科学者たちはスマートフォンを手頃な価格の顕微鏡に変えた

蛍光染色やタンパク質で標識されたサンプルを検査するために使用される蛍光顕微鏡は、さまざまな研究室で非常に貴重なリソースです。残念ながら、まともな顕微鏡は数千ドルもするため、通常は資金が豊富な研究環境や学術機関内でしか使用されません。しかし、ミネソタ州ウィノナ州立大学のチームは最近、平均的なスマートフォンやタブレットを使用してまともな代替品を組み立てることができるだけでなく、費用はわずか 30 ドルから 50 ドルで済むことを実証しました。

Scientific Reportsに本日発表された原理実証論文で詳細が述べられているように、研究者らは、電話やタブレットにクリップで取り付ける小さなプレキシガラスと合板のフレームの「グロースコープ」を発表しました。このツールは、娯楽用の LED 懐中電灯とデバイスのカメラの劇場舞台照明フィルターを組み合わせて、表面上は蛍光顕微鏡のアクセサリーを構築します。テストでは、標本は LED ライトで照らされ、カメラのレンズにフィルターを取り付けて特定の光波長をカットし、蛍光を視覚化できるようにしました。

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論文の著者らは、デモンストレーションで、自作のグロースコープを使用して、長さわずか 2 ～ 3 ミリの生きたゼブラフィッシュの胚を約 5 倍に拡大して観察しました。胚の蛍光タンパク質発現により、研究者らはゼブラフィッシュの脊髄、後脳、心臓組織を観察することができました。そこから研究者らは、既存の無料ソフトウェアを使用してビデオの鮮明度を高めることで、被験者の心拍数、さらには個々の心室の動きまで測定することができました。

研究者たちは、組み立てが簡単でコストが低いため、ハイテク科学ツールを購入する資金がない小中高校にとって、グロースコープは非常に役立つ資産になると考えています。それだけでなく、研究室では、既存の蛍光顕微鏡装置を補完するために独自のグロースコープを組み立てることもできるため、費用も節約できると研究チームは主張しています。

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「学生に独自の観察、モデルや予測の作成、データの取得と解釈、そしてそれを用いたモデルや理解の修正の機会を与えることは、生命科学教育研究から得られる共通の教訓です」と研究チームは論文に記しています。「グロースコープなどの機器の使用は、学生が科学を実践することで科学について学べるようにするという目標をサポートできます。このようにして、学生は講義形式で提供される情報を吸収しようとするのではなく、概念に対する独自の理解を構築します。」

グロースコープの動作を見るために中学校に戻ったり、資金の豊富な研究室を訪れたりする必要もありません。研究チームは、読者が自宅で快適に蛍光顕微鏡フィルターを組み立てられるように、すべての説明書と材料を公開しました。ゼブラフィッシュは含まれていません。