Mu-Spim version 0.1 - rubber - caoutchouc from glyg on Vimeo.

Intro

Le Mu-spim est un microscope à feuille de lumière pour smartphone.

Mu-spim implements light sheet microscopy on a smartphone.

The mu-spim v.0.1 - rubber

À droite de l’image, on voit le téléphone avec le mu-spim au dos. La caméra du téléphone regarde à travers un objectif dans le petit cube blanc (la chambre). Pour prendre une image, on suspend l’échantillon (ici un grain de poivre) dans la chambre, à l’aide de la pince photographiée.

Le microscope utilise la LED du téléphone pour illuminer un échantillon, et une lentille cylindrique crée une feuille de lumière. On voit une section de ce champ lumineux dans l’image de gauche.

Il y a encore beaucoup de travail pour avoir un instrument correct, mais c’est quand même la concrétisation de quelques mois de remue-méninges.

On the right of the above image, one can see the upright phone, with the mu-spim strapped on its back. The phone’s camera looks through a the objective in the small white cube, the chamber. To take an image, one suspends the sample (here a grain of peper) in the chamber, with the help of the tweezers pictured. The microscope uses the phone’s LED flash to illuminate the sample, and a cylindrical lens creates a light-sheet. A section of the flat light field can be seen on the next image.

There is still a lot of work to have a proper instrument, but that nevertheless the concrete output of some months worth of head scratching.

Un projet ouvert // an open project

Toute la documentation, les plans et les images de ce projet sont distribuées sous licence Creative Commons (CC BY-SA-NC). Cela veut dire que chacun peut contribuer au projet ou le dériver, à condition d’en citer la source, de partager le travail dérivé dans les mêmes conditions et de ne pas en tirer de bénéfices commerciaux (cette protection supplémentaire pourra être levée si le financement du projet est assuré).

All the documentation, blue prints and images of this project are distributed under a CC-BY-SA-NC licence. The nono-commercial close is an extra-protection for the beginning of the project, and might be lifted when funding is secured.

Tissus à l'intérieur d'une graine de cardamome

Rejoignez nous!

Ce projet est encore au début de son développement, et a besoin de bras! Je cherche des collaborateurs avec des compétences dans:

  • L’éducation, la vulgarisation, la divulgation:

Le but premier du mu-spim est de permettre la manipulation d’un microscope et l’observation de petits objets (vivants) par des jeunes publics et des scientifiques amateurs, en lien avec l’univers des fablabs et la recherche en biologie.

  • La communication scientifique:

Dans un deuxième temps, le projet mettra en lien le public et les biologistes / microscopistes, à travers l’échange d’échantillons et d’images. C’est l’occasion de raconter un peu ce qu’il se passe dans les labos! Il y a en général sur le projet un gros boulot de rédactionnel (explication, notices de montage, etc.)

  • La production de projet / financement:

Eh oui, on ne vit pas seulement d’amour et d’eau fraîche. Ce projet mérite d’être appuyé financièrement, si vous avez l’expérience de ce type de production (subventions / financement participatif…), faîtes signe!

  • Le dessin technique, la CAO:

Il y a encore beaucoup à faire sur ce plan là, améliorer les suppports d’optiques, dessiner le/les supports d’échantillons (motorisés!), faire une version facilement imprimable, etc.

  • Le design:

Voir la première photo de ce post, là aussi il y a du boulot! Il faut dessiner le carénage, la boîte de transport, penser entièrement l’ergonomie de la collecte et du montage d’échantillon …

  • Le développement mobile:

L’appli photo du téléphone n’est pas suffisante pour gérer finement l’aquisition d’image, une application dédiée sur le smartphone est indispensable!

  • Le traitement d’images et la vidéo:

Il y a du montage à faire, de la composition, la vidéo d’une campagne de financement participatif, etc. Il y a aussi des aspects web/backend qui peuvent être intéressants (site du projet, galerie…)

  • L’analyse d’image et la reconstuction 3D:

Le microscope doit permettre à terme d’accéder à une reconstruction 3D de l’objet imagé. Il faut développer la chaîne de traitement d’images permettant cette reconstruction.
Vaste programme, mais la microscopie à feuille de lumière est une méthode 3D, et l’un des objectifs du projet est là!

