История оптической микроскопии насчитывает около 4-х веков. Это действительно очень длинный путь, в течение всего этого времени появлялись различные модели микроскопов, самой разной конструкции. Системы освещения, линзы, корпуса микроскопов разных моделей из разных временных отрезков кардинально различаются. На данный момент одним из лучших способов «выжать» все из оптического микроскопа является иммерсионная система. Зачастую используется увеличение примерно в 1000 раз. И для получения идеальных результатов применяется иммерсионная система, состоящая из иммерсионного объектива и масла. Маслом заполняют разрыв между изучаемым объектом и передней линзой иммерсионного объектива. Такой способ помогает избежать потери световых лучей, с одновременным созданием оптимальной освещенности поля зрения.
В Университете Нового Южного Уэльса используются как раз иммерсионные микроскопы. В такой системе применяется специальная камера, в которой и находится масло. Причем стоимость камеры очень немаленькая — около $400. Такие камеры иногда приходится заменять, что приводит к значительным затратам. Даже для университета, который получает неплохое финансирование, замена нескольких иммерсионных камер сразу — сложная задача. Родному университету решил помочь студент Бен Гудноу (Ben Goodnow), взявшийся за изготовление камеры самостоятельно.
Первокурсник использовал свой опыт работы с 3D печатью и лазерной резкой, и создал совместимую с микроскопом камеру. Стоимость ее изготовления гораздо ниже, чем стоимость оригинальной камеры. По расчетам студента, изготовление камеры обходится примерно в $20 (с использованием услуг сторонних сервисов, по заказу печатающих детали и занимающиеся лазерной резкой). Модель камеры (CAD файлы для спецпрограмм) выложены на GitHub, есть и подробное описание всего процесса изготовления камер.
Основная часть камеры создается из ABC пластика, при помощи лазера нарезаются силиконовые прокладки. Редкоземельные магниты (неодимовые) держат всю конструкцию.
Студент подсчитал, что одну камеру можно изготовить примерно за $103.5 (в четыре раза дешевле, чем купить готовую). Но чем больше типовых элементов делать, тем дешевле все это обходится. С материалами и оплатой услуг сторонних сервисов получилось около $63.5 за все десять изготовленных камер. Самостоятельное изготовление иммерсионных камер позволило сэкономить около $5000 для своего университета.
Комментарии (23)
Black_Shadow
15.04.2016 15:16+4Надо срочно запретить 3D-принтеры, а то производители запчастей недополучают прибыль.
Plone
15.04.2016 15:54+1Точно. Вы забыли Скайп, мессенджеры и иже с ними.
А еще я все никак не могу понять, как реабилитироваться перед заводчиками лошадей, которых производители моторных тележек вообще тазом медным накрыли.
А, и Теслу, кстати, запретить.
Charg
15.04.2016 16:12А еще я все никак не могу понять, как реабилитироваться перед заводчиками лошадей, которых производители моторных тележек вообще тазом медным накрыли.
Ну как сказать… это раньше машины были у богатых а бедные всё еще довольствовались лошадьми.
Сейчас наоборот :)
Так что продукт деятельности заводчиков лошадей всё еще пользуется спросом, просто теперь не массовым. Но и самих заводчиков в наше время явно меньше + их услуги наверняка стоят дороже.
Hellsy22
15.04.2016 15:48+2Такой способ помогает избежать потери световых лучей
Дело все же в коэффициенте преломления и дифракционном пределе. Кроме того, иммерсионный микроскоп не обязательно подразумевает дорогую камеру — порой достаточно просто капли масла между предметным стеклом и объективом.lohmatiyy
17.04.2016 17:19Более того, в школьные годы у меня была практика по биологии как раз с каплей масла между стеклом и объективом.
AntonSor
15.04.2016 18:42Погодите-погодите! Неужели наши или китайцы не делают такой фигни на потоке? Я определенно у кого-то видел похожую самопальную штуку из стеклышек, склеенных пластилином.
