ЕСПБ: 9.0

"1. Репетиторијум оптике и физике ласера. Примена закона геометријске и таласне оптике у микроскопији. Апсорпција и емисија светлости. Флуоресценција, фосфоресценицја и фотоизбељивање. Детекција светлости. Типови ласера у микроксопији. Особине ласерског снопа. Фемтосекундни ласери. Снага и спектар ултракратких импулса. 2. Физички основи оптичке микроскопије. Преглед и подела оптичких микроскопских техника. Дифракција светлости и границе просторне резолуције оптичке микроскопије.Функција расипања у тачки (Point spread function). Стварање лика код микроскопа. Објективи. Увећање и нумеричка апертура. Системи за обасјавање (илуминацију).3. Микроскопоске технике са класичним изворима светлости за осветљавање. Фазно контрастна микроскопија. Претварање промене фазе у промене интензитета. Микроскопија тамног поља.Поларизациона микроскопија. Поларизационе оптичке компоненте. Двојно преламање у биолошким узорцима. Интерферцниона микроскопија. Номарски (Differential Interference Contrast – DIC) микроскопија.Флуоресцентна микроскопија. Флуоресцентни обележивачи. Аутофлуоресценција. Оптички филтери за одабир таласне дужине флуоресценције. Епи-флуоресцентна микроскопија. 4. Квалитативне технике микроскопске технике и тродимензионално осликавање микрообјеката. Ласерске микроскпске технике. Фокусирање Гаусовог снопа микроскопским објективом. Скенирајуће микроскпске технике и тродимензинолано осликавање микрообјеката. Детектовање сигнала.Конфокална микроскопија. Латерална и аксијална резолуција код конфокалне микроскопије.Нелинеарне микроскопске технике (Two Photon Excitation Fluorescence – TPEF, Second/Third Harmonic Generation – SHG/THG). Нелинеарни процеси, вишефотонска апсорпција, удвајање и утростручавање учестаности. Дубина продирања и резолуција нелинеарних техника. Расејање. Холографска микроскопија. Тродимензионалност у холографији.Физички основи оптичке кохерентне томографије (Optical Cohernece Tomography - OCT). Основе дигиталне обраде слике. Програми за моделовање и реконструкцију тродимензионалних слика. 5. Квантитативне микроскопске технике. Корелациона микроскопија. Статистика фотонског одброја. Детктори појединачних фотона. КАРС микроскопија (Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy – CARS). Раманово расејање и спектри. Физички основи ФЛИМ микроскопије (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy - FLIM). Импулсни ласери. Временски разложена спектроскопија. Брзе камере и фотодетектори. ФРЕТ и ФРАП микроскопија (Förster Resonance Energy Transfer – FRET, Fluorescence Recovery After Photobleaching - FRAP). 6. Супер резолуционе технике. Заобилажење дифракционог ограничења. ТИРФ микрксопија (Total Internal Reflection – TIRF). Еванесцентни таласи. СТЕД микроскопија (Stimulated Emission Depletion). Стимулисана емисија. Обликовање ласерских снопова. Основи СТОРМ и ПАЛМ микроскопије (Stochastic Optical Reconstruction Microscopy – STORM и Photo Activated Localization Microscopy – PALM mikroskopija). 7. Примене савремених микроскопских техника. Вишефотонска полимеризација. Микро стерео литографија и директно ласерско уписивање (Direct Laser Writing – DLW). Нанохирургија на нивоу ћелије (Nanocell surgery). Оптичке пинцете. 8. Неоптичке методе микроскопског и макроскопског осликавања. Однос оптичке микроскопије и неоптичких метода осликавања. Особине и границе примена оптичких и неоптичких метода.Основи електронска микроскопије. Рендгенске методе. Нуклеарна магентна резонанца (NMR) и позитрон емисиона томографија (PET). "

