Biomolekuláris rendszerek. vizsgálata. Semmelweis Egyetem. Osváth Szabolcs

Hasonló dokumentumok
Biomolekuláris rendszerek. vizsgálata. Semmelweis Egyetem. Osváth Szabolcs

Biomolekuláris rendszerek. vizsgálata. Semmelweis Egyetem. Osváth Szabolcs. A mikroszkópok legfontosabb típusai

Biomolekuláris rendszerek vizsgálata

Biomolekuláris rendszerek vizsgálata

A biológiai anyag vizsgálatának mikroszkópi módszerei

Kis Petik Katalin. Semmelweis Egyetem. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet

Pásztázó mikroszkópiás módszerek

Atomi és molekuláris kölcsönhatások. Pásztázó tűszondás mikroszkópia.

Áttekintés 5/11/2015 MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK 1 FÉNYMIKROSZKÓPIA FLUORESZCENCIA MIKROSZKÓPIA. Mikroszkópia, fénymikroszkópia

Mikroszerkezeti vizsgálatok

OPTIKA. Vozáry Eszter November

d z. nsin

Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék

Fény- és fluoreszcens mikroszkópia. A mikroszkóp felépítése Brightfield mikroszkópia

PÁSZTÁZÓSZONDÁS MIKROSZKÓPIA

Ragyogó molekulák: dióhéjban a fluoreszcenciáról és biológiai alkalmazásairól

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik

A nanotechnológia mikroszkópjai. Havancsák Károly, január

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

A szubmikronos anyagtudomány néhány eszköze. Havancsák Károly ELTE TTK Központi Kutató és Műszer Centrum július.

ATOMI ERŐ MIKROSZKÓP OKTATÁSI MODELL ATOMIC FORCE MICROSCOPE MODEL IN SCHOOL

Mozgékony molekulák vizsgálata modern mikroszkópiával

A pásztázó mikroszkóp. (Takács Gergő)

Abszorpciós spektroszkópia

5/11/2015 MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK 2 FLUORESZCENCIÁN ALAPULÓ MODERN MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK. Fluoreszcencia mikroszkópia

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

Modern mikroszkópiai módszerek

NANOMEDICINA BIONIKA

Pásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás

2008 Small World contest -18th Prize - Dr. Tamily Weissman (Harvard University - Cambridge, Massachusetts, United States) Specimen: Brainbow

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK

MIKRO- ÉS NANOTECHNIKA II: NANOTECHNOLÓGIA

Az elektromágneses hullámok

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Atomi erőmikroszkópia

1. Jegyzőkönyv AFM

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik Példaként: atomi erő mikroszkópia

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Alapvető eljárások Roncsolásmentes anyagvizsgálat

Az áramlási citometria gyakorlati alkalmazása az ondó rutin analízisben. Hajnal Ágnes, Dr Mikus Endre, Dr Venekeiné Losonczi Olga

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Feloldóképesség Mikroszkópos módszerek. DIC mikroszkópia. Fáziskontraszt mikroszkópia. Barkó Szilvia A MIKROSZKÓPIA RÖVID TÖRTÉNETE

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

Atomi er mikroszkópia jegyz könyv

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

A nanotechnológia mikroszkópja

LEHET-E TÖKÉLETES NANOELEKTRONIKAI ESZKÖZÖKET KÉSZÍTENI TÖKÉLETLEN GRAFÉNBÔL?

ELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp

A fluoreszcencia orvosibiológiai. alkalmazásai. Fluoreszcencia forrása I. Fluoreszcencia alkalmazások. Kellermayer Miklós

In vivo szövetanalízis. Különös tekintettel a biolumineszcens és fluoreszcens képalkotási eljárásokra

Grafén nanoszerkezetek

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Röntgen-gamma spektrometria

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik Példaként: atomi erő mikroszkópia

Szentjánosbogár, trópusi halak, sarki fény Mi a közös a természet fénytüneményeiben?

