跳动城乡网研究细胞和微生物的复杂运动模式是了解其行为和生物力学的关键。然而，许多传统显微镜受到固定镜头的限制，并且缺乏在没有人工干预的情况下长时间跟踪生物体的能力。
但佐治亚理工学院的研究人员通过开发一种廉价、易于组装、模块化、自主跟踪显微镜克服了这些限制。
Trackoscope的零件成本为400美元，并提供DIY组装说明，它是一项经济实惠的科学创新，可供广泛的用户使用，从高中实验室到资源受限的研究环境。
Trackoscope由佐治亚理工学院化学与生物分子工程学院(ChBE)副教授SaadBhamla的实验室开发，其详细内容发表在PLOSONE杂志上。
这篇论文的主要作者是机械工程专业的PriyaSoneji，她是Bhamla实验室的一名本科研究员。她现在是佐治亚理工学院的大四学生，2019年她第一次有了Trackoscope的想法，当时她还是亚特兰大附近米尔顿高中的一名学生。
“我很沮丧，因为我不得不不断地在载玻片上移动才能在显微镜下观察生物体，我想也许有一种方法可以使这个过程自动化，因为我从三年级开始就一直在研究机器人技术，”索尼吉说。
后来，她了解到Bhamla实验室出现了各种各样的节约型科学创新，于是她在完成高中学业的同时就开始着手这个项目。“我向他介绍了这个项目，他立即就同意了。”
除了Bhamla，Soneji的研究导师还包括论文合著者ElioChallita(生物工程博士，2023年)，他现在是哈佛大学的博士后研究员。
捕捉多样化行为
Soneji的最初概念演变为一种多功能显微镜，能够在325平方厘米的广阔跟踪区域内监测速度范围从0.1微米/秒到2毫米/秒的生物。这种广阔的视野最大限度地降低了生物与容器壁相撞的风险，保留了它们的自然行为，并使得涉及捕食者-猎物动态的实验成为可能。
“利用Trackoscope，我们捕捉到了各种各样的行为，从变形虫在空气和水中的游泳运动，到放线菌中的细菌狩猎动态、缓步动物的行走步态，以及运动性眼睑裂变的二分裂，”Challita说。
“借助Trackoscope，任何科学家都能够对微生物世界获得新的见解。”
节俭的科学解决方案
与售价400美元的Trackoscope相比，现有的追踪解决方案的成本高达1,000至5,000美元，这超出了资源受限环境中的研究人员的承受能力。
Trackoscope的模块化设计便于定制和适应特定的研究需求。其构造包括使用木材或丙烯酸等材料以及激光切割和3D打印组件进行直接组装。
“我们希望实验室能够轻松地构建和使用它，”Soneji说。
Trackoscope的光学模块包括关键组件，例如配备12.3MPSonyIMX477传感器的RaspberryPi高品质相机和消色差双合透镜。此设置可实现从20倍到200倍的多种放大倍数，从而能够在各种速度下精确观察微生物。
Trackoscope采用电动XY平台控制，但研究人员已经开发出具有增强控制机制的原型，例如电动Z轴调整。
Bhamla表示：“这些创新凸显了Trackoscope的适应性以及未来在微生物研究和STEM教育方面的增强潜力。”