Ariant
15.04.2016 22:11Это конечно круто, но не возникнет ли подводных камней типа прекращения гарантийного обслуживания (если это понятие применимо к микроскопам), нарушения патентов etc?
saboteur_kiev
16.04.2016 15:28микроскоп — обычная механическая штука. Гарантийное обслуживание в случае механического заводского брака?
Это выявляется сразу. В результате механического повреждения?
Не уверен, что уронить микроскоп входит в гарантию.
Остальное — купить запчасти у оригинального поставщика, у китайцев или напечатать самому.
Gryphon88
16.04.2016 15:32+2У микроскопов есть гарантия. У каждой единицы поставки (микроскоп — это конструктор, части не менее чем от 3 фирм) есть своя EULA, гарантия и инструкция. Написано, чего делать нельзя и как пользоваться, чтоб не сломать. Про расходники обычно не пишут, кроме, пожалуй, объективов. Забавная история из практики: Nikon хочет своё масло, Zeiss — своё (они немного отличают по показателю лучепреломления). Один раз я смешал масла, а смесь взяла и полимеризовалась во что-то типа застывшей эпоксидки.
Если Вы действовали по инструкции и соблюдали гарантию, а оно всё равно сломалось, то Вы можете попробовать заменить по гарантии. Но нервов уйдёт уйма и всё это время микроскоп будет простаивать. Если же кусок микроскопа от одной фирмы сломает кусок от другой, то придётся судиться, чтобы одна фирма оплатила ремонт другой по негарантийному случаю (цена ремонта — половина от новой детали). Микроскоп всё это время стоит.
Конечно, можно подписать гарантийный контракт с местным представительсвом фирмы. Специально обученный инженер окажет психологическую помощь по телефону, проведёт несложный ремонт в заявленные сроки, а для сложно вызовет инженера из головного офиса. Но цена будет ломовая (порядка 15-50килоевро в год), поэтому даже большому институту в Штатах дешевле иметь отдел микроскопии (по аналогии с отделом IT), чтобы всю съёмку, половину пробоподготовки, ЕУ и ТО делали там, а в случае невосстановимых поломок взаимодействовать с производителям по разовым контрактам. Ну или по принципу «каждый сам за себя» с прибегающим местным инженером.
vanyatwo
16.04.2016 20:49Видно, что вам интересна данная тема и вы в ней разбираетесь.
Вы не думали о том, чтобы сделать какой-то opensourse-микроскоп с расчетом на kickstarter/indiegogo? (понимаю, что глупый и слишком поверхностный вопрос — но сегодня это довольно эффективный способ развития и распространения технологий, а судя по вашим комментариям, в данной сфере явный застой)Gryphon88
16.04.2016 20:59+2К сожалению, качественный микроскоп сделать практически невозможно.
1. Как делают объективы, я понимаю довольно слабо. Знаю только, что там используются несколько типов стекла внутри одного объектива. Ну и прецизионные станки нужны для обработки оправ.
2. у цейса, никона и олимпуса очень много патентов, при этом много веерных.
Saffron
16.04.2016 23:44Патенты будут нарушены, если он начнёт это продавать. А так собственно по разнице в цене видно, какую часть стоимости устройства составляют патенты и прочая интеллектуальная «собственность».
Gryphon88
Немного деталей.
Студент пытался воспроизвести следующую камеру: http://www.chamlide.com/page/company/product_list.asp?SortSeqNo=6 Chamlide CMB и воспроизвел, см. документ в статье
Как такой камерой пользоваться:
1. В инкубаторе на стандартном круглом стекле выращиваем клетки (стекла лежат в чашке Петри со средой, ненужную нижнюю сторону протираем когда вытаскиваем)
2. Достаём стекло с наросшими клетками пинцетом
3. Подготавливаем к наблюдению
3а. Если планируем смотреть живые клетки: протираем нижнюю сторону, вкладывем в камеру, заливаем в камеру среду для культивирования (да, именно она называется в исходной статье observation medium), закрываем сверху вторым стеклом, чтобы среда не закислялась от углекислоты в воздухе.
3б. Если планируем смотреть фиксированный препарат: камера не нужна, просто делаем препарат по классике.
