|
|
Characterization of scanning transmission electron microscopy images of thin biological sections
Novotná, Veronika ; Nebesářová,, Jana (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
Diplomová práce popisuje fyzikální principy mikroskopů TEM, SEM a STEM spolu s jejich vhodností pro pozorování vzorků citlivých na elektrony, jako jsou zalévací média či biologické vzorky. Dále je popsána příprava vzorků pro STEM (TEM) a popis interakcí, ke kterým dochází mezi primárním elektronovým svazkem a vzorkem. Součástí práce je také pojednání o zpracování mikroskopických obrazů s podkapitolou o metodách kvantitativního porovnání obrazů ze STEM. Praktická část práce je zaměřena zejména na měření úbytku hmoty zalévacích médií (Epon, Spurr, LR White) způsobený primárním svazkem elektronů v nízkonapěťovém STEM. Ultratenké řezy několika tlouštěk byly zkoumány při různých nastaveních mikroskopu (urychlovací napětí, celková dávka, proud svazku, čištění povrchu vzorku a komory mikroskopu) a zobrazovacích módech (světlé a tmavé pole). Dále jsou zkoumány také biologické vzorky Krásnoočka štíhlého (Euglena gracilis) zalitého v pryskyřicích Epon a Spurr. Nasbírané snímky, vytvořené algoritmy a získané výsledky jsou diskutovány a zhodnoceny.
|
|
|
Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples
Hrubanová, Kamila ; Nováček, Jiří (referee) ; Schröfel,, Adam (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
Předložená dizertační práce s názvem “Rastrovací elektronová mikroskopie a její aplikace pro senzitivní vzorky” pojednává o problematice rastrovací elektronové mikroskopie v kontextu instrumentálního a metodologického vývoje vedoucího k inovativnímu řešení, které je dobře aplikovatelné zejména v mikrobiologickém výzkumu. Součástí práce je rozprava o historii a současném stavu elektronové mikroskopie (EM) jakožto vědecké zobrazovací a analytické techniky, tato část se nachází v úvodních kapitolách. Nepopiratelný přínos EM v biologických a lékařských oborech je dokazován mnoha citovanými vědeckými publikacemi. Předložená dizertační práce přináší novinky z oblasti přípravy preparátů a kryogenní rastrovací elektronové mikroskopie (cryo-SEM) vyvinuté na pracovišti Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně. Jedná se především o návrhy a výrobu speciálních držáků vzorků a vývoj nových metodik v oblasti přípravy mikrobiologických preparátů vedoucích k nalezení optimálních parametrů jednotlivých procesů. V experimentální části se nachází ověření metodologických postupů při studiu hydratovaných a na elektronový svazek senzitivních preparátů. Následné srovnání různých přístupů na definovaném biologickém systému z oblasti mikrobiologie přispívá k rozšíření interpretace doposud známých výsledků. Mezi zkoumanými mikrobiologickými kmeny byly biofilm-pozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis a kvasinky jako Candida albicans a Candida parapsilosis, jež jsou považovány za klinicky významné, protože se podílejí na vzniku závažných infekcí zejména u imunokompromitovaných pacientů. Dále byl studován vliv růstu biofilmu bakterie Bacillus subtilis na biodeteriorizaci a biodegradaci poly--kaprolaktonových fólií. Vývoj v oblasti cryo-SEM byl aplikován ve výzkumu mikrobů s biotechnologickým potenciálem, jako jsou např. Cupriavidus necator a Sporobolomyces shibatanus.
