Optická mikroskopie a vybrané biofyzikální zobrazovací techniky - NBCM114

• Anglický název: Optical Microscopy and Selected Imaging Techniques in Biophysics
• Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
• Vyučující: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Biofyzika a chemická fyzika

Anotace

čeština

Přednáška seznámi studenty s metodami optická mikroskopie a vybranými biofyzikálními zobrazovacími technikami.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (30.01.2019)

angličtina

Dielectric properties of organic compounds. Complex permittivity, mechanisms of polarization, theory of the static permittivity. Interpretation of the frequency-dependent measurements (Debye's equations), temperature dependencies of the relaxation times. Spectrometers for dielectric measurements, selected applications of the dielectric measurements. Transport of the ions through biological membrane. Principles of optical microscopy. Basic concepts: resolving power of the optical microscope. Overview of the methods and their principles. Light field, dark field, phase contrast, anoptrale microscopy, polarized-light microscopy, Nomarsky's method, Hoffman's modulation contrast, fluorescence microscopy. Videomicroscopy and computer-assisted treatment of image. Confocal microscope, near-field microscope. Special techniques: FRAP, microspectrofluorimetry. Confrontation of the microscopy with the other optical methods used for study of the cell morphology: light scattering, flow-cytometry.

Poslední úprava: MOJZES/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)

Cíl předmětu

čeština

Přednáška poskytuje přehled a stručný úvod do biofyzikálních metod označovaných jako „bioimaging“. Kromě optické mikroskopie jsou to metody pro zobrazování orgánů, anatomických oblastí, tkání a jednotlivých buněk založených na jejich fyzikálních a chemických vlastnostech. Pokrývá biomedicínské aplikace a aplikace typické pro strukturní biologii, např. morfologická zobrazení na základě chemického složení.

Poslední úprava: Mojzeš Peter, doc. RNDr., CSc. (03.01.2017)

angličtina

This course aims to provide students of biophysics with a basic overview of experimental methods based on dielectric, conductive and electrochemical properties of biomolecules and biological structures. The course comprises an introduction to use of advanced methods of optical microscopy in biophysics, as well.

Poslední úprava: MOJZES/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Ústní zkouška.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (14.05.2020)

angličtina

Oral exam.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (14.05.2020)

Literatura

čeština

[1] Atkins, P. W. a Julio De Paula. Fyzikální chemie. Czech Edition. Vysoká

škola chemicko-technologická v Praze, Praha 2013. ISBN 978-80-7080-830-6.

[2] Prosser V. a kolektiv. Experimentální metody biofyziky. Academia, Praha

1989. ISBN 80-200-0059-3.

[3] Murphy D. B., Davidson M. W. Fundamentals of Light Microscopy and

Electronic Imaging. Wiley-Blackwell, New York 2012. ISBN: 978-1-118-38293-6.

[4] Eaton P., West P. Atomic Force Microscopy. Oxford University Press,

Oxford 2010. ISBN: 978-0-19-957045-4

[5] Drexler W., Fujimoto J.G. Optical Coherence Tomography. Springer-Verlag,

Berlin 2008. ISBN: 978-3540775492.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (30.04.2019)

Metody výuky

čeština

Přednáška

Poslední úprava: MOJZES/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)

angličtina

Lecture

Poslední úprava: MOJZES/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Účast na přednáškách.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (14.05.2020)

angličtina

Attendance at lectures.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (14.05.2020)

Sylabus

čeština

Základní pojmy, rozlišovací schopnost optického mikroskopu

Přehled zobrazovacích metod a jejich principů

Světelné pole, temné pole, fázový kontrast, anoptrální mikroskopie

Mikroskopie v polarizovaném světle, Nomarského metoda, Hoffmanův modulační kontrast

Fluorescenční mikroskopie

Videomikroskopie a počítačové zpracování obrazu

Konfokální mikroskop, near-field mikroskop

Speciální mikroskopické techniky, FRAP, mikrospektrofluorimetrie

Srovnání mikroskopie s jinými optickými metodami studia morfologie buněk

Proudová cytometrie

Biomolekulární zobrazovací techniky

Ramanova a IR mikroskopie

Zobrazovací techniky TERS a SERS

Optická skenovací mikroskopie v blízkém poli (SNOM)

Mikroskopie atomárních sil (AFM)

Zobrazovací metody hmotnostní spektroskopie (nano-SIMS)

Akustické zobrazovací metody (ultrazvuk, sonar)

Optická koherentní tomografie (OCT)

Interferometrická rozptylová mikroskopie (iSCAT)

Pozitronová emisní tomografie (PET, HRRT PET)

Metody fluorescenční mikroskopie s vysokým prostorovým rozlišením

Poslední úprava: Mojzeš Peter, doc. RNDr., CSc. (15.02.2019)

angličtina

Basic concepts, resolution of optical microscope

Overview of imaging methods and their principles

Light field, dark field, phase contrast, anoptral microscopy

Polarized light microscopy, Nomarsky method, Hoffman modulation contrast

Fluorescence microscopy

Videomicroscopy and computer image processing

Confocal microscope, near-field microscope

Special microscopic techniques, FRAP, microspectrofluorimetry

Comparison of microscopy with other optical methods of studying cell morphology

Current cytometry

Biomolecular imaging techniques

Raman and IR microscopy

TERS and SERS imaging techniques

Near field optical scanning microscopy (SNOM)

Atomic Force Microscopy (AFM)

Mass spectroscopy imaging methods (nano-SIMS)

Acoustic imaging methods (ultrasound, sonar)

Optical coherence tomography (OCT)

Interferometric scattering microscopy (iSCAT)

Positron emission tomography (PET, HRRT PET)

Methods of fluorescence microscopy with high spatial resolution

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (14.05.2020)