"Практична наства се одвија кроз самосталне лабортаоријске вежбе, рачунске вежбе, показне вежбе, посете релевантним научним инситутцијама, вежбе на интернет симулаторима и писање самосталног семинарског рада. Рачунске вежбе 1. Елементи геометријске оптике. Употреба једначине сочива и огледала. 2. Израчунавање нумеричке апертуре. Израчунавање увећања и формирање лика код сложених оптичких уређаја. 3. Елементи таласне оптике. Интерференција. Дифракција. Одређивање моћи разлагања оптичких инструмената 4. Израчунавање парамерара ласерског зрачења, праг, диверегенција снопа, фокусирање гаусовог снопа, средња и вршна снага. Самосталне лабораторијске вежбе 1. Упознавање са уређајима у оптичким лаброаторијама, руковање ласерима, безбедност у раду са ласерима. 2. Упознавање са деловима оптичког микроскопа. Припрема и посматрање узорака помоћу микроскопије светлог поља. 3. Припрема узорака и посматрање на флуоресцентом микроскопу. Обрада добијених слика. 4. Припрема и снимање узорака на конфокалном микроскопу. Обрада сигнала. Тродимензионална реконструкција снимљеног узорка 5 Припрема и посматрње узорака на нелинеарном миркосопу (двофотонски побуђена флуоресценицја. Обрада сигнала. Тродимензионална реконструкција снимљеног узорка 6. Припрема и посматрање нефлуоресцентних узорака на нелинеарном микроскопу (други и трећи хармоник). Обрада сигнала. Тродимензионална реконструкција снимљеног узорка 7. Снимање холограма микрообјеката на холографском микроскопу. 8. Обрада резултата мерења на корелацином микроскопу. Одређивање ниских концентрација молекула и њиховог дифузионог времена Показне вежбе 1. Интерефернциона микроскопија 2. Оптичка кохерентна томографија (ОСТ) 3. Фазно контрасна микроскопија 4. Поларизациона микроскопија Компјутерске симулације на интерент страницма познатих произвођача микроскопа http://www.microscopyu.com/tutorials/ Израда смаосталног семинарског рада на тему по слободном избору студента"

"Циљ предмета је да се кроз предавања и вежбе студентима представи како се примењују основни закони физике и оптике у микроскопији као и да студенти савладају основне физичке принципе на којима почивају савремене микроскпоске технике. Поред тога студетни се кроз предмет упознају са више савремених микроксопских техника и њиховим могућностима и применама у биологији и медицини. Кроз похађање вежби студенти се оспосбљавају да употребљавају микроскопске технике и разумеју физичке основе њиховог функционисања у пракси, обрађују и тумаче резултате добијене различитим микроскопским техникама и раде на развоју нових техника. "

# Jerome Mertz, Introduction to Optical Microscopy, Roberts and Company Publishers, 2010, ISBN 978-0-9815194-8-7 # B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Funadmentals of Photonics, John Viley & Sons Inc, 2007, ISBN 978-0471358329 # James G. Fujimoto and Daniel Farkas, Biomedical Optical Imaging, Oxford University Press, 2009, ISBN 978-0-19-515044-5 # Douglas B. Murphy and Michael W. Davidson, Fundamentals of Light Microscopy and Electronic imaging, John Viley & Sons Inc, 2013, ISBN 978-09815194-8-7 # Изабрани прегледни радови и приручници из микроскопије

"Теоријска интерактивна предавања, рачунске вежбе, лабораторијске и показне вежбе, посете лабораторијама и институтима, интенрет симулације из микроскопије. Теоријска настава се држи кроз предавања и интерактивна предавања у којима студенти aktivno учествују. На предавањима се, поред класичних метода, користе и савремене методе попут приказивања кратких научних филмова и анимација укојима се илуструју могућности и особине саврмених микроскопских техника. Ради што бољег упознавања студената са свим наведеним техникама у оквиру практичне наставе се, поред класичних лабораторијских вежби, приказују и тумаче оригинални резултaаи мерења и снимања на микроскопским експерименталним апаратурама које нису доступне код нас. Садржај теоријске и практичне наставе је прилагођен наведеној литератури. "