Ein junges Forscherteam vom Leibniz-Institut für Photonische Technologie (Leibniz IPHT), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Universitätsklinikums in Jena haben mit Unterstützung eines Würfels aus dem 3D-Drucker ein einfaches, flexibles und vor allem kostengünstiges Baukastensystem namens UC2 entwickelt, das den Wissenschaftlern zu Folge in der Qualität seiner Bilder mit teuren Mikroskopen mithalten kann. Alle notwendigen Dateien zum Nachbauen wurden auf GitHub veröffentlicht.

Anzeige

Mikroskope für die biologische Bildgebung kosten sehr viel Geld, befinden sich oftmals nur in spezialisierten Labors und erfordern in ihrer Bedienung hoch qualifiziertes Personal. Ein junges Forscherteam des Leibniz-Instituts für Photonische Technologie (Leibniz IPHT) in Jena, der Friedrich-Schiller-Universität und des Universitätsklinikums Jena haben jetzt mit „UC2“ einen optischen Werkzeugkasten entwickelt, um Mikroskope für „ein paar Hundert Euro“ zu bauen.

Technische Details

Das Baukastensystem liefert hochauflösende Bilder, die mit kommerziellen, teuren Mikroskopen mithalten können. Das UC2 (You See Too) Baukastensystem nutzt Open-Source-Blaupausen, 3D-gedruckte Komponenten und die Smartphone-Kamera. Je nachdem, was erforscht werden soll, lässt sich das Baukastensystem kombinieren. Von der Langzeitbeobachtungen lebender Organismen im Inkubator bis hin zu einem Werkzeugkasten für die Optik-Ausbildung bietet das UC2-Baukastensystem viele Möglichkeiten. In einer Arbeit mit dem Titel „A Versatile and Customizable Low-Cost 3D-Printed Open Standard for Microscopic Imaging“ wurde das System im Fachmagazin Nature Communications vorgestellt.

Aufbau

Forscherteam mit UC2-Baukastensystem
Das UC2-Entwicklerteam Benedict Diederich, René Lachmann und Barbora Maršíková (von links) mit einem mit ihrem optischen Baukasten UC2 zusammengestellten Mikroskop (Bild © Leibniz IPHT).

Das UC2-System besteht aus einem einfachen, mit 3D-Druck hergestellten Würfel mit einer Kantenlänge von 5 Zentimetern, der Linsen, LEDs oder Kameras aufnimmt. Mehrere Würfel in eine magnetische Rastergrundplatte gesteckt, ergeben geschickt angeordnet ein leistungsfähiges optisches Instrument. Eine technische Ausbildung wird für die Anwendung nicht vorausgesetzt. Jeder kann das optische Werkzeug für seine Fragestellung modifizieren und erweitern. Das UC2-System ermöglicht Anwendungsbereiche für die biomedizinische Forschung, für die herkömmliche Mikroskope nicht geeignet sind.

Helge Ewers, Professor für Biochemie an der Freien Universität Berlin und der Charité, erforscht mit dem UC2-Werkzeugkasten Krankheitserreger und erklärt:

„Mit dem UC2-System können wir kostengünstig ein hochwertiges Mikroskop herstellen, mit dem wir lebende Zellen in einem Inkubator beobachten können.“

Einfach und unkompliziert

You.See.Too Baukasten - Teile
Das UC2-Baukastensystem lässt sich nach Forschungsziel individuell kombinieren (Bild © Leibniz IPHT).

Ein kommerzielles Mikroskop, das sehr teuer ist, lässt sich nicht so einfach aus einem kontaminierten Labor entfernen. Es muss aufwendig gereinigt werden. Das UC2-Mikroskop kann nach dem Einsatz unkompliziert recycelt werden.

„Mit unserer Methode ist es möglich, schnell das richtige Werkzeug zusammenzustellen, um bestimmte Zellen abzubilden”, erklärt Benedict Diederich. “Wird zum Beispiel eine rote Wellenlänge als Anregung benötigt, installiert man einfach den entsprechenden Laser und wechselt den Filter. Wird ein inverses Mikroskop benötigt, stapelt man die Würfel entsprechend. Mit dem UC2-System können Elemente je nach gewünschter Auflösung, Stabilität, Dauer oder Mikroskopiemethode kombiniert und direkt im ‚Rapid Prototyping‘-Verfahren getestet werden“.

Die Forscher veröffentlichen die Baupläne und Software auf dem frei zugänglichen Online-Repository GitHub (auf Github ansehen), um das System allen zugänglich zu machen. Jeder kann es nach Bedarf umbauen, modifizieren und erweitern. Mit dem Nutzerfeedback wollen sie das System nach und nach verbessern. Auch die Forscher der University of Houston veröffentlichten 2017 ihre Anleitung zum Aufbau eines DIY-Mikroskops mit Smartphone und 3D-Drucker.

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 02. Kalenderwoche 2021

Platzierung3D-DruckerAktionspreisAktion / GutscheinZum AngebotInfos zum Gerät
1Artillery Sidewinder-X1308,89 €

Q5ADA5B76F512000

kaufenProduktvorstellung
2Creality Ender 3 PRO147,20 €

G5D9A7798A953000

(Lager CZ/US/Australia auswählen)
kaufenTestbericht
3Artillery GENIUS225,97 €

S5ADA6444E953001

kaufenTestbericht
4QIDI TECH S-Box495,38 €Flash Salekaufen
5Geetech A30T *Three Color*518,32 €Flash SalekaufenDruckt 3-farbige Objekte.
6Geetech A30T *Two Color*518,32 €Flash SalekaufenDruckt 2-farbige Objekte.
7Flsun Q5186,67 €Flash Salekaufen
8FULCRUM MINIBOT 1.084,00 €Flash SalekaufenProduktvorstellung
9ANYCUBIC 4Max Pro 2.0402,36 €kaufenTestbericht
10QIDI TECH X-Max867,53 €Flash Salekaufen
OUTAlfawise U50173,67 €

ZWEEU4DI8J

kaufenProduktvorstellung
OUTTRONXY X5SA242,19 €Flash Salekaufen
OUTOrtur Obsidian252,34 €

ORTUROBSIDIAN

kaufenTestbericht
OUTAlfawise U30 Pro228,25 €Flash Salekaufen
OUTAlfawise U20 ONE260,44 €

ALFAWISEU201

kaufen
OUTFlsun QQ S Pro249,99 €kaufen
OUTNOVA3D Bene4249,99 €Flash Salekaufen
OUTEcubMaker TOYDIY477,63 €Flash Salekaufen
OUTLONGER LK4 Pro225,33 €Flash Salekaufen
OUTQIDITECH X-Plus619,43 €kaufenTestbericht
OUTAlfawise U20269,6 €kaufenTestbericht
OUTANYCUBIC Mega X343,14 €kaufenTestbericht
OUTTronxy XY-2 Pro155,69 €Flash Salekaufen
OUTANYCUBIC Mega-S179,74 €kaufen
OUTAnycubic Chiron368,94 €kaufen
OUTFlying Bear Ghost 4S309,59 €kaufen
OUTCreality Ender 3153,94 €kaufen
OUTELEGOO Mars
241,37 €kaufen
OUTCreality CR-10 V2429,14 €kaufen
OUTEcubMaker 4 in 1545,58 €kaufen
OUTAnycubic Photon-S372,53 €kaufen
OUTANYCUBIC MEGA ZERO160,57 €kaufen
OUTAlfawise U30171,99 €kaufenTestbericht
OUTTronxy D01426,39 €kaufen

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen