用「DIY智慧型手機顯微鏡「玩微生物遊戲

2021-02-14 中國生物技術網

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　　微生物學並不是能讓所有人都感興趣的，但史丹福大學的一個新的DIY項目或許能讓人對單細胞生物產生興趣。一位生物工程師開發了一款3D列印智慧型手機顯微鏡，使用者可以用它觀察眼蟲（Euglena，是眼蟲屬生物的統稱，在植物學中稱裸藻，也稱綠蟲藻，是一類介於動物和植物之間的單細胞真核生物），這使得嚴肅的觀察就像玩遊戲一樣。

　　研究人員展示了與這款設備一起的互動平臺，包括一個虛擬足球遊戲以及像是吃豆遊戲一樣的迷宮，這個迷宮依賴於這種尋光小生物的運動。

　　在一篇發表在《PLOS One》的文章中（點擊左下角閱讀原文），研究人員解釋說，這個系統的設計初衷是作為一款易獲得的、低成本的教育工具，它的花費少於100美元，如果有3D印表機可用的話，花費會降至大約60美元。

　　吃豆遊戲使得使用者可以選擇一個特定的細胞進行追蹤，並使用LED光指引細胞為了收集圓點而運動通過迷宮。

在如上圖所示的足球遊戲中，可以通過指引眼蟲通過球門而得分。

　　生物工程助理教授Ingmar Riedel-Kruse說：「很多專業範圍，比如工程和編程都有吸引孩子的新奇玩具，但是微生物學並沒有相同的事物。關於這個項目的最初想法是使用手機與活細胞玩遊戲。然後，它的發展可能遠遠超過預期，使得自驅動探究、測量以及建立自己的儀器成為可能。」

　　這款智慧型手機設備名為LudusScope，它是由3D列印材料組成的開源系統，按照論文中的指導就可以容易地複製這些材料。

除了作為教育遊戲應用外，這個工具可以被用於嚴肅觀察。它包括顯微鏡比例尺、實時顯示遊動速度、放大單個細胞的能力。


這個設備的一個小平臺上放置著顯微鏡載玻片，眼蟲可以在上面自由遊動。

　　這些微生物會對光進行響應，由一個操縱杆控制的4個LED燈被用於影響微生物遊動的方向。

　　作者寫到：「控制這些LED燈的模擬操縱杆使得使用者可以探索細胞對不同光強的反應。一個電路使模擬操縱杆和一個分壓器耦合以控制四個方向的LED燈。一個擴散LED光用於照明，由電位器控制它的明暗。儘管很簡單，這個電路卻覆蓋了多種電學基本常理。」

　　該團隊正在基於老師和學生的反饋對這個設計進行改進，希望在一年內可以將它推向市場。


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