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Introduction à la microbiologie > 2-Observations microscopiques des microorganismes > Flashcards

2-Observations microscopiques des microorganismes Flashcards

1
Q

Quels sont les 2 grands types de microscopes?

A

Photoniques et électroniques

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2
Q

Quel est l’autre nom pour les microscopes photoniques?

A

Microscopes optiques

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3
Q

Quelle est la différence majeure entre un microscope électronique et un microscope photonique?

A

Électronique : utilise les électrons
Photonique : utilise les photons

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4
Q

Quel est le grossissement maximal d’un microscope photonique?

A

x3000

Permet d’observer des microorganismes relativement grands

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5
Q

Quelles sont les 3 composantes d’un microscope photonique?

A
  • Condensateur : modifie les faisceaux lumineux (entre la source lumineuse et l’échantillon)
  • Objectif : agrandit l’image
  • Oculaire : agrandit l’image une deuxième fois
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6
Q

Quels sont les 2 facteurs limitants d’observation au microscope photonique?

A
  • Limite de résolution
  • Contraste : capacité de distinguer une structure de son environnement
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7
Q

Quelle est la formule pour calculer la limite de résolution?

A

LR=λ/(2η sin⁡θ )

λ : longueur d’onde
η : indice de réfraction du milieu
θ : ½ angle du cône de lumière entrant dans l’objectif
η sin⁡θ (Ouverture numérique NA) indiqué sur l’objectif

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8
Q

Quels sont les facteurs sur lesquels on peut intervenir pour diminuer la limite de résolution? (3)

A
  • Longueur d’onde λ
    Verre opaque aux UV, mais possibilité d’installer du quartz (Coûteux) et UV dangereux pour les yeux
  • Indice de réfraction du milieu η
    Huile à immersion (η = 1,56) diminue la déviation de la lumière et évite changement de milieu verre-air-verre (Utilisée pour les objectifs à fort grossissement : 60-100x)
  • ½ angle du cône de lumière entrant dans l’objectif θ
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9
Q

Nommez 5 types de microscopes photoniques

A
  • Microscope à fond clair
  • Microscope à fond noir
  • Microscope à contraste de phase
  • Microscope à contraste d’interférence différentielle
  • Microscope à (épi)fluorescence
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10
Q

Que signifie une préparation à l’état frais et que permet-elle d’observer sous un microscope?

A

Cellules vivantes non transformées (pas de colorations, etc.)

Permet d’observer :
- Morphologie
- Motilité (déplacement) chez les protozoaires (pas chez les bactéries)
- Axe de division cellulaire (protozoaires)
- Corps d’inclusion cytoplasmiques chez les microorganismes de grande taille

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11
Q

Quel est l’inconvénient d’utiliser une préparation à l’état frais?

A

Diminution du contraste

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12
Q

Vrai ou faux
Les colorants tuent systématiquement la cellule

A

Faux
Peu de colorants sont vitaux, mais certains le sont

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13
Q

Comment agissent les colorants lors d’une coloration? (2 possibilités)

A

Agissent selon la charge +/- (majorité des microorganismes sont -) ou hydrophobicité

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14
Q

Qu’est ce qu’une coloration simple? Nommez un exemple.

A

Utilisation d’un seul colorant

Ex : Bleu de méthylène (+) se lie aux microorganismes (-)

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15
Q

Nommez 2 exemples de coloration différentielle.

A

Coloration de Gram et Alcoolo-acido-résistance (AAR)

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16
Q

Quelles sont les 4 étapes d’une coloration de Gram et quel va être le résultat à chaque étape?

A
  1. Ajout de violet de cristal (tout est violet)
  2. Ajout d’iode (mordant : fixe le violet de cristal s’il y a eu interaction)
  3. Ajout d’alcool (Décolorant : perte du violet chez les Gram-)
  4. Ajout de safranine (Contre-colorant : Gram + violet, Gram- rouge)
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17
Q

Qu’est ce que l’AAR?

