在科學裝置普及方面取得重大突破,研究人員使用3D列印技術開發出了一款功能完整的顯微鏡,其成本僅為傳統顯微鏡的一小部分。這一創新代表著先進科學工具民主化的重要一步,特別是對資源有限的機構和偏遠地區而言。
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研究人員在實驗室環境中操作先進的科學裝置,展示了顯微鏡技術的突破性進展及其可及性 |
突破性的成本效益設計
位於格拉斯哥的 University of Strathclyde 研究團隊成功使用3D列印技術製造出一臺僅售50英鎊(60美元)的顯微鏡。這種革命性的方法大大降低了獲取專業級顯微鏡裝置的成本門檻,傳統顯微鏡裝置通常需要數百乃至數千美元的投資。該裝置採用 OpenFlexure 的開源設計,並使用 Raspberry Pi 進行系統控制。
成本明細:
- 總成本:50英鎊(60美元)
- 製作時間:3小時以內
- 重量:3千克(6.6磅)
創新鏡頭技術
最重要的突破在於3D列印透明塑膠鏡片的開發。這些鏡片使用 Mars 3 Pro 3D印表機和光聚合透明樹脂生產,其規格與焦距35毫米的專業 Edmund Optics 平凸鏡片相匹配。這一創新消除了對昂貴玻璃鏡片的需求,這些玻璃鏡片通常是顯微鏡成本居高不下的主要原因。
技術規格:
- 視場:1.7毫米
- 空間解析度:約5微米
- 鏡頭型別:3D列印透明塑膠
- 鏡頭規格:12.7毫米直徑平凸透鏡,35毫米焦距
效能和功能
該顯微鏡展現出令人印象深刻的效能,實現了1.7毫米的視野範圍,單細胞空間解析度約為5微米。在測試過程中,研究人員成功檢查了血液樣本和小鼠腎臟組織,清晰地顯示出包括腎小管在內的亞細胞解剖細節。這種細節水平超過了之前的DIY Raspberry Pi 顯微鏡嘗試,標誌著可及性顯微鏡技術的重大進步。
實際應用
這款顯微鏡重量僅為3千克,具有出色的便攜性,同時保持專業級功能。整個組裝過程不到三小時,是快速部署在各種環境中的理想解決方案。這種便攜性、快速組裝和高效能的組合使其特別適用於偏遠地區、教育機構和緊急響應情況。
未來影響
這一發展可能徹底改變資源有限環境中顯微鏡的使用途徑,從學校和小型實驗室到偏遠醫療設施。設計的開源性質,加上3D列印技術的可及性,預示著未來高質量科學裝置將越來越多地向全球更廣泛的機構和研究人員開放。