Detail projektu

Využití digitálního holografického mikroskopu pro výzkum dynamiky živé buňky a dovršení vývoje nového multifunkčního mikroskopu

Období řešení: 01.01.2008 — 31.12.2010

O projektu

Byl vyvinut a ověřen původní digitální holografický mikroskop (DHM2) na principu nekoherentní off-line holografie. Zaznamenává fázi a amplitudu živých buněk v jednom hologramu s frekvencí 12Hz. Rekonstruovaný hologram poskytuje kvantitativní fázový contrast, index lomu (RI) buňky a 3D informaci of morfologii buňky i částečně zakryté. Kinematické serie odhalují 3D dynamiku buněčného tvaru a signalizují rychlé změny RI. DHM2 je připraven na výzkum rychlých reakcí a změn buněčného 3D tvaru a alarmujících změn RI následkem pokusného zásahu. Proto je možné plně využít předností DHM2 pro výzkum živých buněk in vitro: jak normálních, např k identifikaci kmenových buněk; tak neoplastických, k objevení vztahu mezi jejich 3D fenotypickou plasticitou a malignitou a i genetickou determinací; a také pro rychlou detekci cytopatického účinku škodlivých látek pomocí 3D zobrazení.

Popis anglicky
Original digital holographic microscope DHM2 based on incoherent off-line holography was developed & proved to record phase & amplitude of living cells in single hologram at 12Hz. Reconstructed hologram purveys quantitative phase contrast imaging, refractive index (RI) of the cell & 3D information on cell morphology even of a cell partially shielded. Kinematic series reveal 3D cell shape dynamics & signal rapid RI changes. DHM2 is ready for investigation of fast 3D cell shape reactions & alterations and/or alarming shifts of RI after experimental challenge. Thus it is possible to take full advantage of DHM2 in research on living cells in vitro: normal, e.g. identification of stem cells; & neoplastic, revealing their 3D phenotypic plasticity as related to malignancy & genetic determination; & also for rapid detection of cytopathic activity of noxious substances in 3D imaging.

Klíčová slova
holografické aplikace, digitální holografický mikroskop, 3D zobrazení a reakce živých buněk

Klíčová slova anglicky
holography applications; digital holographic microscopy; 3D shape & reactions of live cell

Označení

GA202/08/0590

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Chmelík Radim, prof. RNDr., Ph.D.
- hlavní řešitel (01.01.2008 - 31.12.2010)
Brábek Jan, RNDr., Ph.D.
- spoluřešitel (01.01.2008 - 31.12.2010)

Útvary

Ústav fyzikálního inženýrství
- příjemce (01.01.2008 - 31.12.2010)
Univerzita Karlova v Praze
- spolupříjemce (01.01.2008 - 31.12.2010)

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty
- plně financující (2008-01-01 - 2010-12-31)

Výsledky

KOLMAN, P.; UHLÍŘOVÁ, H.; CHMELÍK, R. Digitální holografická mikroskopie na ÚFI, VUT v Brně. Jemná mechanika a optika, 2009, roč. 2009, č. 7-8, s. 193-232. ISSN: 0447-6441.
Detail

ZIKMUND, T.; KVASNICA, L.; LOVICAR, L.; UHLÍŘOVÁ, H.; CHMELÍK, R. Dynamical Deformation Compensation of Phase in Digital Holographic Microscopy. In Proceedings of SPIE, Volume 7746. Proceedings of SPIE. SPIE, 2010. p. 77460K-1 (77460K-7 p.)ISBN: 9780819482365. ISSN: 0277-786X.
Detail

JANEČKOVÁ, H.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R. Proving Tumour Cells by Acute Nutritional/Energy Deprivation as a Survival Threat: A Task for Microscopy. ANTICANCER RESEARCH, 2009, vol. 29, no. 6, p. 2339-2345. ISSN: 0250-7005.
Detail

KOLMAN, P.; CHMELÍK, R. Coherence-controlled holographic microscope. OPTICS EXPRESS, 2010, vol. 18, no. 21, p. 21990-22003. ISSN: 1094-4087.
Detail

SLABÝ, T.; ANTOŠ, M.; DOSTÁL, Z.; KOLMAN, P.; CHMELÍK, R. Coherence-controlled holographic microscope. In Proceedings of SPIE, Volume 7746. Proceedings of SPIE. SPIE, 2010. p. 77461R-1 (77461R-8 p.)ISBN: 9780819482365. ISSN: 0277-786X.
Detail

CHMELÍK, R.; KOLMAN, P.; Vysoké učení technické v Brně: Holografický mikroskop. 19150, užitný vzor. Praha (2008)
Detail

CHMELÍK, R.; KOLMAN, P.; SLABÝ, T.; Vysoké učení technické v Brně: Multifunkční holografický mikroskop. 22284, užitný vzor. Praha (2011)
Detail

ANTOŠ, M.; UHLÍŘOVÁ, H.; ČOLLÁKOVÁ, J.: Průtokový komůrkový systém; Perfuzní komůrkový systém pro monitorování aktivity buněk při aplikaci aditiv. ÚFI FSI VUT v Brně. URL: http://holomek.fme.vutbr.cz/. (funkční vzorek)
Detail

KOLMAN, P.: osvětlovač HM; Osvětlovací systém pro holografický mikroskop. A2/212, Laboratoř optické mikroskopie, UFI, FSI, VUT v Brně. URL: http://holomek.fme.vutbr.cz/drupal/about/results. (funkční vzorek)
Detail

KVASNICA, L.; ZIKMUND, T.: wxIDEv2; Pokročilé ovládání digitálního holografického mikroskopu. A2/212. URL: https://physics.fme.vutbr.cz/ufi.php?Action=&Id=1853. (software)
Detail

ANTOŠ, M.; JANEČKOVÁ, H.; CHMELÍK, R.: DHM2-ST; Teplotně stabilizovaný stolek pro holografickou mikroskopii biologických vzorků. ÚFI FSI VUT v Brně. URL: http://holomek.fme.vutbr.cz/. (funkční vzorek)
Detail