Микроскоп самодельный: Как сделать самодельный микроскоп

Содержание

Как сделать самодельный микроскоп

Как сделать самодельный микроскоп

В этой статье речь пойдёт о том, как из подручных средств можно сделать несложный оптический прибор «породы» микроскопов. Увеличительные способности данного самодельного прибора намного превышает возможности даже самой сильной лупы. Благодаря микроскопу можно увидеть много интересных и необычных вещей.

В таком самодельном приборе как микроскоп применяются два готовых оптических узла – штатные объективы от малоформатного фотоаппарата, который наверняка есть у каждого в кладовке, типа «ФЭДа» или «Зенит», до съёмочной восьмимиллиметровой кинокамеры. Достать эту оптику очень просто, так как со времён Советского Союза у многих осталась такая аппаратура, а если же дома таких вещей не найти, то на барахолках и блошиных рынках любого города можно дешево купить любые объективы и линзы.

Конструкция самодельного микроскопа:

  • Подставка, к которой крепится кронштейн;
  • Фотообъектив;
  • Удлинительное кольцо;
  • Тубус;
  • Горловина «микроскопа»;
  • кинообъектив или фотообъектив.

Для примера мы берём объектив от немецкой камеры «Зоннар» с фокусным расстоянием в десять миллиметров. На него возложена роль окуляра нашего самодельного микроскопа. В качестве объектива здесь подойдёт объектив «Индустар — 50» от списанного «ФЭДа». Также понадобится удлинительное кольцо номер четыре с присоединительной резьбой М39х1 (самое длинное), которое применяется для макросъёмки.

Если используется объектив от «Зенита», то понадобится кольцо № 3 с резьбой М42х1. Кино – и фотообъективы объединяют в единое оптическое целое благодаря жесткому светонепроницаемому тубусу. Удлиненное кольцо играет роль связующего звена между объективом микроскопа, подставкой и тубусом.

Для сопряжения миниатюрного кинообъектива с задним концом тубуса прекрасно подойдёт верхняя коническая часть от пластмассовой бутылки подходящего размера из – под напитков или парфюмерии вместе с горловиной.

Подставка для такого микроскопа изготавливается, как правило, из тонкой доски или же многослойной фанеры с толщиной шесть – десять миллиметров.

Для кронштейна прекрасно подойдёт алюминиевая полоска шириной до пяти сантиметров и толщиной от одного до полутора миллиметров.

Кронштейн также можно изготовить из пары пластинок из текстолита, связав их между собой и с подставкой уголками из алюминия. Лучше всего придавать кронштейну такую форму, которая обеспечивает оптическому узлу удобный наклон для работы.

Тубус, склеенный из картона, на корпусе удлинительного кольца фиксируют на клей. Длина такого тубуса во многом зависит от формы и размеров горловины пластмассовой бутылки, при этом отрезать горло у бутылки нужно так, чтоб её цилиндрическая часть была не менее двадцати миллиметров в длину, что обеспечит соосность оптических узлов при стыковке. В горлышке горловины нужно укрепить необходимый объектив, к примеру, от простой съёмочной камеры «Спорт» любой модификации.

Фокусирование оптической системы на объективе наблюдения производится благодаря дистанционному кольцу фотообъектива. Тубус лучше всего сделать составным, то есть из отдельных секций, которые входят с небольшим трением одна в другую. Это позволит расширить пределы фокусировки. Внутренние поверхности тубуса и горловины лучше сего покрыть простой черной матовой краской. Если обеспечить прибор столиком для поддержки предметного стекла и зеркальцем, то тогда можно будет рассматривать объекты в проходящем свете.

Самодельный оптический микроскоп. — Интернет-проект «МЫ ВМЕСТЕ»

Каждый день деятельность человека влияет на природу. Выхлопные газы автомобилей, отходы заводов, ядохимикаты сельского хозяйства – все это загрязняет окружающую среду. Страдают не только животные, птицы, растения, человек, но и представители микромира, населяющие воду, воздух и почву.
Обычно экологи используют оптические микроскопы, дающие увеличение до 1000 раз. Оптический микроскоп – самый старый и простой в использовании. Поэтому мне захотелось собрать его своими руками.
Станина и основание станины моего микроскопа выпилены из досок. Они скреплены шурупами. Предметный столик – выпилен из фанеры. Он устанавливается в прорези станины. Подсветка реализована из матрицы подсветки экрана сломанного цифрового фотоаппарата Olympus C-150, для конденсирования света применена матовая линза сломанного фотоаппарата Зенит-ЕТ. Узел подсветки крепится к предметному столику винтами. Предметное стекло к предметному столику прижимается обычными скрепками. Для питания подсветки применен блок питания светодиодных лент на 6 Вт фирмы Feron.
Объектив сделан из узлов объектива сломанного цифрового фотоаппарата Olympus C-150. В качестве окуляра использован окуляр визира сломанной 8-мм кинокамеры типа Аврора. Окуляр крепится в штуцере для шланга. Объектив — в обрезок резинового шланга, одетый на штуцер. Наглазник взят от сломанной 8-мм кинокамеры типа Аврора. Тубус собран из водопроводных сгонов 1/2 дюйма. Для крепления тубуса к станине использована мебельная планка, часть хомута водопроводной трубы и два длинных винта из анкеров.
Мой микроскоп дает увеличение, примерно, 250 раз. В него можно различить стенки клеток лука, их ядра и другие детали. Так же этого увеличения хватит для того, чтобы рассмотреть некоторые детали инфузории-туфельки и других одноклеточных.
Микроорганизмы играют большую роль в природе и жизни людей. Их состав и состояние в почве, воде и воздухе меняется при любых загрязнениях окружающей среды. Экологи знают эту особенность и тщательно следят за жизнью мельчайших созданий. Степень загрязнения окружающей среды определяют микроскопом. Микробиологи могут подсчитать количество микроорганизмов, изучить их состояние, проверить, содержатся ли в изучаемом образце вредные бактерии.

Рубрики Сам себе КулибинНавигация записи

Фамилия, имя: Артамонов Сергей

Образовательное учреждение: МАОУ Лицей № 36

Автозаводский район

5 класс

Руководитель: , Кокина Светлана Ильинична, учитель биологии

Номинация: Технические объекты «Сохраним нашу Землю»

Как сделать микроскоп из мобильника.

Макросъемка в домашних условиях. :: Это интересно!

Он у нас очень востребован. И мы даже мечтаем о покупке современного хорошего микроскопа.

А пока наши мечты ждут своего часа, Антон сделал нам домашний микроскоп буквально из подручных материалов — для него нужно всего лишь две вещи: мобильный телефон с фотокамерой и лазерная указка. 

Сразу скажу — действительно получается настоящий микроскоп! Правда, увеличение не намного больше, чем в нашем школьном. Но нам пока и так очень понравилось! Главное, тут можно сразу делать электронные фотографии того, что видишь!


Фото, полученные через самодельный микроскоп

Итак, для того, чтобы сделать микроскоп своими руками, нужно взять мобильный телефон с фотокамерой. Лучше всего, если у фотокамеры не будет автоматического фокуса или его можно будет выключить — тогда она хорошо ловит резкость. Например, мобильник мужа LENOVO фотографирует через линзу прекрасно, а мой LG вообще никак не может(((

Второе, что нужно взять, это линзу от лазерной указки. Знаете, продают такие среди детских игрушек, которые светят красным лучом. Или можно взять лазерный прицел от игрушечного автомата (мамы мальчиков знают, о чем я говорю). Нам из всего этого прибора понадобится только само стеклышко, через которое проходит луч. Оно совсем крохотное — обычно диаметром около 6 мм.


После этого линзу нужно как-то зафиксировать так, чтобы «глазок» фотоаппарата мобильного телефона «смотрел» прямо сквозь нее. Можно хоть пинцетом держать. Но это неудобно. Поэтому Антон сделал своеобразную оправу из куска пластиковой упаковки-блистера. Проделал отверстие под диаметр линзы, при этом пластик приобрел необходимую толщину и упругость для крепления линзы. Очень важно линзу не поцарапать. Она тоже пластиковая и очень нежная. Лучше взять мягкий платок и все операции делать им или на нем.


Линза имеет две стороны — ровную и выпуклую. Нужно вставить ее в оправу так, чтобы выпуклая сторона была наружу, а ровная — к линзе фотоаппарата телефона.


1. Необходимые материалы

2. Готовим оправу для линзы из пластиковой упаковки

3. Вставляем линзу в оправу

4. Крепим линзу на глазок фотоаппарата с помощью скотча


Все! Микроскоп готов! Смотрите теперь на экран телефона — и вы увидите сильно увеличенное изображение! И фотографии делать очень просто — нажимаешь кнопочку, и — щелк! — огромные нити и или лист комнатного цветка у вас в электронном виде!

Вот посмотрите, что у нас получилось:
Соль «Экстра» мелкого помола под микроскопом

Сахар под микроскопом

Соль поваренная крупного помола под микроскопом

Тканевая салфетка под микроскопом

Шурупчик и монета под микроскопом

Денежная купюра под микроскопом

Чайная ложка под микроскопом

Еще одна чайная ложка под микроскопом

Обивка дивана под микроскопом

А зимою мы использовали этот микроскоп, чтобы делать Макрофотографии снежинок.

А тут я писала о других «самоделках» Антона: Проволочные головоломки, Наушники без проводов, Шум морского прибоя в ванной, Автоукачивалка на детскую кроватку, Люстра ручной работы в кухню, робот из ненужных деталек и Робот-компьютерная мышка, Робот-паук, Модель электрического мотора, Радистский (телеграфный) ключ, Водяная ракета, Паровая турбина, Светофор, Перископ.

Эта  статья участвует в апрельском Креативе у Лизы Арье

Самодельный микроскоп

Самодельный микроскоп

 

 

Хотите, не приобретая сложного микроскопа, наблюдать интереснейшую жизнь простейших водорослей и других невидимых обитателей капли стоячей воды, проникнуть взором в тайны клеток растений _разглядеть красные кровяные шарики? Хотите увидеть, как выглядят чудесные чешуйки крыльев бабочки, мельчайшая цветочная пыльца при сильном увеличении? Если вы любите делать все своими руками, то смастерить 200— 500-кратный микроскоп не представит для вас никакой трудности. Микроскоп оригинальный — без единой стеклянной линзы (у обычного их несколько). Главной оптической частью его служит жестяная пластинка с небольшим отверстием в 0,3—2,5 мм, в которое помещается капля воды или, лучше, глицерина удерживаемая капиллярным притяжением. Если отверстие хорошо обработано, капля принимает форму правильной, сильно выпуклой линзы. Через эту единственную, но зато очень сильную “линзу” и рассматривается при проходящем свете прозрачный или достаточно малый объект, который помещается на расстоянии 0,2—3 мм от линзы, в зависимости от ее увеличения. Жестяная пластинка с каплей удерживается верхней Деревянной колодкой, которую можно поднимать и опускать с помощью винта. Колодка укреплена шарнирно на стойке. На другой, расположенной чуть ниже неподвижной колодке укреплена склеенная из бумаги трубка, в которую вставлена еще одна подвижная трубка, закрепляемая винтом. К этой трубке сверху приклеен круглый неподвижный столик из пластмассы с отверстием в 6—8 мм, по которому перемещается в двух горизонтальных направлениях с помощью винтов и пружины еще один подвижный квадратный пластмассовый столик.

Металлическая скобка препятствует его поднятию и соскакиванию. Отверстие в этом столике делается большее. Сверху к квадратному подвижному столику приклеивается круглая пластина тоже с широким отверстием. На нее кладут предметное стекло. Диаметр столиков и пластины не должен превышать 50 мм. Для предохранения жидкостной линзы от пыли и от деформации ее защищают кусочком чистой целлулоидной пленки, которую приклеивают к небольшой пластмассовой шайбе. К верхней подвижной колодке для удобства прикрепляется круглый, диаметром 30 мм, окулярный щиток с отверстием для глаза. Щиток при замене объектива можно сдвигать в сторону. Объект освещается снизу подвижным зеркалом сквозь диафрагму, снабженную отверстиями от 2 до 15 мм обеспечивающими значительное улучшение качества изображения, если диафрагма помещена не ближе 100 мм от объекта. Центральная стойка укрепляется неподвижно в подставке. Объект, который надо рассмотреть, помещают на стекле, не выходящем за пределы столика. Для получения хорошего изображения особенно важно тщательно обработать отверстие для капли в пластинке, так как даже небольшая неправильность отверстия, незаметный завал или заусеницы искривят каплю и испортят изображение. Поэтому при сверловке и обработке отверстия его качество необходимо постоянно проверять с помощью сильной лупы. Чтобы капля не растекалась, пластинку смазывают вазелином и затем почти насухо протирают. Пластинка и глицерин должны быть безукоризненно чистыми: мельчайший сор в глицерине осядет на дно или всплывет наверх капли и превратится в туманное пятно в самом центре поля зрения. Для большего увеличения нужно применять отверстия меньшего диаметра. Лучше сделать набор пластин с отверстиями от 0,3 до 2,5 мм. При умелом обращении микроскоп может дать увеличение до 700 раз. Каждый любитель мастерить может за короткое время изготовить такой прибор из небольших кусочков дерева, пластмассы, жестяной банки и нескольких шурупов.

 

«Техника Молодежи», 1960 г., №1, Гребенников В.С.

