محققان در حال ساخت یک جعبه نوری منبع باز هستند


مکعب منبع باز چاپ سه بعدی می تواند شامل درج های خودکار ، اجزای الکتریکی و نوری باشد. ماژول های حاصل می توانند با هم ترکیب شوند و ابزارهای نوری پیچیده ای را تشکیل دهند. این به گوشی هوشمند اجازه می دهد تا در هیچ زمان – و تقریباً در هر مکان روی زمین – به یک میکروسکوپ قدرتمند تبدیل شود و س questionsالات کاملاً جدیدی از علم را بپرسد و به آنها پاسخ دهد. اعتبار: UC2

میکروسکوپ های مدرن مورد استفاده برای تصویربرداری بیولوژیکی گران هستند ، در آزمایشگاه های تخصصی واقع شده اند و به پرسنل بسیار واجد شرایط نیاز دارند. بنابراین ، بررسی رویکردهای جدید خلاقانه برای مقابله با مشکلات فوری علمی – به عنوان مثال در مبارزه با بیماری های عفونی مانند COVID-19 – در درجه اول فقط برای دانشمندان در م institutionsسسات تحقیقاتی مجهز در کشورهای ثروتمند اختصاص دارد. یک تیم تحقیقاتی جوان از م Instituteسسه فناوری فوتونیک لایب نیتس (Leibniz IPHT) در جنا ، دانشگاه فردریش شیلر و بیمارستان دانشگاه جنا می خواهند این مورد را تغییر دهند: محققان یک جعبه نوری با ابزارهای ساخت میکروسکوپ برای چند صد یورو تهیه کرده اند که تصاویر را با وضوح ارائه می دهد ، قابل مقایسه با میکروسکوپ های تجاری ، که هزینه آنها صد تا هزار برابر بیشتر است. با استفاده از نقاشی های منبع باز ، اجزای سازنده چاپگر سه بعدی و دوربین گوشی هوشمند ، UC2 (شما نیز مشاهده می کنید. خیلی زیاد) سیستم مدولار را می توان به طور خاص با روش مورد نیاز تحقیق – از مشاهده طولانی مدت موجودات زنده در دستگاه جوجه کشی تا جعبه ، ترکیب کرد. با ابزار آموزش اپتیک. تیم تحقیقاتی توسعه خود را در 25 نوامبر سال 2020 در مجله مشهور ارائه می دهد ارتباطات طبیعت.

بلوک اصلی سیستم UC2 یک مکعب چاپی 3 سانتی متری با طول لبه 5 سانتی متر است که می تواند اجزای مختلفی مانند لنز ، LED یا دوربین را در خود جای دهد. چندین مکعب از این دست بر روی صفحه پایه شطرنجی مغناطیسی متصل می شوند. با هوشمندی مرتب شده ، ماژول ها به یک ابزار نوری قدرتمند منتهی می شوند. مفهوم نوری ، که طبق آن صفحه های کانونی لنزهای مجاور همزمان می شوند ، اساس پیچیده ترین تنظیمات نوری مانند میکروسکوپ های مدرن است. با مجموعه ابزار UC2 ، تیم تحقیقاتی Ph.D. دانشجویان در آزمایشگاه پروفسور دکتر Rainer Heinzmann ، Leibniz IPHT و دانشگاه Friedrich Schiller Jena ، نشان می دهد که چگونه این فرآیند ذاتی ماژول ها به صورت شهودی در آزمایش های عملی قابل درک است. به این ترتیب ، UC2 به کاربران بدون آموزش فنی با استفاده از ابزاری نوری که می توانند از آنها استفاده کنند ، اصلاح و گسترش دهند – بسته به آنچه در مورد آن تحقیق می کنند – ارائه می دهد.

