Capturer des images d'expérience avec PiRamid

Long et al. 2022 HardwareX

Les images numériques permettent de quantifier de nombreuses expériences, telles que la croissance de bactéries, mais les systèmes d'imagerie numérique de laboratoire peuvent être coûteux et trop spécialisés. Le Raspberry Pi et sa caméra rendent l'imagerie automatisée et contrôlée abordable et permettent de l'adapter aux besoins. Associée à des logiciels libres et à du matériel imprimé en 3D, le contrôle de la qualité et de la capture des images qu'offre cette plateforme permet le développement rapide d'instruments novateurs. 

Dans cet article, Long et ses collègues ont créé "PiRamid", un boîtier compact, portable et peu coûteux pour l'imagerie autonome en laboratoire et sur le terrain. La conception modulaire en trois parties imprimées en 3D permet d'incorporer facilement différents systèmes de caméras ou configurations d'éclairage (par exemple, une LED à longueur d'onde unique pour la fluorescence). 

La conception fermée permet un contrôle complet de l'éclairage, contrairement à un appareil photo numérique conventionnel ou à un smartphone, sur un trépied ou à la main, sous un éclairage ambiant. La conception empilable permet d'ajouter rapidement des échantillons ou d'ajuster la mise au point de la caméra, avec une modification correspondante du grossissement et de la résolution. 

L'ensemble est suffisamment petit pour être placé dans un incubateur microbiologique et suffisamment bon marché (∼100 euros) pour être mis à l'échelle pour des expériences parallèles de plus grande envergure. 

Des scripts Python automatisent entièrement l'illumination et la capture d'images pour des expériences à petite échelle avec une zone de ∼110×85 mm à une résolution de 70-90 µm. Les auteurs démontrent la polyvalence de PiRamid en capturant des données d'images quantitatives résolues dans le temps pour une large gamme d'essais. 

La cinétique de croissance bactérienne a été capturée pour la microbiologie conventionnelle (boîtes de Petri en gélose), la microbiologie personnalisée imprimée en 3D et la microbiologie microfluidique. Pour illustrer l'application au-delà de la microbiologie, ils démontrent l'imagerie time-lapse de la croissance des cristaux et de la dégradation des feuilles de salade. Des modifications mineures permettent l'épi-illumination par l'ajout d'un anneau LED au module de la caméra.

Références :

"PiRamid: A compact Raspberry Pi imaging box to automate small-scale time-lapse digital analysis, suitable for laboratory and field use". Matthew Michael Long, Tai The Diep, Sarah Helen Needs, Marta Joan Ross, Alexander Daniel Edwards, HardwareX, Volume 12, 2022, e00377, ISSN 2468-0672, https://doi.org/10.1016/j.ohx.2022.e00377. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468067222001225)