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微生物学并不是能让所有人都感兴趣的,但斯坦福大学的一个新的DIY项目或许能让人对单细胞生物产生兴趣。一位生物工程师开发了一款3D打印智能手机显微镜,使用者可以用它观察眼虫(Euglena,是眼虫属生物的统称,在植物学中称裸藻,也称绿虫藻,是一类介于动物和植物之间的单细胞真核生物),这使得严肃的观察就像玩游戏一样。
研究人员展示了与这款设备一起的互动平台,包括一个虚拟足球游戏以及像是吃豆游戏一样的迷宫,这个迷宫依赖于这种寻光小生物的运动。
在一篇发表在《PLOS One》的文章中(点击左下角阅读原文),研究人员解释说,这个系统的设计初衷是作为一款易获得的、低成本的教育工具,它的花费少于100美元,如果有3D打印机可用的话,花费会降至大约60美元。
吃豆游戏使得使用者可以选择一个特定的细胞进行追踪,并使用LED光指引细胞为了收集圆点而运动通过迷宫。
在如上图所示的足球游戏中,可以通过指引眼虫通过球门而得分。
生物工程助理教授Ingmar Riedel-Kruse说:“很多专业范围,比如工程和编程都有吸引孩子的新奇玩具,但是微生物学并没有相同的事物。关于这个项目的最初想法是使用手机与活细胞玩游戏。然后,它的发展可能远远超过预期,使得自驱动探究、测量以及建立自己的仪器成为可能。”
这款智能手机设备名为LudusScope,它是由3D打印材料组成的开源系统,按照论文中的指导就可以容易地复制这些材料。
除了作为教育游戏应用外,这个工具可以被用于严肃观察。它包括显微镜比例尺、实时显示游动速度、放大单个细胞的能力。
这个设备的一个小平台上放置着显微镜载玻片,眼虫可以在上面自由游动。
这些微生物会对光进行响应,由一个操纵杆控制的4个LED灯被用于影响微生物游动的方向。
作者写到:“控制这些LED灯的模拟操纵杆使得使用者可以探索细胞对不同光强的反应。一个电路使模拟操纵杆和一个分压器耦合以控制四个方向的LED灯。一个扩散LED光用于照明,由电位器控制它的明暗。尽管很简单,这个电路却覆盖了多种电学基本常理。”
该团队正在基于老师和学生的反馈对这个设计进行改进,希望在一年内可以将它推向市场。
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