世界首臺全3D打印顯微鏡問世，3小時內(nèi)完成，成本僅為傳統(tǒng)顯微鏡的零頭

2025年1月13日，南極熊獲悉，蘇格蘭格拉斯哥思克萊德大學(xué)的研究團(tuán)隊宣布，他們成功開發(fā)出一款創(chuàng)新的3D打印顯微鏡，該顯微鏡的制作成本低于50英鎊，可在不到3個小時內(nèi)完成組裝。這一突破性進(jìn)展意味著，高精度顯微鏡技術(shù)將變得更加可及，為全球科研人員和教育工作者提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的選擇。

△世界上第一臺完全3D打印的顯微鏡只需幾個小時就能制作完成，而且成本僅為傳統(tǒng)顯微鏡的一小部分

世界上第一臺全3D打印的顯微鏡

3D打印顯微鏡的設(shè)計基于OpenFlexure的開源顯微鏡項目，并結(jié)合了商業(yè)采購的相機(jī)、光源和Raspberry Pi微計算機(jī)，以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。研究團(tuán)隊特別之處在于他們自行制造的3D打印透明塑料鏡片，這一創(chuàng)新顯著降低了傳統(tǒng)實驗室級顯微鏡鏡頭的成本。

傳統(tǒng)顯微鏡的鏡頭通常需要數(shù)千美元的投資，這限制了這些設(shè)備在資源有限的環(huán)境中的應(yīng)用。而該團(tuán)隊的顯微鏡不僅價格低廉，而且在細(xì)胞層面上提供了清晰的成像能力，使得顯微鏡技術(shù)可以被更廣泛地應(yīng)用于教育、研究和醫(yī)療領(lǐng)域。

盡管市場上已有其它基于Raspberry Pi的DIY顯微鏡，但它們通常只能用于拍攝小物體的特寫照片，無法達(dá)到細(xì)胞級別的觀察。2022年，計算機(jī)科學(xué)家Gary Croft推出了一款高質(zhì)量的顯微鏡相機(jī)，但價格仍相對較高，且不包括Raspberry Pi和顯微鏡本身的成本。

△來源于OpenFlexure的高分辨率電動顯微鏡

格拉斯哥思克萊德大學(xué)的研究團(tuán)隊所開發(fā)的顯微鏡，所用成本不到亞馬遜上“廉價”顯微鏡價格的四分之一，為用戶提供了前所未有的性價比。此外，3D打印顯微鏡重量僅為3公斤（約6.6磅），便于攜帶至需要的地點進(jìn)行現(xiàn)場分析。

△完整的說明和STL文件（傳送門）

研究人員已經(jīng)證明，這款顯微鏡能夠用于檢查血液樣本和小鼠腎臟樣本，揭示了早期Raspberry Pi顯微鏡無法捕捉的亞細(xì)胞和解剖細(xì)節(jié)。這項技術(shù)的開發(fā)為全球科研和教育領(lǐng)域帶來了新的可能性，特別是在那些資源有限的環(huán)境中。

△這種顯微鏡的配置使用傳統(tǒng)的顯微鏡物鏡來獲得更高的圖像質(zhì)量

3D打印技術(shù)在傳統(tǒng)精密設(shè)備中的潛力

這種質(zhì)量水平使得3D打印顯微鏡成為行業(yè)的變革者。它通過降低購買顯微鏡的成本，使得即使是預(yù)算有限的組織，如醫(yī)院、實驗室和學(xué)校，也能負(fù)擔(dān)得起一臺或多臺設(shè)備。雖然對于普通用戶而言，這種顯微鏡可能只是一種新奇的工具，但它對于這些機(jī)構(gòu)而言卻是至關(guān)重要的。

此外，3D打印顯微鏡的特性有助于顯著減少物流成本。需求者無需等待數(shù)天乃至數(shù)周才能獲得顯微鏡。只要有3D打印機(jī)、相應(yīng)的耗材、電力和互聯(lián)網(wǎng)連接，幾乎可以在任何地方進(jìn)行打印。這使得3D打印顯微鏡在偏遠(yuǎn)地區(qū)以及在大規(guī)模緊急情況和災(zāi)難響應(yīng)中成為極其寶貴的資源。