[スポンサーリンク]

一般的な話題

ワンチップ顕微鏡AminoMEを買ってみました

[スポンサーリンク]

2014年、ノーベル化学賞が超解像度顕微鏡で授与されたためイメージング技術に注目が集まりました。その後もさまざまな顕微鏡が開発され、進歩し続けています。
昨年、ベンチャー企業のIDDKがクラウドファンディングでワンチップ顕微鏡AminoMEの出資を募っていたため、(私物として)買ってみました。ちょっと使ったまましばらく放置していましたが、せっかくお金を出したのでここでレビューを書いてみたいと思います。

ワンチップ顕微鏡とは?その仕組みと従来光学顕微鏡との違い

IDDKのホームページによると、ワンチップ顕微鏡は光学センサー上に観察対象をのせて直接画像として読み取る技術のようです。通常の顕微鏡ではサンプルをレンズ越しに読み取るのに対し、AminoMEでは4.7 mm×3.2 mmのセンサーを用いて分解能1.2 μmで読み込むことができます。公式ソフトで保存できる画像が最大4208×3120 pxなので、スペック的にオンセミ AR1335か似たようなエリアイメージセンサーを使っているものと思われます。
この方式のメリットとしては光学系が単純なためシンプルで小さな構成にできることやピント合わせが不要なことです。実際、AminoMEはUSBメモリーよりちょっと大きいサイズの装置です。デメリットとしては可視光波長による理論限界により画素ピッチを0.7 μmより小さくできないことでしょう。実際、現行スマホ用カメラセンサーも最小そのぐらいまでのようです。このスペックは光学顕微鏡の分解能よりわずかに悪いとはいえ、実用上ではだいたい似たようなものだと思われます。

実際に使ってみました

AminoMEを実際に使ってみました。観察対象は理科の実験授業などでもおなじみの口腔上皮細胞です。綿棒で頬の裏側をこすり、センサー上に載せて観察してみました。照明はiPhoneのライトを上からあてるだけです。

専用ソフトGUAISで観察中のスクリーンショット

AminoMEを使った観察にはWindows版のみの専用ソフトが必要で、他のOSでは動きません。Windows上ではUSBカメラとして認識されるようですが、OS標準のカメラアプリやOpenCVで動かすことはできませんでした。画像保存形式はRAWのみのため、ImageJIrfanViewなどの対応ソフトでTIFFやJPEGなど汎用形式に変換する必要があります。あんまり使い勝手いいとは言えません。

等倍表示

観察中は左下に範囲が表示され、等倍、1/2倍など画素に応じた倍率を設定できます。家で撮影したため染色は行なっていませんが、等倍表示では核まできちんと確認できました。かなり鮮明です。普通の明視野光学顕微鏡でこの手の非染色サンプルのピント合わせは難しいイメージがあるので、一発で観察できるのはけっこうなメリットだと思われます。

ラズパイカメラで同じようなことはできないか?

約10年前、ニコンからD600というカメラが発売されました。シャッターを切れば切るほどセンサー上についたゴミが写ることで有名になったものの、なぜかリコールされずに個別交換対応となった曰くつき製品です。私も買ってしまったため、せっかく撮った旅行先風景写真の青空が、特にレンズを絞った際にはゴミだらけになっていた思い出があります。エリアセンサー上に観察物を直接のせるAminoMEは、似たような基本原理で透過像を得ているのだと思われます。むき出しのエリアイメージセンサーさえあれば同様の観察ができると思い、実際にやってみました。

Pi Camera V2 + カバーガラス

Raspberry Pi Camera V2Raspberry Pi(ラズパイ)専用のカメラで、使われているソニーセンサーIMX219はAminoMEの公称スペックによく似ています。Pi Cameraはラズパイ上でプログラム撮影するのに便利で、AminoME同様の目的で使えるならば自由度が増すことが予想されます。このモジュールは3500円程度なので研究費で気軽に買えるお値段です(記事のものは私物ですが)。Pi Cameraにはもともと簡易なレンズが接着されていますが、爪を入れて剥がすとセンサーをむき出しにできます。センサーにAmazonでも手に入るカバーガラスをのせたあと、その上に綿棒をすりつけて観察してみました。(センサーとカバーガラスの間にはギャップができたため、イメージセンサーにも使えるカメラレンズクリーナー液を間に垂らしました。)

Pi Cameraで取得した画像(全画素)

撮影した画像がこちら。照明条件は同じくiPhoneのライトです。レンズを剥離する際にIRカットフィルタも外されるため、カラー画像では余計な赤外光を拾って赤みがかります。拡大しない限り細胞の形はそれっぽく見えています。

モノクロ等倍

しかし等倍表示したところ像がボケていました。これは前述のようにセンサー・観察対象間の距離があるからだと思われます。ここまできたらとカバーガラスを取り去り綿棒に水を含ませてセンサー上に直接落として観察したところ、かなり鮮明に細胞を見ることができました。しかしセンサー周辺部へと徐々に水滴が広がってワイヤー配線に触れたせいで、ショートが起こりカメラモジュールが壊れたために画像未取得のまま打ち切りました。

