Mikroskop selber machen: OpenFlexure-Mikroskop aus dem 3D-Drucker ermöglicht Tests direkt vor Ort

 21. Februar 2017  Susann Heinze-Wallmeyer  

Fast jeder hat schon einmal in der Schule, beispielsweise im Heimatkunde- oder Biologieunterricht, ein Mikroskop genutzt. Ansonsten finden diese Geräte meist nur in Laboren ihren Einsatz. Das soll sich mit dem OpenFlexure Mikroskop ändern, welches jeder zu Hause mit einem 3D-Drucker selber ausdrucken können soll.

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Bei manchen Kindern stand ein eigenes Mikroskop auch auf dem Weihnachtswunschzettel. Leider sind gute Mikroskope in ihrer Anschaffung recht teuer, sodass sich viele Eltern für eine günstigere Variante entschieden, die dann aber auch eine deutlich schlechtere – nicht selten unbrauchbare – Qualität aufwies. Zugegeben, heutzutage muss man beim Kauf eines guten Mikroskops nicht mehr ganz so tief in die Tasche greifen, hat aber auch die Möglichkeit, sich ein solches mit einem 3D-Drucker und einigen zusätzlichen Komponenten selbst herzustellen. Ein Beispiel dafür ist das hier näher vorgestellte OpenFlexure Mikroskop.

Dieses Gerät wurde von Wissenschaftlern der University of Cambridge im Rahmen ihres WaterScope-Projektes entwickelt und erzielt eine Genauigkeit von bis zu 50 nm.

Bestandteile des Mikroskops.
Diese Teile werden für das OpenFlexure Mikroskop benötigt. (Bild: © WaterScope)

Das Mikroskop besteht aus Kunststoffteilen, die mit einem haushaltsüblichen 3D-Drucker hergestellt werden. Der flexible Kunststoff verhindert die Reibung sowie Vibrationen, wie sie bei herkömmlichen Geräten durchaus auftreten können. Das OpenFlexure Mikroskope ist Teil des WaterScope-Projektes, das bereits im Jahr 2015 gegründet wurde, und das Ziel hat, ein schnelles und zugleich preiswertes Wasser-Test-Kit zu entwickeln, mit dem bakterielle Kontaminationen bereits vor Ort erkannt werden können.

„Das Testen von Wasserproben vor Ort und nicht in einem sterilen Labor ist eine Herausforderung“, erklärt das WaterScope-Team. „Der aktuelle „Goldstandard“ besteht darin, daß Proben gesammelt, in das Labor gesandt, ein Wachstumsmedium zugegeben und die Probe bei einer konstanten Temperatur inkubiert wird, um zu sehen, ob Bakterienkolonien wachsen. Das dauert in der Regel mindestens 24 Stunden.“

Der Einsatz eines WaterScope-Kits hingegen dauert nur ein bis zwei Stunden und ist direkt vor Ort möglich. Das OpenFlexure stellt dabei die Schlüsselkomponente dar. Angeschlossen an eine Raspberry Pi-Kamera, fertigt das Mikroskop hochauflösende Zeitrafferbilder von Bakerien, welche in der Wasserprobe wachsen, nachdem die Probe angelegt und gefiltert wurde. Die so erzeugten Bilder werden dann drahtlos an einen Computer, ein Tablet oder auch ein Smartphone übermittelt und können dann in eine Datenbank eingepflegt werden. So lässt sich beispielsweise die ermittelte Wasserqualität genau kartieren.

Bakterien im Wasser
Mit Waterscope erkannte Bakterien (Bild © gen.cam.ac.uk)

Die für den Druck benötigten Dateien sind als Open Source erhältlich und können von GitHub kostenlos heruntergeladen werden. Der Zusammenbau des Mikroskops ist recht einfach und geht schnell vonstatten. Wer nicht im Besitz eines 3D-Druckers ist, kann das Montage-Kit im WaterScope Online-Shop für etwa 50 Britische Pfund erwerben.

WaterScope Forscherteam.
Das WaterScope Forscherteam. (Bild: © WaterScope)

Das WaterScope Project selbst befindet sich noch in der Entwicklung. Das Forscherteam selbst hofft aber, dass weltweit Tausende der Mikroskop-Kits zum Einsatz kommen, um gefährliche Krankheitserreger wie beispielsweise E.coli, Listerien, Legionellen etc. aufzuspüren und so schneller bekämpfen zu können. Ein tolles Projekt. Wir drücken dabei die Daumen und berichten auch in Zukunft über die weitere Entwicklung (Newsletter abonnieren).

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