|
|
Výměník filtrů pro konfokální mikroskop
Daňková, Barbora ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Stávající holografický Q-Phase mikroskop, který je umístěn na FSI VUT v Brně, je plánováno rozšířit o konfokální fluorescenční modul založený na technologii, která využívá digitální mikrozrcátkové zařízení. Ten bude implementován místo stávajícího epifluorescenčního modulu. Pro stávající řešení modulu je nutné navrhnout výměník fluorescenčních filtrů, který v něm chyběl. Tato práce vysvětluje základní techniky konfokální fluorescenční mikroskopie a detailněji se věnuje principům vícekanálové fluorescenční konfokální mikroskopie. Pro realizaci vlastního návrhu výměníku je vytvořena optická simulace jeho osvětlovací části. Díky ní jsou stanoveny rozměrové požadavky na optické komponenty výměníku. Jsou také zhodnocena komerčně dostupná řešení. Jelikož jejich parametry nevyhovují potřebným požadavkům, je navrženo vlastní řešení. To zahrnuje konstrukční návrh podložený několika koncepty a také jeho robotizaci. Výměník je navržen pro šest fluorescenčních kanálů a je pro něj sestavena výkresová dokumentace. Podle ní je výměník vyroben, sestaven a v poslední části práce úspěšně otestován.
|
|
| |
|
| |
|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop s digitální optikou
Vavřinová, Jana ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Technologie digitálního mikrozrcátkového systému (DMD, z anglického Digital Micromirror Device) byla vyvinuta zejména pro DLP (Digital Light Processing) projektory , které umožňují promítání obrazu. Po této velmi úspěšné aplikaci, díky komerční dostupnosti a nízké ceně DMD čipu, se naskytlo mnoho dalších možností. Mimo jiné je možné jej využít i v mikroskopii jako prostorový modulátor světla. Konkrétně v Koherencí řízeném holografickém mikroskopu (CCHM, Coherence-Controlled Holographic Microscope), který nachází uplatnění zejména pro zobrazování a měření dynamiky živých buněk. DMD čip, umístěný v osvětlovací části CCHM, umožní jeho širší využití. Mezi ně patří například experimenty s různými módy osvětlení a pro tomografické aplikace. V diplomové práci je pojednáno o optickém návrhu podoby optické cesty CCHM s DMD čipem. Je popsán výběr optických prvků pro CCHM, experimentální ověření zobrazovací soustavy a postup při návrhu osvětlovací soustavy mikroskopu. V závěru práce jsou provedeny analýzy čtyř návrhů pro osvětlovací část mikroskopu s DMD čipem v objektové větvi, které jsou mezi sebou porovnány.
|
|
|
Mikroskopové sestavy z 3D tisku
Žáková, Veronika ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Modulární stavebnicové systémy mikroskopů umožňují zájemcům o mikroskopii praktické seznámení se stavbou světelného mikroskopu. Z tohoto důvodu by bylo vhodné laboratoře Ústavu fyzikálního inženýrství na VUT v Brně takovou stavebnicí vybavit. Za tímto účelem se lze inspirovat open source projektem openUC2, který nabízí optické stavebnice vyráběné kombinací 3D tisku a komerčně dostupných optických komponent. Cílem mé práce je využít volně přístupné databáze dílů a doplnit ji o vlastní návrhy, které by umožnily stavbu specializovaných polarizačních a fluorescenčních mikroskopů. V první části práce jsou představeny metody světelné mikroskopie a vybavení, které je nezbytně nutné pro jejich správnou funkci. Dále jsou shrnuty metody 3D tisku, které jsou využitelné při výrobě navržených dílů. V konstrukční části práce je nad rámec projektu openUC2 představen návrh a konstrukce Köhlerova osvětlovače a motorizovaného posuvu vzorku a objektivu, které jsou sestavené z běžně dostupných součástí. Na základě stavebnice UC2 s mými konstrukčními celky byl navržen transmisní mikroskop, reflexní polarizační mikroskop a light sheet mikroskop. Prvé dva z nich byly realizovány a spolu s jejich řídicím softwarem otestovány.