 

 

Карманный микроскоп

 

 

 

Перед вами рисунки очень простенького карманного микроскопа, которым удобно пользоваться в походе. Для его изготовления вам не потребуется никаких дефицитных деталей, даже линзы. Ее заменяет… капля воды. В деревянном бруске (40x70x20 мм) вы просверливаете (вытачиваете) сквозное отверстие диаметром 8 мм и красите его изнутри черной гуашевой краской. Это тубус микроскопа. Он должен точно располагаться относительно осевых линий бруска. Затем вырезаете из жести (от консервной банки) два диска одни для диафрагм, другой для объективов. Приклепывал диафрагмовый диск к скобе, помните: 1) что он должен так плотно прижиматься к ней, чтобы не было бокового подсвечивания в тубус, и 2) что осевая линия тубуса должна совпадать с отверстиями диафрагм. Фокусирующая планка прикрепляется к бруску (основе микроскопа) также при строгом соблюдении осевого совмещения центров линз с центром тубуса. К изготовлению объективного диска отнеситесь с особой тщательностью: от чистоты проделанных отверстий зависит качество работы микроскопа. Разметив диск по чертежу, проколите в нем отверстия и разверните их шилом. Образовавшиеся заусенцы заточите на бруске. Отверстия должны быть правильной формы и нужного диаметра и, самое главное, должны иметь скос (фаску), необходимый для образования сферы капли. Цековка отверстий направлена наружу. Крепится объективный диск к фокусирующей планке заклепкой с шайбой. Перед тем как пользоваться микроскопом, тщательно протрите объективный диск тряпочкой, а края отверстий, предназначенных для водяных линз, смажьте слегка каким-либо жиром, тогда капельки воды не будут растекаться. Предметные стекла (15×70 мм) вырежьте из фотоплас­тинки. Между ними поместите рассматриваемый предмет и оба стекла вдвиньте в гнездо бруска так, чтобы рассматриваемый предмет оказался против смотровой линзы. Затем заостренным концом спички наберите чистой воды и коснитесь им обоих отверстий объективного диска. Попав в отверстия, капли примут форму двояковыпуклых линз. Так вы получите жидкостные объективы микроскопа. Не допускайте, чтобы капли растекались по поверхности диска. Готовый микроскоп поднесите к глазу жидкой линзой и направьте тубус в сторону источника света. Лучи света, пройдя через отверстие в диске и через рассматриваемый предмет, попадут в глаз. Вращая болтик, вы можете перемещать объективный диск ближе или дальше от рассматриваемого предмета и тем самым добиваться наилучшей резкости изображения. Степень увеличения можно менять, если, поворачивая объективный диск, устанавливать против рассматриваемого предмета то одну, то другую линзу. Наилучшее увеличение даст линза-капля, помещенная в отверстие меньшего диаметра. Диск с диафрагмовыми отверстиями облегчает настройку и дает яркость и четкость рассматриваемого предмета. На ветру, в жаркие дни капли воды быстро испаряются, поэтому в отверстия время от времени приходится пускать новые капли воды. Воду можно заменить чистым глицерином.

С. Вецрумб

ж. Юный Техник 1962, №8, стр. 74-75. 

Самодельный микроскоп | Центр физики частиц и высоких энергий НИИ ЯП БГУ

Используя явление преломления лучей света, человек создал много полезных приборов:

микроскоп, линзовый телескоп, зрительную трубу, бинокль, аппараты, дающие изображение на экране, такие, как фото- и киноаппарат, эпидиаскоп и многое другое.

Рассмотрим принцип устройства микроскопа.

Если поставить предмет перед линзой так, чтобы получить увеличенное изображение, а затем рассмотреть это изображение через другую линзу, — предмет будет казаться еще больше увеличенным.

Первая линза, дающая изображение, называется объективом. Вторая — играющая роль лупы для рассматривания увеличенного изображения — называется окуляром. Не вдаваясь в подробности, укажем, что общее увеличение, даваемое микроскопом, равно произведению увеличений объектива и окуляра. Оно зависит от расстояния предмета до объектива. Величина фокусных расстояний объектива и окуляра тоже влияет на общее увеличение.

Рисунок 120 изображает схему хода лучей в микроскопе. На схеме видно, что увеличение микроскопа получается вследствие увеличения угла зрения.

Изготовление микроскопа несколько сложно, однако при старании каждый сможет его изготовить сам(Предлагаемая простая конструкция Л. Померанцева.)

Единственные части, которые самому не изготовить, — это две собирающие линзы +10 диоптрий(1 Фокусное расстояние линзы +10 диоптрий равно 0,1 м. Знак плюс обозначает собирающую линзу. Знаком минус обозначают рассеивающую линзу.) диаметром около 20 мм каждая. Линзы можно купить в аптеке или оптическом магазине. Если нет такого

диаметра (обычно он больше), попросите обточить линзы до диаметра в 20 мм. Можно взять линзы другого диаметра, но тогда соответственно меняйте диаметры трубок. Всё остальное найдется под руками — жесть, тонкий картон, куски фанеры, гвоздики, зеркальце. Ваш микроскоп (рис. 121), как и настоящий, будет состоять из следующих основных частей: основания, ножки, тубусодержателя, тубуса, окуляра, объектива, предметного столика, поворотного осветительного зеркала и регулировочного винта.

 

Начните с изготовления и сборки оптической части. Склейте из картона, в несколько слоев, две трубки длиною по 50 мм с внутренним диаметром, соответствующим имеющимся линзам. Внутренняя часть должна быть черной.

У каждой трубки один

Микроскопия сверхвысокого разрешения для исследования вирусов

Микроскопия сверхвысокого разрешения – это широко используемый метод исследования биологических особенностей образцов за пределами дифракционного предела, таких как ядерные поры, покрытые клатрином везикулы, периодичность актинового скелета в нейронах и вирусы. В этой статье будет рассказано о преимуществах STED микроскопии и её вкладе в область вирусологии. Авторы статьи расскажут о достижениях в исследованиях вирусов, которые стали возможными благодаря STED микроскопии, и сделают предположение, в каком направлении данные исследования могут пойти.

Вирусные частицы различаются по размеру в зависимости от видов вирусов. Один из самых маленьких вирусов, парвовирус, имеет размер около 20 нм, в то время как самые крупные известные вирусные частицы семейства мимивирусов обладают размером капсида до 500 нм, что уже сравнимо с размером бактерии (рис. 1). Таким образом, благодаря своим размерам вирусные частицы и их субструктуры могут быть детально изучены с помощью методов микроскопии со сверхвысоким разрешением, таких как STED или методы одномолекулярной локализации, которые обеспечивают разрешающую способность около 20 нм. Многочисленные исследования с использованием методов визуализации со сверхразрешением уже расширили научные знания о вирусе иммунодефицита человека (ВИЧ-1), вирусе гриппа A, вирусе простого герпеса (HSV), респираторно-синцитиальном вирусе (RSV), вируса осповакцины, аденоассоциированном вирусе (AAV), вирусе Нипах (Niv), аденовирусе и многих других.

Рис 1: Cравнение различных размеров вирусных частиц с разрешением различных методов визуализации

STED микроскопия для исследования вирусов

Золотым стандартом метода визуализации вирусных частиц была и остается электронная микроскопия (ЭМ). Главным преимуществом метода электронной микроскопии является, несомненно, разрешение в ангстрем-диапазоне, которое превосходит разрешающие возможности всех других доступных методов визуализации. Чрезвычайно высокое разрешение, однако, достигается за счет сильной фиксации образцов с низким контрастом. Кроме того, маркировка и обнаружение специфических белков внутри больших скоплений организмов и клеток является сложной задачей при работе на электронном микроскопе. С другой стороны, методы световой микроскопии, и особенно конфокальная флуоресцентная микроскопия, генерируют высококонтрастные изображения со специфическими метками для интересующих белков. Однако разрешающая способность этих методов ограничена примерно половиной длины волны света (~200 нм). Нобелевские лауреаты по методам микроскопии сверхвысокого разрешения, в частности STED-микроскопии и микроскопии локализации одиночных молекул, преодолевают этот барьер разрешения, используя включение-выключение флуоресцентных красителей. Эти методы улучшают конфокальное разрешение примерно в 10 раз, достигая возможностей разрешения, более близких к тем, которые предлагает электронный микроскоп (см. Рис.1). Кроме того, наноразмерное разрешение STED-микроскопии в сочетании с менее деструктивными методами пробоподготовки и маркировки флуоресценции позволяют изучать структурную информацию нативных (незафиксированных) вирусных частиц в 100 нм диапазоне. Пример того, как STED микроскопия внесла свой вклад в исследование ВИЧ-1, подробно описано ниже.

  • STED-микроскопия – это сильный метод для наблюдения мельчайших структурных деталей в клетках и вирусах
  • Он охватывает весь спектр разрешения, необходимый для изучения вирусов даже в живой среде и во взаимодействии с клетками хозяина
  • Метод MINFLUX откроет совершенно новые пути визуализации вирусов

Специфичная для белков маркировка в сочетании с высококонтрастной визуализацией световой микроскопии позволяет колокализационным исследованиям различных белков пролить свет, например, на взаимодействие вируса и хозяина. Однако в классической световой микроскопии понимание положения белка размыто из-за пределов дифракции. Методы микроскопии сверхразрешения преодолевают этот эффект размытия и, таким образом, придают гораздо более высокую достоверность результатам экспериментов по колокализации. STED-микроскопия особенно хорошо подходит для этих исследований, поскольку разрешение может быть улучшено не только в боковом, но и в осевом направлении, что приводит к изотропному разрешению до 60 нм без какой-либо постобработки. Кроме того, если используются два спектрально различных красителя, которые могут быть возбуждены одним и тем же лазерным «пончиком» STED (например, STAR ORANGE и STAR RED, или Alexa594 и ATTO647N), то хроматический сдвиг между этими двумя каналами отсутствует. Поскольку центральный ноль «пончика» STED излучения определяет точку, из которой испускаются фотоны, если два канала разделяют один и тот же «пончик» возбуждения, колокализация внутренне задана. В различных исследованиях использовали STED-микроскопию для визуализации генома вируса простого герпеса внутри инфицированных клеток или для изучения взаимодействия вируса гриппа А с хозяином.

Возможность визуализации живых клеток и отслеживания динамических событий во времени является большим преимуществом флуоресцентной микроскопии, и STED-микроскопия уникально сочетает это преимущество с наноразмерным разрешением. STED-микроскопия живых клеток доказала свою ценность во многих исследованиях. Одной из основных проблем в микроскопии живых клеток STED является отбеливание и фототоксичность. В то время как отбеливание можно преодолеть с помощью фотостабильных красителей или сменных флуорофоров, минимизация фототоксичности менее проста. Тем не менее, при использовании STED-микроскопии часто упускается из виду, что разрешение и мощность лазера взаимозависимы. Из-за зависимости квадратного корня разрешения от мощности STED-лазера высокая мощность этого лазера необходима только для того, чтобы реализовать последние несколько нанометров разрешения. В STED-микроскопии достигаемое разрешение настраивается с помощью мощности STED-лазера, и оно может быть увеличено настолько, насколько это необходимо для ответа на заданный научный вопрос. Кроме того, новые технологии, такие как STED с импульсным лазером в сочетании с адаптивными методами освещения (например, MINFIELD, DyMIN и RESCue), позволяют проводить длительную визуализацию в высоком разрешении с низким уровнем освещенности и, следовательно, с меньшим количеством фототоксических эффектов. Пример визуализации ВИЧ-1 показан на Рис.2. Здесь также важно отметить, что поскольку вирусная частица содержит лишь небольшое количество белков и, следовательно, меток, мягкие адаптивные методы освещения помогают свести к минимуму фотообесцвечивание, что позволяет получить изображение с более высоким разрешением или в течение более длительного времени в живом эксперименте.

Рис. 2: Исследование MINFIELD STED, представленное на вирусе иммунодефицита человека Типа 1 (ВИЧ-1, меченный SNAP-тегом между матрицей и капсидом в белке Gag и окрашенный Силикономродамином). (А) Конфокальные (слева) и полутоновые (справа) изображения с размером поля 160 нм. B) схема незрелой частицы ВИЧ-1 с метками, обозначенными красным цветом. С) примеры визуализации отдельных частиц ВИЧ-1.

Особенно редкие события трудно поддаются визуализации на электронном микрокопе и обычно могут быть обнаружены только с помощью корреляционной визуализации световой микроскопии и электронного микроскопа. Идентификация разреженных событий, таких как клеточная инфекция или связывание вирусных частиц для проникновения в клетку или ядро, является идеальной мишенью для STED-микроскопии. Поскольку каждый STED-микроскоп по своей сути является конфокальным микроскопом (с выключенным STED-лазером), и позволяет сканировать образец в конфокальном режиме с помощью объектива с низким увеличением, чтобы легко идентифицировать редкие события. После обнаружения события можно выбрать интересующую область для наведения на него, а затем включить STED-лазер, чтобы получить изображение со сверхвысоким разрешением. Визуализация капсид-позитивных объектов после ВИЧ-инфекции клеток, близких к ядерной поре, является одним из примеров того, как STED-микроскопия может быть использована для изучения редких событий.

Научные исследования, связанные с визуализацией вирусов, требуют большого диапазона масштабов визуализации – от одной вирусной частицы на покровном стекле до целых инфицированных клеток или даже интактных живых мышей, чтобы, например, наблюдать иммунный ответ в лимфатических узлах. Таким образом, идеальная микроскопия сверхвысокого разрешения должна быть гибкой для выполнения всех задач визуализации. Микроскопы STED надежно отвечают этой потребности и могут быть адаптированы для различных экспериментов по визуализации. Объективы и установочные носители могут быть выбраны по мере необходимости для проведения эксперимента. Адаптивная оптика позволяет получать STED- и конфокальное изображение глубоко внутри образца с помощью деформируемого зеркала для коррекции аберраций, вызванных образцом. Имея под рукой эти инструменты, микроскоп STED способен создавать изображения в разных масштабах и хорошо адаптируется к потребностям экспериментатора.

Обзор исследования ВИЧ-1 с помощью STED микроскопии

Созревание вируса иммунодефицита человека 1 (ВИЧ-1) происходит одновременно с отщеплением от плазматической мембраны его клетки-хозяина. Во время созревания протеаза активна и расщепляет полипротеиновый кляп на его компоненты, что приводит к перестройке вирусных белков. Зрелые частицы ВИЧ проникают в клетки более эффективно. Однако явного изменения структуры или состава поверхностного белка (белка оболочки, Env) не наблюдается. По сравнению с другими вирусными частицами, только несколько белков оболочки включены на поверхность ВИЧ (7-14 белков Env на вирусную частицу). Остается открытым вопрос о том, как внутреннее морфологическое изменение влияет на белок Env на поверхности частиц и каков поверхностный эффект, повышающий эффективность проникновения в новые клетки-хозяева.

В 2012 году исследовательская группа Hans-Georg Kräusslich ответила на эти вопросы с помощью STED-микроскопии, когда метод был еще в зачаточном состоянии. В сотрудничестве с группой Стефана Хелла они показали, что белки Env на отдельных вирусных частицах образуют кластеры после созревания вируса, и что эта кластеризация индуцируется созреванием через взаимодействие между хвостом Env и внутренними вирусными белками. Поскольку вирусные частицы (диаметр ~120-150 нм) значительно меньше дифракционного предела света, только прямое наблюдение с помощью микроскопии сверхразрешения позволило разрешить эту кластеризацию (см. Рис.3).

