Aquest curs ofereix una introducció completa als principis i les aplicacions pràctiques de la microscòpia òptica i de fluorescència en la recerca biològica. Els estudiants obtindran tant coneixements teòrics com una comprensió pràctica de les tècniques modernes d'imatge, amb un fort enfocament en el seu ús en els fluxos de treball experimentals contemporanis.
Una característica clau del curs és l'oportunitat única d'aprendre i entendre com s'apliquen els mètodes avançats de microscòpia en entorns de recerca reals. Es posa èmfasi en el disseny experimental, l'adquisició d'imatges i la interpretació de dades, cosa que permet als estudiants comprendre els conceptes bàsics, avaluar críticament i utilitzar eficaçment els enfocaments d'imatge basats en fluorescència en el seu propi treball científic.
• Introducció, on es discuteixen els requisits del curs (no comptabilitzen per a l'assistència obligatòria)
• Fites en el desenvolupament de les tècniques de microscòpia. Tren òptic al microscopi: avantatges i inconvenients dels sistemes invers i vertical. Formació d'imatges al microscopi, obertura numèrica i resolució.
• Formació d'imatges al microscopi, obertura numèrica i resolució. La funció de dispersió puntual. El condensador i la il·luminació Köhler correcta. Tipus i elecció d'objectius. Millora del contrast en microscòpia òptica: contrast de fase i imatges DIC. Ús pràctic i limitacions en microscòpia de camp clar.
• Conceptes bàsics en microscòpia de fluorescència. Característiques principals dels fluorocroms i les proteïnes fluorescents. Proteïnes fluorescents de ressaltat òptic: fotoactivació, fotoconversió i fotocommutació.
• Elements òptics d'un microscopi fluorescent: filtres, fonts de llum fluorescent. Elecció dels filtres adequats: diafonia i sagnat en microscòpia fluorescent. Imatges espectrals i desmescla lineal.
• Microscòpia de seccionament òptic I. Deconvolució. Microscòpia d'il·luminació estructurada (SIM). Principis de la microscòpia confocal.
• Microscòpia de seccionament òptic II. Microscòpia confocal de disc giratori i de rastreig puntual. Microscòpia de dos i multifotònics. Microscòpia de làmina de llum.
• Microscòpia d'imatges de cèl·lules vives per fluorescència. Consideracions i limitacions tècniques i pràctiques. Optimització de la relació senyal-soroll en imatges de cèl·lules vives. Microscòpia FRET: investigació de les interaccions proteïna-proteïna.
• Ús i importància dels biosensors fluorescents (imatges de Ca, mesures de pH i selectivitat iònica). Fotoactivació i fotoblanqueig: FRAP, FLIM: ús de ressaltadors òptics en microscòpia. Aplicacions en cèl·lules vives i interpretació de les dades.
• Superresolució en microscòpia de fluorescència: conceptes bàsics. Microscòpia SR-SIM, STED, STORM i PALM.
Al final del curs, l'estudiant podrà comprendre i aplicar els principis fonamentals de la microscòpia òptica i de fluorescència, i avaluar críticament les capacitats i limitacions de les principals modalitats d'imatge utilitzades en la recerca biològica moderna. L'estudiant podrà seleccionar les tècniques de microscòpia adequades per a preguntes experimentals específiques, interpretar dades d'imatge basades en fluorescència i reconèixer les consideracions pràctiques implicades en la imatge de cèl·lules vives i els enfocaments avançats de superresolució.
Es requereixen coneixements de biologia, com ara una llicenciatura en biologia o un camp relacionat, per aprofundir plenament en el material del curs, però no són obligatoris coneixements previs de microscòpia o física. Aquest curs està especialment recomanat per a estudiants interessats en l'aplicació de tècniques de microscòpia òptica i de fluorescència mitjançant la comprensió dels seus principis bàsics.
El curs està dissenyat per proporcionar una comprensió pràctica dels mètodes de microscòpia òptica necessaris per dissenyar i comprendre les seves aplicacions. Els vídeos tutorials en línia, els materials de les classes magistrals i els debats interactius en grup donen suport a l'aprenentatge actiu i promouen una comprensió conceptual més profunda del material.
• llocs web de tutorials en línia (vegeu els enllaços que es donen a les presentacions) com ara iBiology
• llibre de text recomanat: Sanderson: Understanding light microscopy, 2019, Wiley
• presentacions de conferències, incloent-hi enllaços a la pàgina d'inici
El curs integra classes teòriques amb activitats interactives en grup per afavorir una comprensió completa dels aspectes moleculars i cel·lulars de com funcionen les neurones i s'adapten a l'entorn. Cada sessió combina l'aprenentatge passiu i actiu en un enfocament estructurat:
1. Preparació prèvia a la classe magistral: Es demana als estudiants que revisin els apunts i les lectures recomanades amb antelació, cosa que permet una participació més activa i eficaç. Els temes de debat es proporcionen amb antelació per donar suport a la preparació individual, així com a les discussions en grup.
2. Classes magistrals: Els conceptes bàsics es presenten mitjançant classes magistrals híbrides (que s'enregistraran en equips). Els temes clau s'introdueixen en debats en grup (vegeu el punt següent) i després es sintetitzen en una descripció general de la classe magistral, guiada pel professor.
3. Debats en grup a les sales de reunió: els debats col·laboratius a Teams permeten als estudiants interactuar amb els seus companys, fer preguntes i aprofundir en la comprensió, estructurats per fomentar la participació activa de tothom.
4. Recursos en línia suplementaris: llibres de text, enregistraments de classes i recursos addicionals donen suport a l'aprenentatge fora de classe i preparen els estudiants per a l'examen oral.
Aquest enfocament basat en reptes, centrat en l'estudiant i millorat per la tecnologia garanteix que els estudiants adquireixin tant coneixements teòrics com coneixements pràctics, preparant-los per a estudis i investigacions avançats. Les discussions en grup fomenten les habilitats transversals i promouen l'aprenentatge intercultural. Es posa èmfasi en un entorn inclusiu mitjançant la participació equitativa, materials de suport per a diversos estils d'aprenentatge i l'obertura del professor a la retroalimentació, creant un espai acollidor on tots els estudiants es poden beneficiar de la seva participació activa.
Transcripció de registres