Detail předmětu

Mikroskopická zobrazovací technika

FEKT-MPC-MZTAk. rok: 2019/2020

Předmět je koncipován jako detailní přehled technik v oblasti světelné mikroskopie. Důraz je kladen na korektní a přiměřené objasnění základních pojmů. Předmět pokrývá oblast teorie světelné mikroskopie včetně pokročilých zobrazovacích technik.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat prostorové šíření elektromagnetické vlny,
- vyjmenovat a vysvětlit význam jejich parametrů,
- definovat základní pojmy z optiky,
- aplikovat Fresnelovy koeficienty pro konkrétní případy,
- popsat jednoduchý optický systém maticovým zápisem,
- popsat princip světelného mikroskopu,
- popsat funkci jednotlivých komponent mikroskopu,
- posoudit základní optické vady a jejich vliv na výsledný obraz,
- srovnat vlastnosti polarizační mikroskopie, temného pole, fázového kontrastu a Nomarského kontrastu,
- popsat stavbu a aplikace fluorescenčního mikroskopu,
- popsat stavbu a aplikace laserového konfokálního mikroskopu,
- vysvětlit princip dvou-fotonové mikroskopie,
- vysvětlit princip TIRF metody,
- diskutovat, porovnat a vybrat detektory světelného záření.
- vybrat vhodnou mikroskopickou techniku pro danou aplikaci.

Prerekvizity

Student by měl být schopen vysvětlit základní optické zákony a měl by znát základy popisu elektromagnetického pole. Měl by mít také dostatečný matematický základ v oblasti maticového počtu. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

D. B. Murphy Fundamentals of light microscopy and electronic imaging, Wiley-Liss, 2001
P. Mouroulis Visual Instrumentation, McGraw-Hill, 1999
J. Kuběna, Úvod do optiky, MU Brno 1994, skriptum

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává 10 protokolů z laboratorních cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení protokolů z laboratoří: 0 - 40 bodů
Hodnocení závěrečné zkoušky: 0 - 60 bodů
Závěrečná zkouška je zaměřena na testování znalostí jednotlivých principů ve světelné mikroskopii.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základy geometrické a vlnové optiky.
2. Fresnelovy koeficienty.
3. Maticový popis optických systémů.
4. Oko jako optický systém.
5. Základní konstrukční řešení mikroskopu.
6. Detektory - lavinové diody, fotonásobiče, CCD, CMOS, hybridní detektory, princip funkce a parametry.
7. Mikroskopie temného pole.
8. Fázový kontrast - princip vzniku kontrastu v obraze.
9. Stereomikroskopie.
10. Nomarského diferenciální interferenční kontrast.
11. Hoffmanův modulační kontrast.
12. Fluorescenční mikroskopie.
13. Laserová skenovací (konfokální) mikroskopie.
14. Dvoufotonová a vícefotonová mikroskopie. TIRF mikroskopie.
15. Optická koherentní mikroskopie.
16. Speciální fluorescenční mikroskopické techniky.
17. Moderní a superrozlišovací mikroskopické techniky - STED, STORM/PALM, SIM.
18. Základy elektronové mikoskopie.

Cíl

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní orientaci v oblasti světelné mikroskopie, jednotlivých technikách a jejich principech a také využití v medicínských a biologických aplikacích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní praktika jsou povinná a v případě omluvené absence je možná náhrada poslední výukový týden po domluvě s vyučujícím.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BTB magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning