Real-time imaging for microfluidic applications

Abstract

Contexto: demanda de visualización en tiempo real para procesos de investigación en microfluidos. Ejemplos– Investigaciones con células, química de gotas, PIV (Particle Image Velocimetry). Las soluciones microfluídicas son de gran interés para aplicaciones biológicas, químicas y médicas. El término Lab-on-Chip (LoC) ilustra el objetivo general de estas aplicaciones, lo que implica que las operaciones típicas de laboratorio, tales como mezcla, dilución, entrega y observaciones, se realizan dentro del confinamiento de un chip. Un microscopio óptico es un hardware necesario y obligatorio para la comprensión y evaluación de los experimentos microfluídicos LoC, debido a la escala y el entorno relativamente pequeño en los que el científico está trabajando y el detalle exigido en esas aplicaciones. Este Proyecto Fin de Grado tiene como objetivo principal el desarrollo de una solución de software que se adapte fácilmente a la configuración del microscopio usado como hardware y que produzca imágenes a la velocidad máxima de fotogramas que puede ofrecer la cámara conectada a dicho microscopio mediante una Montura C (típicamente 20f /s). El usuario puede seleccionar y almacenar cualquier imagen tomada mediante el software junto con la información correspondiente a la configuración de dicho hardware con motivos de documentación y análisis posterior. La interfaz gráfica de usuario propuesta permite una operación fácil y guiada (auto-guiada). El software se desarrolla utilizando LabVIEW junto con el módulo IMAQ Vision para LabVIEW y es aplicable en cualquier hardware modular o microscopio.

Testuingurua: mikrofluidoen ikerketa prozesuak denbora errealean ikusteko eskaera. Adibideak– Ikerketak zelulekin, tanten kimika, PIV (Particle Image Velocimetry). Soluzio mikrofluidoak ardura handikoak dira erabilera biologiko, kimiko eta medikuendako. Lab-on-Chip (LoC) hitzak erabilera horien helburu orokorra argitzen du, ohiko laborategiko lanak, hala nola nahasketa, disoluzioa, entrega eta beaketak, txip baten konfinamentuaren barruan egiten direlarik. Mikroskopio optikoa LoC experimentuen ulermen eta evaluaketarako beharrezko eta nahitaezko hardwarea da, zientzialariak lan egiten duen inguru txiki samarra eta eskala eta erabilera horietan eskatutako xehetasun maila direla-eta. Gradu Amaierako Lan honen helburu garrantzitsuena hardware bezala erabilitako mikroskopioaren konfiguraziora erraz moldatzen den eta mikroscopiora C Armazoi baten bidez konektatutako kamarak eskaini dezakeen fotograma abiadura maximora (20f/s normalean) irudiak eragin ditzazkeen software baten garapena da. Erabiltzaileak softwarearen bitartez hartutako edozein irudi hardwarearen konfigurazioarekin batera aukera eta gorde dezake, ondorengo dokumentazio eta azterketa arrazoiak direla medio. Proposatutako erabiltzaile-interfaze grafikoak operaketa erraz eta gidatua (auto-gidatua) baimentzen du. Softwarea IMAQ Vision extensioarekin hornitatutako LabVIEW erreminta erabiliz dago garatua eta edozein hardware modular edo mikroskopiotan implementa daiteke.

Outline: demand of visualization in real-time for research in microfluidics. Examples – cell investigations, droplet chemistry, PIV (Particle Image Velocimetry). Microfluidic solutions are of great interest for biological, chemical and medical applications. The term Lab-on-Chip (LoC) illustrates the overall goal for these applications implying that typical lab operations such as mixing, diluting, delivery and observations are done within the confinement of a chip. An optical microscope is a required and compulsory hardware for understanding and evaluating LoC microfluidic experiments, due to the scale and the relatively small environment in which the scientist is working and the detail demanded in those applications. This Final Degree Project has as a major aim the development of a software solution easily adapting to the hardware microscope configuration and producing images at maximum frame rate of the camera connected to the microscope with a C Mount (typically 20f/s). User can select and store any image along with set-up information for documentation and further analysis. Graphical user interface allows easy and guided (self-guided) operation. The software is developped using LabVIEW together with the IMAQ Vision for LabVIEW module and it is implementable in any modular hardware or microscope.