の検査に使用したことが挙げられている。
このプロジェクトの目標は、顕微鏡にアクセスできない人々に顕微鏡を提供することだけでなく、バイオミミクリー（生物模倣）研究全般を推進することです。何千人ものボランティアに、それぞれの地域で観察した微生物に関する知見を提出してもらうことで、プラカシュ氏は、これらの生物の自然な能力を活用する新しいツールの開発方法のヒントとなるような、より多くの生物を発見したいと考えています。[2]
2015年10月、インドバイオテクノロジー省は、インド全土の認可された80の大学およびプログラムでFoldscopesを利用できるようにするためのプログラムを発表しました。これは、生物学、化学、物理学の学生向けの教材として使用されます。このパイロットプログラムの後、同省はPrakash氏と協力して、より低コストの科学ツールを開発したいと考えています。[9] Foldscopeセットは、ケニアとウガンダでも製造・試験される予定です。[6]
フォールドスコープは様々な用途で有用であることが証明されていますが、現時点では医療診断ツールとしての使用には適していません。例えば、ガーナで住血吸虫症の診断に使用された際、フォールドスコープを顔に近づけて観察する必要があったため、尿サンプルの汚染を防ぐことは不可能でした。プラカシュの元大学院生であるジム・サイブルスキーは、フォールドスコープを診断検査に利用する研究を行っており、10ドルで複数の人が拡大画像を見ることができるプロジェクターを内蔵した医療用フォールドスコープの開発に協力しています。[2]
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フォールドスコープで観察したピテセロビウム・ドゥルセの花粉
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フォールドスコープで観察したデロニクス・レギアの花粉
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フォールドスコープで観察したSamanea samanの花粉
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フォールドスコープ下のA. niger
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フォールドスコープで観察したニンニクのクローブの菌類
参考文献
- ^ ab Cybulski JS, Clements J, Prakash M (2014). 「Foldscope: 折り紙ベースの紙顕微鏡」. PLOS ONE . 9 (6) e98781. arXiv : 1403.1211 . Bibcode :2014PLoSO...998781C. doi : 10.1371/journal.pone.0098781 . PMC 4062392. PMID 24940755 .
- ^ abcdef 「世界を救う顕微鏡」ニューヨーカー誌、2015年12月14日。 2015年12月22日閲覧。
- ^ Coxworth, Ben (2014年3月11日). 「折り畳み式紙顕微鏡でマラリアによる死亡者数を削減できる可能性」Gizmag . 2014年3月13日閲覧。
- ^ Mathews, Lee (2014年3月11日). 「Foldscopeは50セントで最大2000倍まで拡大できる紙製顕微鏡」Geek.com . 2014年3月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年3月13日閲覧。
- ^ abcd Mukunth, Vasudev (2014年3月12日). 「たった1ドルで買える使い捨て顕微鏡」The Hindu . 2014年3月13日閲覧。
- ^ abcd Wakefield, Jane (2014年3月11日). 「超安価な『折り紙』顕微鏡が開発される」BBCニュース. 2014年3月13日閲覧。
- ^ Newby, Kris (2014年3月13日). 「刺激的なプロジェクトアイデアを持つ市民科学者に無料のDIY顕微鏡キットを提供」. Scope . 2014年3月13日閲覧。
- ^ 「Foldscope紙顕微鏡でマラリア診断、価格は50セント」CBCニュース、2014年3月13日。 2014年3月13日閲覧。
- ^ 「インド全土の大学生のための折り紙顕微鏡」 Nature India . 2015. doi :10.1038/nindia.2015.133.
さらに読む
- スタンフォード大学のバイオエンジニアがスタンフォード・メディシンで50セントの紙製顕微鏡を開発 [Scope Blog]
- スタンフォード大学の顕微鏡発明者がスタンフォード大学医学部のTEDトークで紹介される [Scope Blog]
- Foldscope: 折り紙ベースの紙顕微鏡、James Cybulski、James Clements、Manu Prakash、2014 年 3 月 5 日、コーネル大学図書館。
外部リンク
- Foldscope: 折り紙をベースにした印刷と折り紙の顕微鏡