Учёные из Университета Стратклайда в Глазго создали первый в мире полностью 3D-печатный микроскоп менее чем за три часа и стоимостью менее 50 фунтов стерлингов, что составляет лишь малую долю от цены традиционных устройств.
Используя общедоступный дизайн с веб-сайта OpenFlexure, исследователи изготовили корпус микроскопа и прозрачные пластиковые линзы собственной разработки с помощью недорогих и доступных 3D-принтеров. Устройство было укомплектовано покупной камерой и источником света, а управление осуществляется компьютерным процессором Raspberry Pi.
Для проверки качества изображения учёные использовали стандартные образцы: окрашенный мазок крови и тонкий срез почки мыши. Микроскоп продемонстрировал субклеточное разрешение, чётко визуализируя отдельные эритроциты и детальные структуры в образце почки.
Доктор Лиам Руни, научный сотрудник, создавший устройство вместе с профессором Гейл Макконнелл из Института фармации и биомедицинских наук Стратклайда, отметил: «Менее чем за три часа получилось превратить дизайн, свободно доступный в интернете, в полностью функциональный оптический микроскоп. Это открывает двери к демократизированному доступу, быстрому прототипированию и индивидуальному проектированию микроскопов и оптики по цене, составляющей лишь малую долю от стоимости традиционных микроскопов. Это может помочь учёным и медикам в странах с низким уровнем дохода по всему миру, а также позволит студентам больше узнать о науке с помощью доступного и недорогого оборудования».
Микроскоп использует одну линзу с увеличением 2,9x, что находится на нижнем конце спектра, но его разрешающая способность – то есть насколько чётко можно видеть образец – является наиболее важной для диагностических целей. Традиционные диагностические микроскопы обычно стоят от 10 000 до 15 000 фунтов стерлингов.
Ключевым элементом устройства являются пластиковые 3D-линзы, над совершенствованием которых профессор Макконнелл и доктор Руни работали с коллегами по всему миру в течение трёх лет. Корпус устройства уже используется для диагностической визуализации в условиях ограниченных ресурсов, но его сочетание с 3D-печатными линзами – каждая из которых стоит 11 пенсов – делает микроскоп более доступным, дешёвым и быстрым в изготовлении.
Важным шагом в достижении этого результата стала возможность обеспечить контроль над формой линзы и устранить «ступенчатые артефакты», возникающие, когда 3D-принтеры добавляют слой за слоем пластика для создания структуры.