水質(zhì)的好壞對人體健康至關(guān)重要，但世界人口金字塔底部的十億人正不得不忍受骯臟的水質(zhì)。幸運(yùn)的是，一種低成本的3D打印解決方案WaterScope正在進(jìn)行中。WaterScope使用3D打印顯微鏡來提供了一種快速且低成本的方法，以便在現(xiàn)場檢查水是否充滿有害細(xì)菌，是否可安全飲用。

2015年，一群來自劍橋大學(xué)的學(xué)者開發(fā)出了這個奇妙的工具，他們有一個明確的目標(biāo)：給世界底層億萬人民帶來干凈的水。原因是飲用水在發(fā)展中國家是一個巨大的殺手，據(jù)估計每年有220萬人死于水傳播的細(xì)菌病原體。除了適當(dāng)?shù)倪^濾方法，這些人迫切地需要水檢測試劑盒。事實(shí)上，他們需要的是科學(xué)的培訓(xùn)、昂貴的設(shè)備和超過24小時的工作。但現(xiàn)實(shí)條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不夠。

WaterScope試圖改變這一點(diǎn)，于是他們將測試套件帶給了當(dāng)?shù)厝耍藗冎恍杌ㄒ坏絻蓚€小時來測試水即可。“我們用一種獨(dú)特的方法達(dá)到了這個目標(biāo)。我們的團(tuán)隊由生物學(xué)家、物理學(xué)家、材料科學(xué)家和其他人組成，每個人都為項目貢獻(xiàn)必要的技能和知識，”開發(fā)團(tuán)隊說。

他們的方法令人印象深刻。簡而言之，WaterScope能夠現(xiàn)場檢測出致命的病原體，如大腸桿菌、Listeria菌、軍團(tuán)菌和致病性大腸桿菌0157等，并且不需要任何的技術(shù)培訓(xùn)。整個過程僅需兩個小時。研究人員解釋說：“初始過濾發(fā)生時會將細(xì)菌濃縮在水中，隨后會將它們轉(zhuǎn)移到選擇培養(yǎng)基中，孵育短暫的時間并通過顯微鏡的成像技術(shù)（在樹莓派上發(fā)現(xiàn)）進(jìn)行研究。并在兩個小時內(nèi)將結(jié)果發(fā)送到服務(wù)器以及與GPS相匹配的坐標(biāo)。如果被檢測的水有問題，那么被檢測地區(qū)的人們會立即知道。隨著對越來越多的樣品進(jìn)行測試，它還能夠生成一個水質(zhì)的熱圖”，研究人員解釋說。

當(dāng)然，這個套件并不能使水安全飲用，因為它只是告訴當(dāng)?shù)厝怂麄兊娘嬘盟?yīng)實(shí)際上是多么安全。這個過程的關(guān)鍵在于WaterScope本身，包括幾個3D打印組件，一些螺絲和一個鏡頭。這些部件您可以在家里3D打印，也可以通過WaterScope訂購，價格僅為55歐元（約合60美元）。

但3D打印不僅僅是降低成本。“顯然，WaterScope比現(xiàn)在的測試套件小得多，它更輕、更便宜，它將允許更多的網(wǎng)站進(jìn)行更頻繁，更容易地監(jiān)控。一旦完全開發(fā)，它將是最快的細(xì)菌測試試劑盒，“開發(fā)團(tuán)隊說。

當(dāng)然，3D打印不會使這個套件看起來很專業(yè)，但劍橋團(tuán)隊提醒批評者，他們不應(yīng)該被它的外表所愚弄。由于WaterScope是由柔性塑料制成的，它的運(yùn)動完全沒有摩擦和振動，它可以實(shí)現(xiàn)亞微米精度和8mm的范圍。“因為它可以連接到樹莓派，你可以在智能手機(jī)，平板電腦或顯示器看到生動的細(xì)節(jié)，而不是通過傳統(tǒng)的顯微鏡，”研究人員補(bǔ)充說。

雖然該項目已經(jīng)成為CERN開放硬件許可證下的開源工具項目，但劍橋團(tuán)隊正在努力改進(jìn)其圖像處理技術(shù)，以提高樣品分析能力。 一旦成功，他們希望將他們的WaterScope帶到世界各地，以幫助成千上萬的兒童，避免他們死于水傳播疾病。

當(dāng)然，任何生物科技初創(chuàng)公司都可以從WaterScope中受益，因此他們也盡可能廣泛地使用它。如果您有興趣，您可以在WaterScope網(wǎng)站上找到一個裝配套件。    

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