Рис. 3: Распределение белка Env (красный / желтый) на отдельных частицах ВИЧ-1 (зеленый). Краситель Vpr.eGFP был использован в качестве маркера для частиц ВИЧ-1. Кластеры Env на поверхности вирусных частиц были помечены Fab-фрагментами, связанными со STAR635P. Только с помощью микроскопии сверхразрешения можно выявить отдельные кластеры Env (сравните среднюю колонку (STED) и правую колонку (конфокальная микроскопия)).

В последующем исследовании, проведенном в Оксфордском университете, исследователи смогли определить подвижность Env-тримеров на одной вирусной частице. Это исследование показало, что липидная оболочка ВИЧ-1 представляет собой среду с низкой подвижностью из-за ее высокого порядка липидов. Стандартным методом определения подвижности изображений является флуоресцентная корреляционная спектроскопия (ФКС). Однако, поскольку вирусные частицы меньше обычного сфокусированного пятна, флуктуации интенсивности, обусловленные движением частиц, могут наблюдаться только при сочетании STED и ФКС, чтобы уменьшить фокальный объем.

Наблюдаемый высокий липидный порядок привел к сотрудничеству между лабораториями в Испании, Франции, Германии и Австралии для изучения липидной среды зарождающихся частиц ВИЧ в клетках с помощью STED- ФКС. Исследование показало, что вокруг места зарождения ВИЧ-1 вирус, по-видимому, генерирует свою собственную липидную среду, что, вероятно, связано с рекрутированием специфических липидов через основной структурный Gag полипротеин.

Таким образом, основной вклад в фундаментальные исследования ВИЧ-1 был внесен с помощью STED-микроскопии. Кроме того, в будущем STED и микроскопия сверхвысокого разрешения в целом будут играть важную роль в исследованиях небольших структур, таких как вирусы.

Заключение и перспективы

В данной статье приводится краткий обзор микроскопии сверхвысокого разрешения с акцентом внимания на микроскопии STED и ее вкладе в визуализацию вирусов и вирусные исследования. Развитие инструментария STED-микроскопии идет быстрыми темпами и, хотя этот метод уже получил широкое распространение в научных исследованиях, мы уверены, что его потенциал будет только увеличиться в будущем. Не следует забывать, что первые изображения на самодельном микроскопе STED были получены лишь менее двух десятилетий назад. С тех пор огромное количество технических разработок и инноваций сделали STED-микроскопию тем, чем она является сегодня: надежным, простым в использовании методом визуализации с супер-разрешением, который может использоваться исследователями так же интуитивно, как конфокальный микроскоп.

Потенциал микроскопии сверхвысокого разрешения простирается далеко за пределы STED. Новая методика MINFLUX предлагает изотропное разрешение до 2 нм – размер одной флуоресцентной молекулы. STED-микроскопия уже смогла изменить то, как мы смотрим на вирусные частицы, поэтому влияние, которое она окажет на научные исследования, нельзя недооценивать. Этот новый уровень разрешения, как ожидается, окажет огромное влияние на вирусологические исследования. Отслеживание MINFLUX может быть выполнено на чрезвычайно высоких скоростях с молекулярной точностью, что позволяет наблюдать перегруппировки внутри одного белка с течением времени или следить за отдельными вирусными частицами в течение длительного времени с беспрецедентной точностью и скоростью.

Самодельный микроскоп для пайки мелких деталей


USB-микроскоп для пайки своими руками

Приветствую Вас, уважаемые любители и мастера изготовления полезных вещей своими руками, а также посетители и создатели сайта «В гостях у Самоделкина».

В связи с сумасшедшими темпами развития радиотехники и электроники в сторону миниатюризации, всё чаще при ремонте аппаратуры приходится иметь дело с SMD радиокомпонентами, которые без увеличения, порой, даже рассмотреть невозможно, не говоря уж об аккуратном монтаже и демонтаже.

Итак, жизнь заставила поискать в интернете прибор, типа микроскопа, который можно было бы изготовить своими руками. Выбор пал на USB-микроскопы, самоделок которых предлагается очень много, но все они не могут быть использованы для пайки, т.к. имеют очень маленькое фокусное расстояние.

Я решил поэкспериментировать с оптикой и сделать USB-микроскоп, который бы удовлетворял моим требованиям.

Вот его фото:



Конструкция получилась довольно-таки сложной, поэтому подробно описывать каждый шаг изготовления не имеет смысла, т.к. это очень загромоздит статью. Опишу основные узлы и пошаговое их изготовление.

Итак, «не растекаясь мыслью по древу», начнём:
1. Я взял самую дешёвую веб-камеру A4Tech, честно скажу, мне её просто подарили из-за фигового качества изображения, на что мне было глубоко наплевать, лишь бы была исправной. Конечно, если бы я взял более качественную и, естественно, дорогую веб-камеру микроскоп получился бы с лучшим качеством изображения, но я, как Самоделкин, действую по правилу – «За неимением горничной, «любят» дворника», да и, к тому же, качество изображения моего USB-микроскопа для пайки меня устроило.

Далее, разобрав её, я аккуратно снял родную оптику, оставив только пиксельную матрицу, и на место родной оптики установил бронзовую втулку, которую выточил на токарном станке по размерам новой оптики.




Новую оптику я взял из какого-то детского оптического прицела.


Чтобы крепить оптику в бронзовой втулке, я просверлил в ней (втулке) два отверстия ø 1,5 мм и нарезал резьбу М2.

В полученные отверстия с резьбой ввернул болтики М2, на концы которых приклеил бусинки для удобства откручивания и закручивания, чтобы менять положение оптики относительно пиксельной матрицы с целью увеличения или уменьшения фокусного расстояния моего USB-микроскопа.



Далее, я задумался о подсветке.
Конечно, можно было сделать светодиодную подсветку, например, из газовой зажигалки с фонариком, которая стоит копейки, или ещё из чего-нибудь с автономным питанием, но я решил не загромождать конструкцию и использовать питание веб-камеры, которое подаётся по USB кабелю от компьютера.

Для питания будущей подсветки, с USB кабеля, которым соединяется веб-камера с компьютером, я вывел два провода с мини-разъёмом (папа) – «+5v, от красного провода USB кабеля» и «-5v, от чёрного провода».



Чтобы минимизировать конструкцию подсветки, я решил использовать LED-светодиоды, которые выпаял из ленты LED-подсветки от разбитой матрицы ноутбука, благо, такая лента у меня давно лежала в «загашнике».

Изготовив при помощи ножниц, подходящего сверла и напильника кольцо нужного размера из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита и, вырезав с одной стороны кольцА дорожки для пайки LED-светодиодов и гасящих SMD-резисторов номиналом 150 ом, (в разрыв плюсового провода питания каждого светодиода поставил резистор 150 ом) спаял нашу подсветку. Для подключения питания с внутренней стороны кольца припаял мини-разъём (мама).


Чтобы соединить подсветку с объективом я применил (неиспользуемую для крепления стёкол объектива) круглую гайку с резьбой, которую припаял к внутренней стороне кольца подсветки (вот для чего я взял именно двухсторонний стеклотекстолит).

Итак, электронно-оптическая часть USB-микроскопа готова.


Теперь необходимо подумать о подвижном механизме для точной настройки резкости, подвижном штативе, основании и рабочем столике.
В общем, осталось придумать и создать механическую часть нашей самоделки.

Поехали…

2. В качестве подвижного механизма для точной настройки резкости я решил взять устаревший механизм для чтения дискет (в народе его называли «флопповод»).
Для тех, кто не застал сие «чудо техники», выглядит он вот так:




Короче, после полной разборки этого механизма, я взял ту часть, которая отвечала за движение считывающей головки, и, после механической доработки (обрезки, спиливания и обработки напильником) получилось вот что:



Для перемещения головки в флопповоде использовался микродвигатель, который я разобрал и взял из него только вал, закрепив его обратно на подвижный механизм. Для удобства вращения вала, на его конец, который был внутри корпуса двигателя, я надел ролик от скроллера старой компьютерной мышки.

Всё получилось, как я хотел, движение механизма было плавным и точным (без люфтов). Ход механизма составил 17 мм, что идеально для точной настройки резкости микроскопа при любом фокусном расстоянии оптики.

При помощи двух болтов М2 я закрепил электронно-оптическую часть USB-микроскопа на подвижный механизм для точной настройки резкости.




Создание подвижного штатива у меня не вызвало особых трудностей.

3. С времён СССР у меня в сарае валялся увеличитель УПА-63М, детали которого я и решил использовать. Для стойки штатива я взял вот такую готовую штангу с креплением, которая была в комплекте увеличителя. Данная штанга изготовлена из алюминиевой трубки с наружным ø 12 мм и внутренним ø 9,8 мм. Для её крепления к основанию я взял болт М10, ввернул его на глубину 20 мм (с усилием) в штангу, а остальную часть резьбы оставил, отрезав шляпку болта.






Крепление пришлось немного доработать, чтобы соединить его с подготовленными во 2 пункте деталями микроскопа. Для этого конец крепления (на фото) я изогнул под прямым углом и в отогнутой части просверлил отверстие ø 5,0 мм.


Далее всё просто – болтом М5 длиной 45 мм через гайки соединяем предварительно собранную часть с креплением и надеваем на стойку, закрепив стопорным винтом.


Теперь основание и столик.

4. С давних времён лежал у меня кусок полупрозрачной пластмассы светло-коричневого цвета. Поначалу я думал, что это оргстекло, но при обработке понял, что нет. Ну, да ладно – решил я его применить для основания и столика моего USB-микроскопа.


Исходя из габаритов ранее получившейся конструкции, и желании сделать большой столик для надёжного крепления плат при пайке, я вырезал из имеющейся пластмассы прямоугольник размером 250х160 мм, просверлил в нём отверстие ø 8,5 мм и нарезал резьбу М10 для крепления штанги, а так же отверстия для крепления основания столика.




К нижней части основания приклеил ножки, которые вырезал из подошвы от старых ботинок самодельным сверлом.

5. Столик выточил на токарном станке (на моём бывшем предприятии, у меня, конечно же, нет токарного станка, хотя есть 5-й разряд токаря) размером 160 мм.

В качестве основания для столика взял подставку для выравнивания мебели относительно пола, она отлично подошла по габаритам и выглядит презентабельно, к тому же, мне её подарил знакомый, у которого этой фурнитуры, «как у дурака махорки».

На верхней части столика я приделал лапки для фиксации плат, которые лежали в закромах с давних времён, даже не знаю от чего они и откуда у меня появились. В связи с тем, что столик поворотный, на нем можно разместить даже крупногабаритные платы для ремонта.


Ну, вот и всё, собираем наш USB-микроскоп в единую конструкцию и подключаем к компьютеру. Видим результат:







Для более крупного и качественного отображения видео с микроскопа я включаю его через Daum Potplayer и вывожу картинку на телевизор.
Вот изображения через Daum Potplayer на мониторе:




Для тех кто не знает, как открыть веб-камеру через Daum Potplayer объясняю:
1. Кликаем правой кнопкой мышки по экрану открытого Daum Potplayera.
2.В появившемся окне наводим курсор на вторую строчку сверху «Открыть».
3.Переходим во второе открывшееся окно.
4.Кликаем по девятой строчке сверху «Открыть веб-камеру»

Всё получаем полноэкранное изображение.
Если надо, выводим на экран периферийного устройства.

P.S. Фокусное расстояние моего USB-микроскопа около 70 мм.
Этого вполне достаточно, чтобы беспрепятственно добраться паяльником и пинцетом до деталей с целью демонтажа и монтажа, и увеличение вполне приемлемое, что хорошо видно на последних двух кадрах.

Спасибо за интерес к моей конструкции.
Желаю всем добра и творческих успехов.
С уважением, MNS1961.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Лучший микроскоп для пайки Руководство по покупке

Когда вы работаете с прекрасными электронными устройствами, такими как материнские платы смартфонов или другие крошечные компоненты для ПК или телефонов, вам нужен способ увеличить изображение продукта, над которым вы работаете .
Вот почему в каждой мастерской по ремонту электроники должен быть микроскоп для работы с электроникой, который позволяет выполнять точную настройку изображений, снимать фотографии и даже видео того, что вы делаете.

Лучший микроскоп для работы с электроникой

Мы немного просмотрели, и ниже вы можете прочитать о лучших микроскопах для ремонта электроники на рынке прямо сейчас.

Портативный цифровой микроскоп Aomekie с 4,3-дюймовым ЖК-экраном

Увеличение : в диапазоне от 1 до 600x

Power : Li-Ion аккумулятор

Характеристики : ЖК-дисплей, 8 встроенных светодиодов, регулировка яркости

Портативный микроскоп от Aomekie прост в использовании и обладает некоторыми впечатляющими функциями, которые упрощают работу в сервисном центре или на проектах DIY.

Замечательно то, что его не нужно подключать к ПК, чтобы вы могли видеть изображения.Встроенный 4,3-дюймовый ЖК-дисплей оснащен всем необходимым для четкого изображения объекта, над которым вы работаете. В этом микроскопе есть все: от кнопок увеличения и уменьшения до регулировки расстояния и даже возможности регистрировать и сохранять снятые изображения на карте microSD.

Via Amazon.com

Теперь, чтобы убедиться, что это будет лучший микроскоп для пайки, производитель также добавил регулируемое крепление с присоской, которое можно разместить на большинстве плоских гладких поверхностей.Наконец, нам также понравилась 3-секундная задержка на кнопке спуска затвора (отлично предотвращает дрожание камеры, когда вы нажимаете кнопку).

Плюсы:

  • Высокая портативность
  • Устойчивое крепление
  • Встроенный ЖК-дисплей со всеми необходимыми функциями
  • 8 светодиодных ламп, которые можно регулировать
  • Простота установки и монтажа там, где это необходимо

Минусы :

  • Поле зрения маленькое
  • Глубина обзора мала
  • Качество сборки не самое лучшее.
Профессиональный бинокулярный стереомикроскоп AmScope SE400-Z

Увеличение : 10X и 20X

Power : электричество (110–120 В)

Характеристики : прочная штанга-стойка, светодиодное освещение , светодиодный светильник на гибкой шее

SE400-Z — идеальный микроскоп для работы с электроникой, который стоит иметь в профессиональной телефонной мастерской! Твердая основа обеспечивает устойчивость, но подставка для стрелы и стрелы обеспечивает гибкость и много места, поэтому вы можете работать с различными типами электронных устройств различных размеров и форм.

