Design and fabrication of handheld confocal microscopy head

Abstract

Eş odaklı mikroskoplar geniş alanları mikroskoplara kıyasla hücresel seviyede kalın biyolojik yapıların görüntülenmesinde daha avantajlı sonuçlara sahiptir. Bu tezin amacı elde taşınabilir bir eş odaklı mikroskobu başı tasarlamak ve üretmektir. Elde taşınabilir eş odaklı mikroskop başı temel olarak 3 ana kısımdan oluşur, bu ana kısımlar fiber optik kablo, tasarlanan ve üretilmiş mekanik sistem ve de gömülü sistemdir.Fiber optik kablo masaüstü eş odaklı mikroskopların elastikiyetini arttırmak amaçlı kullanılmıştır. Diğer bir deyişle fiber optik kablo ulaşımı zor olan bölgeleri görüntülenmesini kolaylaştırır. Eş odaklı mikroskopta fiber optik kabloyu objektif lensin önüne koyarak görüntüleme alanları genişletilebilir ve bir çok spesifik alanlarda kullanılır.Mekanik dizayn, biyolojik numunelerin görüntülenmesinin verimliliğine dikkat edilerek yapılmıştır. Dizayn edilen parça boyutlarına göre elde taşınabilmek için uygundur. Öteki yandan, bütünleşik sistem tasarımı fiber optik kablonun ileri ve geri yönde kullanıcının seçtiği adım sayısına göre hareketini sağlamak amacıyla dikkatle yürütülmüştür. Elde taşınabilir eş odaklı mikroskobun dinamik çalışma aralığı biyolojik yapıların görüntülenmesine uygun olarak 1 µm ve 2 cm arasındadır.

Confocal Microscopes have advantageous results compared to Wide Field Microscopes while imaging the cellular structures of thick biological specimens. The aim of this thesis work is to design and fabricate a handheld confocal microscopy head in order to enable of imaging from different depths. The handheld confocal microscopy head is composed of three main parts which are; fiber optical bundle, the designed and fabricated mechanical housing and the embedded system.The fiber optical bundle is used to increase the flexibility of the tabletop confocal microscope. In other words, the fiber optical bundle used to ease the visualization of the biological specimens that are not easily accessible. By connecting the fiber optical bundle to the end of the objective lens in confocal microscope, the handheld microscopy head can be used in a broad range of areas.The mechanical design is made by taking the efficiency of the handheld confocal microscopy head into consideration during the imaging of biological specimens. The dimensions of the device are suitable for hand held usage. On the other hand, the embedded system design is implemented carefully to produce a back and forth movement of the fiber optical bundle at different step sizes due to the selection of the user. The dynamic range of the confocal microscopy head is 1 µm to the 2 cm which is appropriate for the use of imaging of the biological specimens.