|
|
|
Justážní kolimátor pro Fluorescenční holografický mikroskop
Hlaváčová, Kateřina ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Pro správné fungován Fluorescenčnho holografického mikroskopu je nutné jeho vhodné seřzen, tedy proveden justáže všech optických komponent, které jsou v něm usazeny. Nejen u tohoto mikroskopu, ale také u Koherenc řzeného holografického mikroskopu, je přesná justáž velice kritickou podmnkou správného zobrazován. Proto je potřeba pro tyto mikroskopy vytvořit justážn kolimátor, pomoc kterého je možno oba přstroje seřdit. V teoretické části práce je zmněna historie vzniku interferenčn a holografické mikroskopie, z jejichž principů flourescenčn holografická mikroskopie vycház. Také je zde sepsáno dosavadn poznán týkajc se kolimátorů využvaných pro vytyčován přmek a jejich využit v praxi. Součást práce je optický návrh kolimátoru, jeho konstrukčn návrh a realizace. Pro použván kolimátoru v praxi byl vytvořen software pro detekci černého záměrného křže. Ten pomáhá při vyhodnocen správnosti seřzen justovaného přstroje. Uvedeny jsou také popisy justáže vlastnho kolimátoru a Flourescenčnho holografického mikroskopu, které jsou nezbytné pro správnou manipulaci a pro využit navrhovaného kolimátoru.
|
|
|
Vývoj biofyzikální interpretace dat kvantitativního fázového zobrazování
Křížová, Aneta ; Jákl, Petr (oponent) ; Vomastek, Tomáš (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Doktorská práce se zabývá biofyzikální interpretací dat kvantitativního fázového zobrazování (QPI – quantitative phase imaging) získaného pomocí koherencí řízeného holografického mikroskopu (CCHM – coherence-controlled holographic microscope). V práci jsou nejprve popsány metody vyhodnocující informace z QPI jako analýza tvarových a dynamických cha-rakteristik segmentovaných objektů a také vyhodnocování samotné fázové informace. Dále je navržena metoda dynamických fázových diferencí (DPD – dynamic phase differences), která umožňuje detailněji sledovat přesuny hmoty uvnitř buněk. Všechny uvedené metody jsou pak využity v biologických aplikacích. V rozsáhlé studii různých typů buněčných smrtí jsou informace z QPI porovnány s daty z průtokové cytometrie a s výhodou je využita kombinace QPI a fluorescenční mikroskopie. Metoda DPD je pak využita při studiu přesunů hmoty uvnitř buňky při osmotických jevech. Zjednodušená metoda DPD je aplikována při výzkumu mechanizmu pohybu nádorových buněk v kolagenových gelech.
|
|
|
Počítačem generované hologramy
Tvarog, Drahoslav ; Jákl, Petr (oponent) ; Kotačka, Libor (vedoucí práce)
Práce se pojednává o problematice počítačem generovaných difrakčních struktur, resp. počítačem generovaných hologramů. Vycházíme ze základních principů klasické holografie a v jejich kontextu definujeme syntetickou holografii. Probíráme různé druhy počítačem generovaných hologramů i otázku jejich kvalitativního hodnocení. V úvodu se věnujeme Fourierově transformaci a jejímu významu pro teorii difrakce a syntetické holografii. Dále se zabýváme některými iteračními algoritmy pro výpočet Fourierovy transformace a metodami kvantizace hodnot fáze. V druhé části práce stručně popisujeme program IFTAmaster vyvořený pro iterační výpočet Fourierovy transformace vhodný pro konstrukci syntetických hologramů a okračujeme vlastním využitím programu k návrhu počítačem generovaných hologramů v reflexním režimu. Po úvodu do elektronové litografie a jejím využití pro tvorbu počítačem generovaných hologramů ukážeme několik praktických realizací. V závěru se věnujeme rekonstrukci vyrobených počítačem generovaných hologramů a vyhodnocení jejich vlastností.
|
|
|
Sledovací mikroposuvný systém
Svoboda, Tomáš ; Šerý, Mojmír (oponent) ; Jákl, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a konstrukcí mikroposuvného zařízení, které bude za pomoci kamery sledovat pohyb robotické myši ve vymezeném prostoru. Hlavním úkolem bude sestavit pohyblivou platformu, jejímž cílem bude nacházet se v neustálém kontaktu s robotem pod ní a kopírovat jeho 2D trajektorii. Zařízení bude v budoucnu aplikováno na živou myš pro in vivo experimenty holografické endoskopie.
|
|
|
Řízení a vyhodnocení laserových mikromanipulačních experimentů
Kaňka, Jan ; Jákl, Petr (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D.
|
host ::
RSS.