Фактическое изображение с микроскопа через Amazon.com

Смотровая головка проста в использовании, так как она имеет бинокулярную конструкцию, и для перехода от 10x к 20x вам придется менять элементы с широким полем. Он также наклонен таким образом, чтобы снизить нагрузку на шею при длительной работе с объектом.

Микроскоп можно отрегулировать по осям X и Y, а регулируемое светодиодное устройство отлично подходит для направления света туда, куда вам нужно.

Плюсы:

  • Большая гибкость, позволяющая работать на разных устройствах
  • Прочная база и регулируемый свет
  • Простота использования
  • Множество профессиональных функций

Минусы:

  • Довольно дорого
  • Подставка тяжелая и немного сложная для маневрирования
Plugable USB 2.0 Цифровой микроскоп

Увеличение : 250x

Power : подключается к компьютеру через порт USB

Характеристики : можно подключить к Oculus Rift, датчик 2,0 мегапикселя

Этот съемный цифровой микроскоп портативный и очень простой в использовании во множестве проектов и даже в мастерской по ремонту телефонов, но для правильной работы он должен быть подключен к компьютеру.

Через Amazon.com

Замечательно то, что он использует набор микросхем веб-камеры, поэтому он совместим с большинством операционных систем на рынке.Однако пользователям Oculus Rift может потребоваться дополнительная настройка.

В плане установки все довольно просто. В основании находится присоска, которую можно закрепить на любой плоской поверхности (в комплекте с устройством идет доска для мелких предметов). После того, как вы разместите микроскоп, вам просто нужно подключить его к компьютеру, и на наконечнике загорится светодиодный индикатор. Гибкий кронштейн позволяет направлять камеру и свет по мере необходимости.

Плюсы:

  • Чрезвычайно проста в использовании
  • Отлично для небольших проектов
  • Хорошее качество сборки
  • Великолепное увеличение масштаба
  • Фантастическая цена

Минусы:

  • Не слишком много тонкая настройка
  • Элементы управления в основном находятся в настольном приложении
  • Это не профессионально
Andonstar 5-дюймовый экран 1080P Цифровой микроскоп

Увеличение : до 560 раз

Питание : 5 В постоянного тока

Характеристики: Встроенный ЖК-экран , 3-мегапиксельный HD-датчик, наличие портов HDMI и USB

Если вы ищете лучший микроскоп для пайки в профессиональных условиях, устройство Andonstar должно быть в вашем списке! На 5-дюймовом экране есть все необходимые команды для настройки изображения, но у вас также есть пульт дистанционного управления для тех ситуаций, когда вы не хотите изменять положение экрана.

Фактическое изображение, полученное с микроскопа через Amazon.com

Изображение на экране четкое (1080p), и его можно передать на компьютер или на большой экран / монитор телевизора. Кроме того, угол наклона экрана можно отрегулировать, чтобы вы не оставались в неудобном положении. Микроскоп перемещается вверх и вниз на прочной подставке, а две гибкие лампы обеспечивают лучший обзор, когда это необходимо.

Плюсы:

  • Изображение предельно четкое
  • Вы можете управлять им удаленно
  • Поставляется готовым к использованию из коробки
  • Очень хорошо продуманный и прочный

Минусы:

  • Установка программного обеспечения немного проблематично
  • Довольно дорого
Цифровой портативный USB-микроскоп Shekar на базе Android

Увеличение : 10-200X

Power : подключается к компьютеру

Особенности: сильный держатель присоски, Водонепроницаемая головка камеры P67, может быть подключена к смартфону, возможность записи видео

Микроскоп Shekar небольшой, его довольно легко установить и подключить к различным устройствам. Однако его не рекомендуется использовать в профессиональном магазине, поскольку в нем не так много функций, кроме как увеличительное стекло, которое позволяет снимать видео и снимать.

Отлично подходит для проектов «сделай сам» и осмотра узких участков, но не намного выше указанных настроек.

Плюсы:

  • Мощный и яркий
  • Может подключаться практически ко всем устройствам
  • Легкий и простой в установке и использовании

Минусы:

  • Не слишком прочный
  • Нет профессиональных функций
  • Сложно для точной настройки фокуса


В заключение, микроскоп для ремонта электроники должен быть простым в установке и использовании и обеспечивать максимальную гибкость в работе.Также полезно, если в нем есть функции, обеспечивающие четкое увеличение и точную настройку изображения.

.USB-микроскоп

для пайки очень мелких предметов

Операция на глазах Lasik в наши дни довольно распространена, но, конечно, есть более простые и дешевые способы пайки SMD-компонентов. [techpawpanda] хотел, чтобы видеокамера могла видеть, что происходит, когда он размещал и припаял крошечные компоненты на своей плате, но коммерческие видеокамеры SMD были ужасно дорогими. Он использовал USB-микроскоп, чтобы разместить и припаять эти крошечные детали, и мы думаем, что его паяльная станция SMD — это колени пчелы.

SMD-станция

[techpawpanda] построена на базе USB-микроскопа, доступного в обычных интернет-магазинах за 40 долларов. Эта камера установлена ​​на деревянном основании с USB-концентратором, позволяющим подключать камеру вместе с несколькими светодиодными лампами USB и USB-вентилятором для элементарной формы удаления дыма.

Результаты впечатляют — даже при 11-кратном увеличении [techpawpanda] может наносить пасту на подушечки и размещать даже самые маленькие SMD-детали. Все это в устройстве, достаточно маленьком, чтобы поместиться в обувной коробке или аккуратно спрятать, когда в нем нет необходимости.

.Видеомикроскоп

DIY, используемый для пайки деталей SMD

К счастью (или к сожалению), [ucDude] имел возможность опробовать высококачественный видеомикроскоп при пайке некоторых небольших компонентов для поверхностного монтажа. Ему это нравилось, проблема заключалась в том, что ему было трудно снова использовать только глаза. Он хотел видеомикроскоп, но стоимость профессионального микроскопа не могла быть оправдана. Решение? Построй!

[ucDude] позвал на помощь одного из своих друзей-фотографов.Обсудив проект, решили использовать веб-камеру и объектив от зеркальной камеры. Тестирование с помощью веб-камеры привело к получению изображения, которое нельзя было увеличить в достаточной степени, к тому же необходимость подключения его к внешнему компьютеру оказалась громоздким решением. Затем они попробовали Raspberry Pi, модуль камеры и монокуляр с зумом. Это сработало отлично! Затем вся сборка была установлена ​​на стойку штанги камеры, что упростило размещение камеры над рабочей зоной, вдали от рук и паяльников.Выход HDMI Raspberry Pi подключается прямо к монитору HD. Результат — именно то, что искал [ucDude]. Теперь он может быстро и уверенно паять свои печатные платы для поверхностного монтажа.

.

Все, что вам нужно знать — Принадлежность для микропайки

Детали микроскопа

Ссылки на все материалы на этой странице:

Для работы с микроскопическими компонентами вам понадобится микроскоп. Физический осмотр — это первое, с чего следует начинать любую ремонтную работу, так как он быстро скажет вам технику, что, вероятно, является или нет проблемой, и вы мало задумаетесь.

Хороший микроскоп обычно должен стоить около 400-800 долларов за новый.Мы настоятельно рекомендуем Amscope SM-4TZ-144A (529 долларов США; amazon.com) в качестве первого микроскопа. Этот микроскоп обладает почти всеми ключевыми функциями, необходимыми для удобного просмотра и работы с микроскопическими компонентами на iPhone и других материнских платах смартфонов, а также чрезвычайно доступен по цене и удовлетворит потребности большинства ремонтных мастерских в обозримом будущем.

Amscope поставляется с тяжелой стойкой с двойной стрелой, которую мы предпочитаем шарнирно-сочлененным стойкам и стойкам с одной стрелой по нескольким причинам. Во-первых, многие новички склонны выбирать шарнирные стойки, потому что они верят, что это позволяет им иметь бесконечную гибкость.Однако мы обнаружили, что большинство шарнирно-сочлененных стоек не соответствуют нашим потребностям в нескольких отношениях — шарнирные стойки заведомо нестабильны и подвержены вибрациям от окружающего оборудования, такого как станции горячего воздуха или даже проходящие мимо люди, что делает невозможным четкий обзор сквозь микроскоп. Кроме того, шарнирно-сочлененные стойки становятся менее гибкими, чем стойки стрелы, потому что их трудно удерживать в одном положении во время работы — они имеют тенденцию смещаться вверх и вниз и из стороны в сторону, поэтому невозможно разместить микроскоп именно там, где мы хотим. та конкретная материнская плата, над которой работают.

Такая шарнирная подставка для микроскопа имеет тенденцию передавать вибрации и становится очень нестабильной во время использования.

Стойки с одной стрелой, как правило, дешевле, чем стойки с двумя стрелами, но также имеют свои недостатки. Поскольку имеется только один цилиндрический рычаг, соединяющий головку микроскопа с основанием, если этот рычаг не имеет фиксирующей планки, он может вращаться вокруг своей оси, и точно так же будет вращаться головка микроскопа. Это становится раздражающим, потому что в большинстве случаев мы хотели бы иметь возможность перемещать головку микроскопа в основание и из базы для осмотра, но с помощью одной штанги ее необходимо блокировать и разблокировать каждый раз, когда мы ее вставляем или вне.Стойки с двойной стрелой позволяют оставлять стрелу разблокированной без вращения головки, так что мы можем быстро перемещать ее при необходимости.

Одиночная штанга позволяет головке микроскопа самостоятельно вращаться вокруг своей оси, что быстро становится неприятным.

Мы также считаем ценной функцию переменного масштабирования Amscope. Микроскопы нижнего уровня имеют фиксированный зум, что непрактично для работы с множеством различных устройств. Переменный зум от 0,5x до 4x или 5x позволяет нам выбирать поле обзора и увеличение для того, над чем мы работаем, и иметь возможность увеличивать масштаб, чтобы внимательно осматривать соединения и шарики припоя, когда это необходимо.

Окуляры микроскопа обычно обеспечивают наибольшее увеличение. Микроскоп хорошего качества будет иметь модульные окуляры, которые можно менять местами для увеличения или уменьшения увеличения. Чтобы рассчитать общую кратность увеличения вашего микроскопа, умножьте увеличение окуляра на увеличение объектива:

  • (Степень увеличения окуляра) x (Степень увеличения линзы объектива) = (Общая мощность увеличения)

В комплекте с Amscope он поставляется с окулярами 10x и 0.Объектив 45x-4.5x. Это дает нам общее увеличение от 4,5x до 45x. Окуляры также должны поставляться с резиновыми наглазниками, на которые некоторые люди считают полезным отдыхать взглядом. Также не забудьте отрегулировать ширину окуляра так, чтобы вы могли видеть через оба окуляра одновременно, и ни один из них не стал черным, а затем точно настройте фокусировку для каждого отдельного окуляра, закрыв один глаз и поворачивая ручку фокусировки на окуляре до тех пор, пока изображение не станет четким. Чисто.

В хорошем микроскопе можно менять окуляры на окуляры с большим или меньшим увеличением, такие как эти 20-кратные линзы (44 доллара; amazon.com).

Рабочее расстояние также необходимо учитывать при выборе микроскопа, так как чрезвычайно важно чувствовать себя комфортно при работе под микроскопом в течение продолжительных периодов времени. Рабочее расстояние обычно описывается как расстояние между заготовкой и линзой объектива микроскопа, когда исследуемый объект находится в фокусе. Для большинства микроскопов, включая Amscope, это обычно около 4 дюймов из коробки. Однако мы обнаружили, что это слишком мало для удобства, поэтому мы прикрепим линзу Барлоу к головке микроскопа, чтобы увеличить рабочее расстояние до 6 дюймов.Некоторые линзы Барлоу даже увеличивают рабочее расстояние до 8 дюймов или более, что может быть полезно для работы с материнскими платами большей высоты.

Что такое линза Барлоу? Линза Барлоу — это линза, которая проходит над линзой объектива в головке микроскопа. Обычно они ввинчиваются в головку микроскопа и позволяют изменять поле зрения, рабочее расстояние и увеличение.

Линза Барлоу обычно ввинчивается в линзу объектива в нижней части головки микроскопа.

Большинство линз Барлоу выпускаются с увеличением 0,3x, 0,5x, 0,75x и 2x. Чтобы рассчитать общую мощность увеличения вашего микроскопа с линзой Барлоу, просто умножьте исходную силу увеличения на коэффициент линзы Барлоу (т. Е. Микроскоп, изначально имевший 45-кратное увеличение, будет иметь 27,5-кратное увеличение после добавления 0,5-кратного увеличения Барлоу. линзы к нему):

  • (Исходная степень увеличения) x (Увеличение линзы Барлоу) = (Новая степень увеличения)

Увеличение линзы Барлоу также влияет на рабочее расстояние микроскопа.Линзы Барлоу с меньшим увеличением увеличивают рабочее расстояние, а линзы с большим увеличением уменьшают рабочее расстояние. Чтобы оценить рабочее расстояние, умножьте исходное рабочее расстояние на величину, обратную увеличению, например:

  • (Исходное рабочее расстояние) x (1 / увеличение линзы Барлоу) = (Новое рабочее расстояние)

Используя эту формулу, мы можем увидеть, что с линзой Барлоу 0,5x на нашем Amscope, имеющей рабочее расстояние 4 дюйма, мы получим новое рабочее расстояние 8 дюймов. Однако на наш вкус это немного чрезмерно, и мы предпочитаем использовать линзу Барлоу 0,75x (49 долларов США; amazon.com), чтобы получить хорошую середину около 6 дюймов. Помните также, что по мере увеличения рабочего расстояния увеличивается и количество света, необходимого для того, чтобы видеть заготовку, поэтому для увеличения рабочего расстояния потребуется более яркий и мощный свет.

Линза Барлоу 0,75x (49 долларов США; amazon.com) для Amscope.

Также для вашего микроскопа доступно множество различных типов источников света.К наиболее популярным относятся светодиодные, галогенные / волоконно-оптические и флуоресцентные. Они также бывают в виде кольцевых и шарнирных огней. Мы обнаружили, что лучше всего работают кольцевые лампы светодиодного или галогенного типа. Кольцевые светильники прикрепляются к нижней части головки микроскопа и обеспечивают достаточное равномерное освещение вокруг заготовки. Шарнирно-сочлененные фары имеют тенденцию быть неровными и требуют постоянной регулировки.

