Bachelor's Thesis

Coherence-controlled holographic microscope in cell's life cycle research

Final Thesis 1.38 MB

Author of thesis: Ing. Jan Bartoníček

Acad. year: 2010/2011

Supervisor: Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.

Reviewer: prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

Abstract:

The subject of the bachelor thesis is live-cell imaging in a transmitted-light holographic microscope which was designed at the Institute of Physical Engineering BUT and comparing this imaging method with the phase-contrast microscopy. The first part is dedicated to a basic description of used imaging techniques and a cell biology. A description of an experiment preparation follows. In the part dedicated to a data analysis the method of dynamic phase differences is described and the method of growth monitoring is proposed. Both methods were used for the analysis of experiments which are described in the last part of this work. Experiments were focused on acquiring time-lapse data of a cell’s cycle and particularly the mitosis.

Keywords:

Transmitted-light holographic microscope, cell cycle, mitosis, dynamic phase differences, growth monitoring.

Date of defence

21.06.2011

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.

Cílem bakalářské práce bylo využití transmisního holografického mikroskopu pro výzkum životního cyklu buněk v kultuře. Tento úkol vyžadoval nejen experimentální práci s mikroskopem a vývoj metod vyhodnocení experimentálních dat, ale také samostatné studium biologie buňky a jeho aplikaci v interpretaci mikroskopových pozorování. Během práce v laboratoři student zvládl a poté samostatně prováděl všechny procesy jak přípravy vzorku, tak samotného ovládání mikroskopu. Při této práci prokázal pečlivost a schopnost řízení experimentu. Teoretická část bakalářské práce vypovídá o nastudování tématiky buněčného cyklu včetně složení a základních funkcí buňky. Rozsáhlá experimentální část ukazuje jednak zručnost při provádění experimentů a také originální přístup k jejich vyhodnocení. Některé navržené postupy jsou původní. Text a uspořádání práce vypovídá o velmi dobré logické a vyjadřovací schopnosti. Vyvozené závěry považuji za velmi zajímavé a hodné dalšího zkoumání. Student prokázal vysokou samostatnost při vypracovávání úkolu a především u psaní bakalářské práce.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

Student velmi samostatně prostudoval princip Zernikova fázového kontrastu, holografické mikroskopie, souvislost kvantitativního fázového kontrastu s hustotou suché hmoty buňky a popis buněčného cyklu, zvládl experimentálně zmíněné techniky i náročnou přípravu buněčných preparátů a provedl dlouhodobá pozorování buněčného cyklu. Průběh buněčného cyklu vyhodnotil matematickým a statistickým zpracováním matic kvantitativní fáze a matic fázových diferencí (DPD).

Výsledky naznačují, že některé fáze buněčného cyklu souvisejí se změnou průběhu veličiny B, která charakterizuje změnu celkové suché hmoty buňky v daném časovém intervalu.

Práce má obsahově i formálně výbornou úroveň až na několik stylistických neobratností, překlepů a nepřesností (viz otázky).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Zdůvodněte tvrzení na straně 13, že difraktované světlo je v případě fázového objaktu posunuto přibližně o čtvrtinu vlnové délky.
  2. Zapište vztah (4.12) v matematicky korektní podobě.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová