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, используя доступные и недорогие 3D-принтеры. Микроскоп был дополнен купленными в магазине камерой и освещением, управляемыми компьютерным процессором Raspberry Pi.
Чтобы проверить эффективность системы визуализации, ученые использовали стандартные тестовые образцы: окрашенный мазок крови и тонкий окрашенный срез мышиной почки. Микроскоп продемонстрировал субклеточное разрешение – четкое изображение отдельных эритроцитов и детальных структур в образце почки.
«Менее чем за три часа вы можете превратить модель, доступную бесплатно в Интернете, в полнофункциональный оптический микроскоп», — сказал доктор Лиам Руни, научный сотрудник, постдокторант, создавший устройство вместе с профессором Гейл МакКоннелл из Стратклайдского фармацевтического и фармацевтического института. Биомедицинские науки. «Это открывает двери для демократизированного доступа, быстрого прототипирования и индивидуального проектирования микроскопов и оптики за небольшую часть стоимости традиционных микроскопов. Это могло бы помочь ученым и врачам в странах с низкими доходами по всему миру, позволяя студентам больше узнать о науке с помощью доступных и недорогих наборов.
В микроскопе используется одна линза с увеличением 2,9x, что 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 (около 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.
Конструкция, на основе 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, производство каждой из которых обходится в 11 пенсов (около 0,11 доллара США), делает микроскоп более доступен, дешевле и быстрее в сборке.
Важным шагом на пути к этому моменту стала возможность обеспечить контроль формы линзы и удалить любые «артефакты прогрессирования», возникающие, когда 3D-принтеры добавляют слой за слоем пластика для построения 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 финансировались по-разному: Исследовательским советом инженерных и физических наук (EPSRC), Советом медицинских исследований, Исследовательским советом биотехнологий и биологических наук (BBSRC), Королевским обществом и Фондом Леверхалма.
