The use of super-resolution (SR) microscopy is an important tool for understanding the inside mechanisms of bacterial cells. However, for SR imaging, the labelling of the proteins of interest is a great challenge as flourescent proteins (FPs) are often too big to be directly fused to the target protein and traditional immunolabelling with antibodies creates too long separation between the fluorophore and the target protein. In an attempt to overcome this hurdle, the Escherichia coli (E. coli) cell division protein FtsZ is in this project fused to a nanotag (NT) that is subsequently labelled with a nanobody (NB). The ALFA-tag, a short amino acid peptide, is chromosomally fused to the target protein, creating a MG1655/FtsZ-ALFA strain where all FtsZ proteins have an ALFA-tag attached. Recognising the ALFA-tag is the NB αALFA (anti-ALFA) which is fused to a FP and expressed from a plasmid. The MG1655/FtsZ-ALFA strain is labelled using standard plasmid transformation which allows for live cell imaging of the division ring in E. coli. Both FPs sfGFP and mEos3.2 are used for labelling which means that the cells can be imaged in epifluorescence microscopy and single-molecule Photo-Activated Localisation Microscopy (PALM), and even single-molecule time lapses of the constricting FtsZ-ring is possible. This system is also applicable to other bacterial proteins. / Superupplösningsmikroskopi (SUM) är ett viktigt redskap för att förstå de inre processerna i en bakteriecell. Att på ett framgångsrikt sätt tagga målproteinerna har dock visat sig vara en utmaning för SUM. Att direkttagga målproteinerna med fluorescerande protein är oftast inte möjligt på grund av de fluorescerande proteinernas storlek och traditionell märkning med antikroppar skapar ett för stort avstånd mellan fluorofor och målprotein. För att överkomma detta problem taggas här celldelningsproteinet FtsZ iEscherichia coli (E. coli) med hjälp av nanotaggar (NT) och nanokroppar (NK). ALFA-taggen, en kort aminosyrapeptid, är kromosomt bunden till FtsZ i cellinjen MG1655/FtsZ-ALFA, så att varje FtsZ protein som produceras har en ALFA-tag bunden till sig. NK αALFA (anti-ALFA) känner igen och binder till ALFA-taggen när de kommer i kontakt. NK är bunden till ett fluorescerande protein och uttryckt från en plasmid vilket gör att MG1655/FtsZ-ALFA kan bli taggad med hjälp av vanlig plasmidtransformation. Denna metod möjliggör mikroskopi av divisionsringen i levande E. coli-celler. Två olika fluorescerande protein används, sfGFP och mEos3.2, vilket innebär att både epifluorensmikroskopi och fotoaktiverad lokaliseringsmikroskopi (PALM) kan användas. Dessutom är även intervallfotografering i enmolekylmikroskopi av divisionsringens konstriktion möjligt. Denna märkningsteknik är vidare applicerbar på andra bakteriella protein.

