Microscopio plástico para cuidados diagnósticos en zona rural

Un microscopio acromático, en miniatura, de bajo costo, ha sido fabricado para la identificación de linfocitos, monocitos y granulocitos en muestras de sangre total coloreadas con naranja de acridina.

El recuento diferencial de los glóbulos blancos (WBC) es un componente delhemograma (CBC), una evaluación realizada en la investigación estándar de la sangre. El recuento diferencial WBC es esencial en los puntos de atención, cuando se quieren determinar las anomalías cuantitativas en las poblaciones de los glóbulos blancos, por el contrario morfológicamente normales, una condición que puede ocurrir con ciertas enfermedades infecciosas.

Bioingenieros de la Universidad de Rice (Houston, TX, EUA) desarrollaron un microscopio acromático, en miniatura, optimizado para los máximos de emisión máxima del naranja de acridina, unido al ADN y el ácido ribonucleico (ARN) a 525 nm y 650 nm, respectivamente. Fue diseñado específicamente para la observación y la clasificación de los glóbulos blancos de la sangre en muestras de sangre total no diluida,coloreadas con naranja de acridina. Mediante la optimización de un microscopio para estos picos de emisión, los científicos fueron capaces de cuantificar los leucocitos en una muestra que consiste solamente en 20 µL de colorante, 20 µLde sangre total, y un portaobjetos de vidrio con un cubreobjetos. El objetivo de microscopio por encargo, fue fabricado de plástico a través de la inflexión de una punta de diamante única para los propósitos de fabricación rápida del prototipo. La inflexión individual de la punta de diamante produce lentes de plástico con rugosidad superficial de calidad óptica.

Los sustratos de plástico para las lentes fabricadas a medida fueron seleccionados cuidadosamente para minimizar la aberración cromática axial. El objetivo de plástico se integró en una carcasa totalmente de plástico, impresa en 3D. Una vez que el objetivo se ajustó inicialmente a la distancia de trabajo adecuada utilizando la optomecánica impresa en 3D, el sistema requiere ajustes manuales adicionales para reenfocar la óptica entre distintas muestras. Puesto que la muestra estaba compuesta de sangre, no diluida,coloreada fluorescentemente, sólo era necesario un campo de visión para capturar la información estadísticamente significativa de más de 100 leucocitos/campo de visión con respecto a los distintos tipos de glóbulos blancos. El microscopio digital clasifica los tipos de leucocitos (linfocitos, monocitos, granulocitos) basado en la relación de intensidad rojo a verde dentro de cada célula, en lugar de la morfología.

La construcción del microscopio prototipo, que también incluye una fuente de luzLED, una fuente de alimentación, una unidad de control, un sistema óptico, y el sensor de imagen, cuesta menos de 3.000 dólares. En los niveles de producción de más de 10.000 unidades, los científicos calculan que este precio caería a alrededor de 600 dólares por cada unidad, con un costo por prueba de unos pocos centavos. Tomasz Tkaczyk, PhD, profesor asociado y autor principal del estudio, dijo: “Uno de los aspectos de importanciapara el proyecto es el costo de la preparación de la muestra o la muestra misma. Muchos de los sistemas, que funcionan para aplicaciones de puntos de atención utilizan cartuchos muy caros. El objetivo de este estudio es hacer posible que para aquellos en las zonas empobrecidas se puedanrealizar las pruebas que necesitan los pacientes a un precio manejable”. El estudio fue presentado en el congreso de Fronteras en Óptica 2015, celebrado en octubre 18-22, 2015, en San José (CA, EUA).

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Rice University