Световое кольцо со 144 светодиодами (24 доллара США; amazon.com).

Галогенные лампы обычно ярче и мощнее, чем имеющиеся в продаже светодиодные фонари, хотя мы видели некоторые светодиодные фонари, сделанные своими руками, которые столь же ярки.Цвет галогенных ламп также имеет тенденцию иметь более желтоватый оттенок, в отличие от ярко-синего цвета светодиодных фонарей. Этот желтоватый цвет обеспечивает лучший контраст при работе под микроскопом и позволяет лучше видеть, особенно в течение длительного периода времени под микроскопом. Однако галогенные лампы потребляют много электричества и поэтому выделяют много тепла — подумайте о том, чтобы круглый год сидеть рядом с обогревателем мощностью 150 Вт. Им также требуются толстые оптоволоконные кабели для подключения кольцевого света к базовой станции, в которой находится настоящая лампочка, что ограничивает диапазон движения микроскопа.

Галогенный оптоволоконный кольцевой светильник — обратите внимание на большое основание и толстый оптоволоконный кабель.

Самым большим недостатком галогенных ламп является то, что лампы служат не так долго, как светодиоды, а также их трудно найти. Мы обнаружили, что раздуваем лампочку каждые 3-4 месяца, а в Home Depot их нет. При цене 30 долларов за штуку и требовании иметь несколько на складе на случай одного взрыва, мы обнаружили, что, хотя галогенные лампы упростили и упростили проверку материнских плат, надежность, гибкость и низкая стоимость эксплуатации светодиодных ламп в конечном итоге превалируют.

Если вы хотите добавить камеру к своему микроскопу, поищите головку микроскопа с одновременным фокусом, такую ​​как Amscope SM-4NTP (458 долларов США; amazon.com). Камера — отличный способ обучить других технических специалистов и помочь друг другу в ремонте материнской платы на уровне компонентов, а также показать клиентам, какой именно ремонт необходимо произвести на их устройстве. Тринокулярный порт на микроскопе позволяет камере занять свое собственное выделенное место, не теряя окуляр, в то время как одновременная фокусная призма позволяет пользователю видеть одновременно через оба окуляра, пока камера прикреплена. Будьте осторожны с микроскопами без одновременного фокусирования, так как это приведет к отключению одного из окуляров при использовании тринокулярной части, полностью лишив возможности тринокулярного порта.

Камера подключается к тринокулярному порту через адаптер c-mount (35 долларов США; amazon.com), вот так.

Доступно множество различных камер, однако мы рекомендуем использовать камеры с выходом HDMI вместо выхода USB. USB-выход имеет тенденцию быть очень медленным и требует специальных драйверов и поддержки программного обеспечения, в то время как HDMI является отраслевым стандартом и может работать с телевизорами, мониторами, картами захвата и многим другим.

720p будет достаточно, а 1080p конечно будет лучше. Есть также множество вариантов, которые включают 30 или 60 кадров в секунду. Мы обнаружили, что эта камера 720p 30 FPS (139 долларов США; amazon.com) обеспечивает отличное изображение при отличном соотношении цены и качества. Он также обеспечивает прямой выход HDMI, так что вы можете подключить его прямо к телевизору или монитору. Однако имейте в виду, что для большинства камер потребуется специальный адаптер c-mount для крепления к тринокулярному порту микроскопа. Этот адаптер c-mount (35 долларов; amazon.com) — это тот, который, как мы обнаружили, работает с микроскопом Amscope SM-4NTP.

Наша любимая доступная камера для микроскопов (139 долларов США; amazon.com) с выходом HDMI. На эту камеру мы снимаем большинство фотографий наших продуктов.

Самой важной частью микроскопа является стекло внутри микроскопа. Качество оптики сильно различается в зависимости от модели и бренда. По цене у Amscope есть вполне приемлемый и функциональный набор оптики, однако для наиболее резкого и ясного обзора мы обнаружили, что объективы Nikon не имеют себе равных.Четкость и резкость обеспечивают непревзойденную глубину обзора, близкую к трехмерной, и мы обнаружили, что это позволяет большему количеству объектов с разной высотой одновременно появляться в фокусе. Если у вас есть время, мы рекомендуем прочесать eBay и лишние сайты на предмет использованного лабораторного оборудования, которое обычно имеет значительно лучшую оптику.

100% кадрирование одной и той же платы, снятое с помощью Amscope SM-4NTP (слева) и Nikon SMZ-U (справа). Обратите внимание, насколько резче и четче оптика Nikon, особенно по краям следов.

Надеюсь, теперь вы понимаете все, что вам нужно знать о микроскопах для микропайки. Если у вас есть какие-либо вопросы или отзывы, мы оставим их в комментариях ниже!

Пайка для микропайки
Поставщик запчастей для логических плат для iPhone и iPad №1 в США!
https://microsolderingsupply.com

.

DIY Микроскопы — CLEAR

Микроскопы — повсеместный инструмент в науке, обеспечивающий визуальный мост между миром, который мы видим нашими глазами, и микроскопическими мирами, которые мы иначе не можем обнаружить. Мы используем микроскопы в большинстве наших исследований в Civic Laboratory для проведения судебно-медицинской экспертизы пластмасс (или предполагаемых пластмасс!), Которые мы находим.

Вот краткий список ресурсов для самостоятельных микроскопов с открытым исходным кодом:

Foldscope.

Foldscope: бумажный микроскоп для оригами

Foldscope — это сверхдешевый подход, основанный на оригами, для крупномасштабного производства микроскопов, в частности, для демонстрации микроскопов светлого поля, темного поля и флуоресцентных микроскопов.Слияние принципов оптического дизайна с оригами позволяет производить микроскопы в больших объемах из 2D-материалов. Для этого требуется бумага, шаровой объектив, батарейка на 3 В, светодиодная лампа, выключатель и медная лента. В целом это стоит меньше доллара. Если вы опытный ученый, его также можно адаптировать к версиям темного поля, цветочувствительности и линз. Вот статья, в которой рассказывается, как создать свой собственный: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0098781

Waterscope.

Ватероскоп

Wasterscope — это микроскоп, напечатанный на 3D-принтере, изобретенный Ричардом Боуменом. Вы можете распечатать детали самостоятельно, так как проект с открытым исходным кодом, или вы можете заказать комплект. Это цифровой микроскоп, в котором в дополнение к печатным изображениям используется цифровая камера. Он имеет простую, но сложную систему фокусировки, которая изгибает пластик, чтобы приблизить или отдалить объектив от смотровой площадки.

Взломанный телефон с линзой от лазерной указки.

Полевой микроскоп для мобильного телефона

На следующих страницах из Hackteria показаны изображения того, как вы можете установить различные линзы на свой смартфон, чтобы превратить его в простой микроскоп с очень небольшим количеством дополнительных деталей.Текст не так много, но предпосылка проста: установите объектив или даже каплю воды на слайде на небольшом расстоянии от объектива камеры вашего телефона, и добавленное расстояние + объектив создает увеличение. Вы можете попробовать множество различных линз, от капель воды до линз от веб-камер и линз для лазерных указателей.

Конвертация смартфона со сценой от Instructables.

Преобразование смартфона / w Stage

Если вы ищете более конкретные инструкции по превращению вашего смартфона в микроскоп, чем предлагает Hackteria, на Instructables есть пошаговое руководство, которое включает в себя создание стабильной сцены для телефона. Сцена стоит около 10 долларов и может увеличивать в 175-375 раз в зависимости от количества добавляемых линз. Необходимые материалы включают фанеру, оргстекло, светодиодный щелчок, линзу с лазерной указкой, а также гайки и болты.

Сделай сам микроскоп веб-камеры Hackteria.

Домашняя микроскопия Hackteria / с веб-камерой

Hackteria содержит отличное пошаговое руководство по созданию микроскопа с веб-камерой, включающей стабильный столик для наблюдения. Поскольку веб-камеры дешевы и часто встречаются в потоках мусора, это удобно.Он состоит из трех частей: переделанная веб-камера, смотровая площадка и свет (светодиод). Материалы включают веб-камеру, картон, пенопласт, шурупы, изоленту (классический!), Горячий клей и резинки. Инструкции также понятны и на 12 языках. Они дают вам возможность дополнить его переключателями, батареями и т. Д., Но они также предоставляют самую базовую версию. В обзоре Hackteria хорошо то, что они учат вас достаточно, чтобы вы могли вводить новшества и взламывать самостоятельно.
Полное пошаговое руководство находится здесь: http: // hackteria.org / wp-content / uploads / 2013/05 / hm3-hackteria-pages.pdf

USB-микроскоп с веб-камерой от StoneTurners.

USB-микроскоп от StoneTurners

Как и Waterscope, вы можете собрать USB-микроскоп StoneTurners самостоятельно или купить комплект со всеми деталями за 15 фунтов. Они используют веб-камеру USB, поворотный контейнер, картон или МДФ, самоклеящиеся неопреновые ленты и горячий клей.

Управление самодельными микроскопами с помощью социальных сетей и видеоигр.

А затем подключите его к социальным сетям…

Компания

Pelling Lab создала 3D-печатный самодельный микроскоп с использованием веб-камеры, но особенность заключается в том, что они добавили программное обеспечение, позволяющее управлять им с помощью Twitter и Minecraft: «Вариант Twitter позволяет пользователям отправлять« твиты »прямо в микроскоп. Данные изображения, полученные с помощью микроскопа, затем возвращались пользователю через ответ в Twitter и постоянно сохранялись на платформе обмена фотографиями Flickr вместе с любыми соответствующими метаданными. Локальное управление микроскопом также было реализовано с помощью видеоигры Minecraft в ситуациях, когда подключение к Интернету отсутствует или стабильно.В мире Minecraft была построена виртуальная лаборатория, и действия игроков внутри лаборатории были связаны с определенными функциями микроскопа. Здесь мы представляем методологию и результаты этих экспериментов и обсуждаем возможные ограничения и будущие расширения этой работы ».

Столик для лазерной резки для микроскопа с веб-камерой от GMU

Если вы ищете что-то с большей полировкой и доступ к лазерному резчику, то у GMU есть инструкции и планы для микроскопа с веб-камерой с красивым корпусом, вырезанным лазером.

Сделай сам Стереоскопический микроскоп Карбони.

DIY стереографический микроскоп

Стеографический микроскоп работает иначе, чем указанные выше; образец наблюдается под двумя слегка разными углами при малом увеличении, чтобы получить два немного разных изображения, которые при объединении дают трехмерное изображение. Инструмент с открытым исходным кодом, изобретенный Дж. Карбони, довольно сложен и подходит для серьезных энтузиастов микроскопии. Взламывает бинокль. Необходимые материалы включают ахроматические линзы, бинокли, дерево или ДСП, резиновые заглушки, стальные стержни, алюминиевые пластины, ручки, стальной трос и другие строительные материалы.Все инструменты гаражные: ножовка по металлу, напильники, суппорты, угольник, маркер и т.д.
Обновление здесь: http://www.funsci.com/fun3_en/uster3/uster3.htm

Составной микроскоп Карбони за один доллар.

Составной микроскоп стоимостью один доллар

В этом недорогом, но красивом составном микроскопе вместо взлома веб-камер и фотоаппаратов используются линзы одноразовых фотоаппаратов. Конструкция Джорджо Карбони представляет собой настоящий составной микроскоп, в котором используются две линзы вместо простого микроскопа, в котором используется только одна, и достигается увеличение примерно в 75 раз.Не огромные, и другие микроскопы на этой странице получают большее увеличение, взламывая цифровые инструменты, но это обучающий микроскоп, основанный на традиционных осциллографах, и он отлично подходит для обучения (и эстетики!).

Сделанная вручную версия микроскопа Ван Левенгока XVII века.

Микроскоп Антони ван Левенгука

Антони ван Левенгук (1632-1723) построил один из первых микроскопов. Таким образом, это был проект DIY! В приведенных здесь инструкциях (опять же Джорджио Карбони) рассказывается, как построить этот исторический инструмент.Он довольно сложен и требует пайки и резки металла (поскольку он сделан из металла!), Но преданный хакер может сделать его картонную версию.

Дополнительная литература для хардкорных из нас:

Самодельная биоэлектроника. Сделай сам: микроскопы, датчики, сонификации — Кристоф Мериан Верлаг / Migros-Kulturprozent: Доминик Ландвер, Верена Куни (ред.), 2013

Нравится:

Нравится Загрузка…

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Лаборатория Килинга

Антони ван Левенгук был богатым торговцем тканями, который жил в городе Делфт в Нидерландах с 1632 по 1723 год. Он наиболее известен своими новаторскими работами в области микроскопии: с 1673 года он создал до 500 микроскопов и на их основе. сделал множество значительных открытий. Это включало определение существования одноклеточных организмов, открытие, которое по иронии судьбы на некоторое время поставило под сомнение его научный авторитет.

Успех этих микроскопов можно объяснить многими вещами, но стоит выделить ряд технических моментов. Во-первых, его микроскопы основывались на одной линзе. Составные микроскопы (с более чем одной линзой на световом пути) теоретически обеспечивают лучшее разрешение, но их изготовление намного сложнее с технической точки зрения. Кроме того, Левенгук разработал относительно простой способ изготовления своей единственной линзы. В частности, его методология, похоже, уменьшила потребность в точных методах шлифования, а шлифование было трудоемким и технически сложным процессом.

Немногочисленные образцы микроскопов Левенгука, сохранившиеся до наших дней, представляют собой элегантные творения из латуни или серебра с множеством рабочих частей. Хотя они намного менее сложны, чем современные микроскопы, точные копии металла с такими же рабочими характеристиками сложно построить и требуют определенных навыков работы с небольшим количеством инструментов (рис. 1-1). Однако основные функциональные аспекты дизайна и производства линз можно воспроизвести за несколько минут с использованием нескольких простых сырых ингредиентов.

Рисунок 1-1. Вид спереди и сзади латунной копии микроскопа Ван Левенгука. Для создания такой копии требуется несколько инструментов и определенное владение ими, но ниже приведены инструкции по созданию микроскопа из более простых материалов с той же оптикой и аналогичными принципами работы.