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

Molekuláris motorok működése

Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények

23. ELŐADÁS: A NANOTECHNOLÓGIA ESZKÖZEI, STM ÉS AFM

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Fény és anyag munkában

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Világító molekulák: Új típusú, szolvatokróm fluorofórok előállítása, vizsgálata és alkalmazásaik

Szerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc)

Optikai mikroszkópia. Bereznai Miklós SZTE Optika és Kvantumelektronikai Tanszék

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Abszorpciós fotometria

Laterális feloldás és képminőség javítása vonalpásztázó tomográfiás optikai mikroszkópban

Fiatal lány vagy öregasszony?

Modern Biofizikai Kutatási Módszerek Kereskedelmi forgalomban kapható készülékek. Áramlási citometria (flow cytometry)

Modern mikroszkópiai technikák

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Dicsı Ágnes: Lézer a restaurálás szolgálatában Álom és valóság

A pásztázó mikroszkópok

Biomolekulák nanomechanikája A biomolekuláris rugalmasság alapjai

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Konfokális mikroszkópia elméleti bevezetõ

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

A módszerek jelentősége. Gyors-kinetika módszerek. A módszerek közös tulajdonsága. Milyen módszerekről tanulunk?

Felületvizsgáló és képalkotó módszerek

Grafén és szén nanocső alapú nanoszerkezetek előállítása és jellemzése

Fotoindukált változások vizsgálata amorf félvezető kalkogenid arany nanorészecskéket tartalmazó rendszerekben

MIKRO- ÉS NANOTECHNIKA II: NANOTECHNOLÓGIA


Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Cserti József. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék január 3.

Abszorpció, emlékeztetõ

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Havancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja. Archeometriai műhely ELTE TTK 2013.

Bio-nanorendszerek. Vonderviszt Ferenc. Pannon Egyetem Nanotechnológia Tanszék

Elektrokémiai fémleválasztás. Felületi érdesség: definíciók, mérési módszerek és érdesség-változás a fémleválasztás során

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

Magyarkuti András. Nanofizika szeminárium JC Március 29. 1

V. A MIKROSZKÓP. FÉNYMIKROSZKÓPOS VIZSGÁLATOK A MIKROSZKÓP FELÉPÍTÉSE ÉS MŐKÖDÉSE

Átírás:

Hans Jansen és Zacharias Jansen 1590-ben összetett mikroszkópot épít Semmelweis Egyetem szabolcs.osvath@eok.sote.hu Osváth Szabolcs Biomolekuláris rendszerek vizsgálata Antoni van Leeuwenhoek (Thonis Philipszoon) 1632-1723 1674-ben egyszerű mikroszkópot készít Mekkorák a dolgok?

Ernst Karl Abbe (1840-1905) Összetett mikroszkóp optikai útja Fizikus és társadalomreformer Az optikai eszközök gyártását tudományos alapokra helyezte. Numerikus apertúra Point Spread Function (PSF) A (fluoreszcens) tárgy egy pontjának képe, nem egy pont, hanem adott intenzitáseloszlású folt. Ez a tulajdonság a fény hullámtermészetének a következménye. Az objektív segítségével egy térrészbe lehet a fényt fókuszálni, nem egy pontba.

A numerikus apertúra hatása a PSF-re A fény hullámtermészetének hatása a képre Abbe összefüggés Fluoreszcencia mikroszkóp δ = 0,61 λ / (n sinω) Hallgatólagos feltevések: - a minta különböző részeiről egyszerre alkotunk képet; - a minta részleteit úgy különböztetjük meg, hogy a róluk jövő fény a létrejövő képben megkülönböztethető képpontokat (foltokat) ad.

