现代显微成像技术在细胞生物学研究中的应用（2019年8月25日-9月2日开课）.pdf

现代显微成像技术在细胞生物学研究中的应用 Modern Microscopy in Cell Biology 显微成像作为观察微观世界的主要手段，近些年来技术突飞猛进。细胞生物 学是生命科学研究持续发展的重要基础，其研究成果不断地为临床应用提供新的 药用靶位；近些年得益于显微成像技术的进步，发展迅速。为开阔学生的视野， 使其能有效地利用各类设备推动科研工作的深入，为协同合作营造开放的氛围， 特申请继续本课程。 课程将突出实用性，在集中授课期间，理论讲授（邯郸校区）与实际上机操 作（张江，实验课共计 21 学时）相结合。通过接触样机，对相同样品选择不同 的设备来进行观察、比较，深入理解各台设备的工作原理。课程面向高年级本科 生和硕士生、博士生，关注理工医多学科间的渗透，多维度开展教学。选课前需 完成了本科阶段《细胞生物学》的学习。 此次开课将继承前六次 FIST 显微镜课程的成功经验，我们将：开展荧光细 胞样品制备的训练；把上机操作安排在实际应用举例之前，使学生在充分理解显 微镜原理并动手操作后再讨论具体的前沿科学应用。本次将继续加强学习过程中 学生间互动，以学生为中心，切实提高学习成效。课程共计 66 学时，完成课程 后给予 3 学分。 课程一贯由一线科研人员主持，多人次获“千人计划”、 “杰青”、 “长江”、 担任项目首席科学家，科研经验丰富，确保课程内容的时效性、实战性和前瞻性。 教师风采 蔡亮，研究员 综合运用各类显微成像技术探索细胞与环境作用的机制。2011 年入选中组部“青年千人计划”。2013 年毕业于复旦大学青年教 师研修班。2013~2018 年主持 FIST 显微镜课程共六期，获学员的 广泛好评。本课程中负责理论传授和上机实习。 孙育杰，研究员（北京大学） 使用超分辨成像和活细胞成像，研究基因随机表达过程在干细胞 分化中的作用。2011 年入选中组部“青年千人计划”，2018 年 获“杰青”。本课程中负责单分子成像、超分辨率成像等前沿讨 论。 欧光朔，研究员（清华大学） 利用活体显微成像方法，实时记录神经细胞的发育过程，深入 对细胞不对称分裂，细胞迁移和细胞凋亡等分子机制的理解。 2011 年入选中组部“青年千人计划”，2013 年获第一届千人专 家“青科奖”，2015 年获“杰青”。本课程中负责细胞器成像、 线虫成像等前沿讨论。 姚雪彪，教授（中国科技大学） 教育部首批长江特聘教授，“杰青”获得者。长期从事细胞分 裂调控的研究。本课程中负责细胞骨架成像、斑马鱼成像等前 沿讨论。 课程设置 日期 星期 节次 2-4 8/25 周日 6-8 2-4 8/26 周一 6-8 2-4 8/27 周二 6-8 11-13 8/28 周三 1-9 8/29 周四 1-9 8/30 周五 8/31 周六 9/1 周日 9/2 周一 学分：3 学分 上课内容 光的特性，成像原理，显微镜的分辨率 显微镜的基本部件，各部件的光学特性 （由 Olympus 提供 相关硬件） 相机的分类及工作原理，成像中噪音的控制，成像误差的来 源 （由 Andor 提供相关硬件） 荧光显微镜的组成，滤光片和光源的选择，荧光样品制备的 理论知识 （由 Semrock 提供相关硬件） 荧光染料，荧光蛋白及其他的遗传标记技术 共聚焦显微镜、TIRFM、SPIM、超高分辨率显微镜的设计原 理和应用场景 实验室：样品制备（培养细胞的荧光染色） 上机操作 I （落射、共聚焦、Phase & DIC、TIRF/FRAP 等， 由 Olympus 提供相关设备） 上机操作 II （落射、共聚焦、Phase & DIC、TIRF/FRAP 等， 由 Olympus 提供相关设备） 授课教师 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 蔡亮 2-4 超高分辨率显微成像，多途径研究核内动态 孙育杰 6-8 冷冻电镜解析能力提高的技术原因和实践应用举例 孙育杰邀请 2-4 类器官与人类疾病 蔡亮邀请 6-8 线虫成像，高通量研究胚胎发育 欧光朔邀请 2-4 线虫成像，研究神经细胞发育 欧光朔 6-8 细胞骨架成像，多途径研究微管动态 姚雪彪 2-4 小鼠成像，实时研究脑功能 姚雪彪邀请 6-8 样片点评，图像分析 蔡亮 学时：66 学时，其中实验课学时 21 基础知识要求：学生需完成了本科阶段《细胞生物学》的学习，有实际的将显微 成像技术用于研究需求为佳。 上课时间：2019 年 8 月 25 日至 9 月 2 日 上课地点：邯郸校区立人生物楼 107，张江校区附近奥林巴斯显微光学培训中心 课程协调员：裘丽珍，邮箱 cell@fudan.edu.cn，电话 13917477221 选课网址： http://register.fudan.edu.cn/p/publish/show.html?queryType=set&searchName= paidInfo.search&projectId=71928 参考资料 本课程目前没有编纂的教材，以互联网资源为主要参考资料，相关内容如下： 1. Introduction  What Can You Learn with a Light Microscope? https://www.ibiology.org/talks/light-microscopy/ 2. Transmitted Light Microscopy  Lenses and Image Formation https://www.ibiology.org/talks/refractive-lenses/  Microscope Imaging and Koehler Illumination https://www.ibiology.org/talks/microscope-imaging-koehler-illumination/  Resolution in Microscopy https://www.ibiology.org/talks/resolution-of-a-microscope/  Dark Field, Phase Contrast, Polarization and Differential Interference Contrast (DIC) Microscopy https://www.ibiology.org/talks/phase-contrast-microscopy/ https://www.ibiology.org/talks/polarization-microscopy/ https://www.ibiology.org/talks/differential-interference-contrast/ 3. Collecting and Analyzing Images  Cameras and Digital Image Analysis https://www.ibiology.org/talks/photosensitive-detectors/ https://www.ibiology.org/talks/cameras-detectors-ii/ https://www.ibiology.org/talks/digital-images/ https://www.ibiology.org/talks/image-analysis/ 4. Fluorescence Microscopy  Introduction to Fluorescence Microscopy https://www.ibiology.org/talks/fluorescence-microscopy/  Fluorescent Probes https://www.ibiology.org/talks/fluorescent-probes/  Fluorescent Proteins https://www.ibiology.org/talks/fluorescent-proteins/ https://www.ibiology.org/talks/fluorescent-protein-indicators/  Optical Sectioning and Confocal Microscopy https://www.ibiology.org/talks/confocal-microscopy/  Measuring Dynamics: Photobleaching and Photoactivation https://www.ibiology.org/talks/photobleaching-and-photoactivation/ 5. Super-Resolution Microscopy https://www.ibiology.org/talks/stimulated-emission-depletion/ https://www.ibiology.org/talks/super-resolution-localization-microscopy/ https://www.ibiology.org/talks/structured-illumination-microscopy/