Следуя инструкциям, описанным здесь, вы сможете сконструировать рабочий микроскоп, используя общую конструкцию ван Левенгука и метод производства линз.Исходя из этого, вы можете затем измерить размер линзы, которую вы сделаете, и рассчитать ее увеличение. Линзы, способные увеличивать от 100 до 200 раз, не так уж сложно изготовить, и эта статья также предложит и проиллюстрирует ряд интересных образцов, которые можно изучить.

Удивительно, насколько мы часто воспринимаем микроскопию как должное в наши дни. Однако, когда вы используете микроскоп, который вы построили сами, попытайтесь представить, на что это было похоже, когда вы вглядывались в одно из этих творений и открывали для себя совершенно неизвестную сферу жизни, потому что ваш инструмент воспроизведет микробный мир так, как он мог бы выглядеть. используя технологии семнадцатого века.

Дополнительная литература

Целью данного руководства не является создание рабочей копии микроскопа Левенгука. По этому поводу уже есть подробные инструкции, в частности, я рекомендую инструкции Алана Шинна (см. Ниже). Однако в процессе создания такой копии по оригинальным документам стало ясно, что можно будет создать микроскоп аналогичной конструкции и мощности, используя только недорогие материалы, с которыми легко работать, и почти без инструментов.В классной среде этот процесс был успешным как у старшеклассников, так и у студентов старших курсов.

Для получения дополнительной информации о создании более реалистичных копий микроскопов Левенгука есть несколько источников, и я особенно рекомендую сайт Алана Шинна. Для получения дополнительной информации о создании различных типов линз см. Baker, RC 1991 Science PROBE (апрель), стр. 53-62. Для описанного ниже метода расчета оптической силы линзы см. Часть 4 статьи Джона Дэвиса.Все они содержат множество других интересных ссылок.

Создайте свой собственный микроскоп по дешевке

Вы когда-нибудь задумывались, как можно построить свой собственный микроскоп по гораздо меньшей цене, чем его покупка? Что ж, стоимость создания микроскопа больше примерно 20 долларов, но по сравнению со средней стоимостью научных микроскопов, это может быть и 3 цента!

Вероятно, у вас уже есть большинство инструментов, которые вам нужны, прямо в лаборатории или дома! Если у вас есть смартфон, значит, у вас уже есть камера для вашего нового микроскопа.Вы сможете собрать этот микроскоп примерно за час, как только соберете все необходимые принадлежности.

Материалы, необходимые для создания собственного микроскопа:

Портативный микроскоп без основания:

* Не требуется, если вы делаете подставку из оргстекла.

Нет необходимости делать основание для микроскопа. Однако подумайте о том, сколько фотографий вашего смартфона, когда телефон упирается в что-то неподвижное (особенно при большом увеличении), по сравнению с неустойчивым «от руки». Представьте, насколько больше любое движение будет усилено увеличительной линзой! Затем подумайте, насколько недорого и быстро можно сделать подставку из оргстекла для самодельной установки микроскопа!

Основание микроскопа:

  • Фанера 1 дюйм (8 дюймов x 12 дюймов) — основа
  • Деревянный лом — для размещения под рабочей поверхностью (чтобы не повредить столешницу)
  • 1/8 «оргстекло (8» x 10 «) — подставка для смартфона (камера)
  • Оргстекло 1/8 дюйма (8 дюймов x 10 дюймов) — предметный столик
  • 1/8 «оргстекло (4» x 6 «) — предметное стекло
  • (4) болта с квадратным подголовком 6 ”x 5/16”
  • (10) гайки 5/16 дюйма
  • (2) барашковые гайки 5/16 дюйма
  • (6) шайбы 5/16 дюйма
  • Карманный портативный мини-6 светодиодный фонарик-фонарик или аналогичный фонарь для образцов с подсветкой

инструментов:

  • Сверло
  • Большое сверло (5/16 дюйма)
  • Сверло среднего размера (11/64 дюйма)
  • Малое сверло (1/16 дюйма)
  • Плоскогубцы
  • Сверла разные
  • Линейка
  • Маркер черный
  • Карандаш

Если у вас еще нет недорогой лазерной указки, которую вы готовы разобрать, чтобы вытащить линзу фокусировки, вы можете приобрести лазерные указки в магазине примерно за 5 долларов. Если у вас возникли проблемы с поиском лазерной указки, обратитесь в местный зоомагазин, потому что владельцы кошек любят эти лазерные указки за то, что они часами забавляют своих кошек.

Убедитесь, что лазерная указка не является лазерной указкой «два в одном» с белым светом, потому что она не подходит для этой цели. Кроме того, убедитесь, что кончик лазерной указки представляет собой изогнутую, а не плоскую поверхность. Практически все линзы небольших лазерных указок будут работать как макрообъективы, особенно если у них изогнутая поверхность, которую можно привинчивать и снимать.

Пошаговое руководство по созданию собственного микроскопа

Шаг 1. Снимите линзу фокусировки с лазерной указки

  • Отвинтите изогнутый наконечник лазерной указки.
  • Отвинтите пластиковый кожух (обычно черный), в котором находится линза фокусировки. Возможно, вам понадобится плоскогубцы, чтобы лучше понять корпус, в котором находится фокусирующая линза.
  • Вытяните линзу фокусировки.
  • Используйте кончик канцелярской скрепки или постучите корпусом фокусирующей линзы по столешнице, если необходимо, чтобы ослабить линзу

Шаг 2: Отметьте места для кареточных болтов на фанере

  • Используйте линейку и черный маркер, чтобы отметить точку в каждом углу дерева, равную 1.5 дюймов со всех сторон.
  • Отметьте все четыре угла фанеры.

Шаг 3. Просверлите отверстия в фанере

  • Положите фанеру на кусок дерева.
  • Используйте сверло большего размера (5/16 дюйма), чтобы просверлить четыре отверстия в фанере.

Шаг 4. Совместите элементы из оргстекла с фанерой и просверлите отверстия

Шаг 5: Сделайте отверстие для линзы фокусировки

  • С помощью линейки найдите центр куска оргстекла размером 8 x 10 дюймов на одной линии с двумя передними болтами с квадратным подголовком.
  • Подумайте, есть ли у вашего смартфона чехол:
    • Фокусирующая линза должна располагаться как можно ближе к камере смартфона.
    • Если у смартфона есть чехол, вам нужно вставить фокусирующую линзу в оргстекло настолько, чтобы часть фокусирующей линзы выступала из верхней части плексигласа и плотно прилегала к линзе камеры смартфона. .
    • Если у смартфона нет футляра, то встраивание фокусирующей линзы в оргстекло так, чтобы верхняя часть фокусирующей линзы находилась на одном уровне с оргстеклом, по-прежнему позволяет ей находиться почти на одном уровне с камерой смартфона.
  • Примите меры, чтобы избежать растрескивания оргстекла во время сверления:
    • Используйте крошечное сверло (1/16 дюйма), чтобы просверлить начальное отверстие в оргстекле, чтобы избежать его растрескивания.

    • Используйте сверло большего размера (5/16 дюйма), чтобы просверлить отверстие с зенковкой в ​​оргстекле для фокусирующей линзы, , но не просверливайте оргстекло полностью.
    • Не нажимайте сильно при сверлении оргстекла, чтобы не растрескать его:
      • Слегка нажмите, чтобы сверло начало проходить через оргстекло, а затем позвольте канавкам сверла и усилию, создаваемому сверлом, потянуть его вниз, когда вы осторожно надавливаете на сверло.

  • Проверьте, подходит ли линза фокусировки к плексигласу.
  • Если линза не подходит, используйте наждачную бумагу или напильник, чтобы аккуратно сбрить плексиглас.
    • Продолжайте регулярно проверять, плотно ли входит линза фокусировки в оргстекло.

  • После того, как линза войдет в отверстие с зенковкой, просверлите центр отверстия с зенковкой до конца через оргстекло с помощью среднего сверла (11/64 дюйма), чтобы сделать отверстие для линзы для визуализации образца. ниже.

Шаг 6: Отметьте расположение светодиода

  • Поместите кусок оргстекла размером 8 x 10 дюймов на болты с квадратным подголовком.
  • Отметьте карандашом внутри отверстия фокусной линзы в оргстекле.
  • Теперь это пятно отмечает место, где должен быть расположен центр вашего светодиодного светильника.
  • Если ваш светодиодный светильник не сидит ровно на поверхности фанерного основания, используйте сверло для зенковки по дереву, чтобы зенковать светодиодный светильник в фанере.
    • Следите за тем, чтобы не просверлить фанерное основание полностью.

Шаг 7: Добавьте кареточные болты, шайбы и гайки

  • Вставьте болты с квадратным подголовком в нижнюю часть фанерного основания.
  • Переверните фанеру и добавьте шайбы на верхнюю часть всех четырех болтов с квадратным подголовком.
  • Закрепите болты с квадратным подголовком и шайбы к фанерному основанию, добавив гайки непосредственно рядом с шайбами.

Шаг 8: Поместите фокусирующую линзу в камеру из оргстекла (смартфон) Stage

  • Обратите внимание, что линза фокусировки (от лазерного указателя) имеет две разные стороны — изогнутую сторону и плоскую поверхность.
    • Плоская поверхность линзы фокусировки — это линза, которая должна плотно прилегать к линзе камеры вашего смартфона.
  • Осторожно вдавите линзу фокусировки в предметный столик из оргстекла размером 8 x 10 дюймов.

Шаг 9: Добавьте предметный столик

  • Добавьте барашковые гайки и шайбы к двум передним болтам с квадратным подголовком.
  • Добавьте предметный столик размером 4 x 8 дюймов поверх шайб.
  • Добавьте гайки над обеими сторонами предметного столика.
  • Также добавьте гайки к двум задним болтам с квадратным подголовком.
  • Используйте устройство или приложение на смартфоне, чтобы убедиться, что предметный столик для образца ровный и плоский.

Шаг 10: Добавление камеры (смартфона) Stage

  • Добавьте плексиглас размером 8 x 10 дюймов (столик камеры) на все четыре болта с квадратным подголовком прямо над гайками (ранее добавляемых поверх предметного столика).
  • Используйте устройство или приложение уровня на своем смартфоне, чтобы убедиться, что предметный столик является плоским и ровным.
  • Добавьте гайки ко всем четырем болтам с квадратным подголовком прямо на столике камеры.

Выше вы видите два стержня волос для бровей.

Если вы хотите увеличить увеличение, вы можете использовать вторую линзу фокусировки непосредственно под линзой первой фокусировки. Слегка вставьте его в нижнюю часть предметного столика из оргстекла (8 x 10 дюймов).

Используйте меньшее слайд из оргстекла 1/8 дюйма (2 x 4 дюйма) для ваших образцов.

Ниже вы можете увидеть волосяной фолликул и стержень брови (слева), а также клетки внешней оболочки корня из другого фолликула брови при использовании функции масштабирования смартфона (справа).

Вы построили свой собственный микроскоп — что теперь?

Ваш самодельный микроскоп будет иметь много преимуществ:

  • Прекрасно подходит как портативный микроскоп.
  • Отличный стартовый микроскоп для начинающих микроскопистов (младших школьников в вашей лаборатории, например, студентов-медиков, студентов, не изучающих исследования).
  • Он может служить дополнительным микроскопом, если у вас есть коммерческий микроскоп, которым пользуются другие сотрудники лаборатории.
  • Этот тип микроскопа также отлично подходит для младших школьников (учащихся начальных классов, K-12), особенно когда у школ нет средств на приобретение серийно выпускаемых микроскопов.
  • Позволяя сотрудникам вашей лаборатории поучаствовать в создании одного из этих микроскопов, они лучше понимают, как работает каждый компонент микроскопа.

Создание собственного оборудования может быть таким же увлекательным и увлекательным занятием, как и сама наука! Креативность и воображение приводят к великим открытиям.Наслаждайтесь своим новым микроскопом и всем, что вы используете для исследования.

Первоначально опубликовано 23 января 2018 г. Проверено и обновлено 15 декабря 2020 г.

Вам это помогло? Тогда поделитесь с вашей сетью.

Как технологии DIY демократизируют науку

Аппаратное обеспечение

DIY, такое как этот напечатанный на 3D-принтере флуоресцентный микроскоп, позволяет проводить передовые исследования и диагностику в областях с ограниченными ресурсами.Кредит: Стюарт Робинсон / Univ. Сассекс

Глаза нацелены на клетки под микроскопом, Густаво Батиста Менезес думал не только о науке.

Менезес использовал специализированный конфокальный микроскоп в Университете Калгари, Канада, который стоил почти миллион долларов, и он понятия не имел, как он сможет себе это позволить, когда вернулся домой в Бразилию, чтобы открыть свою собственную лабораторию. «Практически невозможно получить такую ​​сумму в странах с низким уровнем дохода», — говорит Менезес. Итак, когда он получил должность в 2009 году в Федеральном университете Минас-Жерайс в Белу-Оризонти, он решил не покупать модный коммерческий инструмент; он построил свое собственное.

Менезес использует микроскопию для визуализации клеток живых мышей. Модификация существующих микроскопов для получения таких «прижизненных» изображений обычно стоит 5 000–10 000 долларов США. Но Менезеш нашел более дешевый способ: он объединил средства с коллегами и купил дешевый конфокальный микроскоп с голыми костями, стол из оргстекла за 1 доллар и инфракрасную лампу за 2 доллара в местном хозяйственном магазине. «Через двенадцать минут после того, как микроскоп был установлен в моей лаборатории, — говорит он, — были получены первые изображения in vivo. Затем были созданы изображения, которые были достаточно хороши, чтобы дважды попасть на обложку журнала Hepatology .

«Идея о том, что ученые создают свое собственное оборудование, стара как наука», — говорит Том Баден, нейробиолог из Университета Сассекса недалеко от Брайтона, Великобритания, который стал соучредителем некоммерческой организации, известной как Teaching and Research in Natural Науки для развития (TReND) в Африке, которая, среди прочего, обеспечивает обучение работе с аппаратными средствами открытой науки. Новым является доступность в Интернете огромного количества бесплатных проектов с открытым исходным кодом и растущая легкость их создания с использованием 3D-принтеров и любительской электроники, такой как Arduino и Raspberry Pi.В сочетании с реагентами с открытым исходным кодом эти ресурсы делают расширенную диагностику доступной даже в регионах с ограниченными ресурсами, где не хватает обученных технических специалистов, холодного хранения и надежного источника питания.

