211service.com
Fingerspidsmikroskop kan kigge ind i et dyr i bevægelse
Et billigt mikroskop på størrelse med en gummidråbe kunne gøre det muligt for videnskabsmænd at kigge ind i det indre af levende, flyttende dyr meget lettere. Enheden er lille og let nok - den vejer mindre end to gram - til at blive monteret oven på en gnavers hoved, hvor den kan fange aktiviteten af op til 200 individuelle hjerneceller, mens dyret udforsker sit miljø.
Kom lidt tættere på: Dette fluorescensmikroskop er så lille takket være den krympende størrelse af elektronik i forbrugerenheder.
Det er flere celler, end der kan overvåges ved hjælp af et dyrt to-foton mikroskop, som ikke tillader dyret at bevæge sig, siger Mark Schnitzer , en neurovidenskabsmand ved Stanford University og en af enhedens skabere. Mikroskopet er designet til at detektere fluorescerende lys, som ofte bruges i biologisk forskning til at markere forskellige celler.
Schnitzer, en TR35 honoree i 2003, siger, at det er svært at beregne omkostningerne ved at bygge mikroskopet, men han siger, at hver komponent kun koster nogle få dollars. Schnitzer og nogle af hans samarbejdspartnere har dannet en startup for at kommercialisere enheden.
Forskningen er en del af en stigende tendens inden for mikroskopi til at lave mindre og mindre apparater, som er nyttige til alt fra nye forskningsområder til påvisning af tuberkulose i udviklingslande. Disse diminutive nye enheder er i høj grad muliggjort af de hurtigt faldende omkostninger og størrelse af elektronikkomponenter - en tendens, der igen er drevet af efterspørgslen efter forbrugerenheder.
Mobiltelefonmarkedets massive volumen driver omkostningerne ned, men går ikke på bekostning af ydeevnen Aydogan Ozcan , professor i elektrisk og biomedicinsk teknik ved University of California, Los Angeles. Forskere er klar over, at med omkostningseffektiv kompakt arkitektur kan de have komponenter, som for et årti siden ville koste tusindvis af dollars, hvis du kunne finde dem.
Kernen i Stanford-mikroskopet er en komplementær metal-oxid-halvleder (CMOS) sensor, som den slags, der findes i mobiltelefonkameraer. Alle de anvendte komponenter er enten masseproducerede eller i stand til at blive masseproducerede, hvilket gør det nemt at opskalere produktionen. Forskningen blev offentliggjort søndag i tidsskriftet Naturens metoder.
Udviklingen af enheden var drevet af forskernes ønske om at studere, hvordan hjernen styrer bevægelse, en bestræbelse, der kræver et mikroskop, der kan studere hjerneceller, mens dyr bevæger sig og opfører sig naturligt. Schnitzers team havde tidligere udviklet et lille, fleksibelt mikroskop, hvor lys blev leveret til hjernen via et fiberoptisk kabel. Men denne tilgang begrænser dyrets bevægelse og fanger kun aktivitet i et meget lille område af hjernen. Det er også dyrt, hvor de optiske og elektroniske komponenter koster $25.000 til $50.000.
Den nye enhed har et større synsfelt, og alle de optiske komponenter er integreret i huset, der sidder på dyrets hoved. Fremskridtet med at være i stand til at lave et fluorescerende skop til denne kompakte er virkelig betydelig, siger Daniel Fletcher , en bioingeniør ved University of California, Berkeley, som ikke var involveret i forskningen. At dyret kan bære hele mikroskopet sammen med det åbner mange flere muligheder for at studere adfærd.
Schnitzer siger, at mikroskopet vil have anvendelser ud over hjernebilleddannelse. En række af mikroskoperne kan sættes sammen og bruges til hurtigt at tælle celler eller screene forsøgsdyr, såsom zebrafisk, der bruges i lægemiddeludvikling.