Seminarium skierowane było do naukowców chcących poszerzyć wiedzę w zakresie uzyskiwania i interpretacji obrazów mikroskopowych otrzymanych m.in. przy użyciu mikroskopu ZEISS LSM 880 z Airyscan FAST. W programie spotkania znalazły się wykłady oraz warsztaty mikroskopowe. Organizatorami wydarzenia byli: Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŚ, Instytut Chemii UŚ oraz firma Carl Zeiss Sp. z o.o.

Mikroskop ZEISS LSM 880 z Airyscan FAST

Cechą wszystkich mikroskopów jest możliwość oglądania materii w sposób pozwalający na obserwację szczegółów jej budowy, niewidocznych gołym okiem. Rozwój mikroskopii doprowadził do powstania wielu odmian metod obrazowania wykorzystujących różne urządzenia do generowania obrazu dającego się interpretować przez ludzkie oko. Mikroskopy wykorzystujące światło widzialne do generowania obrazów przez wiele dziesięcioleci miały rozdzielczość ograniczoną długością fali światła i niedoskonałościami konstrukcyjnymi. Poprawa rozdzielczości dotyczyła głównie poprawy jakości elementów optycznych. Przełom nastąpił w momencie skonstruowania pierwszego mikroskopu konfokalnego, w którym obraz generowany jest z jednej płaszczyzny fokusowej. Różnica względem klasycznego mikroskopu świetlnego dotyczy również metody oświetlania preparatu. Wiązka światła w mikroskopie konfokalnym, najczęściej pochodząca z laserów o różnej długości fali, jest skupiona i skanuje próbkę. Laserowe mikroskopy konfokalne są obecnie najczęściej wykorzystywane w badaniach biologicznych, włączając w to medycynę i farmację. Warunkiem uzyskania obrazu konfokalnego jest fluorescencja interesujących nas szczegółów struktury. Możliwe jest obrazowanie różnych elementów materii, włącznie z żywymi komórkami czy bakteriami, charakteryzowanie dynamiki procesów np. oddziaływania substancji aktywnych czy też tworzenie obrazów trójwymiarowych struktur.

Mikroskopia konfokalna jest domeną Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UŚ. Znajduje się tam między innymi skanujący laserowy mikroskop konfokalny FluoView FV1000 wyposażony w dodatkowe obiektywy długoogniskowe, które pozwalają na przyżyciowe obserwacje obiektów. Jest to mikroskop odwrócony, wyposażony w trzy lasery, które emitują światło w różnych zakresach widma. Laser diodowy pozwalający na obserwację obiektów w świetle UV oraz dwa lasery gazowe: argonowy, umożliwiający obserwacje w świetle niebieskim, a także helowo-neonowy do obserwacji w świetle zielonym.

Zakres badań prowadzonych na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska z zastosowaniem mikroskopu konfokalnego jest bardzo szeroki. Badane są zarówno obiekty bardzo małe, np. bakterie czy chromosomy, jak i większe, np. merystemy, aż po całe organy, np. liście czy korzenie. Mikroskop konfokalny znajduje zastosowanie w badaniach cytologicznych, cytogenetycznych, histologicznych i histochemicznych. Najczęściej wykorzystywaną metodą w mikroskopii konfokalnej jest immunochemiczne barwienie materiału z zastosowaniem przeciwciał znakowanych fluorochromami. Wykorzystuje się ją do badań składników ścian komórkowych, cytoszkieletu oraz białek struktury. Coraz bardziej popularne w ostatnim czasie są linie transgeniczne roślin z zastosowaniem markerów genetycznych w postaci białek fluorescencyjnych, takich jak białko zielonej fluorescencji, GFP. Dzięki wysokiej rozdzielczości obrazu mikroskopia konfokalna jest odpowiednia do określania lokalizacji danych sekwencji DNA w materiale genetycznym (metoda FISH).

Nasza uczelnia współpracuje z wiodącymi producentami mikroskopów, jak między innymi Zeiss Polska. W ramach współpracy Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska oraz Instytutu Chemii z Zeiss Polska zorganizowano trzydniowe seminarium zatytułowane „Obrazowanie materii miękkiej – mikroskopia konfokalna”. Miało ono na celu prezentację możliwości badawczych najnowszego mikroskopu konfokalnego LSM 880 z Airyscan FAST, który został udostępniony wszystkim zainteresowanym do pracy z własnymi preparatami.

W części naukowej seminarium wygłoszone zostały cztery wykłady. Dr Sebastian Gliem przedstawił najnowsze osiągnięcia techniczne dotyczące mikroskopów konfokalnych. Joerg Lindenau mówił o możliwościach wykorzystania mikroskopii elektronowej do generowania obrazów trójwymiarowych struktur biologicznych i obrazowania szczegółów struktury niewidocznych na obrazach z mikroskopów konfokalnych. Dr Tytus Bernaś zaprezentował stadium przypadku dotyczące obrazowania konfokalnego procesów dynamicznych zachodzących w komórkach. Dr hab. inż. Dominik Spinczyk zarysował problemy i metody ich rozwiązania w aspekcie przetwarzania dużej ilości danych pochodzących z nowoczesnych mikroskopów zarówno optycznych, jak i elektronowych.