cours 2 : microscope

Question 1

2 grands type de microscope

Answer 1

électronique et photonique

Question 2

différence majeur entre microscope électronique et photonique

Answer 2

le grossissement est plus grande avec électronique que photonique

Question 3

Composés essentiel du microscope + rôles (3)

Answer 3

COndensateur : module la lumière
Objectif et Oculaire : agrandissent l’image

Question 4

Limite de l’agrandissement du microscope photonique

Answer 4

• limite de résolution : distance minimal entre 2 points qui peuvent être distincts (formule pour le calcul à la page 7
• Constrate (capacité de distinguer une structure de son environnement )

Question 5

Comment augmenter les capacités (surmonter la limite) du microscope photonique (3) avec exemple

Answer 5

1- Jouer sur la longueur d’onde
exemple : utiliser longueur d’onde ultraviolet au lieu de longueurs d’onde visible. verre transparent ne dévie pas UV donc besoin d’un verre opaque soit verre en quartz.

2- l’indice de réfraction du milieu.
exemple : en utilisant une substance avec un indice de réfraction proche du verre (1,5) comme l’huile (1,56), les faisceaux de lumière sont moins déviés donc + concentrés

3- teta =1/2 l’angle du cône de lumière entrant dans l’objectif. ON aura un plus grans grossissment, si on augmente la distance de travail soit verticalement ??

Question 6

Problème avec longueur d’Onde UV sur microscope

Answer 6

on ne peut pas directement les voir. besoin de faire de faire des transformation optique pour être capable de voir les objets avec UV” CONSÉQUENCE : L’image est moins précise et détaillée.

Question 7

Le contraste est proportionnel à….

Answer 7

la différence de quantité de lumière absorbé.

C’est à dire la différence entre l’environnement et l’Objets à observer. s’ils absorbent la même quantité contraste très faible

Question 8

Microscopes a fond clair : faible ou grand contrate ?

Answer 8

faible contraste, mais la mobilité des organismes (préparation à l’état frais) compense.

Question 9

À quoi sert essentiellement le microscope à fond clair ?

Answer 9

observation de l’axe de division cellulaire chez les protozoaires + observation des corps d’inclusion cytoplasmique (granules indiquant infection) chez les microorganisme de grande taille.

Question 10

Comment augmenter le contraste ?

Answer 10

Coloration

Question 11

type de coloration (4)

Answer 11

• Coloration différentiel de Gram
• Coloration différentiel Alcoolo-acido-résistance
  -Coloration simple : un seul colorant
  -Coloration (pas sûr pour celui là à vérifier)

Question 12

Coloration simple descritption + avantages et inconvénient

Answer 12

coloration au bleu de méthylène (+), car la grande majorité des surfaces bactériennes sont négatives. Offre une coloration uniforme. Désavantage : pas de contraste et organisme mort (voir figure 2.16)

Question 13

Coloration différentiel de Gram description + avantages et inconvénient

Answer 13

Observation selon réaction au colorant (rétention ou rejet). Si la surface est positive, la structure retient la couleur violet, si la surface est négative, la structure rejettent la couleur violet et devient rouge.

L’Avantage est que l’on peut visualiser les différentes structure (fort contraste) et L’inconvénient comme pour toute autres coloration, les microorganismes sont morts.

Question 14

Coloration différentielle alcoolo-acido-résistance descritption + avantage et inconvénient

Answer 14

Les mycobactéries de la tuberculose retiennent le carbol fuschine qui apparait très nettement avec cette coloration différentielle (donne des batonnet mauve).

L’Avantage est que l’on peut visualiser les différentes structure (fort contraste) et L’inconvénient comme pour toute autres coloration, les microorganismes sont morts.

Question 15

Caractéristiques et différence du microscope sur fond noir

Answer 15

Le fond est noir et la structure claire, car les rayon lumineux sont dévié (visulation des rayons déviés seulement)
DIfférence dans structure :
- le condensateur contient un cône de Abbe + miroirs
- l’éclairage est oblique justement pour déviation de la lumière. (voir figure 2.6)

Question 16

Avantage du microscope à fond noir

Answer 16

IL y a un grand contraste sans coloration ni fixation, ce qui permet d’observer des structures vivantes.