The escalating demand for metals driven by advancements in renewable energy technologies and hightech products has underscored the significance of understanding and characterizing ore deposits. This study focuses on the Ertelien Ni-Cu deposit in Norway, a region rich in nickel, cobalt, and copper resources—essential components for the transition to a sustainable energy future. The deposit, located within the Kongsberg belt, holds substantial economic potential due to its Ni-Cu-Co sulfide mineral enrichment. Previous assay results from drill cores, optical microscopy, and electron probe micro-analysis were employed to characterize the mineralogy and based on this interpreter the formation mechanisms, and enrichment processes that formed the deposit.  The Ertelien deposit represents an igneous origin with significant Ni-Cu-Co content estimated at 2.7 million metric tons, with grades of 0.83%, 0.69%, and 0.06%, respectively, within a gabbronorite intrusive body. Optical microscopy and electron probe micro-analysis revealed a complex mineral assemblage including common silicates such as plagioclase, pyroxene, amphibole, mica, olivine, and others, as well as sulfides such as pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, pentlandite.  The primary objective of this study is to conduct an in-depth examination of the geological, mineralogical, and enrichment aspects of the Ertelien deposit. Specifically, primary magmatic and assimilation processes involved in the formation of Ni-Cu-deposits were be evaluated, as well as any potential metal redistribution resulting from secondary processes. Mineralogical studies, facilitated by combining optical microscopy and electron microprobe analysis provided important information on the mechanisms contributing to metal enrichment in or deposits. Optical microscopy and electron probe microanalysis revealed a complex mineral assemblage including common silicates such as plagioclase, pyroxene, amphibole, mica, olivine, and others, as well as sulfides such as pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, pentlandite.  The analyzed rock suite spans a range of compositions from gabbroic to tonalite, with MgO concentrations varying from 0.38 to 22.96 wt.%. Overall, there is a discernible trend of sulfur enrichment in or near samples characterized by low MgO and high Na2O and CaO contents, suggesting that sulfide saturation is likely associated with the assimilation of S-bearing gneisses into which the Ertelien gabbronorites intruded. Ni concentrations exhibit an increasing trend with depth. The nickel-to-cobalt ratio (Ni/Co) displays a discernible pattern that correlates with sulfide crystallization during the process of magmatic fractionation. Notable distinctions observed among groups characterized by differing Ni/Co contents in chalcopyrite, pentlandite, pyrrhotite, and pyrite reveal distinct trends in Ni concentrations. In conjunction with the presence of sphalerite and Ag-pentlandite, which are indicative of lower temperature origin compared to magmatic activity, all these observations provide compelling indications of diverse potential sources, including variations in magma compositions and the influence of hydrothermal processes.  Investigating ore formation conditions enhances the mining sector's ability to identify high-potential mineralization areas, vital for ensuring a stable supply of metals essential for renewable energy systems, electric vehicles, and advanced electronics. / Den eskalerande efterfrågan på metaller som drivs av framsteg inom förnybar energiteknik och högteknologiska produkter har understrukit betydelsen av att förstå och karakterisera malmfyndigheter. Denna studie fokuserar på Ertelien Ni-Cu-fyndigheten i Norge, en region rik på nickel-, kobolt- och kopparresurser – väsentliga komponenter för övergången till en hållbar energiframtid. Fyndigheten, som ligger inom Kongsbergsbältet, har en betydande ekonomisk potential på grund av dess Ni-Cu-Cosulfidmineralanrikning. Tidigare analysresultat från borrkärnor, optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys användes för att karakterisera mineralogin och baserat på denna tolk för bildningsmekanismerna och anrikningsprocesserna som bildade fyndigheten.  Ertelien-avlagringen representerar ett magmatiskt ursprung med betydande Ni-Cu-Co-innehåll uppskattat till 2.7 miljoner ton, med halter på 0.83%, 0.69% respektive 0.06% inom en gabbronorit-intrusiv kropp. Optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys avslöjade en komplex mineralsammansättning inklusive vanliga silikater som plagioklas, pyroxen, amfibol, glimmer, olivin och andra, såväl som sulfider som pyrit, kolopirit, pyrrotit, pentlandit.  Det primära syftet med denna studie är att genomföra en djupgående undersökning av de geologiska, mineralogiska och anrikningsaspekterna av Ertelienfyndigheten. Specifikt utvärderades primära magmatiska och assimileringsprocesser involverade i bildandet av Ni-Cu-avlagringar, såväl som eventuell metallomfördelning till följd av sekundära processer. Mineralogiska studier, underlättade genom att kombinera optisk mikroskopi och elektronmikrosondanalys gav viktig information om de mekanismer som bidrar till metallanrikning i eller avlagringar. Optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys avslöjade en komplex mineralsammansättning inklusive vanliga silikater som plagioklas, pyroxen, amfibol, glimmer, olivin och andra, såväl som sulfider som pyrit, kolopirit, pyrrotit, pentlandit.  Den analyserade bergsviten sträcker sig över en rad kompositioner från gabbroic till tonalit, med MgOkoncentrationer som varierar från 0.38 till 22.96 viktprocent. Sammantaget finns det en urskiljbar trend av svavelanrikning i eller nära prover som kännetecknas av lågt MgO och högt Na2O- och CaO-innehåll, vilket tyder på att sulfidmättnad sannolikt är associerad med assimileringen av S-bärande gnejser i vilka Ertelien-gabbronoriterna inträngde. Ni-koncentrationer uppvisar en ökande trend med djupet. Förhållandet nickel till kobolt (Ni/Co) visar ett urskiljbart mönster som korrelerar med sulfidkristallisation under processen för magmatisk fraktionering. Anmärkningsvärda skillnader som observerats bland grupper som kännetecknas av olika Ni/Co-halter i karbonat, pentlandit, pyrrotit och pyrit avslöjar distinkta trender i Nikoncentrationer. I samband med närvaron av sfalerit och Ag-pentlandit, som indikerar lägre temperaturursprung jämfört med magmatisk aktivitet, ger alla dessa observationer övertygande indikationer på olika potentiella källor, inklusive variationer i magmasammansättningar och påverkan av hydrotermiska processer.  Att undersöka malmbildningsförhållanden förbättrar gruvsektorns förmåga att identifiera mineraliseringsområden med hög potential, avgörande för att säkerställa en stabil tillgång på metaller som är nödvändiga för förnybara energisystem, elfordon och avancerad elektronik.

