Dette kurset gir en omfattende innføring i prinsippene og de praktiske anvendelsene av lys- og fluorescensmikroskopi i biologisk forskning. Studentene vil tilegne seg både teoretisk kunnskap og praktisk forståelse av moderne avbildningsteknikker, med et sterkt fokus på bruken av disse i moderne eksperimentelle arbeidsflyter.
Et sentralt trekk ved kurset er den unike muligheten til å lære og forstå hvordan avanserte mikroskopimetoder brukes i reelle forskningsmiljøer. Det legges vekt på eksperimentell design, bildeopptak og datatolkning, slik at studentene kan forstå de grunnleggende konseptene, kritisk evaluere og effektivt bruke fluorescensbaserte avbildningsmetoder i sitt eget vitenskapelige arbeid.
• Introduksjon, drøfting av kurskrav (teller ikke med i obligatorisk oppmøte)
• Milepæler i utviklingen av mikroskopiteknikker. Optisk tog i mikroskopet: fordeler og ulemper med inverse og oppreiste systemer. Bildedannelse i mikroskopet, numerisk apertur og oppløsning.
• Bildedannelse i mikroskopet, numerisk apertur og oppløsning. Punktspredningsfunksjonen. Kondensoren og korrekt Köhler-belysning. Type og valg av objektiver. Kontrastforbedring i optisk mikroskopi: fasekontrast og DIC-avbildning. Praktisk bruk og begrensninger i lysfeltmikroskopi.
• Grunnleggende konsepter i fluorescensmikroskopi. Hovedkarakteristikker for fluorokromer og fluorescerende proteiner. Optiske highlighter-fluorescerende proteiner: fotoaktivering, fotokonvertering og fotosvitsjing.
• Optiske elementer i et fluorescerende mikroskop: filtre, fluorescerende lyskilder. Valg av riktige filtre: krysstale og gjennomblødning i fluorescerende mikroskopi. Spektral avbildning og lineær avblanding.
• Optisk seksjoneringsmikroskopi I. Dekonvolusjon. Strukturert belysningsmikroskopi (SIM). Prinsipper for konfokalmikroskopi.
• Optisk seksjoneringsmikroskopi II. Punktskannings- og roterende diskkonfokalmikroskopi. To- og multifotonmikroskopi. Lysplatemikroskopi.
• Fluorescensmikroskopi av levende celler. Tekniske og praktiske hensyn og begrensninger. Optimalisering av signal-til-støy-forhold i avbildning av levende celler. FRET-mikroskopi: undersøkelse av protein-protein-interaksjoner.
• Bruk og betydning av fluorescerende biosensorer (Ca-avbildning, pH og ionselektive målinger). Fotoaktivering og fotobleking: FRAP, FLIM: bruk av optiske highlightere i mikroskopi. Anvendelser av levende celler og tolkning av dataene.
• Superoppløsning i fluorescensmikroskopi – de grunnleggende konseptene. SR-SIM-, STED-, STORM- og PALM-mikroskopi.
Etter endt kurs vil studenten kunne forstå og anvende de grunnleggende prinsippene for lys- og fluorescensmikroskopi, og kritisk vurdere mulighetene og begrensningene til viktige avbildningsmodaliteter som brukes i moderne biologisk forskning. Studenten vil kunne velge passende mikroskopiteknikker for spesifikke eksperimentelle spørsmål, tolke fluorescensbaserte avbildningsdata og gjenkjenne de praktiske hensynene involvert i levende celleavbildning og avanserte superoppløsningsmetoder.
Bakgrunn i biologi, som en bachelorgrad i biologi eller et beslektet felt, er nødvendig for å kunne studere kursmaterialet fullt ut, men forkunnskaper i mikroskopi eller fysikk er ikke obligatorisk. Dette kurset anbefales spesielt for studenter som er interessert i anvendelsen av lys- og fluorescensmikroskopiteknikker ved å forstå kjerneprinsippene deres.
Kurset er utformet for å gi en praktisk forståelse av lysmikroskopimetoder som er nødvendige for å designe og forstå deres anvendelser. Nettbaserte veiledningsvideoer, forelesningsmateriell og interaktive gGroup-diskusjoner støtter aktiv læring og fremmer en dypere konseptuell forståelse av stoffet.
• nettsteder med veiledning på nett (se lenkene i presentasjonene) som iBiology
• anbefalt lærebok: Sanderson: Understanding light microscopy, 2019, Wiley
• forelesningspresentasjoner, inkludert lenker til hjemmesiden
Kurset integrerer forelesninger med interaktive gruppeaktiviteter for å støtte en grundig forståelse av de molekylære og cellulære aspektene ved hvordan nevroner fungerer og tilpasser seg miljøet. Hver økt kombinerer passiv og aktiv læring i en strukturert tilnærming:
1. Forberedelse før forelesningen: Studentene blir bedt om å gjennomgå utdelingsark og anbefalt lesestoff på forhånd, noe som muliggjør mer engasjert og effektiv deltakelse. Diskusjonsemner gis på forhånd for å støtte individuell forberedelse så vel som gruppediskusjoner.
2. Forelesninger: Kjernebegreper formidles gjennom hybridforelesninger (som skal tas opp i Teams). Sentrale temaer introduseres i gruppediskusjoner (se neste punkt) og syntetiseres deretter i en forelesningsoversikt, veiledet av instruktøren.
3. Gruppediskusjoner i grupperom: Samarbeidsdiskusjoner i Teams lar studentene samhandle med jevnaldrende, stille spørsmål og få en dypere forståelse, strukturert for å oppmuntre til aktiv deltakelse fra alle.
4. Supplerende nettressurser: Lærebøker, forelesningsopptak og tilleggsressurser støtter læring utenfor klasserommet og forbereder studentene til muntlig eksamen.
Denne utfordringsbaserte, studentsentrerte og teknologiforbedrede tilnærmingen sikrer at studentene får både teoretisk kunnskap og praktisk innsikt, noe som forbereder dem på avanserte studier og forskning. Gruppediskusjoner fremmer tverrfaglige ferdigheter og fremmer interkulturell læring. Et inkluderende miljø vektlegges gjennom likeverdig deltakelse, støttemateriell for ulike læringsstiler og åpenhet fra instruktørenes side for tilbakemeldinger, noe som skaper et innbydende rom der alle studenter kan dra nytte av sin aktive deltakelse.
Utskrift av journaler