Question 17

Caractéristique et différence du microscope à contraste de phase

Answer 17

même fonctionnement que microscope à fond noir mais cette fois-ci inversé, le fond est clair et la cellule est noir avec contraste à cause des structure de densités différentes (réfraction de la lumière différente)

POur ce faire, le condensateur et l’objectif ont des anneaux de phase qui joue avec la lumière (mise en phase de la lumière incidente) Changement de phase de la lumière à cause de la réfraction de la lumière par les structures cellulaires.

Question 18

Avantages du microscope à contraste de phase et désavantage

Answer 18

plus performant que le microscope à fond noir. Visualiation plus détaillé et fine des strcutures sans coloration (cellules vivantes)
Désavantage : halo de diffraction

Question 19

qui a inventé le microscope à contraste diférentielle ?

Answer 19

Nomarski

Question 20

Comment fonctionne le microscope à contraste différentielle ?

Answer 20

réfraction de la lumières différente d’une structure cellulaire à l’autre en raison de la lumière polarisé à angle variable (modification de la polarisation = réfraction différente)
On observe au microscope une coloration vive et un pseudo relief 3D

Question 21

quelles sont les caractéristiques majeur du microscope à contraste d’interférence différentielle

Answer 21

différence dans le condensateur : système de lentilles polarisante contrôlées par informatique

Question 22

Avantages et limites du microscope à contraste d’Interférence différentielle

Answer 22

Avantage : visualisation de structures fines sans coloration ni fixation, les cellules sont vivantes. absence de halo de diffraction normalement visible au microscope de contraste de phase.
Limite : Préparation transparente

Question 23

Comment fonctionne le microscope à (épi)fluorescence ?

Answer 23

Coloration fluorescente au fluorochrome. le colorant absorbe la lumière UV qui devient visible grâce au filtre d’excitation et miroir dichnoique en quartz. le filtre sélectif (bloquant) est en verre.

Question 24

Application du microscope à fluorescence (2)

Answer 24

1- distinction des cellules vivantes/mortes. les cellules vivante excluent par la membrane cytoplasmique les fluorochromes vitaux alors que les cellules mortes sont perméable
Énumération différentielle par logiciel d’analyse d’image
2- Immunofluorescence - couplage anticorps et fluorochromes pour détecter protéines et organismes

Question 25

Comment fonctionne le microscope FISH (Fluorescence in situ hybridization)

Answer 25

Sondes ADN fluorescentes spécifiques - différentes fluorochromes = différentes espèces
Quantification et analyses informatiques d’image

Question 26

Limite Immunofluorescence

Answer 26

sensibilité des anticorps

Question 27

Limite FISH

Answer 27

Mise au point et spécifité (trop spécifique donc on ne sait pas ce qu’on regarde)

Question 27

Qui a inventé le microscope électronique

Answer 27

Ruska

Question 28

De quoi sont composés le condensateur, les objectifs et les oculaires du microscope électronique

Answer 28

Électro-aimant et lentilles magnétiques

Question 29

Est ce qu’On voit directement l’image du microscope électronique ?

Answer 29

Non, on voit sur un écran fluorescent, une plaque photographique ou à l’informatique par détecteur numérique

Question 30

Limites +solution des microscopes électroniques (3)

Answer 30

• Les électrons voyagent dans le vide donc intérieur du microscope vide et les échantillons sont non vivant (comme dans l’espace)
• les électrons sont non pénétrants et donc difficile à visualiser. Pour rémédier au problème coupes ultra-fines (20-100nm), mais + imprégnation pourrait entrainer altération de l’échantillon et de l’Image.
• Le matériel vivant est non électron dense donc le contraste est très faible. Pour rémédier au problème, coloration par des matériaux imperméables aux électrons : métaux et acide phosphotungstique.