عوامل بیماری زا را مشاهده کنید – و سپس میکروسکوپ آلوده را بازیافت کنید

Helge Evers ، استاد بیوشیمی در دانشگاه آزاد برلین و چاریت ، در حال بررسی عوامل بیماری زا با استفاده از جعبه ابزار UC2 است. وی گفت: “سیستم UC2 به ما اجازه می دهد تا میکروسکوپ با کیفیت بالا و با هزینه کم تولید کنیم که با استفاده از آن می توان سلول های زنده را در دستگاه جوجه کشی مشاهده کرد.” به این ترتیب ، UC2 زمینه های کاربردی برای تحقیقات زیست پزشکی را فراهم می کند که میکروسکوپ های معمولی برای آنها مناسب نیست. دکتر بندیکت دیدریچ می گوید: “میکروسکوپ های تجاری که می توانند برای بررسی عوامل بیماری زا در مدت زمان طولانی استفاده شوند صدها یا هزاران برابر بیشتر از تنظیم UC2 ما هزینه دارند.” دانشجو در Leibniz-IPHT ، که جعبه ابزار نوری را به همراه رنه لاچمن در آنجا توسعه داد. “شما به سختی می توانید آنها را در یک آزمایشگاه آلوده قرار دهید ، از آنجا که نمی توانید آنها را حذف کنید زیرا به راحتی تمیز نمی شوند.” از طرف دیگر ، میکروسکوپ UC2 ، ساخته شده از پلاستیک ، پس از موفقیت به راحتی می سوزد یا بازیافت می شود استفاده در آزمایشگاه ایمنی زیستی. برای مطالعه در بیمارستان دانشگاه جنا ، تیم UC2 تمایز سلولهای مونوسیت به ماکروفاژها را در مدت زمان یک هفته زیر نظر گرفت تا ایده ای درباره چگونگی مبارزه سیستم ایمنی ذاتی با عوامل بیماری زا در بدن بدست آورد.

میکروسکوپ برای همه: محققان Jena در حال ساخت یک جعبه نوری منبع باز هستند

تیم توسعه UC2: بندیکت دیدریچ ، رنه لاچمن و باربورا مارشیکووا (سمت چپ) با میکروسکوپ مونتاژ شده با جعبه ابزار UC2 خود. اعتبار: Leibniz-IPHT

ساخت به سبک لگو: از ایده به نمونه اولیه

بر اساس اصل LEGO بسازید – این نه تنها غریزه درونی بازی را بیدار می کند ، تیم UC2 را مشاهده می کند ، بلکه فرصت های جدیدی را برای محققان فراهم می کند تا ابزاری طراحی کنند که دقیقاً متناسب با سوال تحقیق آنها باشد. بندیکت دیداریچ توضیح می دهد: “با روش ما ، می توان به سرعت ابزار مناسب برای نقشه برداری از سلول های خاص را جمع آوری کرد.” “اگر به عنوان مثال ، به عنوان تحریک به طول موج قرمز نیاز است ، به سادگی لیزر مناسب را نصب کرده و فیلتر را جایگزین کنید. در صورت نیاز به میکروسکوپ معکوس ، مکعب ها را بر اساس آن مرتب کنید. با استفاده از سیستم UC2 ، عناصر می توانند بسته به وضوح ، ثبات ، مدت زمان یا روش مورد نیاز ترکیب شوند. در میکروسکوپ و مستقیماً در فرآیند “نمونه سازی سریع” آزمایش شده است.

میکروسکوپ برای همه: محققان از Jena در حال ساخت یک جعبه نوری منبع باز هستند

با استفاده از UC2 ، کاربران می توانند میکروسکوپ خود را مطابق با اصل Lego مونتاژ کنند. به این ترتیب ، بندیکت دیدریچ (چپ) و رنه لاچمن نه تنها غریزه درونی بازی را بیدار می کنند ، بلکه فرصت های کاملاً جدیدی را برای محققان ایجاد می کنند تا ابزاری را دقیقاً با س .ال تحقیقاتی خود سازگار کنند. اعتبار: Sven Döring / Leibniz-IPHT

چشم انداز: علم باز

محققان برنامه ها و نرم افزارهای ساخت و ساز را در مخزن آنلاین آزاد GitHub منتشر می کنند ، به طوری که جامعه منبع باز در سراسر جهان می تواند به سیستم های ارائه شده دسترسی ، ساخت ، اصلاح و گسترش دهد. رنه لاچمن گفت: “با بازخورد مشتری ، ما مرحله به مرحله سیستم را بهبود می بخشیم و راه حل های خلاقانه بیشتری را اضافه می کنیم.” اولین کاربران قبلاً شروع به گسترش سیستم برای خود و برای اهداف خود کرده اند. “ما منتظر هستیم ببینیم چه زمانی می توانیم اولین راه حل های مصرف کننده را معرفی کنیم.”

