Instrumen sumber terbuka inovatif yang dikembangkan oleh para peneliti Eropa berjanji untuk merevolusi pencitraan fluoresensi dan elektroluminesensi, mendemokratisasi akses terhadap teknik mutakhir di berbagai disiplin ilmu. Makroskop pendaran baru ini, yang dirinci dalam jurnal Optics Express, menawarkan alternatif yang fleksibel dan terjangkau dibandingkan pengaturan laboratorium yang mahal dan dibuat khusus yang sering kali diperlukan untuk mikroskop cahaya tingkat lanjut.
Perangkat inovatif ini, didukung oleh proyek DREAM, memadukan keterjangkauan dengan presisi dan keserbagunaan dengan sempurna. Tidak seperti instrumen pencitraan konvensional yang dibatasi oleh desain optik kaku, “makroskop” ini memberdayakan peneliti untuk memprogram rangkaian pencahayaan yang rumit dan secara tepat mengontrol berbagai panjang gelombang, memungkinkan pencitraan berkecepatan tinggi dan analisis dengan resolusi waktu. Yang penting, ini mengakomodasi beragam jenis sampel, mulai dari jaringan tanaman yang halus hingga perangkat optoelektronik yang kompleks.
Meruntuhkan Hambatan dalam Pencitraan Pendaran
Pencitraan pendaran (luminescence imaging) telah menjadi hal yang sangat diperlukan dalam ilmu pengetahuan modern, karena dapat mengungkap cara kerja tersembunyi dari molekul dan organisme hidup yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Namun, penerapan protokol iluminasi yang canggih seringkali memerlukan pengetahuan khusus di bidang optik, elektronik, dan pengembangan perangkat lunak—yang menjadi hambatan bagi banyak peneliti.
“Tujuan kami adalah menghilangkan rintangan tersebut,” jelas Dr. Ian Coghill dari École Normale Supérieure, Paris, salah satu penulis utama penelitian ini. “Kami telah menciptakan sistem yang dapat ditiru dengan mudah oleh siapa pun tanpa memerlukan pelatihan ahli.”
Tim peneliti telah mengambil langkah revolusioner dengan menyediakan akses terbuka sepenuhnya ke semua sumber daya penting: file CAD yang komprehensif, instruksi perakitan terperinci, protokol kalibrasi, dan perangkat lunak kontrol berbasis Python yang mudah digunakan. Dengan memanfaatkan komponen-komponen yang tersedia, sebagian besar merupakan cetakan 3D, seluruh sistem dapat dibangun dengan biaya di bawah €25.000—sebagian kecil dari biaya pengaturan komersial yang sebanding. Hal ini secara signifikan menurunkan hambatan finansial untuk masuk, memberdayakan laboratorium yang lebih kecil dan tim lintas disiplin untuk melakukan penelitian yang sebelumnya hanya dapat diakses oleh institusi besar dengan sumber daya yang luas.
Alat Serbaguna di Beragam Bidang
Desain modular makroskop mengakomodasi berbagai sumber penerangan mulai dari panjang gelombang ultraviolet hingga inframerah dekat (405–740 nm) dan memungkinkan pencitraan tersinkronisasi dengan kecepatan hingga 100 frame per detik. Para peneliti dapat menyesuaikan rangkaian modulasi cahaya—menggunakan pola sinusoidal, pola berdenyut, atau desain khusus—untuk menyelidiki secara tepat perilaku dinamis sistem fotoaktif.
Para peneliti telah menunjukkan penerapannya yang luas di berbagai bidang:
-
Fisiologi Tanaman: Melacak serapan herbisida pada tanaman thaliana dan mengukur aktivitas fotosintesis menggunakan teknik fluoresensi dinamis.
-
Fotofisika Protein: Membedakan berbagai jenis protein fluoresen yang dapat difotoswitch secara reversibel berdasarkan “sidik jari kinetik” uniknya melalui metode pencitraan canggih seperti RIOM (Rectified Imaging under Optical Modulation).
-
Perangkat Optoelektronik: Memetakan elektroluminesensi yang bergantung pada frekuensi dalam sel surya dan LED, menjelaskan proses pengangkutan muatan dan rekombinasi dalam perangkat ini.
“Contoh-contoh ini hanyalah permukaan dari apa yang mungkin terjadi,” kata Dr. Ludovic Jullien, penulis senior dan koordinator proyek DREAM. “Dengan menggabungkan perangkat keras terbuka dengan pencahayaan yang dapat diprogram, kami bertujuan untuk memberdayakan penelitian mendasar dan inovasi praktis di berbagai bidang mulai dari biologi tanaman dan fotonik hingga energi terbarukan.”
Sesuai dengan etos sains terbuka, proyek DREAM telah membuat semua file build, skrip analisis, dan data eksperimen dapat diakses secara bebas di Zenodo. Para peneliti mendorong komunitas ilmiah untuk beradaptasi, memodifikasi, dan memperluas platform ini.
“Ini lebih dari sekedar prototipe,” Dr. Coghill menekankan. “Ini adalah fondasi terbuka—sebuah batu loncatan bagi siapa pun untuk menjelajahi dunia fotofisika dinamis yang menakjubkan.”