Question 31

Technique de préparation “Coloration” pour microscope électronique : shadow casting

Answer 31

Vaporisation de métaux à un angle précis : recouvre l’échantillon et projette une ombre (endroit sans métaux : blanc)
On dépose une bille témoin avec une taille prédéfinie pour comparer avec notre échantillon et déterminer l’élévation.

Question 32

Technique de préparation “Coloration” pour microscope électronique : coloration négative.

Answer 32

Coloration négatives avec acide phospotungstique, il s’accumule dans les creux créant un relief (creux : sombre, protubérance: claire)
Est utilisé pour visualiser par exemple la structure des virus.

Question 33

Technique de préparation “Coloration” pour microscope électronique : Cryodécapage

Answer 33

Congélation à des température très basse (inférieur à -180 degré celsius)
On fait une coupe transversale ce qui fracture les zones de faiblesse. ensuite on peut utiliser une technique de préparation “coloration”, le shadow casting pour visualiser l’intérieur des cellules

Question 34

Technique de préparation “Coloration” pour microscope électronique : Immuno-localisation cellulaire

Answer 34

on lie un anticoprs à une bille de fer ou d’or, ces billes s’accumule en X donc la protéines d’Intérêt est en X

Question 35

Deux types de microscope électronique

Answer 35

Microscope électronique à transmission et microscope électronique à balayage

Question 36

Caractéristique du microscope électronique à transmission

Answer 36

Les électrons traverse l’échantillon. il y aun détecteur sous l’échantillon et on obtient une image par transparence comme un vitraille.
Limite de résolution très faible : on peut visualiser des structures très fines

Question 37

Caractéristique du microscope électronique à balayage

Answer 37

balayage de la surface de l’écahntillon, les électrons ne pénètre pas, ils sont réfléchis.
Le détecteur est latéral et on observe une image effet 3D
Limite de résolution grande : on ne peut pas visualiser des structures aussi fine que le microscope électronique à transmission

Question 38

Progrès récent des mciroscopes : Cryoélectromicroscopie et cryotomographie électronique (Fonctionnement et avantages)

Answer 38

Congélation rapide à -135 degré celsius avec éthane et N2 liquide. on a alors une vitrification de l’eau (pas de cristaux)
Avantage : on conserve l’intégrité des structure sous vide, modélisation des structures protéiques et tomographie (image de strates de l’échantillon sans production de coupe) ——-> Reconstruction informatique 3D

Question 39

Autres microscopes photonique vue en cours (2)

Answer 39

• Microscope confocal à balayage laser
• Microscope à balayage de sonde

Question 40

Ne pas oublier de regarder les images de chaque microscope avant l’exament dans le cahier de microbiologie

Question 41

Comment fonctionne le microscope confocal à balayage laser ? + contraste et interférence

Answer 41

Utilisation de fluorochrome et illumination par laser (UV). ON détecte la fluorescence exclusivement du plan au foyer donc élimination de toute autre fluorescence exclu du foyer.
Balayge au lazer horizontal, vertical et temporel puis numérisation de l’image + quantification et reconstitution informatique (3D ou 4D si balayage temporelle)
Ce microscope offre un grand contraste et peu d’interférence

Question 42

Applications du microscope confocal à balayage laser (3)

Answer 42

• Détection ou localisation d’une structure dans une cellule, un tissu
• Développement d’un biofilm vs temps
• Quantification + position de cellules vivantes/mortes

Question 43

Comment fonctionne le microscope à balayage de sonde ?

Answer 43

Microscope à effet tunnel avec observation en milieu aqueux
- on place une pointe conductrice en face de la surface à étudier et l’on mesure le déplacement vertical et horizontale + le courant résultant du passage d’électrons entre la pointe et la surface par effet tunnel (la pénétration des particules à travers la barrière de potentiel même si l’énergie totale des particules est inférieure à la hauteur de la barrière)
- on ajuste la pointe conductrice au fil de son déplacement sur la surface pour conserver un effet tunnel constant.

Question 44

Avantage du microscope à balayage de sonde à effet tunnel ou à force atomique

Answer 44

Perception plus précise des structures vivantes et des matériaux.