3D打印的出現(xiàn)似乎就伴隨了很多偉大的事件發(fā)生。例如,瑞典烏普薩拉大學(xué)的研究人員就用3D打印技術(shù)將普通顯微鏡變成了一個實時成像設(shè)備,并能夠顯示出細(xì)胞培養(yǎng)物的高分辨率視頻圖像。
活細(xì)胞成像是一個非常有價值的工具,將允許研究人員監(jiān)測和研究細(xì)胞對引入的物質(zhì)如毒素或藥物的反應(yīng)。然而,活細(xì)胞成像設(shè)備也是非常昂貴的,所以烏普薩拉大學(xué)的一個團(tuán)隊決定嘗試改良老式設(shè)備,以創(chuàng)建廉價的實時成像設(shè)備。除了智能手機(jī),一些現(xiàn)成的電子產(chǎn)品和一些定制設(shè)計的3D打印零部件,都是該團(tuán)隊準(zhǔn)備的物品。隨后,他們還準(zhǔn)備了一些標(biāo)準(zhǔn)倒置顯微鏡,這是在任何校園或?qū)嶒炇叶寄軌蛘业降摹?/span>
事實上,活細(xì)胞成像設(shè)備之所以如此昂貴,就是因為其需要嚴(yán)格的環(huán)境控制力以保證成像其間的細(xì)胞正常行為?!耙虼?,需要額外的昂貴的設(shè)備來保持穩(wěn)定和最佳的溫度和pH條件,用于細(xì)胞生長以及最小化暴露于光線下,以減少光毒性,并使蒸發(fā)最小化以避免摩爾滲透壓濃度的變化?!眻F(tuán)隊解釋說。
該團(tuán)隊準(zhǔn)備了最小成本的模塊化系統(tǒng),包括成像模塊、加熱單元、孵化期和控制單元。成像模塊被設(shè)計為使用智能手機(jī)照相機(jī)以固定的間隔捕獲高質(zhì)量圖像,同時最小化細(xì)胞暴露面積;3D打印的智能手機(jī)支架是基于Thingiverse上的設(shè)計而制作成的,用于將手機(jī)連接到顯微鏡的其中一個目鏡,以及調(diào)整和固定其位置,以便在整個實驗中使用3D打印連接器、伺服電機(jī)和快門盤創(chuàng)建快門。
加熱單元則被設(shè)計用于加熱流入培養(yǎng)箱的空氣,使得細(xì)胞保持在最佳溫度。加熱單元的核心通過將加熱元件放置在兩個商業(yè)級正方形鋁型材之間,并使用兩個50mm的M4螺釘固定在一起而形成。然后將芯放置在3D打印的外殼內(nèi),同時將60mm風(fēng)扇連接到殼體的背面,將溫度傳感器放置在靠近加熱元件處,以便可以仔細(xì)監(jiān)測溫度。
最后,使用Arduino 3.0 Nano AT328微控制器、藍(lán)牙通信模塊、功率晶體管和電壓調(diào)節(jié)器來構(gòu)建控制單元,以連接到標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)供應(yīng)單元,為其他組件供電,而快門的伺服電機(jī)和培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度由藍(lán)牙控制。
或許這套設(shè)備沒辦法與那些昂貴的高端設(shè)備相比,但是作為成本不超過300美元的設(shè)備來說,它的功能已經(jīng)是出類拔萃的了。在這其中,3D打印技術(shù)發(fā)揮的作用也可謂是無處不在。相信對于許多科學(xué)研究來說,3D打印的出現(xiàn)都帶來了諸多好處。
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