[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. 化学者の卵に就職活動到来
  2. 光と熱で固体と液体を行き来する金属錯体
  3. MFCA -環境調和の指標、負のコストの見える化-
  4. 全合成研究は創薬化学のトレーニングになり得るか?
  5. 2007年度ノーベル化学賞を予想!(2)
  6. 【書籍】化学探偵Mr.キュリー3
  7. ケミカル数独
  8. 侯召民教授の講演を聴講してみた

注目情報

ピックアップ記事

  1. ティム ニューハウス Timothy R. Newhouse
  2. Nrf2とKeap1 〜健康維持と長寿のカギ?〜
  3. 第110回―「動的配座を制御する化学」Jonathan Clayden教授
  4. ポリ塩化ビニルがセンター試験に出題されたので
  5. アレクサンダー・リッチ Alexander Rich
  6. 魅惑の薫り、漂う香り、つんざく臭い
  7. 地球温暖化が食物連鎖に影響 – 生態化学量論の視点から
  8. 分子間エネルギー移動を利用して、希土類錯体の発光をコントロール!
  9. タミフル(オセルタミビル) tamiflu (oseltamivir)
  10. 1,3-双極子付加環化反応 1,3-Dipolar Cycloaddition

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

リサイクル・アップサイクルが可能な植物由来の可分解性高分子の開発

第694回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院理工学府(跡部・信田研究室)卒業生の瀬古達矢…

第24回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

粉末 X 線回折の基礎知識【実践·データ解釈編】

粉末 X 線回折 (powder x-ray diffraction; PXRD) は、固体粉末の試…

異方的成長による量子ニードルの合成を実現

第693回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科(佃研究室)の髙野慎二郎 助教にお願…

miHub®で叶える、研究開発現場でのデータ活用と人材育成のヒント

参加申し込みする開催概要多くの化学・素材メーカー様でMI導入が進む一…

医薬品容器・包装材市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、医…

X 線回折の基礎知識【原理 · 基礎知識編】

X 線回折 (X-ray diffraction) は、原子の配列に関する情報を得るために使われる分…

有機合成化学協会誌2026年1月号:エナミンの極性転換・2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物(MNBA)・細胞内有機化学反応・データ駆動型マルチパラメータスクリーニング・位置選択的重水素化法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年1月号がオンラインで公開されています。…

偶然と観察と探求の成果:中毒解毒剤から窒素酸化物を窒素分子へ変換する分子へ!

第692回のスポットライトリサーチは、同志社大学大学院理工学研究科(小寺・北岸研究室)博士後期課程3…

嬉野温泉で論文執筆缶詰め旅行をしてみた【化学者が行く温泉巡りの旅】

論文を書かなきゃ!でもせっかくの休暇なのでお出かけしたい! そうだ!人里離れた温泉地で缶詰めして一気…

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