Создание собственных приборов и синтез собственных реагентов может занять много времени и трудозатрат. Из него можно получить более сложные и менее надежные материалы, чем коммерческие альтернативы. И вы предоставлены сами себе, когда дело доходит до технической поддержки. Тем не менее, для тех, кто хочет выстоять, результат может иметь решающее значение.Менезеш поделился своей недорогой конструкцией 1 с лабораториями по всей Бразилии, в том числе в некоторых из беднейших частей страны, где, по его словам, профессора никогда раньше не использовали конфокальный микроскоп. «Эти технологии должны быть доступны каждому человеку, который хочет проводить исследования», — говорит он.

Демократизация науки

Для некоторых исследователей привлекательность самостоятельных исследований — это самоделки: создание и обслуживание индивидуального оборудования — это инженерная и техническая задача.Но для других это финансовый вопрос. Самодельное оборудование, как правило, значительно дешевле и, следовательно, более доступно, чем коммерческие альтернативы.

Томас Мбоа, основатель MboaLab, пространства для совместной работы, которое обеспечивает обучение и ресурсы для открытой науки в Яунде, Камерун, вспоминает, что ему не удалось даже прикоснуться к микроскопу, когда он изучал молекулярную биологию в Университете Яунде I. «У меня были только теоретические знания, и они объяснили нам, что оборудование очень дорогое», — говорит он.«Открытая наука и биология своими руками могут исправить технологический разрыв, с которым мы сталкиваемся в Африке».

Используя свободно доступные конструкции, исследователи могут создавать все, от пипеток и инкубаторов до машин для полимеразной цепной реакции (ПЦР) для амплификации ДНК. Джошуа Пирс, инженер-материаловед из Мичиганского технологического университета в Хоутоне, написавший книгу о создании оборудования с открытым исходным кодом в науке, оценивает, что он сэкономил сотни тысяч долларов, создав собственное лабораторное оборудование.«Мы больше ничего не покупаем, — говорит он. Аппаратное обеспечение, созданное на основе проектов с открытым исходным кодом, обычно стоит всего 1–10% от стоимости коммерческих аналогов, говорит Пирс, и он курировал многие проекты на своем веб-сайте Open-Source Lab.

«Аппаратное обеспечение — это последний барьер, который нам необходимо преодолеть, прежде чем наука станет действительно более доступной», — говорит исследователь биоинженерии Сассекского университета Андре Майя Шагас. Шагас создал базу данных под названием Open Neuroscience, которую люди могут использовать для обмена своими проектами, и он дает советы TReND в Африке.По его словам, открытое оборудование может помочь демократизировать исследования в таких местах, как Индия, Бразилия и по всей Африке. «Теперь группы во всех этих странах могут сами создавать вещи и работать на одном игровом поле», — говорит он.

Фернан Федеричи — тому пример. Вместо того, чтобы покупать стандартный флуоресцентный микроскоп за 25000 долларов или больше, Федеричи, молекулярный биолог из Католического университета Чили в Сантьяго, напечатал на 3D-принтере свой собственный всего за 250 долларов. Он не может делать все, что умеет брендовый инструмент, но он делает достаточно.«Нам нужно было специальное приложение — получение временных интервалов флуоресценции роста бактерий — и мы могли бы сделать это с помощью открытого оборудования», — говорит он.

человек принимают участие в открытом курсе по лабораторному оборудованию TReND 2018 в Кейптауне, Южная Африка Фото: Агнешка Покривка

Еще одно преимущество оборудования DIY — возможность настройки. Например, микроскоп OpenFlexure 2 для 3D-печати был разработан для лабораторий в Великобритании, которые в настоящее время покупают дорогой коммерческий микроскоп, а затем используют долото для настройки оптики », — говорит Ричард Боуман, физик из Университет Бата, Великобритания, который начал проект.Полностью автоматизированный лабораторный микроскоп OpenFlexure с цифровой камерой, моторизованным предметным столиком и регулятором фокусировки может стоить всего 200 фунтов стерлингов (262 доллара США). Исследователи адаптировали базовую конструкцию с оптикой и лазерами, подходящими для таких приложений, как микроскопия сверхвысокого разрешения, но низкая стоимость и требования к питанию, а также удобная портативность микроскопа также сделали его бесценным в бедных ресурсами регионах Танзании, где он находится. используется для диагностики малярии.

Собирать собственное оборудование — это значит обходиться без гарантии и технической поддержки, когда что-то ломается.Но на самом деле это может быть преимуществом. Менезес говорит, что обычно ему лучше ремонтировать собственное оборудование: контракты на техническое обслуживание дороги, а появление техника может занять несколько месяцев. Точно так же, говорит Боуман, «создавая микроскоп OpenFlexure в Танзании, мы гарантируем, что, когда он сломается, найдется кто-то из местных, кто сможет его починить».

Реагенты для дома

Дженни Моллой, биотехнолог из Кембриджского университета, Великобритания, работает над устранением еще одного финансового препятствия для исследований. Признавая, что реагенты часто представляют собой серьезное препятствие для молекулярно-биологических исследований в регионах с ограниченными ресурсами, Моллой основал Open Bioeconomy Lab, междисциплинарную группу, которая разрабатывает инструменты с открытым исходным кодом для биотехнологии. С 2017 года она собрала 84 фермента с открытым исходным кодом и 45 репортерных генов, включая полимеразы, лигазы, обратные транскриптазы, рестрикционные ферменты и флуоресцентные белки, в Коллекции открытых ферментов. «По нашим оценкам, вы можете сэкономить не менее 80–90% стоимости фермента, производя свой собственный», — говорит она.

Исследователи могут заказывать реактивы исследовательского класса из Открытой коллекции ферментов из онлайн-каталога FreeGenes в качестве компонентов ДНК для клонирования в векторы экспрессии и экспрессии в бактериях для производства собственных ферментов. В настоящее время Моллой разрабатывает готовые к экспрессии плазмиды, которые она может распространять через некоммерческий репозиторий Addgene. Она также работает с Mboa над производством и продажей недорогих, готовых к использованию ферментов в Камеруне через некоммерческое предприятие Beneficial Bio в Яунде, а на этапе планирования сотрудничает с другими странами.

Во многих случаях, по словам Моллоя, Open Enzyme Collection обеспечивает доступ к более качественным реагентам, чем исследователи в противном случае могли бы себе позволить. Например, фермент Taq-полимераза — популярный выбор для ПЦР не потому, что он обязательно лучший, а потому, что он недорогой, говорит она. «Нашим ключевым ферментом на данный момент является OpenVent, он намного более термостабилен и надежен, чем Taq, и имеет в пять раз более высокую точность».

Тем не менее, лаборатории, которые предпочитают самостоятельно создавать свои собственные реагенты, должны быть готовы к экспрессии, очистке и тестированию собственных ферментов.Моллой, который проводил курсы по производству открытых ферментов в Гане и Эфиопии, а также другие курсы, запланированные в Африке и Южной Америке, говорит, что Open Bioeconomy Lab может предоставить простые для понимания протоколы для тестирования активности и чистоты ферментов. И группа разрабатывает биореактор с открытым исходным кодом для выращивания клеток, вырабатывающих желаемые ферменты. Однако, по ее словам, «если вы не эксперт по белкам, обязательно обратитесь к другим биологам, которые могут вам помочь».

Доступная диагностика

Реагенты «сделай сам» также могут снизить стоимость некоторых молекулярных диагностик, и Моллой разработал ряд ферментов, которые можно было бы применить в здравоохранении в регионах с ограниченными ресурсами.Тем не менее, по ее словам, самостоятельная диагностика требует особого внимания. Устройства и реагенты должны соответствовать более высоким стандартам и строгим нормам, а также быть более надежными и простыми в использовании в медицинских учреждениях.

Чтобы использовать микроскоп OpenFlexure для диагностики малярии в Танзании, например, Боумену пришлось взять свободно разбросанные электронные платы и кабели из своей лаборатории и представить их в удобной для пользователя упаковке. «Переход от того, что работает в моей лаборатории, где мы привыкли иметь дело с таким голым оборудованием, к тому, что не пугает технических специалистов-паразитологов, — довольно большой шаг», — говорит он.

То же самое можно сказать и о молекулярных анализах, — говорит Дебоджьоти Чакраборти, возглавляющая группу по биологии РНК в Институте геномики и интегративной биологии в Нью-Дели. Чакраборти и его коллега Сувик Маити разработали дешевый портативный тест с бумажными полосками для выявления носителей серповидноклеточной анемии в сельских районах Индии. «Все должно быть просто; они должны быть крепкими; и они должны быть воспроизводимыми », — говорит он. Понимая, что взятие образцов крови у маленьких детей потребует немалого количества уговоров, например, пара разработала протоколы, чтобы вместо этого использовать ДНК из слюны.

Бумажные тесты на COVID-19, разработанные CSIR-Институтом геномики и интегративной биологии (IGIB), представлены в лаборатории IGIB в Нью-Дели Фото: Money Sharma / AFP / Getty

Эта адаптивность помогла исследователям быстро перепрофилировать свою диагностику для тестирования на SARS-CoV-2 в начале 2020 года. Полученный в результате анализ 3 , 4 , как ожидается, будет стоить всего 600 рупий (8 долларов США) и может быть выполнен в любой лаборатории с обычным ПЦР-аппаратом, по сравнению с 2500–4000 рупий за типичный расширенный тест, с которым могут справиться только специализированные институты.

Точно так же, когда Навьот Каур, аспирантка Индийского института науки в Бангалоре, разработала недорогой диагностический тест на туберкулез 5 в местах оказания медицинской помощи, она знала, что он должен быть доступен для удаленных деревень. не хватало обученных техников, не говоря уже о надежной мощности. Поэтому она отказалась от термоциклирования ПЦР в пользу альтернативы, которая работает при постоянной температуре, и работает над повышением стабильности теста в отсутствие холодильников и морозильников.«Только когда вы выходите в поле, вы понимаете все эти мелочи, которые могут полностью убить вашу причудливую технологию», — говорит она.

При таком большом количестве технологий, которые теперь легко доступны, самым большим препятствием на пути более широкого внедрения устройств DIY может быть психологическое значение. «Часто бытует мнение, что наука должна быть очень красивой», — говорит Люсия Прието-Годино из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. Она пытается развеять это понятие на семинарах по открытому оборудованию, проводимых TReND в Африке, которые она основала вместе с Баденом и Садиком Юсуфом — хотя она признает, что проекты DIY могут быть пугающими для непосвященных.

Начните с малого и с того, что действительно нужно лаборатории, советует Шагас. Аппаратные конструкции с открытым исходным кодом доступны в Интернете в обмене 3D-печатью Национального института здравоохранения США и в Публичной научной библиотеке с открытым исходным кодом.

Также легко доступна помощь, будь то онлайн на таких сайтах, как Gathering for Open Science Hardware (GOSH) и Africa Open Science and Hardware network (AfricaOSH), через инженерный отдел вашего университета или в местных сообществах открытого оборудования, таких как Makerspaces и FabLabs.По словам Федеричи, такие ресурсы могут быстро восполнить пробелы в навыках и знаниях. «Мы можем собрать устройство, которое помогает нам проводить исследования флуоресценции, не будучи экспертом по любой из этих тем, таких как флуоресценция, инженерия или электроника», — говорит он.

3D-революция

Для многих проектов требуется 3D-печать, которая изменила науку DIY. «Тот факт, что если вы можете мечтать о чем-либо, вы идете в свой гараж, а затем начинаете распечатывать это, это очень вдохновляет», — говорит Джефиас Гвамури, директор по исследованиям и инновациям Университета Великого Зимбабве в Масвинго. Он использовал 3D-принтеры для печати недорогих масок для лица, средств индивидуальной защиты и деталей вентиляторов во время пандемии COVID-19.

Приличные 3D-принтеры сейчас доступны всего за 250 долларов и обычно поставляются предварительно собранными. Однако, как и в случае с инструментами ПЦР, ограниченный доступ к 3D-принтерам и отсутствие надежного электричества для их работы остаются препятствиями для науки DIY.

Gwamuri пытается решить проблему с питанием, создавая 3D-принтеры на солнечной энергии, которые достаточно малы, чтобы поместиться в спортивную сумку для транспортировки на удаленные объекты.Он и Пирс также работали над снижением стоимости нити, используемой в 3D-принтерах. Коммерческая нить накала стоит 20 долларов за килограмм, но Гвамури нашел способ производить нить из переработанных пластиковых отходов, который стоит всего 1–4 доллара за килограмм, говорит он.

Исследователи также могут сократить расходы, переработав лабораторное оборудование, например, от старых или сломанных микроскопов. «Наиболее вероятным компонентом для повторного использования является линза объектива, которая также является одной из самых дорогих и труднодоступных частей», — говорит Боуман.Менезеш построил свой собственный гелевый имидж-сканер за 5 долларов — устройство, которое обычно стоит 3000–5000 долларов — из ультрафиолетового осветителя, который он выудил из мусора, и черного плексигласа с отверстием для камеры телефона.

Такая экономия может увеличить ограниченный бюджет, но домашнее оборудование бесполезно, если оно не может генерировать надежные, воспроизводимые данные. «Причина, по которой мы используем камеру Raspberry Pi, — это известное количество», — говорит Боуман. «Также можно было бы повторно использовать дешевую веб-камеру, но каждая веб-камера немного отличается, так что вы теряете согласованность.

«Это одна из проблем, с которыми я сталкиваюсь, когда открытое оборудование становится все более популярным в исследованиях, потому что качество оборудования влияет на получаемые данные», — говорит Виктор Кумбол, научный сотрудник Центра нейробиологии им. Эйнштейна в Берлине. построил собственное устройство для количественной оценки активности животных во время магистерских исследований в Научно-техническом университете Кваме Нкрума в Кумаси, Гана 6 .

Ищите проекты, которые были опубликованы в рецензируемых журналах, таких как HardwareX , где Кумбол опубликовал свой проект, или Journal of Open Hardware .И подбирайте устройства с хорошей документацией для изготовления, калибровки и обслуживания. Например, за последние несколько месяцев Bowman добавил в программное обеспечение микроскопа OpenFlexure инструмент, который помогает пользователям выполнить основные этапы калибровки.

Иногда, однако, делать своими руками просто не лучший вариант. «Вам необходимо знать, насколько точным должен быть ваш инструмент для решения конкретной задачи», — говорит Баден. Например, лаборатория, проводящая передовые исследования в области молекулярной биологии, вероятно, не захочет экономить на пипетках за счет точности, — говорит он. Но можно было бы сбалансировать затраты и точность, купив точно откалиброванные коммерческие пипетки для работы с парой микролитров и используя менее точные напечатанные на 3D-принтере пипетки для больших объемов.