Cell cycle regulation is an important part for the detection and destruction of mutated and dysregulated cells as it is a natural protection against degenerative diseases and cancer. The ability of the body to detect and destroy these cells is a vital part in maintaining homeostasis in the body. Once cells have circumvented this line of defence, dismantling these cells would become very difficult.  Research into new ways to target and destroy mutated cells are constantly evolving in hopes of being able to control and direct lysis of target cells using therapeutic drugs. One of the possibilities for such a method are Cholesterol Dependent Cytolysins (CDC), specific proteins found in bacteria. These proteins are dependent on the ability to bind to cholesterol in cell-walls to form pores that lyse and effectively destroy cells.   This project aims to study the structure and mechanistic details of pore formation by CDC mitilysin using cryogenic electron microscopy (cryo-EM). Mitilysin was purified by affinity chromatography and its pore formation ability was confirmed by calcein release assay and hemolysis assay. The pore structures of mitilysin were observed by transmission electron microscopy (TEM) using liposomes composed of both 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) and cholesterol as model membranes. Detergent screening directed separation of pores from liposomes; so that they could be visualized by cryo-EM. While these steps were optimized and proven successful, they were time-consuming. An initial 3D-model of pore-structures was rendered, but no molecular characteristics could be determined at the end of the allotted time. The study does lay the ground steps for obtaining the complete structure of mitilysin pores.

Semiconductors are used in many electronic applications, for example diodes, solar cells and transistors. Typically, semiconductors are inorganic materials, such as silicon and gallium arsenide, but lately more research and development has been devoted to organic semiconductors, for example semiconducting polymers. One of the reasons is that polymers can be customized, to a greater extent than inorganic semiconductors, to create a material with desired properties. Often, two polymers are blended to obtain the desired function, but two polymers do not usually result in an even blend. Instead they tend to separate from each other to varying degrees. The morphology of the blend affects the material properties, for example how efficiently it can convert electricity to light. In this project, thin films consisting of polymer blends were examined using microscopy techniques for the purpose of increasing our understanding of the morphology of such blends. One goal was to investigate whether a technique called correlative light and electron microscopy can be useful for examining the morphology of these films. In correlative light and electron microscopy, a light microscope and an electron microscope are used in the same location in order to be able to correlate the information from the two microscopes. The second goal was to learn about the morphology of the thin films using various microscopy techniques. The polymers used were Super Yellow and poly(ethylene oxide) with large molecular weight. Super Yellow is a semiconducting and light-emitting polymer while poly(ethylene oxide) is an isolating and non-emitting polymer that can crystallize. In the blend films, large, seemingly crystalline structures appeared. The structures could be up to 1 mm in the lateral direction, while the films were only approximately 170 nm thick. These structures could grow after the films had dried and their shapes were similar to those of poly(ethylene oxide) crystals. Consequently, there is reason to believe that it is the poly(ethylene oxide) that makes up the seemingly crystalline structures, but the structures also emitted more light than the rest of