Výměník filtrů pro konfokální mikroskop

Abstract

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.The existing holographic Q-Phase microscope, located at the FME of Brno BUT, is planned to be expanded with a confocal fluorescence module based on digital micromirror device technology. This will be implemented instead of the existing epi-fluorescence module. For the existing solution of the module, it is necessary to design a fluorescent filter turret, which was missing in it. This work explains the basic techniques of confocal fluorescence microscopy and deals in more detail with multi-channel fluorescence confocal microscopy principles. An optical simulation of its illumination part is created to realise the exchanger's design. Thanks to it, the dimensional requirements for the optical components of the turret are determined. Commercially available solutions are also evaluated. A custom solution is proposed since their parameters do not meet the requirements. This includes the mechanical design based on several concepts as well as its robotization. The turret is designed for six fluorescent channels, and drawing documentation has been compiled. According to her, the turret was manufactured, assembled, and successfully tested in the last part of the work.