既好玩，又能发文章，还能得大奖，还可以发起众筹搞外快，这什么项目呢？过去几年中，国外有多个团队研究手机显微镜，研究如何简单地将手机改装成显微镜并且取得了很好的效果，本文为小伙伴们介绍手机显微镜的近年研究进展：
1、早期通过比较复杂的零部件将透镜安装在手机上，与手机相机形成显微镜，成像效果较好，可以做到放大60倍不等，但是使用比较麻烦，零部件体积大，成本也较高，如下图：
上图这款部件由透镜和LED灯等组成，最大放大倍数是50x，2009年发布。后来出现类似的手机显微镜部件，可以放大60倍，售价是48美元每个，如下图：
接着又出现了改良型的手机显微镜，需要安装的零部件更加简单和灵活，可以180度角拍摄，如下图：
类似的产品还有很多，不一一列举。以上图片与资料来源：berkeley.edu和Firebox和photojojo.com
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2、2011年，市场上出现了一种带有透镜类似手环的橡胶圈，只需将橡胶圈套在手机上，调整好位置让手机镜头与橡胶圈上的透镜对准，手机就能当做显微镜使用了，而且适用各种手机，成像质量良好，效果如下：
这种带有透镜的橡胶环结构很简单，如下图所示，这款产品名称叫“Macro Cell Lens Band”（微型透镜环），售价是15美元一个，至今在售。环是橡胶材料，透镜是透明塑料制备的，不清楚为什么下图看起来该透镜透明度不高的样子，笔者并不清楚其放大倍数。
图片和资料来源：photojojo.com
3、2013年，Thomas Larson制备了一个非常简单的硅胶透镜，直径是6mm，粘贴在手机镜头上，实现了显微功能，硅胶镜头放大倍数是15X，结合手机镜头可以达到60倍效果，如下图：
制备这种透镜方法也是很简单，通过Pt催化液态硅胶固化得到软透镜，具有良好弹性和耐摩擦性，他或许是第一人将软透镜用在了手机显微镜。
Thomas Larson后来发起一个众筹，开发一个类似的但可以放大150倍的手机显微镜。
上述图片和资料来源：kickstarter
4、2014年，澳大利亚国立大学W. M. Lee等研究员通过简单的工艺将聚二甲基硅氧烷PDMS制作成光学镜头，通过3d打印的连接座将这种镜头安装在手机上，使手机具有显微镜的功能，据悉镜头有160倍放大倍数，分辨率约为4微米，手机显微镜可以清洗观察到人体皮肤皮表结构。如下图：
其中一个特点是，制备这种透镜的方法非常简单，一块载玻片和聚二甲基硅氧烷(PDMS)就能搞定。这种用于手机透镜的制作方法如下：
第一步、将一滴胶状硅树脂聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)滴于清洁的显微载玻片上，等PDMS充分展开后，将载玻片放入70°C的烘箱固化为透镜底座。如下图：
第二步、在透镜底座上再滴一滴硅胶，将载玻片翻转使PDMS向下放入烘箱烘烤，硬化后第二滴PDMS在第一步生成的底座上呈现抛物线状，透镜雏形成型。如下图
第三步、在第二步基础上可以再次添加硅胶滴，或多次重复上述步骤直至得到光合格学透镜成型。
第四步、将透镜安装在手机上（3D打印了一个安装架以及配备LED光源），至此手机显微镜就制作完成了，具有160倍的放大功能。
为此作者获得澳大利亚Eureka大奖，而且制备这种透镜的成本低廉。W. M. Lee因为将实验原料留在实验室一个晚上，而不经意间聚合物在重力的作用下形成透镜。他说：“我本来打算将它扔掉，但更加仔细地看过以后，我认为这还可能有用，因为透镜的形状是看上去很完美的。
强烈推荐参考文献：Fabricating low cost and high performance elastomer lenses using hanging droplets, Biomedical Optics Express Vol. 5, Issue 5, pp. 1626-1635 (2014) •doi: 10.1364/BOE.5.001626
5、2015年，又是一位发文章的。University of Houston (UH) 的研究人员同样用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备透镜，最大特点是直接粘贴在手机镜头上，不需要用到其它零部件进行组装，而且适用各种手机，可以放大120倍。
与澳大利亚国立大学W. M. Lee制备的PDNS透镜方法类似但又不同，是将PDMS滴在预热的玻璃片上固化（呵呵）。
下图是将透镜安装在Lumia 520手机上观察到的人体皮肤组织（不同倍数）：
强烈推荐参考文献Fabricating optical lenses by inkjet printing and heat-assisted in situ curing of polydimethylsiloxane for smartphone microscopy，J. Biomed. Opt. 20(4), 047005 (Apr 22, 2015). doi:10.1117/1.JBO.20.4.047005
6、下面这种就更牛逼了，加州大学的科研人员创建了廉价的3D打印设备，将智能手机变成精密的显微镜，它能够扫描到单个DNA链（可能只有仅仅2纳米尺寸大小），几乎媲美电子显微镜的效果。
成像原理如下图，不是很难理解：
下一代手机显微镜CellScope Loa设计图如下：
上述资料来源：University of California。
总结一句话：手机显微镜可用于医疗和农业等领域，值得研究，结合3D打印可以降低部件制作的成本。
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