|
|
|
Quantitative Imaging in Scanning Electron Microscope
Skoupý, Radim ; Buršík, Jiří (referee) ; Shimoni, Eyal (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
Tato práce se zabývá možnostmi kvantitativního zobrazování ve skenovacím (transmisním) elektronovém mikroskopu (S|T|EM) společně s jejich korelativní aplikací. Práce začíná popisem metody kvantitativního STEM (qSTEM), kde lze stanovenou lokální tloušťku vzorku dát do spojitosti s ozářenou dávkou, a vytvořit tak studii úbytku hmoty. Tato metoda byla použita při studiu ultratenkých řezů zalévací epoxidové pryskyřice za různých podmínek (stáří, teplota, kontrastování, čištění pomocí plazmy, pokrytí uhlíkem, proud ve svazku). V rámci této části jsou diskutovány a demonstrovány možnosti kalibračního procesu detektoru, nezbytné pozadí Monte Carlo simulací elektronového rozptylu a dosažitelná přesnost metody. Metoda je pak rozšířena pro použití detektoru zpětně odražených elektronů (BSE), kde byla postulována, vyvinuta a testována nová kalibrační technika založená na odrazu primárního svazku na elektronovém zrcadle. Testovací vzorky byly různě tenké vrstvy v tloušťkách mezi 1 až 25 nm. Použití detektoru BSE přináší možnost měřit tloušťku nejen elektronově průhledných vzorků jako v případě qSTEM, ale také tenkých vrstev na substrátech - qBSE. Obě výše uvedené metody (qSTEM a qBSE) jsou založeny na intenzitě zaznamenaného obrazu, a to přináší komplikaci, protože vyžadují správnou kalibraci detektoru, kde jen malý posun úrovně základního signálu způsobí významnou změnu výsledků. Tato nedostatečnost byla překonána v případě qSTEM použitím nejpravděpodobnějšího úhlu rozptylu (zachyceného pixelovaným STEM detektorem), namísto integrální intenzity obrazu zachycené prstencovým segmentem detektoru STEM. Výhodou této metody je její použitelnost i na data, která nebyla předem zamýšlena pro využití qSTEM, protože pro aplikaci metody nejsou potřeba žádné zvláštní předchozí kroky. Nevýhodou je omezený rozsah detekovatelných tlouštěk vzorku způsobený absencí píku v závislosti signálu na úhlu rozptylu. Obecně platí, že oblast s malou tloušťkou je neměřitelná stejně tak jako tloušťka příliš silná (použitelný rozsah je pro latex 185 - 1 000 nm; rozsah je daný geometrií detekce a velikostí pixelů). Navíc jsou v práci prezentovány korelativní aplikace konvenčních a komerčně dostupných kvantitativních technik katodoluminiscence (CL) a rentgenové energiově disperzní spektroskopie (EDX) spolu s vysokorozlišovacími obrazy vytvořenými pomocí sekundárních a prošlých elektronů.
|
|
|
Monte Carlo simulations of electron scattering in scanning transmission electron microscopy
Záchej, Samuel ; Hrubanová, Kamila (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
This thesis deals with an electron scattering in STEM microscopy on objects with dif-ferent shapes, such as cuboid, sphere and hollow capsule. Monte Carlo simulations are used for description of multiple electron scattering. Except the theoretical analysis of the electron scattering and simulation methods, the thesis contains design and realiza-tion of an algorithm simulating electron scattering in given objects. In addition, there is a design for robustness evaluation of the simulation, based on comparison between results and known signals for a given object. Reliability of the algorithm was verified by experimental measurements of the electron scattering on a carbon layer.
|
|
|
Complex structural characterization of hydrogels based on semi interpenetrating biopolymer networks.
Trudičová, Monika ; Krzyžánek, Vladislav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor)
The content of this diploma thesis was testing the applicability of available structural analysis techniques on a appropriate model hydrogel system. The main aim was to evaluate the advantages and disadvantages of selected structural analysis techniques and the influence of the composition change of the hydrogel system on its internal structure. Semi-interpenetrated hydrogels based on agarose of different concentration were chosen as model system, this type of material was chosen for simple and repeatable preparation and also for its application potential. Electron microscopy (SEM, cryoSEM), mercury porosimetry and turbidimetry were chosen as structural analysis techniques. Experimental results could be used to improve knowledge about the influence of hydrogel composition on its structure and the comparison of chosen techniques will be used for the choice of appropriate structural analysis in the future, which will be applicable to other hydrogel systems as well.
|
|
| |
|
|
Cathodoluminescence imaging of carotenoids in biological specimens using cryo-scanning electron microscopy using a functional sample of CRYTUR cathodoluminescence detector
Vancová, Marie ; Krzyžánek, Vladislav ; Skoupý, Radim ; Horodyský, P.
Here, we report for the first time the cathodoluminescence properties of carotenoids present in different biological specimens (Diplonemidae spp, carrot root, Arabidopsis embryos, algae Vischeria sp., unicellular pigmented yeast Rhodontorula, hen´s egg yolk) using cryo-SEM. The presence of carotenoids was proven by Raman spectroscopy.
|
|
|
Novel embedding resins for 3D-SEM II
Šlouf, Miroslav ; Pavlova, Ewa ; Strachota, Beata ; Strachota, Adam ; Nebesářová, Jana ; Týč, Jiří ; Krzyžánek, Vladislav ; Skoupý, Radim
Research report for Thermo Fisher Scientific s. r. o., based on common project awarded by TA CR (program: National center of competence, TN01000008).
|
|
| |
|
| |
guest ::
