Задачи практикума

· формирование знаний по основам устройства и принципа работы современных электронных, сканирующих зондовых и оптических микроскопов;

· изучение результатов новейших исследований в биологии, выполненных на основе методов зондовой и конфокальной микроскопии;

· выбор адекватных методов для выполнения диссертационных работ.

Содержание занятий №1, №2, №3, №4

Оптическая микроскопия. Оптическая микроскопия как метод изучения биологических объектов. Принципы формирования изображения в современных оптических микроскопах. Типы и виды оптических микроскопов.

Микроскопы проходящего света. Конструктивные части микроскопа проходящего света. Модели современных микроскопов проходящего света. Основные методы исследования, используемые для изучения биологических объектов (светлое поле, темное поле и фазовый контраст, дифференциальный интерференционный контраст, поляризационный контраст, флуоресценция).

Стереоскопические микроскопы. Основные оптические характеристики. Принципы формирования изображения. Применение для изучения биологических объектов.

Изготовление препаратов для световой микроскопии. Подготовка материала для временных и постоянных препаратов. Фиксация, основные фиксаторы. Окрашивание, характеристика наиболее распространенных красителей. Приготовление микротомных препаратов.

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (КЛСМ). Общая характеристика принципов конфокальной микроскопии. Системы сканирования в конфокальной лазерной микроскопии. Получение трехмерного изображения в конфокальной микроскопии. Основные методы, используемые в КЛСМ: иммуноцитохимия, трассирование, формирование изображения, флуоресцентные белки, передача энергии посредством флуоресцентного резонанса, восстановление флуоресценции после фотовыжигания, Визуализация времени жизни во флуоресцирующем состоянии, флуоресцентная корреляционная спектроскопия, флуоресцентная in situ гибридизации.

Содержание занятий №5, №6

Электронная микроскопия. Теоретические основы электронной микроскопии. Основные классы электронных микроскопов (просвечивающие и сканирующие) и принципы их работы.

Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ). Устройство просвечивающих электронных микроскопов: источники электронов, электронные линзы, вакуумная система, держатель образцов. Подготовка препаратов для ПЭМ (фиксация, заливка, ультрамикротомия, монтаж срезов, фотографирование изображений). Устройство ультрамикротомов.

Растровая (сканирующая) электронная микроскопия (РЭМ). Принципы работы РЭМ. Методы получения увеличенного изображения. Этапы подготовки биологических объектов к РЭМ (первичная обработка, фиксация и обезвоживание, высушивание, напыление).

Содержание занятия №7

Аналитическая электронная микроскопия. Приставки рентгеновского спектрального анализа, используемые для изучения локализации и количественной оценки элементов в клетке и субклеточных структурах. Физические основы работы спектрометров. Преимущества рентгеновского микроанализа по сравнению с другими методами. Подготовка образцов для рентгеновского микроанализа.

Содержание занятия №8, №9

Сканирующая зондовая микроскопия. Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов. Атомно-силовой микроскоп (АСМ) как способ изучения биологических объектов. Теоретические основы получения изображения в АСМ. Преимущества АСМ перед другими методами микроскопии. Характеристика основных методом АСМ.

Практикум (семинарский)

Семинарское занятие №1 (по главе 1 “Оптическая микроскопия”, теме №1.1 “Микроскоп проходящего света”, теме №1.2 “Стереоскопические микроскопы”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Методы исследования в оптической микроскопии.

· Исследования морфофункциональных особенностей биологических объектов при помощи микроскопов проходящего света и стереоскопических микроскопов.

Семинарское занятие №2 (по главе 1 “Оптическая микроскопия”, теме №1.4 “ Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Устройство и принцип работы конфокального лазерного сканирующего микроскопа.

· Модификации и модели конфокальных лазерных сканирующих микроскопов.

Семинарское занятие №3 (по главе 1 “Оптическая микроскопия”, теме №1.5 “Основные методы, используемые в конфокальной лазерной сканирующей микроскопии”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Иммуноцитохимия и трассирование.

· Формирование изображения (Imaging) и «Живые краски» (флуоресцентные белки).