the film, and Raman spectroscopy showed that there was Super Yellow in the same location as the crystals. Among the microscopy techniques used, phase contrast microscopy was particularly interesting. This method visualizes differences in optical path length and was useful for studying polymer blends when the polymers have different indices of refraction. Correlating light and electron microscopy showed that there was a pronounced topographical difference between the seemingly crystalline regions and the rest of the thin film. Light microscopy has a limited resolution due to diffraction, but as long as the resolution of the light microscope is sufficient for seeing phase separation, correlative light and electron microscopy turned out to be a good method for studying the morphology of thin films of polymer blends. / Halvledare är viktiga för många elektroniska ändamål eftersom de kan användas till exempelvis dioder, solceller och transistorer. Traditionellt används inorganiska halvledande material som kisel eller galliumarsenid, men på senare tid har allt mer forskning och utveckling inriktat sig mot organiska (kolbaserade) halvledare, såsom halvledande polymerer, bland annat eftersom det i högre utsträckning går att skräddarsy de organiska materialen så att de får önskvärda egenskaper. Ofta blandas två polymerer med varandra för att skapa ett material med nya egenskaper som är önskvärda, men två polymerer brukar inte blandas jämnt utan tenderar att separera från varandra i olika utsträckning. Hur blandningen ser ut (morfologin) påverkar materialets egenskaper, till exempel hur effektivt det omvandlar ström till ljus. Med syfte att öka förståelsen för hur morfologin ser ut hos en blandning av två polymerer, har detta projekt gått ut på att undersöka tunna filmer av polymer-blandningar med hjälp av mikroskopiska tekniker. Ett delmål var att ta reda på om en teknik som heter korrelativ ljus- och elektronmikroskopi är en bra metod för att undersöka morfologin hos dessa filmer. Vid korrelativ ljus- och elektronmikroskopi används både ett ljusmikroskop och ett elektronmikroskop på samma plats för att kunna korrelera informationen som de båda mikroskopen ger. Det andra delmålet var att undersöka vad de olika mikroskopi-teknikerna kan säga om morfologin hos de tunna filmerna. De polymerer som använts är Super Yellow och poly(etylenoxid) med hög molekylmassa. Super Yellow är en oordnad halvledande och ljusemitterande polymer medan poly(etylenoxid) är en isolerande och icke-emitterande polymer som kan kristallisera. I de blandade filmerna uppstod stora kristall-liknande strukturer som kunde vara upp emot 1 mm breda trots att filmerna bara var ungefär 170 nm tunna. Dessa strukturer kunde växa fram efter det att filmerna redan hade torkat och påminde i form om kristaller som kan bildas av poly(etylenoxid). Det finns alltså skäl att tro att det är poly(etylenoxid) som kristalliserats, men de kristall-liknande strukturerna visade sig emittera mer ljus än vad resten av filmen gjorde, och Raman-spektroskopi visade att det även fanns Super Yellow på samma plats som kristallerna. Bland de mikroskopitekniker som testades utmärker sig faskontrastmikroskopi, som visar skillnader i den optiska vägskillnaden (det vill säga faktisk vägskillnad multiplicerat med brytningsindex). Det visade sig vara en intressant teknik för att studera polymerblandningar när de båda polymererna har olika brytningsindex. Genom att korrelera ljus- och elektronmikroskopi visade det sig att det fanns en tydlig skillnad i struktur mellan de kristall-liknande områdena och resten av den tunna filmen. Ljusmikroskopi har begränsad upplösning på grund av ett fenomen som heter diffraktion, men så länge som ljusmikroskopets upplösning är tillräcklig för att se fasseparation visade det sig att korrelativ ljus- och elektronmikroskopi är en bra metod för att studera morfologin hos tunna filmer av polymerblandningar.