  • La microbiologie et la microscopie (last but not least):

Je cherche des échantillons, des images, des sujets et des cas d’usage… Si vous êtes amenés à regarder des choses à la binoculaire, c’est intéressant pour le projet!

Pourquoi mu-spim - why the name?

Commençons par la fin: SPIM veut dire, en anglais, Selective Plane Illumination Microscopy, ou microscopie par illumination plane sélective. C’est un des premiers acronymes utilisé pour ce type de microscope, et il “sonne” bien. Le préfixe mu veut bien sûr dire micro, mais fait plus particulièrement référence à un modèle d’appareil photo, le µ-one d’Olympius, un petit compact à pélicule et mon premier appareil.

SPIM stands for Selective Plane illumination Microscopy and was an early acronym coined for ligth-sheet fluorescence microscopy, plus it’s catchy. The “mu” prefix stands of course for micro, but is also a reference to the Olympius µ-1 camera model, which was my first.

Un peu d’histoire // a brief history

La microscopie à feuille de lumière est une méthode initialement développée au début du XXème siècle, et re-découverte par le groupe de Ernst Stelzer (à Heidelberg) il y a une dizaine d’année. Avec les techniques modernes, cette méthode a permis d’obtenir des données exceptionnelles en biologie cellulaire et du développement: cette méthode d’illumination donne accès à des images détaillées en 3 dimensions sans trop éclairer l’échantillon. Une recherche de vidéos ou d’images avec les mots clefs light sheet microscopy devrait vous en convaincre.

En 2008, Corinne Lorenzo et moi avons passé une semaine dans le labo de Steltzer où Emmanuel Reynaud nous a appris la méthode. Nous étions tous les deux au LBCMCP à Toulouse, et en rentrant, nous avons fabriqué le premier SPIM français. On trouvera une discussion détaillée en français dans cet article de medecine/science.

Light sheet microscopy was initially developed in the early XXth century and rediscovered by Ernst Steltzer group at EMBL (Heidelberg) about ten years ago. Refitted with modern instrumentation and detectors, it gave birth to a wealth of exceptional data in cell and development biology giving access to long terms 3D images. Go look it up, there are plenty of videos around.

In 2008, Corinne Lorenzo and I spent one week in Steltzer’s lab, and Emmanuel Reynaud taught us the bases of light sheet microscopy. Coming back to the LBCMCP wher we both worked at the time, we build the first French light-sheet microscope.

spim_x_foldscope

J’ai eu l’idée du mu-spim il y a environ un an, parce que je cherchais un projet expérimental, me permettant de sortir un peu la tête de mon ordinateur, du langage de programmation python et du calcul scientifique. La source d’inspiration majeure a été le foldscope [en], un microscope en papier coûtant moins de 1 dollar, créé par l’équipe de Manu Prakash à Stanford. Ce projet est une référence à tous les niveaux (sur les aspects éducatifs, l’optique, l’ergonomie).

Le mu-spim est un croisement de ces deux instruments, pour voir ce qui peut résulter de ce mélange.

I got the idea of the mu-spim about a year ago, scratching my head for an experimental project that would take me out of scientific computing. The major inspiration source has been the foldscope [en], a paper microscope costing less than 1 dollar, created by Manu Parkash’s team at Stanford. This project is an absolute reference at every level (educational, optics, usability…).

The mu-spim is a mashup of those two microscopes, to see what can come out of the breeding!


Remerciements, soutiens

Ce projet est soutenu matériellement par l’équipe IP3D de l’ITAV.

Logo ITAV

Merci à Corrine Lorenzo, Bernard Ducommun, Martine Cazalès, Valérie Lobjois et toute l’équipe!

Open manifesto // Projet libre

Quelques points fondamentaux sur l’éthique libre du projet. Le mu-spim est pensé comme une plate-forme ouverte de microscopie pour smartphone. La version courante, baptisée “caoutchouc”, est distribué selon une licence Creative Commons, permettant à chacun d’y participer librement.

Libre ne veut pas dire gratuit et tout travail mérite salaire, je suis donc à la recherche active de financements.

Le projet est hébergé par la société DamCB.