ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διατήρηση της Βιοποικιλότητας και Αειφορική Εκμετάλλευση Αυτοφυών Φυτών (ΒΑΦ)» Ακαδημαϊκό έτος , Εαρινό εξάμηνο Αίθουσα 8.20 ΟΠΤΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ Διδάσκων: Ελευθέριος Π. Ελευθερίου Καθηγητής Βοτανικής Τμήμα Βιολογίας Σχολή Θετικών Επιστημών Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

2 Η πρώτη μικροσκοπική παρατήρηση κυττάρων Robert Hook (Άγγλος). 1665: Micrographia cells Raven et al. 1999

3 Ernst Abbe ( ): ο θεωρητικός θεμελιωτής της οπτικής μικροσκοπίας και οραματιστής της ηλεκτρονικής 1873 "Η Θεωρητική Βάση της Κατασκευής Μικροσκοπίων" 1889: ίδρυσε το ίδρυμα Carl-Zeiss-Stiftung (Foundation) Carl Zeiss ( ): ο εφαρμοστής τη θεωρία Abbe και κατασκευαστής των καλύτερων οπτικών μικροσκοπίων Γερμανοί (Jena) European Microscopy & Society, 1989, 1 st issue

4 1989: 100 χρόνια Carl Zeiss Foundation

5 Μικροσκοπία Οπτική (ΟΜ) Φως Τύποι Σύνθετο μικροσκόπιο Στερεοσκόπιο ή ανατομικό μικροσκόπιο Ηλεκτρονική (ΗΜ) Δέσμη ηλεκτρονίων Τύποι ΗΜ διέλευσης (ΤΕΜ, transmission electron microscope) ΗΜ σάρωσης (SEM, scanning electron microscope)

6 Σύνθετο οπτικό μικροσκόπιο και στερεοσκόπιο Prospectus

7 Διάταξη ΟΜ Πορεία ακτίνων Prospectus

8 Αντικειμενικοί φακοί Χ3,2 ή Χ5, Χ10, Χ40, Χ63, Χ100 Ξηροί, ελαιοκαταδυτικοί, υδατοκαδυτικοί Προσοφθάλμιοι φακοί Χ10 ή Χ12,5 Μεγέθυνση: αντικειμενικός Χ προσοφθάλμιος

9 Δημιουργία εικόνας θεωρία Ernst Abbe Διάθλαση φωτεινών ακτίνων Διακριτική ικανότητα ή δύναμη ανάλυσης (δ) δ ΟΜ = 0,61 λ n ημ α 0,61 = σταθερά λ = μήκος κύματος χρησιμοποιούμενου φωτός n= δείκτης διάθλασης μέσου μεταξύ φακού και αντικειμένου n.ημ α = Αριθμητικό Άνοιγμα (ΑΑ) ποιοτικό χαρακτηριστικό φακών

10 Η σημασία της γωνίας α Μέγιστη γωνία α = 70 ο ημ 70 ο = 0,94

11 Η διακριτική ικανότητα του ΟΜ δ ΟΜ = 0,61 λ n.ημ α 0,61 Χ 450 nm δ ΟΜ = = ~ 0,3 μm 1,0 X 0,94 Αέρας 0,61 Χ 450 nm δ ΟΜ = = ~ 0,2 μm 1,5 X 0,94 Έλαιο

12 Απόσταση φακών ΟΜ διαφόρου ισχύος από το αντικείμενο Prospectus

13 Εύρος διακριτικής ικανότητας

14 Τύποι σύνθετου ΟΜ Φωτεινού πεδίου (κοινή μικροσκοπία) Πολωτικό Αντίθεσης φάσεων Συμβολής αντίθεσης (DIC) Φθορισμού Συνεστιακό

15 Μικροσκοπία φωτεινού πεδίου Zeiss Leica Axiostar Prospectus

16 Μικροσκοπία φωτεινού πεδίου: εγκάρσια τομή ρίζας Arabidopsis Αδαμάκης Ι.-Δ.

17 Μικροσκοπία φωτεινού πεδίου: κόκκινη πιπεριά Ελευθερίου Ε.Π.

