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OpenFlexure 3-D-gedrucktes, Raspberry-Pi-basiertes Mikroskop zur Wasseruntersuchung

Sebastian Gerstl

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WaterScope, ein von fünf Wissenschaftlern der Cambridge Universität gegründetes StartUp, präsentiert das Open-Source-Projekt OpenFlexure: Ein Mikroskop aus dem 3-D-Drucker, dass mit Hilfe eines Raspberry Pi und dem zugehörigen Kameramodul-Aufsatz dazu dient, Trinkwasser auch in entlegenen Gebieten untersuchen zu können.

Wassertest-Mikroskop aus dem 3-D-Drucker: Mit dem OpenFlexure möchte Waterscope, eine Ausgründung von fünf Wissenschaftlern der Cambridge University, für sichereres Trinkwasser in Entwicklungsländern sorgen. Eine Betaversion des Open-Source-Projektes wird derzeit von der Nonprofit-Organisation Oxfam getestet. (Bild: WaterScope) (Bild: WaterScope)
Wassertest-Mikroskop aus dem 3-D-Drucker: Mit dem OpenFlexure möchte Waterscope, eine Ausgründung von fünf Wissenschaftlern der Cambridge University, für sichereres Trinkwasser in Entwicklungsländern sorgen. Eine Betaversion des Open-Source-Projektes wird derzeit von der Nonprofit-Organisation Oxfam getestet. (Bild: WaterScope)
(Bild: WaterScope)

Eine Ausgründung der Universität Cambridge, genannt „WaterSope", hat ein kostengünstiges Mikroskop präsentiert, dessen wesentliche Bestandteile aus dem 3-D-Drucker stammen. Das Open-Source-Projekt, dass auf einem Raspberry Pi 3 und dem zugehörigen RasPi-Kameramodul Camera V2basiert, soll dazu dienen, eine kostengünstige Möglichkeit zur Untersuchung der Wasserqualität in Entwicklungsländern zu bieten. Die wohltätige Non-Profit-Organisation Oxfam testet derzeit eine entsprechende Beta-Version des Kits auf seine Tauglichkeit..

Nach Angaben der Projektentwickler sterben jedes Jahr weltweit 2,2 Millionen Menschen an wasserbürtigen Krankheiten wie Cholera, Diphterie, Typhus oder anderen durch bakterielle Erreger ausgelöste Leiden. Vor allem in Entwicklungsländern fehlt es oft am Zugang zu sicheren Trinkwasser, da es oft an adäquaten Testmöglichkeiten fehlt.

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„Wasser-Test-Kits sind meist zeitaufwändig, benötigen viel Energie und können nicht von wissenschaftlich nicht geschultem Personal bedient werden,“ sagt die Organisation zum Projekt. „Infolgedessen mangelt es in Datenbanken zur Wasserqualität an aktuellen und akkuraten Testergebnissen.“ Dem soll das OpenFlexure Microscope Kit entgegenwirken: Es sei leichter, kleiner und billiger als vergleichbare Testsätze und soll „nach vollendeter Entwicklung das schnellste verfügbare Bakterien-Testset“ darstellen. Derzeit unterstützt das Kit eine Untersuchung auf Pathogene wie E.coli, Listerien oder Legionellen.

Das aseptische Testset filtriert Wasserproben für eine größere Konzentration und überträgt anschließend die Bakterien auf ein spezifisches Auswahlsmedium. Die mit dem Mikroskop verbundene Raspi-Kamera zeichnet Zeitrafferaufnahmen des Wachstums der Bakterien auf, die anschließend zwecks Bildverarbeitung an das Raspberry Pi gesendet werden. Das Linuxbasierte Bildverarbeitungsprogramm erhöht den Kontrast der Bilder, entfernt Bilddefekte und speichert die Bilddaten in Standardformaten ab. Diese können mit Hilfe eines PCs oder einer Smartphone- bzw. Tablet-App abgelesen werden. Innerhalb von ein bis zwei Stunden nach Testbeginn sollen auf diese Weise die so gewonnenen Testergebnisse mitsamt GPS-Koordinaten auf einem Server abgespeichert werden.

Für Besitzer eines geeigneten 3-D-Druckers stehen die notwendigen Druckdaten samt Schritt-für-Schritt-Bauanleitung frei zugänglich zum Download zur Verfügung. Optional bietet WaterScope einen vorgefertigten Bausatz samt Probenahme-Kit, dem Raspberry Pi Kameramodul v2, und einer Raspbian-Linux-basierten Bildbearbeitungssoftware für 50 £ in seinem Webshop an. Derzeit ist das Kit vergriffen, nach Angaben der Hersteller soll es allerdings in Kürze wieder zur Verfügung stehen. Nicht enthalten sind das notwendige Raspberry Pi 3 sowie eine 16 GByte microSD-Karte, auf welches das Raspbian-Betriebssystem sowie die Software aufgespielt werden müssen.

Mehr Informationen finden Sie in der Anleitung auf DocuBricks sowie in dem in der AIP Review of Scientific Instruments veröffentlichten wissenschaftlichen Paper.

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