世界上第一台 3D 打印显微镜的制造成本仅为 60 美元

研究人员设计并制造了世界上第一台完全由 3D 打印部件制成的显微镜。由于开源计划已在网上公布，几乎任何人都可以仅花费 60 美元组装自己的显微镜。

几年前，巴斯大学和剑桥大学的研究人员启动了 OpenFlexure 项目，为 3D 打印显微镜提供开源蓝图。OpenFlexure 显微镜的核心开发团队目前设在格拉斯哥大学，已在全球 50 多个国家以及南极洲的实验室组装。虽然比标准设备便宜得多，但也有一个问题：显微镜特制的玻璃镜片通常要花费数百美元，超出了许多人的价格范围。然而，最近，斯特拉斯克莱德大学的一个团队开发了一种解决方法，他们说这既降低了 OpenFlexure 设计的总成本，又使其成为第一台完全 3D 打印的显微镜。

研究团队在《生物学》杂志的预印本研究中写道：“光学显微镜长期以来一直是科学发现的基石，推动了从生物学和医疗保健到材料科学、石油化学和地质学等不同学科的进步。” “然而...... [OpenFlexure 显微镜] 对商业光学元件的依赖限制了完全 3D 打印显微镜可以实现的可访问性和适应性。”

为了解决这个问题，研究人员利用光学质量 3D 打印镜头的最新进展。然后，他们编写了 Mars 3 Pro 3D 打印机程序，使用光聚合透明树脂来制造镜头，其参数与 Edmund Optics 12.7 毫米直径平凸透镜（焦距为 35 毫米）相同。一旦打印并组装好，显微镜就可以完全正常使用，但设计师们更进一步，安装了商店购买的相机和使用 Raspberry Pi 计算机处理器控制的光源。但即使加上额外的组件，整个显微镜的成本也约为 60 美元，而且组装时间不到三个小时。

使用他们的新设备检查的第一批样本包括血液涂片和从小鼠肾脏采集的薄切片。6.6 磅重的显微镜的放大倍数提供了 1.7 毫米的成像视野，单细胞空间分辨率约为 5 微米。研究中提供的图像清晰地描绘了单个血细胞、肾小管和其他亚细胞解剖细节。

研究人员在研究中解释道：“考虑商业替代方案，研究级或临床级显微镜的价格可能高达 18,200 美元，并且在资源匮乏的环境中进行现场诊断时，会出现仪器维修和更换光学元件或光机零件的可用性问题。”

未来的迭代并不仅限于这种特殊的镜头——据设计师介绍，还可以采用其他放大倍数和光圈，并且有望用于不同版本的 3D 打印显微镜。