18 Πολωτική μικροσκοπία Αναλυτής Πολωτής

19 Πολωτική μικροσκοπία Αμυλόκοκκοι πατάτας Φωτεινό πεδίο Πολωτικό Ελευθερίου Ε.Π., Strasburger 2002

20 Μικροσκοπία αντίθεσης φάσεων Frits Zernike ( ) Ολλανδός Νομπέλ Φυσικής 1953 Hall et al. 1982

21 Φωτεινού πεδίου Αντίθεσης φάσεων Wikipedia

22 Μικροσκοπία DIC (differential interference contrast) ή μικροσκοπία Nomarski - Βασική αρχή Πολωμένο 0 ο Πολωμένο 0 ο Φυσικό φως Πολωμένο 45 ο Πολωμένο 135 ο Πολωμένο 135 ο Πολωτής 45 ο 1 ο πρίσμα Wollaston- Nomarski Αντικειμενοφόρος και δείγμα Συμπυκνωτής Αντικειμενικός Πολωμένο 90 ο Πολωμένο 90 ο 2 ο πρίσμα Wollaston- Nomarski Αναλυτής 135 ο Αλλαγή φάσης από το δείγμα Πολωνός Wikipedia

23 Σύγκριση μικροσκοπίας DIC και αντίθεσης φάσεων Επιθηλιακό κύτταρο ανθρώπου Κύτταρα νεφρού ποντικού Πολυποειδές Obelia DIC Αντίθεσης φάσεων Internet

24 Ζωντανή ρίζα Arabidopsis thaliana, DIC Αδαμάκης Ι.-Δ.

25 Οι φάσεις της μίτωσης σε ζωντανό κύτταρο τρίχας στήμονα του φυτού Tradescantia σε διαδοχικούς χρόνους -DIC Hepler P.K.

26 Μικροσκοπία φθορισμού: βασική αρχή Φάσματα διέγερσης και εκπομπής

27 Βασική διάταξη μικροσκοπίας επιφθορισμού Φίλτρο διέγερσης Φίλτρο φραγής Μονοχρωματικό φως Διχροϊκό κάτοπτρο Alberts et al. 1989

28 Αυτοφθορισμός χλωροπλαστών Χρώμα σε φυσικό φως Αυτοφθορισμός Gunning 2004

29 Φθοροχρώματα Φλουορεσκεΐνη FITC = fluorescein isothiocyanate Τετραμεθυλ-ροδαμίνη TRITC = tetramethyrhodamine isothiocyanate Alberts et al. 1989

30 Ανοσοεντοπισμός σωληνίνης με FITC-αντίσωμα Φθοροεντοπισμός ακτίνης με φαλλοϊδίνη-ροδαμίνη Vigna angularis Zea mays Eleftheriou et al. unpublished

31 Ανοσοεντοπισμός σωληνίνης και ακτίνης. Φθοροχρώση πυρήνα Μικροσωληνίσκοι Μικρονημάτια ακτίνης Χρωματοσώματα Μεσοφασικό κύτταρο ρίζας κρεμμυδιού: ταυτόχρονος εντοπισμός σωληνίνης, ακτίνης και DNA Ελευθερίου Ε.Π.

32 Σύγκριση εικόνων διαφόρων μορφών οπτικής μικροσκοπίας Φωτεινού πεδίου Φθορισμού DIC Πολωτικό McLeish J., Ελευθερίου Ε.Π., Bajer A.S., Wanner G.

33 Σύγχρονο ερευνητικό μικροσκόπιο ZEISS AxioImager.Z2 Εργαστήριο Βοτανικής, Τμήμα Βιολογίας, Α.Π.Θ. Ελευθερίου Ε.Π.

34 Συνεστιακή μικροσκοπία σάρωσης ακτίνων laser (CLSM, confocal laser scanning microscopy) Γενική αρχή Σάρωση δείγματος σε πολλά επίπεδα Οπτικές τομές πάχους 0,20-0,60 μm

35 CLSM Nikon Eclipse 80i, Κτηνιατρική Σχολή, Α.Π.Θ. Φωτο: Ελευθερίου Ε.Π.

36 Συμβατική μικροσκοπία φθορισμού Συνεστιακή μικροσκοπία White et al. 1987

37 Διαδοχικές οπτικές τομές CLSM σε γυρεόκοκκο Internet

38 CLSM: προπρόφαση στη φακή α β γ Αδαμάκης Ι.-Δ.

39 Προ-πρόφαση Πρόφαση Μεσόφαση Μετάφαση Kυτταρικός κύκλος στο κρεμμύδι (Allium cepa) Τελόφαση / Κυτοκίνηση Ανάφαση Αδαμάκης Ι. Δ., Ελευθερίου Ε.Π.