211service.com
Mikroskop opuszkowy może zajrzeć do wnętrza poruszającego się zwierzęcia
Niedrogi mikroskop wielkości gumy pozwoli naukowcom łatwiej zajrzeć do wnętrza żywych, poruszających się zwierząt. Urządzenie jest wystarczająco małe i lekkie — waży mniej niż dwa gramy — aby można je było zamontować na głowie gryzonia, gdzie może rejestrować aktywność do 200 pojedynczych komórek mózgowych podczas eksploracji środowiska przez zwierzę.
Podejdź trochę bliżej: Ten mikroskop fluorescencyjny jest tak mały dzięki zmniejszającym się rozmiarom elektroniki w urządzeniach konsumenckich.
To więcej komórek niż można monitorować za pomocą drogiego mikroskopu dwufotonowego, który nie pozwala zwierzęciu się poruszać, mówi Mark Schnitzer , neurolog z Uniwersytetu Stanforda i jeden z twórców urządzenia. Mikroskop jest przeznaczony do wykrywania światła fluorescencyjnego, które jest często wykorzystywane w badaniach biologicznych do oznaczania różnych komórek.
Schnitzer, wyróżniony za TR35 w 2003 roku, mówi, że trudno jest obliczyć koszt budowy mikroskopu, ale mówi, że każdy element kosztuje tylko kilka dolarów. Schnitzer i niektórzy z jego współpracowników założyli startup, aby skomercjalizować urządzenie.
Badania wpisują się w rosnącą tendencję w mikroskopii do tworzenia coraz mniejszych urządzeń, które są przydatne we wszystkim, od nowych obszarów badań po wykrywanie gruźlicy w krajach rozwijających się. Te niewielkie nowe urządzenia są w dużej mierze możliwe dzięki szybko spadającym kosztom i rozmiarom komponentów elektronicznych — trend, który z kolei był napędzany przez popyt na urządzenia konsumenckie.
Ogromny wolumen rynku telefonów komórkowych obniża koszty, nie obniżając wydajności, mówi Aydogan Ozcan , profesor inżynierii elektrycznej i biomedycznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles. Naukowcy zdają sobie sprawę, że dzięki ekonomicznej, kompaktowej architekturze mogą mieć komponenty, które dziesięć lat temu kosztowałyby tysiące dolarów, gdyby można je było znaleźć.
Sercem mikroskopu Stanforda jest komplementarny czujnik półprzewodnikowy z tlenkiem metalu (CMOS), podobny do tego, jaki można znaleźć w kamerach w telefonach komórkowych. Wszystkie użyte komponenty są albo produkowane masowo, albo mogą być produkowane masowo, co ułatwia skalowanie produkcji. Badanie zostało opublikowane w niedzielę w czasopiśmie Metody natury.
Opracowanie urządzenia było napędzane chęcią naukowców zbadania, w jaki sposób mózg kieruje ruchem, co wymaga mikroskopu, który może badać komórki mózgowe, podczas gdy zwierzęta poruszają się i zachowują w sposób naturalny. Zespół Schnitzera opracował wcześniej mały, elastyczny mikroskop, w którym światło było dostarczane do mózgu za pomocą kabla światłowodowego. Ale to podejście ogranicza ruch zwierzęcia i wychwytuje aktywność tylko w bardzo małym obszarze mózgu. Jest również drogi, a komponenty optyczne i elektroniczne kosztują od 25 000 do 50 000 USD.
Nowe urządzenie ma większe pole widzenia, a wszystkie elementy optyczne są zintegrowane z obudową osadzoną na głowie zwierzęcia. Mówi się, że postęp w tworzeniu lunety fluorescencyjnej tak kompaktowej jest naprawdę znaczący Daniel Fletcher , bioinżynier z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który nie był zaangażowany w badania. Aby zwierzę mogło nosić ze sobą cały mikroskop, otwiera o wiele więcej możliwości w badaniu zachowania.
Schnitzer mówi, że mikroskop będzie miał zastosowanie poza obrazowaniem mózgu. Wiele mikroskopów można połączyć i wykorzystać do szybkiego zliczania komórek lub badań przesiewowych zwierząt laboratoryjnych, takich jak danio pręgowany, które są wykorzystywane w opracowywaniu leków.