A

Alcoolo-acido-résistance
Identifie les mycobactéries en retenant le carbol-fuchsine sur l’acide mycolique

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18
Q

Quelles structures peut-on observer avec une coloration différentielle?

A
  • Endospores : organes de résistance
  • Capsule : protège contre les infections
  • Flagelle : motilité (taille inférieure à la limite de résolution classique)
  • Corps d’inclusion : structure à l’intérieur du cytoplasme, réserve de C, N, P ou S
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19
Q

Comment apparaît l’image avec un microscope à fond noir?

A

Structures claires sur fond noir

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20
Q

Quelle est la différence matérielle entre un microscope à fond clair et un microscope à fond noir?

A

condensateur
- Cône de Abbe + miroirs crée un éclairage oblique
- Visualisation des rayons déviés (s’il n’y a rien : image noire)

21
Q

Citez 2 avantages à observer avec un microscope à fond noir plutôt qu’avec un microscope à fond clair.

A
  • Permet de visualiser les structures sans coloration ni fixation (cellules vivantes)
  • Permet de voir les noyaux
22
Q

Qui a inventé le microscope à contraste de phase?

A

Zernike

23
Q

Comment fonctionne un microscope à contraste de phase?

A

Anneaux de phase (mise en phase de la lumière incidente)

Réfraction lumière par structure cellulaire = changement phase lumière = Changement intensité

Microscope traduit changements de phase par des changements d’intensité lumineuse

24
Q

Comment apparaît l’image avec un microscope à contraste de phase?

A

Images sombres sur fond clair et formation d’un halo autour des cellules

25
Q

Qui a inventé le microscope à contraste d’interférence différentielle?

A

Normaski

26
Q

Comment fonctionne un microscope à contraste d’interférence différentielle?

A

Modification de la polarisation selon la réfraction

Système de lentilles polarisantes contrôlées par informatique

27
Q

Qu’est ce que la polarisation?

A

Orientation des oscillations lumineuses

28
Q

Comment apparaît l’image avec un microscope à contraste d’interférence différentielle?

A

Même visuel que le contraste de phase, mais sans halo et en pseudo 3D

29
Q

Quel est le problème avec l’utilisation d’un microscope à contraste d’interférence différentielle?

A

Préparations doivent être transparentes

30
Q

Quels types de microscopes regroupe un microscope moyen de gamme? Comment le faire passer d’un type de microscopie à l’autre?

A

Regroupe fond clair, fond noir et contraste de phase dans le même instrument

Condensateur mobile pour passer d’un type de microscope à l’autre

31
Q

Comment fonctionne un microscope à (épi)fluorescence?

A
  1. Colorants fluorescents (fluorochromes) ajoutés à la préparation
  2. Lampe UV vient exciter les électrons périphériques du colorant (lorsqu’ils reviennent à l’état stable : émission d’un photon visible)
  3. Miroir dichroïque en verre va réfléchir les UV sur l’échantillon
  4. La lumière visible va traverser le verre (UV ne passe pas)
32
Q

Quelle est la différence entre un microscope à épifluorescence et un microscope à fluorescence?

A

Fluorescence : source de lumière sous l’échantillon (+ dangereux)
Épifluorescence : source de lumière au dessus de l’échantillon

33
Q

Quel est le principal avantage de la microscopie à fluorescence?

A

Fluorochromes sont vitaux

Permet de distinguer les cellules vivantes des cellules mortes :
- Cellules vivantes : exclusion par la membrane cytoplasmique
- Cellules mortes : membrane cytoplasmique perméable

Limite : cellule peut parfois être de 2 couleurs (ex : est en train de mourir)

34
Q

Expliquez l’immunofluorescence en utilisant la microscopie à fluorescence.

A

Utilisation d’anticorps couplé à un fluorochrome

Anticorps va se lier à la protéine/organisme d’intérêt

35
Q

Expliquez en quoi consiste le FISH

A

Utilisation de sondes d’ADN spécifique préalablement couplée à un fluorochrome

Sonde d’ADN va s’appareiller si brin d’ADN complémentaire présent

36
Q

En quelle année le microscope électronique a-t-il été découvert?