هدف در پشت این فعال کردن علم باز است. به لطف مستندات دقیق ، محققان می توانند آزمایش ها را در هر کجای دنیا ، حتی خارج از آزمایشگاه های مجهز ، تکرار و توسعه دهند. “تغییر پارادایم: علم برای یک پنی” همان چیزی است که بندیکت دیدریچ این چشم انداز را می نامد: اعلام یک تغییر پارادایم که در آن روند علمی تا آنجا که ممکن است باز و شفاف باشد ، به راحتی برای همه قابل دسترسی باشد ، جایی که محققان دانش خود را با یکدیگر به اشتراک می گذارند. و آن را در کار خود بگنجانند.

جعبه آزمایشی UC2 علم را به مدارس می آورد

برای جذب جوانان به ویژه در زمینه اپتیک ، تیم تحقیقاتی مجموعه ای پیچیده را برای اهداف آموزشی در مدارس و دانشگاه ها ایجاد کرده است. با استفاده از “Box” UC2 یک کیت ارائه می دهد که به کاربران امکان می دهد مفاهیم و روشهای نوری را برای میکروسکوپ بیاموزند. “اجزای سازنده را می توان برای تشکیل یک پروژکتور یا تلسکوپ ترکیب کرد. شما می توانید یک طیف سنج یا میکروفون برای یک گوشی هوشمند بسازید. ”، توضیح می دهد باربارا مارشیکووا ، که آزمایش ها و مجموعه ای از اسناد آماده برای استفاده را که تیم UC2 قبلاً در چندین سمینار در جنا و اطراف آن و همچنین در ایالات متحده ، انگلیس و نروژ آزمایش کرده است ، تهیه کرد. در جنا ، محققان جوان قبلاً از جعبه ابزار UC2 در چندین مدرسه استفاده کرده اند ، به عنوان مثال دانشجویان را در ساخت میکروسکوپ فلورسنت برای تشخیص میکروپلاستیک ها پشتیبانی کرد. “امیلیا والتر” از مدرسه مونته سوری در جنا گفت: “ما UC2 را با تلفن هوشمند خود تركیب كرده ایم. این امر به ما این امکان را می دهد كه بدون هیچ گونه دانش نوری عمده ، میكروسكوپ فلورسانس خود را با صرفه اقتصادی بسازیم و روش نسبتاً ساده ای را برای تشخیص ذرات پلاستیك در لوازم آرایشی توسعه دهیم.” با گروه خود یک رویکرد میان رشته ای ابتکاری برای یادگیری دنبال می کند.

بندیکت دیدریچ گفت: “ما می خواهیم تکنیک های مدرن میکروسکوپی را در دسترس عموم قرار دهیم و یک جامعه میکروسکوپی باز و خلاق ایجاد کنیم.” این رویکرد خود ساخته در امر تدریس ، خصوصاً در زمان شیوع بیماری تاجگذاری ، که دسترسی به مواد آموزشی در خانه به شدت محدود است ، پتانسیل بسیار زیادی دارد.


میکروسکوپ HD در میلی ثانیه


اطلاعات بیشتر:
بندیکت دیدریچ و همکاران ، استاندارد جهانی و شخصی با هزینه کم و استاندارد چاپ سه بعدی برای تصویربرداری میکروسکوپی ، ارتباطات طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41467-020-19447-9

تهیه شده توسط موسسه فناوری فوتونیک لایب نیتس

نقل قول: میکروسکوپ برای همه: محققان در حال ساخت جعبه نوری منبع باز (2020 ، 25 نوامبر) هستند که در تاریخ 25 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-microscope-open-source-optical استخراج شده است -toolbox.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز معاملات منصفانه به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*