A konfokális fluoreszcencia mikroszkóp működése Epifluoreszcens és konfokális mikroszkóp összehasonlítása epifluoreszcens konfokális humán medulla nyúl izom pollen Dentinalis tubulusok humán fogban A kétfotonos mikroszkóp működési elve

Fluoreszcens kvantumpöttyökkel jelölt rákos daganatok - kicsi - hidrofil - a látható tartományban nyel el és emittál - nagy Stokes eltolódás - specifikus kötődés (biotin/avidin, His-tag/Ni, antitest/antigén NH2, SH) - fényes (abszorpció*fluoreszcencia hatásfok) - nem, vagy lassan ég ki - nem csinál fotokémiai reakciókat - nem pislog Az ideális fluorofor Aequorea victoria (medúza) Acropora millepora (korall) Fluoreszcens fehérjék (b) tíz eltérő méretű, ezért elérő színben fluoreszkáló CdSe/ZnS kvantumpötty A kvantumpöttyök mérete határozza meg az emittált fluoreszcencia színét. (a) CdSe-ből ZnS borítással készült kvantumpöttyök fluoreszcenciamikroszkópos képe Fluoreszcens kvantumpöttyök

A fluoreszcens fehérjék sokfélesége A képet teljes egészében fluoreszcens fehérjéket kifejező baktériumokkal festették. Egyedi molekulák vizsgálata Plenty of Room at the Bottom " The principles of physics, as far as I can see, do not speak against the possibility of maneuvering things atom by atom. It is not an attempt to violate any laws; it is something, in principle, that can be done; but in practice, it has not been done because we are too big." Richard Feynman, 1959 Fluoreszcens jelölő módszerek párhuzamos alkalmazása Öt különböző módszerrel megfestett HeLa sejtek. A vonal 20 µm hosszú. Hullám-részecske kettősség Louis De Broglie: λ = h/p fluorofullerén C 60 F 48 1632 Da tetrafenilporfirin C 44 H 30 N 4

Hullám-részecske kettősség Egyedi F1 motor (ATP szintáz) forgó mozgása Grafitról készült Pásztázó Alagútmikroszkópi (Scanning Tunneling Microscope, STM) kép Lokalizáció Photo-Activated Localization Microscopy (PALM) Eric Betzig és Harald Hess találmánya nyomán

Photo-Activated Localization Microscopy (PALM) CD63, lizoszóma transzmembrán fehérje Atomerő mikroszkóp (Atomic Force Microscopy - AFM) AFM: a mért kölcsönhatás a hegy és minta közötti erő lézer lencse kvadráns dióda pásztázó tű minta piezoelektr. asztal Pásztázó tűszondás mikroszkópok (Scanning Probe Microscopy - SPM) A mikroszkópok olyan családja, amely a minta felszínének domborzati képét hozza létre. Egy hegyes tűvel pásztázzunk a felszínt és a hegy-minta kölcsönhatást mérjük. A tű és a minta közötti erő A tű jellemzői: - tipikusan 100 μm hosszú, 1μm vastag, V alakú - kis rugóállandó - nagy rezonanciafrekvencia - szilícium (-oxid, -nitrid) Erő Távolság taszítás vonzás

Contact Mode AFM A tű és a minta állandó kontaktusban vannak. A taszító tartományban dolgozik. Állandónak tartja az erőt: követi a felszín hullámzását. A mérőrugó függőleges deformációját detektáljuk. Lokális erő spektroszkópia: a felület egy adott pontjában az erő/elmozdulás függvény. Tapping Mode AFM A tű 20-100 nm amplitúdójú rezgéseket végez, minden rezgésnél érinti a felületet. A rezgési amplitúdó és fázis változik ahogy a felszínen a kiemelkedések és mélyedések vannak. Extra-celluláris konnexon AFM képe Kalcium-indukált konformáció változás az extra-celluláris konnexon felszínben. A vonal 23 nm hosszú. Előnyök és hátrányok Contact Mode AFM Előny: gyors pásztázás atomi felbontás érdes felületekre jó Hátrány: a vízszintes erők torzítják a képet torzítás a minta felületén lévő víz miatt a lágy biológiai mintákat megkarcolja Tapping Mode AFM Előny: nagyobb laterális felbontás (1 5nm) kevésbé teszi tönkre a lágy mintákat Hátrány: lassabb pásztázás