Z3 - Nowoczesne metody mikroskopii optycznej w badaniach

Z3 - Nowoczesne metody mikroskopii optycznej w
badaniach ukªadów biologicznych
II Pracownia Fizyczna rok akademicki 2016/17
Wydziaª Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagiello«ski
Celem ¢wiczenia Z3 jest obserwacja ukªadów biologicznych za pomoc¡ wspóªczesnych technik mikroskopii
optycznej, za pomoc¡ mikroskopu uorescencyjnego IX71 rmy Olympus ze specjalistycznym oprogramowaniem. Zaj¦cia podzielone s¡ na trzy bloki. W czasie pierwszego z nich Studenci zapoznaj¡ si¦ z budow¡ i
zasad¡ dziaªania mikroskopu oraz obserwuj¡c preparaty biologiczne w ±wietle biaªym ucz¡ si¦ jego obsªugi i
poznaj¡ mo»liwo±ci specjalistycznego oprogramowania. Podczas drugich zaj¦¢ Studenci poznaj¡ dwie nowe
techniki mikroskopii mikroskopi¦ kontrastowo-fazow¡ oraz ró»nicowo-interferencyjn¡. Techniki te wykorzystuj¡ do obserwacji preparatów biologicznych, tak»e »ywych podczas zaj¦¢ Studenci obserwuj¡ proces
migracji komórkowej keratynocytów rybich. Ostatnie zaj¦cia po±wi¦cone s¡ mikroskopii uorescencyjnej Studenci samodzielnie przygotowuj¡ odpowiednie preparaty poprzez zastosowanie procedury barwienia komórek a nast¦pnie obserwuj¡ je za pomoc¡ mikroskopu uorescencyjnego.
Program ¢wiczenia
Zagadnienia do przestudiowania
• Obserwacja preparatów biologicznych metod¡ mikroskopii optycznej jasnego pola.
• Podstawowe zjawiska optyczne: dyfrakcja, interferencja, polaryzacja, uorescencja [1, 2, 3, 4, 5].
• Obserwacja preparatów biologicznych metod¡ mikroskopii kontrastowo fazowej.
• Budowa i zasada dziaªania mikroskopu optycznego
[6, 7, 8].
• Obserwacja preparatów biologicznych metod¡ mikroskopii z kontrastem ró»nicowo interferencyjnym.
• Budowa i zasada dziaªania mikroskopu kontrastowo fazowego [9, 10].
• Przygotowanie preparatów do mikroskopii uorescencyjnej.
• Budowa i zasada dziaªania mikroskopu z kontrastem ró»nicowo interferencyjnym [11, 12].
• Obserwacja preparatów biologicznych metod¡ mikroskopii uorescencyjnej.
• Budowa i zasada dziaªania mikroskopu uorescencyjnego [13, 14, 15].
• Obserwacja procesu migracji komórkowej keratynocytów rybich.
• Budowa komórki [16, 17, 18].
Opracowanie wyników
• Migracja komórkowa [19, 20, 21, 22, 23].
Zadania obliczeniowe
Mikroskop daje powi¦kszenie 600-krotne. Prosz¦ bliczy¢ zdolno±¢ skupiaj¡c¡ obiektywu wiedz¡c, »e ogniskowa okularu wynosi 4 cm a dªugo±¢ tubusu wynosi
24 cm.
Opracowanie wyników polega na porównaniu zdj¦¢
uzyskanych za pomoc¡ ró»nych technik nowoczesnej
mikroskopii optycznej oraz próbie oceny, która z nich
jest najlepsza do jakich zastosowa«. Nast¦pnie, nale»y
oszacowa¢ pr¦dko±¢ migracji keratynocytów rybich. W
cz¦±ci dotycz¡cej mikroskopii uorescencyjnej nale»y
zbada¢ proces proliferacji komórek, tzn. poda¢ ich ilo±¢
w funkcji czasu inkubacji.
Aparatura i materiaªy
Zasady BHP
• Mikroskop uorescencyjny IX71 rmy Olympus z
kamer¡ cyfrow¡.
Przed przyst¡pieniem do pracy z materiaªem biologicznym i odczynnikami chemicznymi prosz¦ zaªo»y¢ odzie»
ochronn¡ r¦kawiczki, fartuch.
• Zasilacze.
• Komputer z oprogramowaniem.
• Zestaw odczynników chemicznych.
1z2
Z3, Joanna Raczkowska
Rysunek 1: Budowa i zasada dziaªania mikroskopu optycznego: 1. okular osadzony w tubusie; 2. rewolwer; 3.
obiektyw; 4. ±ruba makrometryczna; 5. ±ruba mikrometryczna; 6. stolik; 7. ¹ródªo ±wiatªa; 8. kondensor; 9.
Statyw
Literatura
[1] D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Podstawy zyki,
tom 4.
[2] J.R.Meyer-Arendt, Wstep do optyki.
[3] J.Petykiewicz, Optyka falowa.
[14] http://www.microscopyu.com/print/articles/u
orescence/uorescencein
[15] H.Lodish, A.Berk, S.L.Zipursky, P.Matsudaira,
D.Baltimore, J.E. Darnell, Molecular Cell Biology ,
5th Edition, W. H. Freeman and Company, 2000.
[16] http://pl.wikibooks.org/wiki/Biologia_dla_liceum
/Budowa_komórek_czªowieka
[4] S.Pie«kowski, Fizyka do±wiadczalna, tom 3.
[17] http://www.pearltrees.com/bartunio/biologia/id105
01393/item97734914
[5] S.Szczeniowski, Fizyka do±wiadczalna, cz. IV.
[6] B.Alberts,
A.Johnson,
J.Lewis,
M.Ra,
K.Roberts, P.Walter, Molecular Biology of
the Cell, 5th Edition, Garland Science, Taylor &
Francis Group..
[18] http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/livecell
imaging/techniques.html
[19] W.Kªopocka, J.Bara«ska, Rola biaªek z rodziny
Rho w kontroli migracji komórek peªzaj¡cych , Po[7] http://pl.wikipedia.org/wiki/Mikroskop_optyczny
st¦py Biochemii 51(1), 2005.
[8] http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/basics [20] R. Horwitz, D. Webb, Cell migration, Current Bio/introduction.html
logy, Vol 13, No 19.
J.M.Martinko,
K.S.Bender,
[9] http://www.microscopyu.com/articles/formulas/for [21] M.T.Madigan,
D.H.Buckley, D.A.Stahl, Brock Biology of Micromulasna.html
organisms, 14th Edition, Pearson.
[10] http://www.olympusmicro.com/primer/techniques
[22] ] C.M.Wells, M.Parsons, textitCell Migtarion, De/phasecontrast/phase.html
velopmental Methods and Protocols, 2nd Edition,
[11] http://www.olympusmicro.com/primer/techniques
Humana Press, 2011.
/dic/dicoverview.html
[23] B.Harland, S.Walcott, S.X.Sun, Adhesion dyna[12] http://www.olympusmicro.com/primer/techniques
mics and durotaxis in migrating cells , Phys. Biol.,
/dic/dicintro.html
8, February 2011.
[13] W.Brutkowski, Mikroskopia konfokalna a mikroskopia szerokiego pola dwa podej±cia do bada«
przy»yciowych, Kosmos 62 (2013) 171-180.
2z2
Z3, Joanna Raczkowska