用于生物成像的现代显微镜很昂贵，位于专业实验室并需要高素质的员工。研究小说，创造性的方法来解决紧急科学问题 - 例如，在与传染病的斗争中新冠肺炎- 因此，主要保留给富裕国家设备齐全的研究机构的科学家。
莱布尼兹光子技术学院（Leibniz IPHT）的一个年轻研究团队，弗里德里希·席勒大学和耶拿大学医院希望改变这一点：研究人员开发了一个光学工具箱，以建造几百欧元的显微镜，可提供高级 -分辨率图像可与商业显微镜相当，而商业显微镜的成本高出一百至一千倍。带有开源蓝图，来自3D打印机和手机相机，UC2（您。参见。也可以。）模块化系统可以专门组合到研究问题所需的方式 - 从对孵化器中的生物体的长期观察到光学教育的工具箱。
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UC2系统的基本构建块是一个简单的3D可打印立方体，边缘长度为5厘米，可以容纳各种组件，例如镜头，LED或摄像头。几个这样的立方体被插入磁性光栅底板上。这些模块巧妙地布置，从而产生了强大的光学仪器。一个光学概念，根据该概念，相邻镜片的焦平面是重合的，这是大多数复杂的光学设置（例如现代显微镜）的基础。借助UC2 Toolbox，Rainer Heintzmann博士，Leibniz IPHT和Friedrich Schiller大学Jena的研究小组的研究小组展示了如何在动手实施的情况下直观地理解这种固有的模块化过程。通过这种方式，UC2还可以为用户提供技术培训，并使用他们可以使用，修改和扩展的光学工具，这取决于他们正在研究的内容。
回收受污染的显微镜
柏林自由大学生物化学教授Helge Ewers正在调查病原体UC2工具箱。他说：“ UC2系统使我们能够以低成本生产高质量的显微镜，我们可以在孵化器中观察到活细胞。”
“商业显微镜可以用来检查更长的时间内检查病原体，比我们的UC2设置要花费数百或数千倍。”。“您几乎无法将它们带入受污染的实验室，您可能无法将其删除，因为它们不能轻易清洁。”另一方面，由塑料制成的UC2显微镜在成功使用后很容易燃烧或回收在生物安全实验室中。对于在耶拿大学医院进行的一项研究，UC2团队在一周的时间内观察到单核细胞的分化为孵化器中的巨噬细胞，以便深入了解先天免疫系统如何抗衡体内的病原体。。
乐高原则
根据乐高原则建造 - 这不仅唤醒了用户的内在游戏本能，而且观察到UC2团队，而且还为研究人员设计了针对他们的研究问题而定制的仪器的新可能性。本尼迪克特Diederich解释说：“使用我们的方法，可以快速组装正确的工具来绘制特定的细胞。”“例如，如果需要一个红色波长作为激发，则只需安装适当的激光器并更改过滤器。如果需要倒置显微镜，则可以相应地堆叠立方体。使用UC2系统，可以将元素组合起来，根据该元素。所需的分辨率，稳定性，持续时间或显微镜方法，并直接在“快速原型”过程中进行了测试。
研究人员在可自由访问的在线存储库GitHub上发布建筑计划和软件，以便全球开源社区可以访问，重建，修改和扩展提供的系统。RenéLachmann报告说：“有了用户的反馈，我们逐步改善了系统，并添加了新的创意解决方案。”第一批用户已经开始为自己及其目的扩展系统。“我们渴望看到何时可以提出第一个用户解决方案”。
背后的目的是实现开放科学。得益于详细的文档，研究人员可以在世界任何地方，甚至设备齐全的实验室都重现并进一步开发实验。本尼迪克特·迪德里奇（Benedict Diederich）所说的“范式的变化：一毛钱的科学”是：预示科学过程尽可能开放和透明的范式转变，所有人都可以自由访问，研究人员相互分享他们的知识，并且将其纳入他们的工作。
本尼迪克特·迪德里希（Benedict Diederich）说：“我们希望使广大公众能够获得现代显微镜技术，并建立一个开放且创造性的显微镜社区。”这种自我训练的教学方法具有巨大的潜力，尤其是在这个时代Corona Pandemics，当家里获得教学材料时，受到严重限制。
该研究发表在自然通讯。
资源：莱布尼兹光子技术学院