A

1931

37
Q

Quelle est la capacité de grossissement maximale d’un microscope électronique?

A

Grossissement de 100 000 à 1 000 000x

38
Q

Pourquoi le microscope électronique permet-il d’observer des structures plus petites?

A

Longueur d’onde des électrons est plus courte que celle des photons

39
Q

Expliquez le fonctionnement général d’un microscope électronique

A
  • Utilisation d’électro-aimants (pas de verre : bloque les électrons)
  • Bombardement d’électrons sur l’échantillon
  • Électro-aimants focalisent les électrons et les envoient sur une plaque électrosensible
  • Image de la plaque est convertie en image visible par un ordinateur
40
Q

Nommez 4 techniques de préparation (coloration) pour l’utilisation sous microscope électronique et expliquez-les brièvement.

A
  • Technique d’ombrage (shadow casting)
    Vaporisation de métaux selon un angle précis pour recouvrir l’échantillon
    Relief de l’échantillon révèle une ombre
    Métal se dépose sur les bosses, les creux seront donc plus clairs
  • Coloration négative
    Utilisation d’acide phosphotungstique
    S’accumule dans les creux (sombres) et les protubérances vont être claires
  • Cryodécapage (freeze etching/fracture)
    Congélation de l’échantillon à une température inférieure à -180ºC et coupe transversale de l’échantillon
    Fractures aux zones de faiblesse
    Réalisation d’une technique d’ombrage par la suite
  • Immunolocalisation cellulaire
    Utilisation d’anticorps spécifiques à une protéine/structure
    Anticorps couplés à des billes de fer ou d’argent
41
Q

Nommez 2 types de microscopes électroniques et expliquez brièvement leur fonctionnement.

A
  • Microscope électronique à transmission
    Électrons traversent l’échantillon
    Détecteur sous l’échantillon recueille les électrons
    Image par transparence (nécessite structures très fines)
  • Microscope électronique à balayage
    Balayage de la surface de l’échantillon
    Électrons sont réfléchis et un détecteur latéral permet de les détecter
    Donne un effet 3D
    Images un peu moins agrandies qu’un microscope électronique à transmission
42
Q

Comment réaliser une cryoélectromicroscopie/cryotomographie électronique?

A

Congélation rapide à -135ºC avec éthane et N2 liquide
Vitrification de l’eau permet de conserver l’intégrité des structures sous vide

Permet la modélisation des structures protéiques
Tomographie : image de strates de l’échantillon sans production de coupes
Reconstruction informatique 3D

43
Q

Vrai ou faux
Le microscope confocal à balayage laser est un microscope électronique.

A

Faux (microscope photonique)

44
Q

Expliquez le principe du microscope confocal à balayage laser.

A

Illumination par laser UV (utilisation de fluorochromes)
Détection de la fluorescence exclusivement du plan du foyer
Balayage du laser : horizontal, vertical et temporel
Numérisation de l’image et reconstitution informatique en 3D (4D en temporel)

45
Q

Nommez 2 types de microscopes à balayage de sonde

A

Microscope à effet tunnel et microscope à force atomique

46
Q

Expliquez le fonctionnement du microscope à effet tunnel.

A

Sonde balaie la surface et mesure le déplacement vertical/horizontal et le courant entre les nuages électroniques

47
Q

Expliquez le fonctionnement du microscope à force atomique

A

Déplace la sonde en maintenant constante la distance entre la pointe de la sonde et la surface (légère force exercée sur la pointe pour maintenir la distance sans endommager l’échantillon)
Mesure de la déflexion par un laser en suivant le mouvement vertical de la pointe (relief)

48
Q

Quel est l’avantage d’utiliser un microscope à force atomique par rapport à un microscope à effet tunnel?

A

Peut étudier les surfaces qui ne conduisent pas bien l’électricité

Introduction à la microbiologie (3 decks)

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