LED fényforrás tervezése fluoreszcens mikroszkóphoz

Király Kristóf BSc IV. évf., Gosztonyi Csenge Luca BSc IV. évf.

e-mail: kiralykristof55@gmail.com; csengeemail@gmail.com

Konzulensek: Dr. Barna László, MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet

e-mail: barna.laszlo@koki.mta.hu

Dr. Vági Pál, MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet

e-mail: vagi.pal@koki.hu

Dr. Antal Ákos; Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék

e-mail: antal.akos@mogi.bme.hu

Az élettani kutatások és a klinikai módszerek egyik legfontosabb eszköze a mikroszkópia, ezen belül is kiemelt jelntőségű a fluoreszcens fénymikroszkópia.

A fluoreszcens mikroszkópok működése a klasszikus átesőfényű mikroszkópokéhoz sok szempontból hasonló, de kivilágítása lényegesen eltér. A vizsgálni kívánt szövetek megfelelő komponenseit (pl: sejtmag, sejtmembrán, mitokondrium vagy fehérje molekulák) specifikusan fluoreszcens festékanyagokkal, fehérjékkel jelölik meg. Az így kezelt mintát a festékanyagot gerjeszteni képes hullámhosszúságú fénnyel megvilágítva jól láthatóvá válnak a vizsgálni kívánt komponensek a sima átesőfényes megvilágításhoz képest sokkal nagyobb kontraszttal. Egyszerre több különböző komponens is jelölhető egy adott mintán, amennyiben különböző fotometriai tulajdonságú festékekkel vannak megjelölve, igy azok egymáshoz viszonyított helyzete, mennyiségük vizsgálhatóvá válik.

A minta megvilágítása az EPI fluoreszcens mikroszkópoknál hagyományosan ívlámpákkal (higanygőz, fémhalid) történik, de a kétezres évek folyamán ezeket a megoldásokat fokozatosan elkezdték kiszorítani a LED-es fényforrások. Ezt a folyamatot az tette lehetővé, hogy a LED-ek egyre nagyobb teljesítményben, sokféle spektrumban, hosszú élettartammal, alacsony fogyasztással és árral érhetők el a piacon.

A jelen dolgozat célja egy LED-es fényforrás megtervezése, amely megfelel egy átlagos négycsatornás fluoreszcens mikroszkóp fényforrással szemben támasztott követelményeknek de előállítása a piacon elérhető megoldások árának töredéke. Az alábbi dolgozat áttekintést nyújt a fluoreszcens mikroszkópiáról, illetve azon belül a LED-ek felhasználásáról, és bemutatja egy ilyen eszköz megtervezésének menetét.

Munkánk során áttekintettük a piacon elérhető eszközök megoldásait, felmértük az eszközzel szemben támasztott elvárásokat. Az ezek alapján a felállított kritériumrendszer szerint megkezdtük az eszköz elméleti megtervezését, amelynek során először a fényforrások kívánt tulajdonságait jelöltük ki, majd az ezek fényét megfelelő módon irányító dikroikus tükröket, és aszférikus lencséket, majd végül ezeknek befoglalását és elektronikus vezérlését terveztük meg.

szerzők

Király Kristóf
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
Gosztonyi Csenge Luca
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

Dr. Barna László
Mikroszkóp központ vezető, Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (külső)
Dr. Vági Pál
tudományos munkatárs, Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (külső)
Dr. Antal Ákos
adjunktus, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék

helyezés

III. helyezett