· Передача энергии посредством флуоресцентного резонанса (FRET).

· Восстановление флуоресценции после фотовыжигания (FRAP).

· Визуализация времени жизни во флуоресцирующем состоянии (FLIM).

· Флуоресцентная корреляционная спектроскопия (FCS).

· Флуоресцентная in situ гибридизации (FISH).

Семинарское занятие №4 (по главе 1 “Оптическая микроскопия”, теме №1.6 “ Исследования морфофункциональных особенностей биологических объектов при помощи конфокальной лазерной сканирующей микроскопии”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Исследование клеток.

· Исследование ультраструктур клетки.

· Исследование молекул.

Семинарское занятие №5 (по главе 2 “Электронная микроскопия”, теме №2.1 “Просвечивающая электронная микроскопия”, теме №2.3 “Растровая сканирующая электронная микроскопия”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Устройство и принцип работы просвечивающего электронного микроскопа.

· Устройство и принцип работы растрового сканирующего электронного микроскопа.

· Модификации, модели просвечивающих и растровых сканирующих электронных микроскопов.

Семинарское занятие №6 (по главе 2 “Электронная микроскопия”, теме №2.2 “Подготовка образцов для просвечивающей электронной микроскопии”, теме №2.4 “Подготовка образцов для растровой сканирующей электронной микроскопии”, теме №2.5 “Исследования морфофункциональных особенностей биологических объектов при помощи электронной микроскопии”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Основные этапы подготовки биологических объектов к просвечивающей электронной микроскопии.

· Оборудование и установки для подготовки биологических объектов к просвечивающей электронной микроскопии.

· Исследование клеток и тканей в растровом сканирующем электронном микроскопе.

· Исследование ультраструктур клетки в просвечивающем электронном микроскопе.

Семинарское занятие №7 (по главе 3 “Аналитическая электронная микроскопия”, теме №3.1 “Спектральный рентгеновский микроанализ”, теме №3.2 “Подготовка образцов для спектрального рентгеновского микроанализа”, теме № 3.3 “Исследование морфофункциональных особенностей биологических объектов при помощи рентгеновского микроанализа”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Физико-технические основы спектрального рентгеновского микроанализа.

· Основные этапы подготовки биологических объектов к спектральному рентгеновскому микроанализу.

· Изучение локализации и распределения ионов и элементов в биологических объектах.

Семинарское занятие №8 (по главе 4 “Сканирующая зондовая микроскопия”, теме №4.1 “Атомно-силовая микроскопия”, теме №4.2 “Методы сканирующей зондовой микроскопии”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Устройство и принцип работы атомно-силового микроскопа.

· Контактный метод.

· Бесконтактный метод.

· «Полуконтактный» метод.

Семинарское занятие №9 (по главе 4 “Сканирующая зондовая микроскопия”, теме №4.3 “Факторы, влияющие на качество сканирующей зондовой микроскопии”, теме №4.4 “Исследования морфофункциональных особенностей биологических объектов при помощи сканирующей зондовой микроскопии”).

Вопросы для обсуждения на форуме:

· Основные этапы подготовки биологических объектов к атомно-силовой микроскопии.

· Факторы и артефакты в сканирующей зондовой микроскопии, качество – изображения.

· Исследование клеток и тканей в атомно-силовом микроскопе.

· Исследование ультраструктур клетки в атомно-силовом микроскопе.

· Исследование молекул.

ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ (ДОКЛАДОВ, СООБЩЕНИЙ)

1. Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп в изучении морфофункциональных и биохимических особенностей клеток.

2. Исследование молекулярной организации субклеточных структур при помощи конфокальной лазерной сканирующей микроскопии

3. Использование сканирующего электронного микроскопа в изучении нормальных и измененных органов, тканей и клеток.

4. Просвечивающая электронная микроскопия как метод оценки морфологических особенностей ультраструктур клетки.

5. Анализ локализации и распределения элементов в клетке при помощи спектрального рентгеновского микроанализа.

6. Атомно-силовая микроскопия в исследовании морфологических и функциональных особенностей поверхности клеток.

Дата добавления: 2014-11-29