Denna kurs ger en omfattande introduktion till principerna och de praktiska tillämpningarna av ljus- och fluorescensmikroskopi inom biologisk forskning. Studenterna kommer att förvärva både teoretiska kunskaper och praktisk förståelse för moderna avbildningstekniker, med särskilt fokus på hur dessa används i dagens experimentella arbetsflöden.
Ett centralt inslag i kursen är den unika möjligheten att lära sig och förstå hur avancerade mikroskopimetoder tillämpas i verkliga forskningssammanhang. Tonvikten ligger på experimentell utformning, bildinsamling och datatolkning, vilket gör det möjligt för studenterna att förstå de grundläggande begreppen, kritiskt utvärdera och effektivt använda fluorescensbaserade avbildningsmetoder i sitt eget vetenskapliga arbete.
• Introduktion med genomgång av kursens krav (räknas inte som obligatorisk närvaro)
• Milstolpar i utvecklingen av mikroskopitekniker. Mikroskopets optiska system: fördelar och nackdelar med omvända och upprättstående system. Bildbildning i mikroskopet, numerisk apertur och upplösning.
• Bildbildning i mikroskopet, numerisk apertur och upplösning. Punktutbredningsfunktionen. Kondensorn och korrekt Köhler-belysning. Typ och val av objektiv. Kontrastförbättring i optisk mikroskopi: faskontrast och DIC-avbildning. Praktisk användning och begränsningar vid ljusfältsmikroskopi.
• Grundläggande begrepp inom fluorescensmikroskopi. Huvudsakliga egenskaper hos fluorokromer och fluorescerande proteiner. Optiska markörproteiner: fotoaktivering, fotokonvertering och fotokoppling.
• Optiska komponenter i ett fluorescensmikroskop: filter, fluorescerande ljuskällor. Val av rätt filter: överhörning och genomsläpp i fluorescensmikroskopi. Spektral avbildning och linjär avblandning.
• Optisk snittmikroskopi I. Dekonvolution. Strukturerad belysningsmikroskopi (SIM). Principer för konfokalmikroskopi.
• Optisk snittmikroskopi II. Punktavbildning och konfokalmikroskopi med roterande skiva. Två- och flerfotonmikroskopi. Ljusarksmikroskopi.
• Fluorescensavbildning av levande celler. Tekniska och praktiska överväganden samt begränsningar. Optimering av signal-brusförhållandet vid avbildning av levande celler. FRET-mikroskopi: undersökning av protein-protein-interaktioner.
• Användning och betydelse av fluorescerande biosensorer (Ca-avbildning, pH- och jon-selektiva mätningar). Fotoaktivering och fotoblekning: FRAP, FLIM: användning av optiska markörer inom mikroskopi. Tillämpningar på levande celler och tolkning av data.
• Superupplösning inom fluorescensmikroskopi – de grundläggande begreppen. SR-SIM-, STED-, STORM- och PALM-mikroskopi.
Vid kursens slut kommer deltagaren att kunna förstå och tillämpa de grundläggande principerna för ljus- och fluorescensmikroskopi samt kritiskt utvärdera möjligheterna och begränsningarna hos de viktigaste avbildningsmetoderna som används inom modern biologisk forskning. Deltagaren kommer att kunna välja lämpliga mikroskopitekniker för specifika experimentella frågeställningar, tolka fluorescensbaserade avbildningsdata och förstå de praktiska aspekterna som är förknippade med avbildning av levande celler och avancerade metoder för superupplösning.
En bakgrund inom biologi, till exempel en kandidatexamen i biologi eller ett närliggande ämne, krävs för att fullt ut kunna ta till sig kursmaterialet, men förkunskaper inom mikroskopi eller fysik är inte nödvändiga. Kursen rekommenderas särskilt för studenter som är intresserade av tillämpningen av ljus- och fluorescensmikroskopitekniker genom att förstå deras grundläggande principer.
Kursen är utformad för att ge en praktisk förståelse för de ljusmikroskopimetoder som krävs för att utforma och förstå deras tillämpningar. Online-instruktionsvideor, föreläsningsmaterial och interaktiva gruppdiskussioner stödjer aktivt lärande och främjar en djupare begreppsmässig förståelse av materialet.
• webbplatser med självstudiekurser (se länkarna i presentationerna) såsom iBiology
• rekommenderad lärobok: Sanderson: Understanding light microscopy, 2019, Wiley
• föreläsningspresentationer, inklusive länkar till hemsidor
Kursen kombinerar föreläsningar med interaktiva gruppaktiviteter för att främja en djupgående förståelse av de molekylära och cellulära aspekterna av hur nervceller fungerar och anpassar sig till omgivningen. Varje tillfälle kombinerar passivt och aktivt lärande enligt ett strukturerat tillvägagångssätt:
1. Förberedelser inför föreläsningen: Studenterna ombeds att i förväg gå igenom utdelat material och rekommenderad litteratur, vilket möjliggör ett mer engagerat och effektivt deltagande. Diskussionsämnen tillhandahålls i förväg för att underlätta såväl individuella förberedelser som gruppdiskussioner.
2. Föreläsningar: Grundläggande begrepp förmedlas genom hybridföreläsningar (som spelas in i Teams). Viktiga ämnen introduceras i gruppdiskussioner (se nästa punkt) och sammanfattas sedan i en föreläsningsöversikt under ledning av läraren.
3. Gruppdiskussioner i breakout-rum: Samarbetsinriktade diskussioner i Teams ger studenterna möjlighet att interagera med kurskamrater, ställa frågor och fördjupa sin förståelse, och är utformade för att uppmuntra aktivt deltagande från alla.
4. Kompletterande online-resurser: Läroböcker, inspelningar av föreläsningar och ytterligare resurser stöder inlärningen utanför lektionerna och förbereder studenterna inför den muntliga tentamen.
Detta utmaningsbaserade, studentcentrerade och teknikstödda tillvägagångssätt säkerställer att studenterna får både teoretisk kunskap och praktiska insikter, vilket förbereder dem för vidare studier och forskning. Gruppdiskussioner främjar tvärgående färdigheter och interkulturellt lärande. En inkluderande miljö betonas genom rättvis deltagande, stödmaterial för olika inlärningsstilar och lärarens öppenhet för feedback, vilket skapar en välkomnande miljö där alla studenter kan dra nytta av sitt aktiva deltagande.
Studieutdrag