4. Ставим камеру на микроскоп. Стекло с клетками должно быть обращено к объективу: для инвертированного микроскопа стекло кладётся как оно лежало в чашке Петри из п.1, для «прямоходного» — кверху ногами. клетками к земле.
А теперь вкратце, почему я не считаю поступок студента чем-то новым и вообще достойным подражания:
1. Смотреть препарат с помощью иммерсионного объектива насухую — полный идиотизм, картинка получается хуже, чем у сухого объектива с меньшей апертурой. О таких делах даже заикаться нельзя :)
2. Для наблюдения живых клеток используются инвертированные микроскопы, у которых объективы снизу. Тут используется конструкция за 20-35 рублей: чашка Петри 35мм с просверленной в дне дыркой. К дырке подклеивается на аквариумный клей или парафин покровное стекло, в ней растятся клетки. Перед постановкой на микроскоп наливаем сверху минеральное масло или вазелин вместо второго стекла. 3д принтер не нужен, только сверло на 18 или 22 :)
3. Такие камеры кустарно клепают самое меньшее 25 лет из тефлона (фрезеровка) или стекла. Камера с двумя покровными стёклами нужна, если у нас ещё конденсер иммерсионный, если используем неклассические микроскопические техники (например, 4pi https://en.wikipedia.org/wiki/4Pi_microscope ) или если требуется менять среду, в которой содержатся клетки, в ходе эксперимента. Ну да, там не модные магнитики, а резьбы, зато технологически все проще.
Производители микроскопной техники как офигели в 80х. так с тех пор наращивают градус. И с того же времени все адекватные ученые заменяют по возможности вендорные вещи на самопал.
diller61
пишите статью. я серьезно
Gryphon88
Написать то не проблема, по микроскопии спецкурс год идёт, и это не считая пробоподготовки. Проблема в том, что куда ни ткнись, получается здоровенная простыня, 10-30к знаков на глазок. Черкните в ЛС, про что Вам лично было бы почитать интереснее:
1. Контраст и разрешение. Разные критерии и как к ним относиться
2. Анатомия микроскопа. Ход лучей, какие конструкции бывают. Довольно нудно, хотя и must know для микроскописта.
3. Методы наблюдения с критериями и ограничениями использования. Непонятно без п.2
4. Сверхразрешающая и computer-assisted микроскопия. Требует пп 2-3
5. Как собрать микроскоп за минимум денег и чтоб работало. Сага об офигевших вендорах.
6. Что можно навесить на микроскоп для облегчения жизни: механизация и автоматизация. Требует п.2
DeepHill
" 5. Как собрать микроскоп за минимум денег и чтоб работало. Сага об офигевших вендорах. "
Очень хотелось бы почитать!
SergeyD
Похоже на план цикла статей.
Серьезно, напишите все 6+.
Это же интересно!
rPman
Было бы отлично, если бы эта здоровенная пустыня была заполнена! Пишите, не сразу, по чуть чуть.
Keep213
В первую очередь очень хочется прочитать статью про «Как собрать микроскоп за минимум денег и чтоб работало. Сага об офигевших вендорах.» А если серьёзно, то конечно лучше увидеть всю серию.
diller61
как истинного халявшика вот прямо сейчас манит пункт 5, но как уже и писали выше ваш комментарий похож на план цикла статей, так почему бы его постепенно не воплотить?)
Aivendil
Напишите, пожалуйста, статью о микроскопах!
saboteur_kiev
В переводе где-то потерялось, что студент предложил смотреть без иммерсионного масла?
Мне кажется что он такого не предлагал, просто помог сделать аналогичные оригинальным камеры, картинка с иммерсией была показана что без помощи студента, институту пришлось бы смотреть все всухую.
Gryphon88
Да, потерялось, см. видео в статье, 18 или 19 секунды. Использовать иммерсионный объектив без иммерсии, а потом удивляться, что картинка плохая — ровно то же самое, что залить в машину 80 бензин вместо 95, а потом удивляться, что она плохо ездит, сходный уровень компетенции. Студент не предлагал использовать другой, неиммерсионный, объектив.