Лабораториям придется искать компромиссы в соответствии со своими исследовательскими приоритетами, опытом и бюджетом. Но по мере того, как увеличивается доступность и изощренность оборудования для самостоятельной сборки, растет и его распространение. «Это откроет много интересных возможностей», — говорит Шагас.

Микроскопы DIY | Сводка из Гражданской лаборатории

Макс Либуарон представил этот превосходный обзор самодельных микроскопов в ответ на запрос на GOSH! группа Google — все это можно увидеть в блоге Гражданской лаборатории экологических исследований (CLEAR): Микроскопы своими руками | Сводка из Гражданской лаборатории

Микроскопы — повсеместный инструмент в науке, обеспечивающий визуальный мост между миром, который мы видим нашими глазами, и микроскопическими мирами, которые мы иначе не можем обнаружить. Мы используем микроскопы в большинстве наших исследований в Civic Laboratory для проведения судебно-медицинской экспертизы пластмасс (или предполагаемых пластмасс!), Которые мы находим.

Вот краткий список ресурсов для самостоятельных микроскопов с открытым исходным кодом:

Foldscope.

Foldscope: бумажный микроскоп для оригами

Foldscope — это сверхдешевый подход, основанный на оригами, для крупномасштабного производства микроскопов, в частности, для демонстрации микроскопов светлого поля, темного поля и флуоресцентных микроскопов.Слияние принципов оптического дизайна с оригами позволяет производить микроскопы в больших объемах из 2D-материалов. Для этого требуется бумага, шаровой объектив, батарейка на 3 В, светодиодная лампа, выключатель и медная лента. В целом это стоит меньше доллара. Если вы опытный ученый, его также можно адаптировать к версиям темного поля, цветочувствительности и линз. Вот статья, в которой рассказывается, как создать свой собственный: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0098781

Водоскоп.

Ватероскоп

Wasterscope — это микроскоп, напечатанный на 3D-принтере, изобретенный Ричардом Боуменом. Вы можете распечатать детали самостоятельно, так как проект с открытым исходным кодом, или вы можете заказать комплект. Это цифровой микроскоп, в котором в дополнение к печатным изображениям используется цифровая камера. Он имеет простую, но сложную систему фокусировки, которая изгибает пластик, чтобы приблизить или отдалить объектив от смотровой площадки.

Взломанный телефон с линзой от лазерной указки.

Полевой микроскоп для мобильного телефона

На следующих страницах из Hackteria показаны изображения того, как вы можете установить различные линзы на свой смартфон, чтобы превратить его в простой микроскоп с очень небольшим количеством дополнительных деталей. Текст не так много, но предпосылка проста: установите объектив или даже каплю воды на слайде на небольшом расстоянии от объектива камеры вашего телефона, и добавленное расстояние + объектив создает увеличение. Вы можете попробовать множество различных линз, от капель воды до линз от веб-камер и линз для лазерных указателей.

Преобразование смартфона со сценой от Instructables.

Преобразование смартфона / w Stage

Если вы ищете более конкретные инструкции по превращению вашего смартфона в микроскоп, чем предлагает Hackteria, на Instructables есть пошаговое руководство, которое включает в себя создание стабильной сцены для телефона. Сцена стоит около 10 долларов и может увеличивать в 175-375 раз в зависимости от количества добавляемых линз. Необходимые материалы включают фанеру, оргстекло, светодиодный щелчок, линзу с лазерной указкой, а также гайки и болты.

Сделай сам микроскоп веб-камеры Hackteria.

Домашняя микроскопия Hackteria / с веб-камерой

Hackteria содержит отличное пошаговое руководство по созданию микроскопа с веб-камерой, включающей стабильный столик для наблюдения. Поскольку веб-камеры дешевы и часто встречаются в потоках мусора, это удобно. Он состоит из трех частей: переделанная веб-камера, смотровая площадка и свет (светодиод). Материалы включают веб-камеру, картон, пенопласт, шурупы, изоленту (классический!), Горячий клей и резинки.Инструкции также понятны и на 12 языках. Они дают вам возможность дополнить его переключателями, батареями и т. Д., Но они также предоставляют самую базовую версию. В обзоре Hackteria хорошо то, что они учат вас достаточно, чтобы вы могли вводить новшества и взламывать самостоятельно.
Полное пошаговое руководство находится здесь: http://hackteria.org/wp-content/uploads/2013/05/hm3-hackteria-pages.pdf

USB-микроскоп с веб-камерой от StoneTurners.

USB-микроскоп от StoneTurners

Как и Waterscope, вы можете собрать USB-микроскоп StoneTurners самостоятельно или купить комплект со всеми деталями за 15 фунтов.Они используют веб-камеру USB, поворотный контейнер, картон или МДФ, самоклеящиеся неопреновые ленты и горячий клей.

А затем подключите его к социальным сетям…

Управление самодельными микроскопами с помощью социальных сетей и видеоигр.

Компания

Pelling Lab создала 3D-печатный самодельный микроскоп с использованием веб-камеры, но особенность заключается в том, что они добавили программное обеспечение, позволяющее управлять им с помощью Twitter и Minecraft: «Вариант Twitter позволяет пользователям отправлять« твиты »прямо в микроскоп.Данные изображения, полученные с помощью микроскопа, затем возвращались пользователю через ответ в Twitter и постоянно сохранялись на платформе обмена фотографиями Flickr вместе с любыми соответствующими метаданными. Локальное управление микроскопом также было реализовано с помощью видеоигры Minecraft в ситуациях, когда подключение к Интернету отсутствует или стабильно. В мире Minecraft была построена виртуальная лаборатория, и действия игроков внутри лаборатории были связаны с определенными функциями микроскопа. Здесь мы представляем методологию и результаты этих экспериментов и обсуждаем возможные ограничения и будущие расширения этой работы.”

Столик для лазерной резки для микроскопа с веб-камерой от GMU

Столик для лазерной резки для микроскопа с веб-камерой от GMU

Если вы ищете что-то с большей полировкой и доступ к лазерному резчику, то у GMU есть инструкции и планы для микроскопа с веб-камерой с красивым корпусом, вырезанным лазером.

Стереоскопический микроскоп Карбони, сделанный своими руками.

DIY стереографический микроскоп

Стеографический микроскоп работает иначе, чем указанные выше; образец наблюдается под двумя слегка разными углами при малом увеличении, чтобы получить два немного разных изображения, которые при объединении дают трехмерное изображение.Инструмент с открытым исходным кодом, изобретенный Дж. Карбони, довольно сложен и подходит для серьезных энтузиастов микроскопии. Взламывает бинокль. Необходимые материалы включают ахроматические линзы, бинокли, дерево или ДСП, резиновые заглушки, стальные стержни, алюминиевые пластины, ручки, стальной трос и другие строительные материалы. Все инструменты гаражные: ножовка по металлу, напильники, суппорты, угольник, маркер и т.д.
Обновление здесь: http://www.funsci.com/fun3_en/uster3/uster3.htm

Микроскоп для соединений за один доллар Карбони.

Составной микроскоп стоимостью один доллар

В этом недорогом, но красивом составном микроскопе вместо взлома веб-камер и фотоаппаратов используются линзы одноразовых фотоаппаратов. Конструкция Джорджо Карбони представляет собой настоящий составной микроскоп, в котором используются две линзы вместо простого микроскопа, в котором используется только одна, и достигается увеличение примерно в 75 раз. Не огромные, и другие микроскопы на этой странице получают большее увеличение, взламывая цифровые инструменты, но это обучающий микроскоп, основанный на традиционных осциллографах, и он отлично подходит для обучения (и эстетики!).

Самодельная версия микроскопа Ван Левенгока XVII века.

Микроскоп Антони ван Левенгука

Антони ван Левенгук (1632-1723) построил один из первых микроскопов. Таким образом, это был проект DIY! В приведенных здесь инструкциях (опять же Джорджио Карбони) рассказывается, как построить этот исторический инструмент. Он довольно сложен и требует пайки и резки металла (поскольку он сделан из металла!), Но преданный хакер может сделать его картонную версию.

Дополнительная литература для хардкорных из нас:

Самодельная биоэлектроника. Сделай сам: микроскопы, датчики, сонификации — Кристоф Мериан Верлаг / Migros-Kulturprozent: Доминик Ландвер, Верена Куни (ред.), 2013

Микроскопы своими руками | Гражданская лаборатория.

Как сделать микроскоп

Крыло мухи похоже на что-то из фильма о монстрах.. . а пряди волос внезапно кажутся большими, как карандаш! Первый взгляд ребенка в микроскоп может стать началом пожизненного увлечения миром, который мы обычно не видим. Увеличительные устройства забавны и образовательны, обеспечивают как «черный день», так и развлечения на свежем воздухе, и привлекают как взрослых, так и молодежь!

К сожалению, микроскопы стоят денег. . . и в настоящее время многие люди просто не могут сэкономить много денег на ненужные вещи, независимо от того, насколько могут стоить эти предметы.Кроме того, приобретенные в магазине микроскопы зачастую слишком сложны для настройки и настройки маленькими детьми. И, конечно же, большинство людей не захотят таскать с собой дорогостоящее оптическое оборудование в лес или на берег моря!

Простые инструменты и материалы

Хорошо. . . Хорошие новости для энтомологов и начинающих ботаников! Вы можете построить свой собственный примерно за 25 центов (или даже бесплатно)! Кроме того, самодельный инструмент достаточно мал, чтобы поместиться в вашем кармане, и достаточно мощный, чтобы крупинки соли выглядели большими, как игральные кости! Если вы хотите узнать, как сделать микроскоп, все, что вам нужно, — это мелкие мысли.. . затем соберите следующие материалы:

Вам понадобится кусок мягкой древесины примерно 2 дюйма шириной, 3 дюйма длиной и 1 дюйм (или около того) толщиной … полоса тонкого листового металла (подойдет металлическая банка, но что-нибудь посильнее было бы лучше) … ковровые гвозди или тяжелые скобы (из тех, что вы вбиваете в дерево «пистолетом») … лампочку-фонарик (типа с твердым стеклянным выступом наверху) … и — если вы вам нужны зажимы, чтобы удерживать предметное стекло микроскопа — два куска тонкой упругой проволоки (например, струны для фортепиано).


Лампа ручного фонаря, вероятно, единственная деталь, которую вам придется купить (вот тут-то и пригодится 25 центов). Но, если вам повезет, вы даже сможете найти перегоревшую лампочку. . . который будет работать так же хорошо, как и новый, и ничего вам не будет стоить!

Для инструментов и оборудования вам понадобится наждачная бумага средней зернистости. . . тюбик бытового цемента (в крайнем случае подойдет белый клей или даже пластилин). .. молоток или степлер. . . сверло и две насадки (одна 1/4 дюйма или больше, а другая 11/64 дюйма).. . жестяная щепа для резки листового металла (не поддавайтесь соблазну использовать — и испортить — ножницы) … пилу (если ваш деревянный брусок нужно будет разрезать) … и плоскогубцы с острыми носами и кусачками .

Простые инструкции

Чтобы превратить все сырье в карманный микроскоп, при необходимости сначала обрежьте древесину до нужного размера. (На самом деле размеры не критичны, но блок 2 «X 3» кажется правильным и поместится в большинстве карманов пальто.) Затем просверлите отверстие 1/4 дюйма (или больше) с центром и в точке примерно на 3 / 4 дюйма от одного конца дерева.После этого скруглите углы блока и отшлифуйте его поверхность до гладкости.

Теперь с помощью консервной банки вырежьте кусок листового металла размером примерно 1/2 дюйма на 2 1/2 дюйма и просверлите отверстие (11/64 дюйма в диаметре) с центром на расстоянии примерно 1/4 дюйма от одного конца полоска . . . наждачной бумагой (или напильником) удалите все острые края.

Далее следует сложная часть: используйте кусачки на острогубцах, чтобы аккуратно вырезать выступ на вершине лампы ручного фонарика: это станет вашей линзой. Возможно, вам придется отломать несколько острых краев, поэтому при выполнении этой задачи рекомендуется свободно обернуть полотенцем всю операцию (руки и все остальное), чтобы не допустить разлетающихся осколков стекла.Эта мера предосторожности также поможет вам следить за тем маленьким стеклянным холмиком, над которым вы работаете. Когда вы закончите, линза должна иметь форму сплошной полусферы.

Следующий шаг — разместить тонкое кольцо из цемента по периметру отверстия в металлической полосе и — опять же осторожно — установить линзу на место круглой стороной вверх. (Убедитесь, что клей покрывает только край линзы.) Когда вы закончите, отложите сборку в сторону, чтобы она высохла.

После схватывания клея прикрепите металлическую полосу к дереву скобами.. . так, чтобы линза (которая по-прежнему должна располагаться круглой стороной вверх) находилась прямо над отверстием в блоке. Если вы хотите добавить зажимы для слайдов, согните самые концы пары проводов диаметром 2 1/2 дюйма. Прикрепите по одному зажиму с каждой стороны металлической полосы … и это все, что нужно для создания карманного микроскопа.

Как это работает

Чтобы использовать свое маленькое устройство, просто согните металлическую полосу так, чтобы конец с линзой находился примерно на 1/4 дюйма над поверхностью дерева. Вы можете использовать подготовленные слайды (доступны в большинстве магазинов для хобби) или сделать свои собственные. из прозрачной целлофановой ленты (туман не подойдет).Просто отрежьте кусок ленты длиной около 2 дюймов и приклейте его ко всему, что вы хотите изучить, загибая концы лент, чтобы они не прилипали к зажимам микроскопа.

Для начала попробуйте рассмотреть такие вещи, как крупинки соли или сахара, крылья насекомых, стебли травы, перья (лучше всего маленькие, пушистые), волосы и картинки из газет. Просто поместите слайд (самодельный или другой) так, чтобы просматриваемый объект находился над отверстием в дереве и прямо под линзой. Надежно удерживайте слайд с помощью проволочных зажимов или ленты.

Теперь … поднесите микроскоп к свету (лучше дневной свет, но не смотрите прямо на солнце!), Затем посмотрите через линзу и сфокусируйте инструмент, осторожно нажав большим пальцем на металлическую полоску, пока не появится увеличенный объект. чисто.


Очаровательно, не правда ли?


Первоначально опубликовано: март / апрель 1980 г.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.