По данным Университета Стратклайдаученые создали полностью напечатанный на 3D-принтере микроскоп менее чем за три часа – менее чем за 50 фунтов стерлингов (60 долларов США). Используя общедоступную конструкцию OpenFlexure, ученые изготовили корпус микроскопа – и прозрачные пластиковые линзы, которые они разработали сами – с помощью недорогих и доступных 3D-принтеров. Микроскоп был дополнен приобретенной в магазине камерой и освещением, причем все устройство управлялось компьютерным процессором Raspberry Pi.
Чтобы проверить эффективность системы визуализации, ученые использовали стандартные тестовые образцы: окрашенный мазок крови и окрашенный тонкий срез почки мыши. Микроскоп продемонстрировал субклеточное разрешение – четкое изображение отдельных эритроцитов и детальных структур в образце почки.
«Менее чем за три часа вы можете превратить конструкцию, свободно доступную в Интернете, в полнофункциональный оптический микроскоп», — сказал доктор Лиам Руни, научный сотрудник, постдокторант, создавший устройство вместе с профессором Гейл МакКоннелл в Стратклайдском фармацевтическом и фармацевтическом институте. Биомедицинские науки. «Это открывает двери для демократизированного доступа, быстрого прототипирования и индивидуального проектирования микроскопов и оптики за небольшую часть стоимости традиционных микроскопов. Это может помочь ученым и медикам в странах с низкими доходами по всему миру, а также позволит студентам узнать больше о науке с помощью доступных и дешевых комплектов».
В микроскопе используется одна линза с увеличением 2,9x, которая находится в нижней части спектра, но ее разрешающая способность – то есть то, насколько четко можно увидеть образец – является наиболее важным для диагностических целей. Традиционные диагностические микроскопы обычно могут стоить от 10 000 до 15 000 фунтов стерлингов (приблизительно 12 200–18 300 долларов США).
Ключевым элементом телескопа являются пластиковые 3D-линзы, над совершенствованием которых профессор МакКоннелл и доктор Руни работали с коллегами по всему миру в течение трех лет.
Рама, из которой было построено устройство исследователей, уже используется для диагностической визуализации в странах с низким доходом, но уникальное сочетание ее с линзами, напечатанными на 3D-принтере, изготовление каждой из которых стоит 11 пенсов (приблизительно 0,11 доллара США), делает микроскоп более ценным. доступно, дешевле и быстрее в постройке.
Важным шагом на пути к этому моменту стала возможность обеспечить контроль над формой линзы и удалить любые «ступенчатые артефакты», возникающие, когда 3D-принтеры наносят слой за слоем пластик для создания структуры.
Исследователи представили свои результаты в статье, представленной для публикации в Журнале микроскопии. в настоящее время в предварительной печати перед публикацией после рецензирования.
Среди других участников проекта были: Джей Кристофер и Ральф Бауэр с факультета электроники и электротехники Ребекка Крейг и Брайан Паттон с факультета физики Университета Стратклайда; и Ребекка МакХью и Эндрю Роу с факультета бактериологии Университета Глазго.
Авторы получали различную финансовую поддержку от Исследовательского совета инженерных и физических наук UKRI (EPSRC), Совета медицинских исследований, Исследовательского совета биотехнологий и биологических наук (BBSRC), Королевского общества и Фонда Леверхалма.
