Charakteristika
Pětidenní teoretický kurz s demonstracemi a praktickými cvičeními pokrývá moderní metodologii světelné a elektronové mikroskopie (včetně principů přípravy biologických preparátů), získání a zpracování digitálního obrazu a stereologie. Součástí kurzu je také úvod do techniky sondové mikroskopie (atomic force microscopy) a její demonstrace. Kurz je určen zejména pro doktorandy a mladé vědecké pracovníky v biomedicínských oborech. Řada oborových komisí kurz započítává do splnění studijních povinností doktoranda. Po absolvování kurzu bude účastník schopen určit, jakou mikroskopickou techniku je vhodné využít pro zodpovězení dané výzkumné otázky. Od tohoto kurzu však neočekávejte podrobné metodické návody a technická zaškolení - to je již určeno pro více specializované kurzy. Kurz bude vyučován v českém jazyce.



Místo konání
Ústav molekulární genetiky AV ČR, Vídeňská 1083, Praha 4 - Krč




Odborní garanti
Prof. Pavel Hozák (ÚMG, AV ČR, v.v.i., Praha)
Dr. Lucie Kubínová (Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i., Praha)
Ing. Jana Nebesářová (Parasitologický ústav AV ČR, v.v.i., České Budějovice)




Obsah kurzu
I. Teoretické základy
Šíření světla a elektronů, optické systémy, vlny, odraz, difrakce, interference, polarizace.
 
II. Světelná mikroskopie
Mikroskop a jeho součásti, formování obrazu, Köhlerovo osvětlení, optické aberace, typy objektivů, fázový kontrast, interferenční kontrast, polarizace, fluorescenční mikroskopie, laserová konfokální mikroskopie, dvoufotonová konfokální mikroskopie, superresoluční mikroskopie, studium dynamických pochodů v živých buňkách, imunofluorescence.
 
III. Elektronová mikroskopie
Vlastnosti elektronů, rozlišovací schopnost, vlnová délka urychleného elektronu, elektron v magnetickém poli. Skenovací elektronový mikroskop: konstrukce, detekce sekundárních a odražených elektronů, tvorba obrazu, vznik rtg. záření a jeho využití pro kvalitativní a kvantitativní mikroanalýzu, příprava biologických preparátů (fixace, odvodnění, sušení preparátů - metoda kritického bodu, mrazové metody přípravy), digitalizace obrazu SEM. Transmisní elektronový mikroskop: konstrukce, tvorba obrazu, interferenční jevy, příprava biologických preparátů (chemické metody - fixace, dehydratace, infiltrace, zalévání, příprava ultratenkých řezů, kontrastování, fyzikální metody - nízkoteplotní postupy, mikrovlny), digitalizace obrazu v TEM. Ultrastrukturální imunoznačení (imunogold). Porovnání fotografického a digitálního záznamu z mikroskopu, CCD kamery. Korelativní mikroskopie. Využití digitalizace a internetu ve virtuální elektronové mikroskopii.
 
IV. Zpracování obrazu
1) Snímání a digitalizace obrazu
Základní pojmy (rozlišení, úrovně šedi, opakovací snímková frekvence), výhody a nevýhody digitálního zpracování, základní ideové schéma digitalizace obrazu. Typy kamer (analogové versus digitální) a jejich významné charakteristiky. Typy digitalizačních karet do PC, tzv. "frame grabbery", základní princip činností. Možnosti použití a dostupnost SW. Konkrétní příklady konfigurací (potencionální dodavatelé) a řešení některých typických problémů. Parametry obrazu (kontrast, šum), histogram. Densitometrická kalibrace. Formáty datových souborů (binární, šedotónový, RGB, HSV, Lab) a komprese (ztrátová, bezztrátová). Filtrace a zpracování obrazu.
 
2) Základní metody segmentace
Detekce oblastí: prahování a růst oblastí, detekce hran: operátory zvýrazňující kontury (Sobel, LoG, DoG), aktivní kontury.

3) Měření geometrických charakteristik digitálního obrazu
Interaktivní metody: poloha, délka, profily, histogramy v ROI. Použití Croftonovy formule pro měření obvodu ve 2D. Interaktivní stereologické metody - systém STESYS a automatické - plocha, obvod, Feretovy průměry, počet, Eulerova charakteristika. Vliv anizotropie objektu a šumu na přesnost měření. 

4) Obrazová analýza a vizualizace ve 3D
Zdroje dat CLSM a MRI, rozměrová kalibrace. Filtrace a segmentace dat. Použití Croftonovy formule pro měření povrchu a délky ve 3D měření. Interaktivní stereologické metody: Fakir probe a Slicer, automatické: objem, počet, povrch a délka ve 3D. Vizualizace: objemové a povrchové ztvárnění.  

V. Stereologie a morfometrie
Tradiční morfometrické metody: měření délek, plochy, obvodu, počtu. Úvod do stereologie. Vzorkování ve stereologii, Cavalieriho princip pro měření objemu, bodová metoda. Příklady stereologických metod pro měření objemu, povrchu, délky a počtu. Metody pro měření délek a povrchu trojrozměrných struktur z tenkých řezů: metoda vertikálních řezů, orientátor. Metody založené na proostřování slinějších řezů: princip disektoru pro počítání trojrozměrných částic (např. buněk), metody pro měření délky prostorových křivek (např. kapilár) a povrchu trojrozměrné struktury.
 





Sponzoři kurzu