Wir schreiben das Jahr 1800. Über eine merkwürdige kleine Erfindung wird gesprochen. Es heißt ein Mikroskop. Was es Ihnen ermöglicht, ist, winzige Lebensformen zu sehen, die für das bloße Auge unsichtbar sind. Bald kommt die medizinische Entdeckung, dass viele dieser Lebensformen tatsächlich Ursachen für schreckliche menschliche Krankheiten sind. Stellen Sie sich vor, was mit der Gesellschaft passiert ist, als sie realisierten, dass eine englische Mutter in ihrer Teetasse tatsächlich eine Monstersuppe trank, nicht sehr weit von hier. Dies ist aus London.

Fast forward 200 Jahre. Wir haben immer noch diese Monster-Suppe, und sie hat sich in den Entwicklungsländern rund um den tropischen Gürtel festgefahren. Nur für Malaria selbst gibt es eine Million Todesfälle pro Jahr, und mehr als eine Milliarde Menschen müssen getestet werden, weil sie ein Risiko für verschiedene Arten von Malaria-Infektionen haben.

Jetzt ist es wirklich sehr einfach, vielen dieser Monster ein Gesicht zu geben. Sie nehmen einen Fleck, wie Acridinorange oder einen fluoreszierenden Fleck oder Giemsa, und ein Mikroskop, und Sie sehen sie an. Sie alle haben Gesichter. Warum ist das so, dass Alex in Kenia, Fatima in Bangladesch, Navjoot in Mumbai und Julie und Mary in Uganda noch Monate warten müssen, um diagnostizieren zu können, warum sie krank sind? Und das liegt vor allem daran, dass die Skalierbarkeit der Diagnose völlig unerreichbar ist. Und erinnere dich an diese Zahl: eine Milliarde.

Das Problem liegt beim Mikroskop selbst. Die Forschungsmikroskope sind zwar nicht die Spitze der modernen Wissenschaft, aber nicht für Feldtests geeignet. Sie wurden auch nicht zuerst für die Diagnose entwickelt. Sie sind schwer, sperrig, sehr schwer zu warten und kosten viel Geld. Dieses Bild ist Mahatma Gandhi in den 40er Jahren mit dem gleichen Setup, das wir heute für die Diagnose von TB verwenden. in seinem Ashram in Sevagram in Indien.

Zwei meiner Schüler, Jim und James, reisten durch Indien und Thailand und begannen, über dieses Problem nachzudenken. Wir sahen alle Arten gespendeter Ausrüstung. Wir sahen Pilze auf Mikroskopobjektiven wachsen. Und wir haben Leute gesehen, die ein funktionierendes Mikroskop hatten, aber nur nicht wussten, wie man es anschaltet. Was aus dieser Arbeit und dieser Reise entstand, war eigentlich die Idee von dem, was wir Faltungsscopes nennen.

Was ist ein Faltungsscope? Ein Foldscope ist ein voll funktionsfähiges Mikroskop, eine Plattform für Fluoreszenz, Hellfeld, Polarisation, Projektion, alle Arten von fortgeschrittener Mikroskopie, die rein aus gefaltetem Papier besteht. Also, jetzt denkst du, wie ist das möglich? Ich werde Ihnen hier einige Beispiele zeigen, und wir werden einige von ihnen durchgehen. Es beginnt mit einem einzelnen Blatt Papier. Was Sie hier sehen, sind alle möglichen Komponenten, um ein funktionelles Hellfeld- und Fluoreszenzmikroskop zu bauen. Also, es gibt drei Stufen: Es gibt die optische Bühne, die Beleuchtungsstufe und die Maskenhaltestufe. Und es gibt eine Mikrooptik an der Unterseite, die tatsächlich in das Papier selbst eingebettet ist. Was Sie tun ist, nehmen Sie es an, und genau wie Sie spielen wie ein Spielzeug, was es ist, ich Tab ab, und ich breche es ab.

Dieses Papier enthält keine Anweisungen und keine Sprachen. Es gibt einen Code, einen eingebetteten Farbcode, der genau sagt, wie man das spezifische Mikroskop faltet. Wenn es fertig ist, sieht es ungefähr so ​​aus, hat alle Funktionen eines Standardmikroskops, genau wie ein XY-Tisch, ein Platz, an dem eine Probenrutsche hingehen könnte, zum Beispiel genau hier. Das wollten wir nicht ändern, denn das ist der Standard, der über die Jahre optimiert wurde, und viele Gesundheitspersonal sind daran gewöhnt. Das ändert sich, aber die Standardflecken bleiben für viele verschiedene Krankheiten gleich. Sie knacken das ein. Es gibt einen XY-Tisch, und dann gibt es einen Fokussiertisch, ein Biegemechanismus, der selbst in Papier eingebaut ist und es uns ermöglicht, die Linsen in Mikronschritten zu bewegen und zu fokussieren.

Also, was ist wirklich interessant an diesem Objekt, und meine Schüler hassen, wenn ich das tue, aber ich werde das trotzdem tun, sind das robuste Geräte. Ich kann es einschalten und auf den Boden werfen und wirklich versuchen, darauf zu stampfen. Und sie halten, auch wenn sie aus einem sehr flexiblen Material wie Papier bestehen.

