A key component of biological research is cell culture technology, which allows researchersto examine the behavior and functionality of cells in controlled environments. Conventionalcell culture monitoring frequently necessitates taking the cultures out of their incubators tomake observations under a microscope. This exposes them to pollutants and changes in thesurrounding environment and may jeopardize the integrity of the experiment.This thesis presents the development of a cost-effective, miniaturized microscope designedfor imaging of cell cultures directly within incubators. By integrating simple, inexpensiveglass lenses and 3D-printed components and focusing on the ESP32-CAM module for digitalimaging, the project explores various optical setups to optimize image quality while minimizingdisruption to cell environments.Central to the research was the identification and testing of diverse optical configurations todetermine the most effective arrangement for both brightfield and fluorescence microscopy.The design features a baseplate for stability, a filter plate for fluorescence imaging, and afocus adjustment mechanism using magnets. Iterative enhancements led to a side illuminationtechnique using an economical LED, removing the need for a beamsplitter and simplifying theoptical path.The final microscope demonstrated successful brightfield imaging and weak fluorescenceimaging of Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) II cell cultures marked with Green FluorescentProtein (GFP), using a magnification ratio of 2.5:1 through an infinity-corrected optical system.The findings illustrate the potential of developing an economical, functional microscope thatcan be readily replicated and scaled for use in cell culture technology. / En central del av biologisk forsking är användningen av cellkulturer, vilket tillåter forskare attutforska beeendet och funktionerna av celler i kontrollerade miljöer. Konventionell bevakning avcellkulturer kräver ofta att de tas ut från deras inkubatorer för att observeras under ett mikroskop.Detta kan utsätta dem för föroreningar och förändringar i omgivningen vilket kan äventyra helaexperimentet.Det här examensarbetet beskriver utvecklingen av ett kostnadseffektivt, miniatyriserat mikroskopanpassat för att avbilda cellkulturer inuti inkubatorer. Genom att integrera enkla, billigaglaslinser och 3D-printade komponenter, samt ESP32-CAM modulen för bildtagning, utforskardetta arbete olika optiska system för att optimera bildkvalitet och minimera störningar i cellernasmiljö.En väsentlig del av forskningen involverade identifiering och testning av olika optiska konfigurationerför att bestämma det mest effektiva arrangemanget för både brightfield- och fluorescensmikroskopi.Designen inkluderar en basplatta för stabilitet, en filterplatta för fluorescensavbildning ochen fokusjustering som utnyttjar magneter. Iterativa förbättringar ledde till utvecklingen av enbelysningsteknik med en billig LED, vilket tog bort behovet av en stråldelare och förenkladeden optiska banan.Det slutgiltiga mikroskopet uppvisade framgångsrik avbildning med brightfield och begränsadavbildning med fluorescens av MDCK II cellkulturer märkta med GFP. En förstoringsfaktor2.5:1 användes genom ett oändlighetskorrigerat optiskt system. Resultaten demonstrerar potentialenav att utveckla ett ekonomiskt och funktionellt mikroskop som kan replikeras för användninginom cellkulturforskning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-348403 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Nissolle, David |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:123 |
Page generated in 0.0032 seconds