Development of a low-cost optical device for imaging lateral flow nitrocellulose membranes
Yanal akışlı nitroselüloz membranların görüntülenmesine yönelik düşük maliyetli optik cihazın geliştirilmesi
- Tez No: 864679
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN ERTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Yanal akışlı nitroselüloz membranlar, tam tahlil tasarımlarında yaygın olarak kullanılır. Adsorpsiyon kabiliyetini azaltmadan tespit partiküllerinin yüklenmesi için uygun bir yüzey sağlarlar. Bakım noktası uygulamalarında, floresanla boyanmış hastalık hücrelerini görüntüleyen bir optik okuyucu ile çeşitli hastalıklar tespit edilebilir. Bu nedenle floresan boya içeren membranların görüntülenmesi için düşük maliyetli bir optik okuyucu cihazına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada nitroselüloz membranların görüntülenmesi için floresein sodyum tuzu ve rodamin B boyalarını içeren optik okuyucunun iki versiyonu geliştirilmiştir. Okuyucu cihazın ilk versiyonu temel olarak bir mini bilgisayar, bağımsız bir kamera, boyaların spektral özelliklerine uygun, birbirinden farklı iki güçlü ışık yayan diyot, bir optik filtre ve ek elektronik bileşenlerden oluşur. İlk versiyon, görüntü kalitesini ve taşınabilirliği iyileştirmek için daha fazla iyileştirme yapılması ihtiyacını vurgular ve bu da son sürümün geliştirilmesine yol açar. Pillerle çalışan taşınabilir final optik okuyucu, geliştirilmiş özelliklere sahip bir mini bilgisayar ve yüksek kaliteli bir kamera kullanılarak tasarlanmıştır. Her iki okuyucunun bileşenleri tasarlanan mekanik bileşenler tarafından konumlandırılır ve muhafaza edilir. Ayrıca cihazın çalışması geliştirilen grafiksel kullanıcı arayüzü ile kontrol edilmektedir. Numuneler, floresein sodyum tuzu ve rodamin B boyalarının farklı konsantrasyondaki çözeltilerinin membranlara yüklenmesiyle hazırlanır. Hazırlanan numuneler optik okuyucunun her iki versiyonunda da görüntülenmiştir. Ölçülen ortalama yoğunluk değerlerine göre yeşil ve kırmızı kanallar sırasıyla floresan sodyum tuzu ve rodamin B için birincil kanallardır. Floresan boya görüntüleri uyarma ışıklarından kısmen etkilenir. Deneyler sırasında numunelerin maruz kaldığı ortam koşulları izlenmekte ve kayıt altına alınmaktadır. 13x14x24cm3 (G×Y×U) boyutlarındaki tasarlanmış kompakt ve hafif optik okuyucu, klinik laboratuvarlardan saha uygulamalarına kadar çeşitli ortamlarda cihazın kullanılabilirlğini arttırır. Gelecek çalışmalarda, görüntüleme ayarlarının ve numune özelliklerinin optimizasyonu, yeni numunelerin kullanılmamış membranlarla yeniden görüntülenmesi ve sonuçların doğrulanması gerçekleştirilecektir.
Özet (Çeviri)
Lateral flow nitrocellulose membranes are commonly used in full assay designs. They provide a suitable surface for loading the detection particles without decreasing the adsorption ability. In point-of-care applications, various diseases can be detected by an optical reader imaging the fluorescently dyed disease markers. Therefore, there is a need for a low-cost optical reader device for imaging the membranes with fluorescent dyes. In this study, two versions of the optical reader are developed for imaging nitrocellulose membranes, including fluorescein sodium salt and rhodamine B dyes. The preliminary device is mainly composed of a minicomputer, a stand-alone camera, two different power light-emitting diodes matching the spectral characteristics of the dyes, an optical filter, and additional electronic components. The preliminary version underscores the need for further refinements to improve image quality and portability, leading to the development of the final version. The portable final optical reader, powered by the batteries, is designed using a minicomputer with improved features and a high-quality camera. The components of both readers are positioned and housed by the designed mechanical components. Also, the device operation is controlled by the developed graphical user interface. The samples are prepared by loading the different concentration solutions of fluorescein sodium salt and rhodamine B dyes onto the membranes. The prepared samples are imaged in both versions of the optical reader. According to the measured mean intensity values, the green and red channels are the primary channels for fluorescein sodium salt and rhodamine B, respectively. The captured images of the dyes, especially rhodamine B, are partially affected by the excitation lights from the power light-emitting diodes. During the experiments, the environmental conditions that the samples are exposed to, are monitored and recorded from the sensor. The designed compact and lightweight optical reader with the dimensions of 13×14×24cm3 (W×H×L) raises the usability of devices across various settings, from clinical laboratories to field applications. In the future, the optimization of the imaging settings and sample properties, re-imaging of the new samples with unused membranes, and validation of the results will be carried out to improve the reliability and repeatability of the optical reader.
Benzer Tezler
- Imaging of multiple slices with single lateral scan
Tek bır düzlemsel tarama ıle bır çok katmanın görüntülenmesı
MİYASE TEKPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Development of viscoelastic particle migration for microfluidic flow cytometry applications
Mikroakışkan akış sitometrisi uygulamarında viskoelastik parçacık hizalama tekniğinin geliştirilmesi
MURAT SERHATLIOĞLU
Doktora
İngilizce
2020
Biyofizikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ELBÜKEN
- 3 boyutlu yazıcı ile basılmış, odak ayarlı kolajen katkılı zarlı mikro akışkan mercek
A 3D-printed tunable fluidic lens with collagen-enriched membrane
ESAT CAN ŞENEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Development of real time blood vessel imaging system for early diagnosis of vascular diseases
Damar hastalıklarının erken teşhisi için gerçek zamanlı görüntüleme sistemi geliştirilmesi
AYŞE ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDURRAHMAN GÜMÜŞ
- A novel approach for identification of thermal and optical characteristics for the active layer of high power photonic devices
Yüksek güçlü fotonik sistemlerin aktif katmanının termal ve optik özelliklerinin karakterizasyonu için yeni bir yaklaşım
AHMET METE MUSLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK