Total internal reflection holographic microscopy for cell extension imaging
Holografik tam iç yansıma mikroskobuyla hücre uzantılarının görüntülenmesi
- Tez No: 765270
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ, YRD. DOÇ. DR. MUHAMMED FATİH TOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Biyofizik, Electrical and Electronics Engineering, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: Floresan, Holografi, Mikroskop, Sayısal hologramlar, Fluorescence, Holography, Microscope, Digital holograms
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Arayüz yapılarının incelenmesi biyoloji, ekran sistemleri gibi bir çok alan ve alt alanları için büyük öneme sahiptir. Klasik olarak bu yapıların incelenmesi floresan boyayla işaretlendikten sonra optik kesitleme, süperçözünürlük görüntüleme sistemleri ile birleştirilerek yapılmaktadır. Bu yöntemlerle kırınım limitini aşan çözünürlük\-lere ulaşılabilmesine rağmen floresan görüntüleme için gereken uzun pozlama süreleri, yüksek maliyet gibi bir çok sıkıntıyı beraberinde getirirler. Bu kısıtlamalar var olan yöntemleri canlı hücre görüntüleme uygulamaları için elverişsiz kılmaktadır. Bu projede hücre ve bulunduğu ortam arasındaki bir işaretlemeye gerek kalmadan incelemeyi sağlayacak bir nicel faz görüntüleme sistemi gerçekleştirilmiştir. Eksen dışı bir holog\-rafik mikroskop temelli olan sistem, tam iç yansımayı yüksek numerik açıklıklı bir objektif kullanarak oluşturacaktır. Literatürde var olan çalışmalarda tam iç yansıma, bir prizma kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Fakat prizmanın fiziksel boyutları, kullanılacak objektifin numerik açıklığını ve sistemin büyütmesini sınırlamaktadır. Burada geliştirilen sistemde 1.49 numerik açıklığa sahip 100x bir objektif kullanılarak hücre arayüzünde bulunan yapıların görüntülemesi yapılacaktır. Örnekten yansıyan kompleks dalga dijital holografi prensipleri kullanılarak geri oluşturulacaktır. Sistemin çözünürlüğü birden fazla aydınlatma açısından elde edilen kompleks alanların birleştirilmesi ile kırınım limitinin üstüne çıkabilecektir. Bunlara ek olarak micro-optik malzemelerin üretilmesine olanak sağlayan yeni bir maskesiz litografi algoritması bu çalışmada gerçekleştirilmiştir. Öne sürülen algoritma dijital holografi ile elde edilen nicel faz görüntülerini kullanarak litografi için kullanılan maskeyi sürekli güncellemektedir. Bu sayede süper çözünürlüklü görüntülemede kullanılan bir spiral faz maskesi üretilip klasik metoda göre daha iyi bir sonuç verdiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The study of interfacial structures is of utmost importance not only for various research fields such as cell biology and display systems but also their sub-disciplines. One of the traditional means of imaging buried structures rely on fluorescence labeling and the use of optical sectioning with superresolution microscopy. Although it exceeds diffraction limit, there are various shortcomings to utilize this methodology such as its reliance on fluorescent markers, long exposure times to high cost of the imaging system. Ultimately, these limitations position the existing technologies unideal for live cell imaging, including the imaging of surface proteins of a living cell. A label free quantitative phase imaging method is realized in this study to enable imaging of an interface between different media. This system is based on off-axis holographic microscopy and uses a high numerical aperture (NA) microscope objective to achieve total internal reflection (TIR). Existing literature on total internal reflection holographic microscopy utilizes prism to achieve TIR which limits the working distance of objective to be large hence resolution. Proposed system relies on a 100x objective with 1.49 NA to improve resolution and magnification. Complex field which is reflected from burried interface of the sample can be recovered by using digital holography principles. The resolution of the system can further be enhanced by combining several illumination angles and utilizing synthetic aperture reconstruction. Also a new iterative algorithm for maskless grayscale lithography which uses quantitative phase measurements as feedback is realized in this study. Phase measurements are performed via an off-axis digital holography configuration. A spiral phase plate which has uses in superresolution microscopy techniques is produced with proposed algorithm and shown to perform better compared to classical method.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Testosteron dihidrotestosteron ve östrojenin benign prostat hiperplazisindeki etyolojik rolleri
The roles of testosterone, dihydrotestosterone and estradiole on the etiology of benign prostatic hyperplasia
HALUK TOKUÇOĞLU
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
