Předmět: Elektronová mikroskopie v bilogii

» Seznam fakult » PRF » KBI
Název předmětu Elektronová mikroskopie v bilogii
Kód předmětu KBI/M206
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Benada Oldřich, RNDr. CSc.
Obsah předmětu
Struktura kurzu: 1. Základy elektronové mikroskopie - mikroskopické metody zkoumání biologických objektů; výhody a omezení optických mikroskopických metod; vlastnosti světelného záření; základní pojmy charakterizující mikroskopické metody: zvětšení, rozlišení; historický přehled vývoje elektronové mikroskopie 2. Základní pojmy elektronové mikroskopie - fyzikální principy EM; fyzikální vlastnosti elektronů; konstrukce elektronových mikroskopů; rozdíly mezi transmisní elektronovou mikroskopií a rastrovací elektronovou mikroskopií; omezení EM vycházející z konstrukce přístrojů; principy vakuové techniky; rozlišení elektronového mikroskopu 3. Transmisní elektronový mikroskop - konstrukce; jednotlivé části; základní ovládání přístroje uživatelem; jednotlivé typy signálů generované elektronovým paprskem a jejich využití z získávaní obrazu; princip zvětšení v TEM; typické módy práce transmisního elektronového mikroskopu. 4. Rastrovací elektronový mikroskop (SEM) - konstrukce; jednotlivé části; základní ovládání přístroje uživatelem; jednotlivé typy signálů generované elektronovým paprskem a jejich využití z získávaní obrazu; princip zvětšení v SEM; typické módy práce rastrovacího elektronového mikroskopu 5. Metody zkoumání biologických vzorků - lupy; binolupy; optické mikroskopy; elektronové mikroskopy; mikroskopy atomárních sil 6. Příprava preparátů biologických vzorků pro elektronovou mikroskopii - sušené archivní vzorky (materiál z herbářů, entomologických sbírek, apod); živý materiál, fyzikální a chemické metody jeho zpracovávání; biologické pufry, základy fixace, odvodňování a preparace povrchů; minimalizace vzniku artefaktů, rozlišení biologických vzorků 7. Záznam obrazu v rastrovacím elektronovém mikroskopu - principy tvorby a záznamu obrazu v TEM; základy digitálního zobrazování; rozlišení digitálního obrazu; kalibrace digitálního záznamu; ukládání a archivace digitálních snímků 8. Záznam obrazu v rastrovacím elektronovém mikroskopu - principy tvorby a záznamu obrazu v SEM; základy digitálního zobrazování; rozlišení digitálního obrazu; kalibrace digitálního záznamu; ukládání a archivace digitálních snímků 9. Zpracování digitálních mikroskopických dat ? software pro záznam a úpravu obrazu elektronových mikroskopů; základy analýzy obrazu, komerční a volně dostupný software pro úpravu snímků; publikování mikroskopických obrazů; etika při finální úpravě digitálních záznamů, požadavky pro úpravu digitálních obrazů pro presentace a publikování v elektronických i tištěných médiích 10. Praktické ukázky práce na elektronových mikroskopech - práce v jednotlivých zobrazovacích režimech elektronových mikroskopů, použití jednotlivých detektorů signálu pro záznam obrazových dat z konkrétních preparátů 11. Příprava jednoduchých biologických preparátů a jejich analýza v elektronovém mikroskopu.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednášení, Demonstrace, Laborování
Výstupy z učení
Absolvováním kursu by studenti měli získat základní informace o elektronové mikroskopii v biologii i o konstrukci a funkcích transmisního (TEM) a rastrovacího (SEM) elektronového mikroskopu. Studenti by měli porozumět hlavním rozdílům mezi transmisní a rastrovací elektronovou mikroskopií, technice záznamu digitálního obrazu v TEM i SEM, jeho zpracovávání, analýzy a uchovávání (archivaci). Dále by měli získat teoretické i praktické zkušenosti s přípravou preparátů biologického materiálu pro studium jeho ultrastruktury i povrchu (topologických vlastností). Součástí kursu bude i digitální zpracovávání zaznamenaných obrazů a jednoduchá analýza obrazových dat za účelem presentací a publikování mikroskopických výsledků.

Předpoklady
Předpokladem pro zápis do kursu je absolvování kursu Biologické laboratorní metody a základní znalost práce s PC. Absolvování Základního mikroskopického praktika je výhodou. Základní znalost angličtiny je nutná.

Hodnoticí metody a kritéria
Písemná zkouška

- aktivní účast na cvičeních (max. 2 neomluvené absence z přednášek) - každý ze studentů v rámci kursu připraví jednoduchý preparát - zápočet formou presentace získaných výsledků
Doporučená literatura
  • Bartl, P.; Delong, A.; Drahoš, V.; Hrivňák, I. & Rosenberg. ), Metody elektronové mikroskopie, Nakladatelství Československé akademie věd, Praha 1964..
  • Edited by M. A. Nasser Hajibagheri. Electron microscopy methods and protocols. Totowa, NJ, USA: Humana Press, 1999. pp.283 (paper)..
  • Joseph Goldstein, Dale E. Newbury, David C. Joy, Charles E. Lyman, Patrick Echlin, Eric Lifshin, Linda C. Sawyer, J.R. Michael (Eds.). Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York/Boston/Dordrecht/London/Moscow, 2003, pp. 689.
  • Kalina T., Pokorný V. Základy elektronové mikroskopie pro biology.. PřF UK Praha, 1981.
  • Krumeich, F. (2016). Properties of Electrons, their Interactions with Matter and Applications in Electron Microscopy (http://www.microscopy.ethz.ch/downloads/Interactions.pdf).
  • Krumeich, F. (2018). Introduction into Transmission and Scanning Transmission Electron Microscopy (http://www.microscopy.ethz.ch/downloads/TEM.pdf).
  • Ludvík, J. Vybrané metody v mikrobiologii, Academia Praha, Cudlín, J., ed., kapitola Elektronová mikroskopie, pp. 54-104.. 1981.
  • Michael J. Dykstra, Laura E Reuss. Biological Electron Microscopy - Theory, Techniques, and Troubleshooting - Second Edition. Kluwer Academic/Plenum December 2003, pp. 534.
  • Proser, V. & kolektiv. Experimentální metody biofyziky, Academia Praha, kapitola Elektronový mikroskop, pp. 276-313. 1989.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr