Search

Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D., This work is focused on the development of a user friendly software interface using the LabViewTM environment that simplifies running of various experiments using laser micromanipulations and laser microspectroscopy of living microorganisms. Both techniques have been developing very fast for the last decade and belong to the growing group of contact-less and nondestructive techniques for manipulation and diagnostics of individual living microorganisms, cells, or viruses. Within this project we mastered the driving of peripheries, calibration of CCD scene, real-time image processing of the CCD scene, automatic selection of the cell for further laser processing, acquisition and processing of the Raman spectrum from living microorganisms. The final goal of our activity is fully automatic laser-based sorter of living cells depending on their chemical compositions. This work has been elaborated at the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i. under the supervision of prof. Pavel Zemanek.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.

Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D., This work is focused on the development of a user friendly software interface using the LabViewTM environment that simplifies running of various experiments using laser micromanipulations and laser microspectroscopy of living microorganisms. Both techniques have been developing very fast for the last decade and belong to the growing group of contact-less and nondestructive techniques for manipulation and diagnostics of individual living microorganisms, cells, or viruses. Within this project we mastered the driving of peripheries, calibration of CCD scene, real-time image processing of the CCD scene, automatic selection of the cell for further laser processing, acquisition and processing of the Raman spectrum from living microorganisms. The final goal of our activity is fully automatic laser-based sorter of living cells depending on their chemical compositions. This work has been elaborated at the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i. under the supervision of prof. Pavel Zemanek.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.

Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D., This work is focused on the development of a user friendly software interface using the LabViewTM environment that simplifies running of various experiments using laser micromanipulations and laser microspectroscopy of living microorganisms. Both techniques have been developing very fast for the last decade and belong to the growing group of contact-less and nondestructive techniques for manipulation and diagnostics of individual living microorganisms, cells, or viruses. Within this project we mastered the driving of peripheries, calibration of CCD scene, real-time image processing of the CCD scene, automatic selection of the cell for further laser processing, acquisition and processing of the Raman spectrum from living microorganisms. The final goal of our activity is fully automatic laser-based sorter of living cells depending on their chemical compositions. This work has been elaborated at the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i. under the supervision of prof. Pavel Zemanek.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.

Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D., This work is focused on the development of a user friendly software interface using the LabViewTM environment that simplifies running of various experiments using laser micromanipulations and laser microspectroscopy of living microorganisms. Both techniques have been developing very fast for the last decade and belong to the growing group of contact-less and nondestructive techniques for manipulation and diagnostics of individual living microorganisms, cells, or viruses. Within this project we mastered the driving of peripheries, calibration of CCD scene, real-time image processing of the CCD scene, automatic selection of the cell for further laser processing, acquisition and processing of the Raman spectrum from living microorganisms. The final goal of our activity is fully automatic laser-based sorter of living cells depending on their chemical compositions. This work has been elaborated at the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i. under the supervision of prof. Pavel Zemanek.

Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D., This work is focused on the development of a user friendly software interface using the LabViewTM environment that simplifies running of various experiments using laser micromanipulations and laser microspectroscopy of living microorganisms. Both techniques have been developing very fast for the last decade and belong to the growing group of contact-less and nondestructive techniques for manipulation and diagnostics of individual living microorganisms, cells, or viruses. Within this project we mastered the driving of peripheries, calibration of CCD scene, real-time image processing of the CCD scene, automatic selection of the cell for further laser processing, acquisition and processing of the Raman spectrum from living microorganisms. The final goal of our activity is fully automatic laser-based sorter of living cells depending on their chemical compositions. This work has been elaborated at the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i. under the supervision of prof. Pavel Zemanek.

Tato diplomová práce se zabývá výrobou a testováním MEMS zařízení určených pro mikromanipulace s případnou možností jejich využití v rastrovacím elektronovém mikroskopu, což zahrnuje manipulace s mikroobjekty, kterými jsou například kovové mikročástice, mikrovlákna či dokonce biologické vzorky. V první kapitole je provedena rešerše zabývající se mikrosystémy a problematikou MEMS zařízení. V navazující kapitole jsou popsány různé typy mikromanipulací včetně MEMS variant. Třetí kapitola se zabývá možnými technikami mikrovýroby. Čtvrtá kapitola obsahuje experimentální část této práce, ve které byly předloženy dvě verze křemíkových mikrokleští. S ohledem na dostupná řešení mikromanipulátorů, principiální a prostorové omezení v elektronovém mikroskopu byl vybrán princip uchycení předmětu pomocí piezoelektrického aktuátoru. K výrobě mikrokleští byla použita přímá optická litografie a hloubkové reaktivní iontové leptání, přičemž bylo nutné dané techniky nejprve optimalizovat pro zvolenou aplikaci. Během optimalizací byly vyřešeny různé problémy včetně eliminace tvorby černého křemíku, leptání úzkých hlubokých struktur a podobně. Podařilo se úspěšně zvládnout výrobu prototypu jedné z navržených verzí mikromanipulátorů. Vyrobené mikromanipulátory byly následně testovány pod optickým mikroskopem. Během testování bylo nutné modifikovat polohu aktuátoru v zařízení tak, aby bylo zajištěno sevření čelistí manipulátoru., This diploma thesis deals with the production and testing of MEMS devices intended for micromanipulations with a possibility of their usage in a scanning electron microscope, which includes manipulation of microobjects such as metal microparticles, microfibres or even biological samples. The first chapter contains a detailed study of microsystems and MEMS devices. The next chapter describes various types of micromanipulations, including MEMS. The third chapter deals with possible techniques of microfabrication. The fourth chapter contains experimental part of this work, in which two versions of silicon microgrippers were proposed. Considering available solutions of micromanipulators, principal and spatial limitations in the electron microscope, the piezoelectric actuator was chosen as the gripping principle. Direct write laser lithography and deep reactive ion etching were used to produce the microgrippers, and it was necessary to optimize these techniques for selected application. During the optimizations, various problems were solved, including the elimination of black silicon formation, unsuccessful etching of narrow deep structures, etc. Prototype of one of the proposed microgripper was successfully created. The manufactured micromanipulators were subsequently tested under an optical microscope. During testing, it was necessary to modify the position of the actuator in the device to ensure that the jaws of the manipulator are clamped.