Eine weitere lustige Tatsache ist, dass wir tatsächlich als Standard-Diagnose-Tool dorthin gesendet werden, aber hier in diesem Umschlag habe ich 30 verschiedene Faltschemata mit unterschiedlichen Konfigurationen in einem einzigen Ordner. Und ich werde eins nach dem Zufallsprinzip auswählen. Es stellt sich heraus, dass es speziell für Malaria entwickelt wurde, weil es fluoreszierende Filter speziell für die Diagnose von Malaria hat. Daraus ergibt sich die Idee sehr spezifischer Diagnosemikroskope.

Bis jetzt haben Sie nicht wirklich gesehen, was ich von einem dieser Setups sehen würde. Also, was ich gerne tun würde, ist, wenn wir die Lichter dimmen könnten, bitte, es stellt sich heraus, dass Falttafeln auch Projektionsmikroskope sind. Ich habe diese zwei Mikroskope, die ich drehen werde – gehe zur Rückseite der Wand – und projiziere einfach, und auf diese Weise wirst du genau sehen, was ich sehen würde. Was Sie sehen – (Applaus) – Dies ist ein Querschnitt eines zusammengesetzten Auges, und wenn ich näher heranfahre, gehe ich direkt durch die z-Achse.

Sie sehen tatsächlich, wie die Linsen im Querschnittsmuster zusammengeschnitten werden. Ein anderes Beispiel, eines meiner Lieblingsinsekten, ich hasse dieses hier, ist eine Mücke, und Sie sehen die Antenne eines Culex Pipiens. Genau da. Alles von der einfachen Einrichtung, die ich tatsächlich beschrieben habe.

Meine Frau hat also einige unserer Mikroskope im Feld getestet, indem sie meine Kleidung gewaschen hat, wann immer ich sie im Trockner vergessen habe. Es stellt sich heraus, dass sie wasserdicht sind und – (Gelächter) – genau hier ist nur fluoreszierendes Wasser, und ich weiß nicht, ob du das tatsächlich sehen kannst.

Dies zeigt Ihnen auch, wie der Projektionsbereich funktioniert. Sie können den Strahl so sehen, wie er projiziert und gebogen wird. Können wir die Lichter wieder anschalten? Ich werde es Ihnen also schnell zeigen, da mir die Zeit davonläuft, wie viel es für uns kostet, die größte Idee war die Rolle-zu-Rolle-Fertigung, also haben wir diese aus 50 Cent gebaut von Teilen und Kosten. (Applaus)

Und was wir tun können, ist, über ein neues Paradigma in der Mikroskopie nachzudenken, das wir “Nutz-und-Wurf-Mikroskopie” nennen. Ich werde Ihnen einen kurzen Schnappschuss von einigen der Teile geben, die hineingehen. Hier ist ein Blatt Papier. Das war, als wir über die Idee nachdachten. Dies ist ein A4-Blatt Papier.

Dies sind die drei Phasen, die Sie tatsächlich sehen. Und die optischen Komponenten, wenn man sich die Einfügung auf der rechten Seite anschaut, mussten wir einen Weg finden, um Linsen in Papier selbst mit wirklich hohen Durchsätzen herzustellen, so verwendet es einen Prozess der Selbstmontage und Oberflächenspannung, um achromatische Linsen zu bauen in dem Papier selbst.

Da gehen die Linsen hin. Es gibt einige Lichtquellen. Und im Endeffekt sind alle Teile aufgrund von Origami aneinander gereiht, weil Origami uns die Präzision der optischen Ausrichtung im Mikrometerbereich ermöglicht. Obwohl dies wie ein einfaches Spielzeug aussieht, sind die Aspekte des Engineerings, die so etwas beinhalten, ziemlich anspruchsvoll.

Also hier ist eine andere offensichtliche Sache, die wir typischerweise tun würden, wenn ich zeigen würde, dass diese Mikroskope robust sind, in den dritten Stock gehen und ihn vom Boden selbst fallen lassen. Da ist es, und es überlebt. Der nächste Schritt ist also eigentlich der Abschluss unserer Feldversuche. Wir fangen am Ende des Sommers an.

Wir sind in einem Stadium, wo wir Tausende von Mikroskopen machen werden. Das wäre das erste Mal, dass wir Feldversuche mit der höchsten Dichte an Mikroskopen an einem bestimmten Ort durchführen würden. Wir haben begonnen, Daten von Patienten für Malaria, Chagas-Krankheit und Giardia zu sammeln. Und ich möchte dich mit diesem Bild verlassen. Ich hatte das vorher nicht erwartet, aber eine wirklich interessante Verbindung zwischen praktischer wissenschaftlicher Ausbildung und globaler Gesundheit.

Was sind die Werkzeuge, die wir den Kindern zur Verfügung stellen, die diese Monster-Suppe für morgen bekämpfen werden? Ich würde es lieben, wenn sie ein Klappskop ausdrucken und in der Tasche tragen könnten.

Vielen Dank.