| Název předmětu | Techniky mikroskopie a analýzy obrazu pro biology |
|---|---|
| Kód předmětu | KMB/223 |
| Organizační forma výuky | Přednáška + Cvičení |
| Úroveň předmětu | Doktorský |
| Rok studia | nespecifikován |
| Četnost výuky | V akademických rocích začínajících lichým letopočtem (např. 2017/2018), jen v letním semestru |
| Semestr | Letní |
| Počet ECTS kreditů | 5 |
| Vyučovací jazyk | čeština |
| Statut předmětu | Povinně-volitelný |
| Způsob výuky | Kontaktní |
| Studijní praxe | Nejedná se o pracovní stáž |
| Doporučené volitelné součásti programu | Není |
| Vyučující |
|---|
|
| Obsah předmětu |
|
Obsah přednášky: 1) Úvod - historie mikroskopie, typy mikroskopů, oko jako optická soustava 2) Klasická světelná mikroskopie - základy optiky, optická soustava, stavba mikroskopu, typy objektivů, Köhlerovo osvětlení, kontrasní techniky - pozorování v temném poli, fázový kontrast, Nomarski kontrast (DIC), Hoffmanův kontrast (HMC), Dodtův infračervený gradientový kontrast (DGC) 3) Fluorescenční mikroskopie - princip, přehled fluoroforů, typy fluorescenčních mikroskopů, využití 4) Konfokální mikroskopie - princip, typy konfokálních mikroskopů včetně multiple-beam, multifotonové, TIRF, HILO a light-sheet fluorescenční mikroskopie 5) Pokročilé metody fluorescenční mikroskopie v biologickém výzkumu - FRAP, FRET (PIE), FLIM, FCS (Mgr. Tomáš Fessl, Ph.D.) 6) Techniky optické mikroskopie na bázi nelineárních optických jevů (Mgr. Josef Lazar, Ph.D.) 7) Superrezoluční techniky - 4PI, STED, GSDIM, SIM, FPALM, PALM, STORM, SLIM, NSOM 8) Luminiscenční mikroskopie - princip, využití 9) Způsob detekce světelného signálu - CCD, CMOS, EM-CCD, iCCD kamery, fotonásobiče 10) Vhled do elektronové mikroskopie (RNDr. Marie Vancová, Ph.D.) 11) Techniky makrofotografie (Doc. RNDr. František Weyda, CSc.) 12) Analýza digitálního obrazu - snímání a digitalizace obrazu, bitmapy, velikost, rozlišení, komprese a barva obrazu (RGB, CMYK), formáty rastrových souborů Obsah cvičení: 1) Praktická ukázka seřízení mikroskopu (Köhlerovo osvětlení, Nomarski kontrast) - (Laboratoř mikroskopie a histologie EntÚ, AV ČR) 2) Ukázka práce na fluorescenčním mikroskopu - (Laboratoř mikroskopie a histologie EntÚ, AV ČR) 3) Ukázka práce na konfokálním mikroskopu a analýza obrazu v programu IMARIS - (Laboratoř mikroskopie a histologie EntÚ, AV ČR) 4) Demonstrace technik TIRF, HILO, SMFD (Mgr. Alexey Bondar, Ph.D.) - (Budweis Single-Molecule Group, PřF JU, budova C - místnost 01037) 5) Demonstrace technik FRAP, FRET (Mgr. Tomáš Fessl, Ph.D., Mgr. Alexey Bondar, Ph.D.) - (Budweis Single-Molecule Group, PřF JU, budova C - místnost 01037) 6) Demonstrace superrezolučních technik STORM a SRRF (Mgr. Tomáš Fessl, Ph.D., Mgr. Alexey Bondar, Ph.D.) - (Budweis Single-Molecule Group, PřF JU, budova C - místnost 01037) 7) Ukázka práce na luminiscenčním mikroskopu - (Laboratoř mikroskopie a histologie EntÚ, AV ČR) 8) Exkurse do Laboratoře elektronové mikroskopie (RNDr. Marie Vancová, Ph.D.) - (Laboratoř elektronové mikroskopie ParÚ, AV ČR) 9) Ukázka zhotovení makrofotografie (Doc. RNDr. František Weyda, CSc.) 10) Analýza obrazu v programu Adobe Photoshop_část 1 - (Počítačová učebna JU) 11) Analýza obrazu v programu Adobe Photoshop_část 2 - (Počítačová učebna JU)
|
| Studijní aktivity a metody výuky |
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Pozorování, Demonstrace, Exkurze, Práce s multimediálními zdroji (texty, internet, IT technologie), Praktická výuka
|
| Výstupy z učení |
|
Studenti se seznámí s principy základních mikroskopických technik a osvojí si metody zpracování obrazu biologického materiálu pro publikační účely.
Studenti se seznámí se základy práce s klasickým světelným, fluorescenčním a konfokálním mikroskopem, bioluminiscenčním mikroskopem a s principy superrezoluční a elektronové mikroskopie. Formou exkurzí budou obeznámeni i se speciálními mikroskopy, které nejsou běžně dostupné a získají tak ucelenou představu o úrovni současné mikroskopie. Prakticky se naučí seřídit světelnou dráhu a kontrast u různých typů mikroskopů tak, aby mohli samostatně ovládat jakýkoli klasický a fluorescenční mikroskop. Studenti by měli být schopni zvolit vhodnou mikroskopickou metodu pro vizualizace rozličných biologických objektů. Dále se seznámí se základními softwary pro zpracování digitální obrazové dokumentace a osvojí si práci se softwarem Adobe Photoshop. |
| Předpoklady |
|
Předmět uvádí do dané problematiky, nepředpokládá specifické vstupní znalosti.
|
| Hodnoticí metody a kritéria |
|
Ústní zkouška, Analýza výkonů studenta, Systematické pozorování studenta, Test
Požadavky na zápočet: 1) účast na praktických cvičeních (maximálně jedna absence) 2) samostatné seřízení klasické světelné a fluorescenční dráhy u vybraného mikroskopu 3) úspěšné složení zápočtového testu Požadavky k ústní zkoušce: 1) složení zápočtu |
| Doporučená literatura |
|
| Studijní plány, ve kterých se předmět nachází |
| Fakulta | Studijní plán (Verze) | Kategorie studijního oboru/specializace | Doporučený semestr | |
|---|---|---|---|---|
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Klinická biologie (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Fyziologie a vývojová biologie (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Molekulární a buněčná biologie a genetika (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Fyziologie a vývojová biologie (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Infekční biologie (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Infekční biologie (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |
| Fakulta: Přírodovědecká fakulta | Studijní plán (Verze): Molekulární a buněčná biologie a genetika (1) | Kategorie: Biologické obory | - | Doporučený ročník:-, Doporučený semestr: - |