感覚的に、Pi Cameraのセンサー周辺のワイヤーをエポキシ樹脂(接着材)などで固めて絶縁をきちんとすればAminoME同等のものを安くDIYできる気がしますが、カメラモジュールを買い直してまで家でやるのは面倒なのでやめました。仕事の実験環境では細胞をまったく扱わないのですが、例えばマイクロ流体デバイスなど研究する機会があれば再度挑戦するかもしれません。

ところでラズパイ+Pi Cameraはプログラムを書き込んだmicroSDを挿すだけで簡易USBカメラとして用いることができます。こちらはWindowsでもMacでもLinuxでも動きます。

現状のプログラムでは全画素の表示に対応しておらずHDなどに縮小されてしまいますが、数μm程度の解像度でよければAminoMEより使いやすいUSBデバイスを自作できるかもしれません。半導体不足の影響で在庫切れが続いているものの、ラズパイUSBカメラは全部で5千円程度から組めます。特別なプログラミング知識はまったく必要としないので興味をもったら試してみてください。

今後のAminoMEに期待すること

AminoMEは現在55,000円で公式販売されているようです。センサー部分に対しどの程度の独自カスタマイズが加えられているのかわかりませんが、個人的にはハードウェアをアップデートしていくよりも先にソフトウェアの使い勝手をよくするか、API公開でプログラムに組み込みやすくして欲しいと感じました。画像処理でさまざまなデータが簡単に得られるようになってきている現在、自由にプログラム制御できる装置は重要です。私は仕事ではサブμm以下を観察することがほとんどのためAminoMEは趣味?でしか使えません。だからこそいろいろ遊びやすくなることを期待しています。

[amazonjs asin=”B000GY8YVW” locale=”JP” title=”Nikon ネイチャースコープ ファーブルミニ”] [amazonjs asin=”B018LCH312″ locale=”JP” title=”松浪硝子工業 角カバーグラス 18×18 トロフィー 100枚入 CT18189″]

 

Avatar photo

GEN

投稿者の記事一覧

大学JK->国研研究者。材料作ったり卓上CNCミリングマシンで器具作ったり装置カスタマイズしたり共働ロボットで遊んだりしています。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に掲載されました。

関連記事

  1. 天然物界70年の謎に終止符
  2. 有機合成化学協会誌2021年12月号:人工核酸・Post-com…
  3. “匂いのゴジラ”の無効化
  4. ペプチド鎖が精密に編み込まれた球殻状ナノカプセル〜24交点の絡ま…
  5. ポンコツ博士の海外奮闘録⑩ 〜博士,中和する〜
  6. 2014年ノーベル化学賞・物理学賞解説講演会
  7. 局所的な“粘度”をプローブする羽ばたくFLAP蛍光分子
  8. オンライン会議に最適なオーディオ機器比較~最も聞き取りやすい機器…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 細胞の分子生物学/Molecular Biology of the Cell
  2. ふにふにふわふわ☆マシュマロゲルがスゴい!?
  3. 谷口 透 Tohru Taniguchi
  4. Guide to Fluorine NMR for Organic Chemists
  5. フェティゾン試薬 Fetizon’s Reagent
  6. 第五回 超分子デバイスの開発 – J. Fraser Stoddart教授
  7. 液体中で高機能触媒として働くペロブスカイト酸化物の開発
  8. 穴の空いた液体
  9. 究極の黒を炭素材料で作る
  10. ストレッカーアミノ酸合成 Strecker Amino Acid Synthesis

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2022年3月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

光でゆがむ分子 ― アルミニウム錯体の対称性の破れをコヒーレント振動分光で観測

第711回のスポットライトリサーチは、九州大学大学院理学研究院 化学部門(分光分析化学研究室)・江原…

有機合成のカラム精製に革新を 〜モノリスカラムで変わる「研究のスピード」〜

筆者の研究室では有機合成を行っています。合成も大変ですが、何より大変なのが精製操作。最近、とある…

酸素は系内に入り込み続ける【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

アンモニウム構造によりラジカル種の発生位置を完全に制御!

第710回のスポットライトリサーチは、関西学院大学理工学研究科 村上研究室の榊原 陽太(さかきばら …

化学つれづれ草【ある研究者の回想】

概要物理化学者で量子機能材料を専門とする著者によるエッセイ集.化学者としての研究,教育,人生…

第60回有機反応若手の会

開催概要有機反応若手の会は、有機化学分野で研究を行う全国の大学院生を中心とした若手研究者が集い、…

ノーベル賞受賞者と語り合う5日間!「第18回HOPEミーティング」参加者募集!

申し込みはこちら概要主催:独立行政法人 日本学術振興会(JSPS)開催地:神奈川…

光触媒による高効率なCO2還元の実現―まさかの光を弱く当てることが重要だった―

第709回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 理学院(前田研究室)博士後期課程2年の仲田竜一 …

「π-πスタッキング」という言葉が生む誤解【芳香環の相互作用を見直す: 前編】

芳香環が平行に並んで近接しているとき、その構造を「π–π スタッキング」と表されることがよくあります…

一重項酸素によるC(sp2)−P結合切断を用いた長波長光によるリン化合物のアンケージング

第 708 回のスポットライトリサーチは、同志社女子大学 薬学部 医療薬学科 5…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP