Forskere og studerende udgiver tegninger til et billigere enkeltmolekylemikroskop

Et team af forskere og studerende fra University of Sheffield har designet og bygget et specialmikroskop, og delte byggeinstruktionerne for at gøre dette udstyr tilgængeligt for mange laboratorier over hele verden.

Mikroskopet, kaldet smfBox, er i stand til enkelt-molekyle-målinger, hvilket gør det muligt for forskere at se på et molekyle ad gangen i stedet for at generere et gennemsnitsresultat fra bulkprøver og fungerer lige så godt som kommercielt tilgængelige instrumenter.

Denne enkelt-molekyle metode er i øjeblikket kun tilgængelig på nogle få specialistlaboratorier over hele verden på grund af omkostningerne ved kommercielt tilgængelige mikroskoper.

I dag (6. november 2020), holdet har udgivet en artikel i tidsskriftet Naturkommunikation som giver alle de byggeinstruktioner og software, der er nødvendige for at køre mikroskopet, at hjælpe med at gøre denne enkelt-molekyle metode tilgængelig for laboratorier over hele verden.

Det tværfaglige team, der spænder over University of Sheffields afdelinger for kemi og fysik, og den centrale laserfacilitet på Rutherford Appleton Laboratory, brugte relativt beskedne £40, 000 for at bygge et stykke sæt, der normalt ville koste omkring 400 £, 000 at købe.

Mikroskopet blev bygget med enkelhed i tankerne, så forskere, der er interesseret i biologiske problemer, kan bruge det med lidt træning, og laserne er blevet afskærmet på en sådan måde, at de kan bruges under normale lysforhold, og er ikke farligere end en cd-afspiller.

Dr. Tim Craggs, den ledende akademiker på projektet fra University of Sheffield, sagde:"Vi ønskede at demokratisere engangsmolekylemålinger for at gøre denne metode tilgængelig for mange laboratorier, ikke kun nogle få laboratorier i hele verden. Dette arbejde tager det, der var meget dyrt, specialist stykke kit, og giver hvert laboratorium planen og softwaren til at bygge det selv, til en brøkdel af prisen.

"Mange medicinske diagnostik er på vej mod øget følsomhed, og der er ikke noget mere følsomt end at detektere enkelte molekyler. Faktisk, mange nye COVID-tests, der i øjeblikket er under udvikling, arbejder på dette niveau. Dette instrument er et godt udgangspunkt for videre udvikling mod ny medicinsk diagnostik. "

Den originale smfBox blev bygget af et team af akademikere og bachelorstuderende ved University of Sheffield.

Ben Ambrose, ph.d. stå i spidsen for projektet, sagde:"Dette projekt var en fremragende mulighed for at arbejde med forskere på alle niveauer, fra studerende til videnskabsmænd i nationale faciliteter. Mellem biofysikere og ingeniører, vi har skabt en ny og tilgængelig platform til at lave noget banebrydende videnskab uden at sprænge banken. Vi er allerede begyndt at lave et godt stykke arbejde med dette mikroskop selv, men jeg er spændt på at se, hvad det vil gøre i hænderne på andre laboratorier, der allerede er begyndt at bygge deres eget."

Craggs Lab ved University of Sheffield har allerede brugt smfBox i sin forskning til at undersøge grundlæggende biologiske processer, såsom DNA-skadedetektion, hvor forbedret forståelse på dette område kunne føre til bedre behandlinger for sygdomme, herunder kræft.