Cellulosananofibriller (CNFs) hör till naturens mest fundamentala byggstenar och förser naturliga material, såsom den yttre cellväggen i trä, med en otrolig styrka och styvhet. Genom att imitera träets arkitektur öppnas möjligheter upp för tillverkning av nya, biobaserade och lättviktiga strukturella material med mekaniska egenskaper som överskrider de för glasfiber, metaller och legeringar. Den ingenjörsmässiga utmaningen ligger i att framgångsrikt lyckas överföra de önskade mekaniska egenskaperna hos CNFs till filament som kan användas i material för dagligt bruk. Vid flödesfokuserad spinning av extraherade CNFs påverkar många parametrar den slutgiltiga funktionaliteten och kvaliteten hos de resulterande filamenten. För att optimera dessa processparametrar är mätning av de spunna filamentens dimensioner ett viktigt moment. Av särskilt intresse är filamentbredden, eftersom den är avgörande för de mekaniska egenskaperna. Karakterisering av filamentbredden är i dagsläget en mycket tidskrävande process där varje filament mäts manuellt i optiskt mikroskop. Det huvudsakliga målet med detta projekt är att effektivisera den nuvarande mätprocessen med avseende på både hastighet och noggrannhet med hjälp av laserspridning. I denna rapport visar vi på minst en halvering av nuvarande mättid vid användandet av en 3D-printad laseruppställning istället för ett optiskt mikroskop vid mätning av filamentbredd. Våra resultat indikerar att mätsäkerheten generellt är högre för lasermetoden jämfört med mikroskopin. Genomsnittliga standardavvikelser för mätvärden på tunnaste bredden från mikroskopi samt de två olika kurvanpassningsmetoderna vid lasermätning rapporteras vara 1.62, 0.85 (Curve fit) respektive 1.59 (Minima matching). Standardavvikelserna för tunnaste bredd korrelerar dock inte direkt mot metodernas noggrannhet eftersom de spunna filamenten uppvisar en stor variation i bredd längs med längden. En närmare jämförelse mellan mätvärden för matchade punkter på ideala och defekta filament demonstrerar att icke-uniforma och defekta filament påverkar mätnoggrannheten för laserspridningen negativt. Sammantaget stödjer våra resultat det faktum att ett tunnare filament resulterar i bättre upplösning och mindre mätfel vid mätning med laserspridning. Våra resultat visar på den stora potentialen för laserspridning som en mer effektiv mätmetod vid karakterisering av cellulosafilamentbredd. / Cellulose nanofibrils (CNFs) are one of nature’s most fundamental building blocks, providing incredible strength and stiffness to natural materials, such as the outer cell wall layer in wood. By mimicking the architecture of wood, possibilities opens up for the fabrication of new, biobased, light-weight structural materials with mechanical properties exceeding that of glassfibers, metals and alloys. However, the engineering challenge lies in successfully managing to translate the desirable mechanical properties of the CNFs into filaments that can be used in everyday life materials. Throughout the process of spinning the extracted CNFs into filaments, many factors and parameters affect the ultimate functionality and performance of the resulting filaments. Measuring the dimensions of the spun filaments is a crucial step in further optimizing process parameters. The width of the filament especially, impacts its mechanical performance. The characterization of the cellulose filament width is currently very time-consuming as each filament is manually measured using optical microscopy. The primary goal of this project is to make the current characterization process more effective, with respect to both accuracy and speed of measurement, by using laser scattering. In this report, we demonstrate a reduction by more than a half in measurement time using a 3D-printed laser scattering setup instead of an optical microscope when measuring filament width. Our results indicate that the certainty in measurement is generally higher for lase rscattering compared to optical microscopy. The mean standard deviations (SD) for the smallest widths estimated with optical microscopy and the two curve fitting methods used for the laser measurements are reported to be 1.62, 0.85 (Curve fit) and 1.59 (Minima matching) respectively. However, standard deviations for the thinnest width does not correlate directly to the accuracy of the methods since the spun filaments show a large variation in width along the length. A closer comparison between measurement values for matched points at ideal and non-uniform filaments demonstrate that the accuracy of the laser measurements are dependent on the uniformity of the filaments, with non-uniform filaments negatively impacting the accuracy. Our overall results supports the fact that a thinner filament gives a better resolution and smaller error when measuring with laser. Our results provide evidence for the great potential of laser scattering as a more efficient method for cellulose filament width determination.