Master's Thesis

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

Final Thesis 3.15 MB

Author of thesis: Ing. Aneta Křížová, Ph.D.

Acad. year: 2011/2012

Supervisor: Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.

Reviewer: prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D.

Abstract:

The goal of this diploma thesis was using of a coherence-controlled holographic microscope in cell’s life research.
A brief history of interference microscopy and it’s applications in biology is described. Also other microscopy techniques routinely used for transparent objects imaging are mentioned and the biology of cell’s life cycle briefly explained.
Characteristics describing the shape of a cell were proposed and tested with respect to identification of particular phases of its life cycle. The method of dynamic phase differences was modified in order to distinguish the internal motion of cell’s mass from the movement of the whole cell. Selected characteristics were used to evaluate observations carried out with the holographic microscope and the possibilities of their further applications were depicted.
In conclusion, obtained findings were summarized and modifications of microscope construction as well as data-processing software were suggested.

Keywords:

Digital holographic microscope, live cell imaging, online controlled microscope, cell’s shape characteristics.

Date of defence

18.06.2012

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 (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-FIN)

Composition of Committee

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

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

Aneta Jebáčková se zabývala v rámci diplomové práce zobrazením buněčného cyklu v digitálním holografickém mikroskopu. Podstatnou částí její práce je zpracování provedených pozorování a jejich interpretace. Pro tento účel využila jednak software vyvinutý přímo pro tento mikroskop, ale také volně dostupný software ImageJ. Samostatně také programovala některé navržené charakteristiky (Matlab). Oceňuji zpracování dat v programu ImageJ, protože i přes to, že je volně dostupný, nebyl pro zpracování obrazu z tohoto mikroskopu dosud použit. Tento program má platformy vyvinuté přímo pro zpracování obrazu buněk a jeho využití je tedy perspektivní, což práce Anety Jebáčkové potvrzuje.
Další částí diplomové práce je samotné pozorování buněčného cyklu, což je dlouhodobý děj náročný na preciznost nastavení mikroskopu, jeho příslušenství a také vzorku samotného. I této části práce se studentka zhostila výborně.
Za slabší stránku její práce považuji interpretaci zpracovaných pozorování a schopnost vyvozovat z nich závěry. Prostor ke zlepšení vidím také v přesnosti písemného vyjadřování a jeho logickém uspořádání.
Aneta Jebáčková prokázala v rámci diplomové práce samostatný a kreativní přístup k řešení výzkumného tématu, dobrou komunikaci a schopnost řešit neočekávané překážky.
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 C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D.

Zajímavá interdisciplinární diplomová práce se srozumitelnou přehledovou částí a průkopnickou experimentální částí realizovanou nejprve na dříve pořízených datech z disku a posléze na nových datech z mikroskopu. Práce je zpracována pečlivě, pouze mi v práci chybí příklady obrazových dat z mikroskopu v experimentální části (jsou tam jen výsledky měření na nich, pominu-li závěrečné obrázky 9-5 a 9-6). Drobnou vadou je rozmazaný text v některých obrázcích (např. str. 26-27).
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 B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V práci chybí časová náročnost prováděných výpočtů, která je důležitá pro možné on-line zpracování a on-line řízení mikroskopu, mohla byste toto upřesnit? Mohla byste upřesnit, jak jste kombinovala zpracování v programech MATLAB, ImageJ a blíže nepopsaném wxide? Kolik bylo v experimentální části pořízeno časových sérií (na str. 36 je uvedeno několik, na str. 43 je uvedena jenom jedna) a kolik bylo v jedné sérii pozorováno buněk (resp. kolik z nich se rozdělilo)?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová