1
Q
Quels sont les deux types de microscopes?
A
-photonique (optique)
-électronique
2
Q
Est ce que les principes physiques des deux types de microscopes sont similaires?
A
Oui
3
Q
pourquoi est ce que les microscopes photoniques vs électroniques ont des grossissements différents?
A
car la longueur d’onde des électrons est différente de celle des photons. Cela cause une différence dans l’environnement de l’échantillon
4
Q
Quelles lentilles composent un microscope?
A
-condensateur
-objectif
-oculaire
5
Q
À quoi sert le condensateur?
A
il module la lumière incidente entre la source jusqu’à l’échantillon
-pas vrm impact sur le grossissement
6
Q
À quoi sert l’objectif?
A
c’est le premier agrandissement, près de l’objet
7
Q
À quoi sert l’oculaire?
A
c’est le deuxième agrandissement, près de l’oeil
8
Q
Quelle est la limite des microscopes photoniques?
A
la limite de résolution
9
Q
C’est quoi la limite de résolution?
A
distance minimale entre deux points qui peuvent être perçus comme étant distincts
10
Q
La limite de résolution varie selon quoi?
A
selon le microscope
11
Q
Quelle est la formule de la limite de résolution?
A
L.R = λ / 2 n sinθ
λ= longueur d’onde
n= indice de réfraction entre l’échantillon et l’objectif
θ= 1/2 angle du cône de lumière entrant dans l’objectif
12
Q
C’est quoi l’ouverture numérique (NA) d’un microscope?
A
NA = n sinθ
est indiqué sur l’objectif
13
Q
Quels sont les paramètres qu’on peux modifier pour modifier la limite de résolution?
A
la longueur d’onde (λ), l’indice de réfraction (n) et teta
14
Q
Quelles sont les longueurs d’onde visibles pour l’humains?
A
400 à 700nm
15
Q
Plus la longueur d’onde est petite, plus la limite de résolution est…?
A
petite
16
Q
Quelles sont les longueurs d’onde de l’ultraviolet?
A
180 à 400nm
17
Q
Quels sont les problèmes à utiliser un microscope qui va à des λ très basse (UV) pour avoir une L.R plus basse?
A
- le verre est opaque aux UV et on doit prendre du quartz -> très couteux
- puisque c’est à l’extérieur du visible, il faut une transformation optique
- sécurité
18
Q
Comment est ce qu’on peut modifier l’indice de réfraction pour modifier la limite de résolution?
A
indice de réfraction dépend du milieu
-utilisation d’huile à immersion (n=1,56)
19
Q
Quand est-ce que l’utilisation d’huile à immersion est utile?
A
pour les objectifs à forts grossissements (50-100x)
permet de voir plus clairement car il y a moins de dispertion de la lumière
20
Q
Comment est ce qu’on peut modifier le 1/2 angle du cône de lumière entrant dans l’objectif (θ) pour modifier la L.R.?
A
plus l’objectif est proche de l’échantillon, plus l’angle est grand et plus le limite de résolution est petite
21
Q
Sur quoi est ce que la limite de θ est déterminé ?
A
sur la construction de l’objectif
plus un objectif coute cher, plus son 1/2 angle est grand
22
Q
Que veux dire une L.R de 0,21 μ?
A
tout ce qui est plus proche que 0,21μ, ne peux pas être perçu
23
Q
C’est quoi le contraste?
A
la capacité à distinguer une structure de son environnement
24
Q
Le contraste est proportionnel à quoi?
A
à la différence de quantité de lumière absorbée par le milieu vs la structure
25
comment est ce que les structures sont visualisées vs le milieu dans un microscope à fond clair?
structures sombres sur fond clair
26
Si on observe un échantillon préparé à l'état frais (non coloré), quel est l'effet sur le contraste à microscopie à fond clair ?
peu de contraste
27
Que peut-on observer avec un microscope à fond clair avec une préparation à l'état frais?
1. morphologie
2. motilité
3. axe de divison cellulaire (mitose)
4. corps d'inclusion cytoplasmiques
28
Chez quels individus est ce qu'on peut distinguer l'axe de division cellulaire lors de l'observation à fond clair et préparation à l'état frais?
les protozoaires
29
Pour quels microorganismes est ce qu'on peut distinguer les corps d'inclusion cytoplasmiques lors de l'observation à fond clair et préparation à l'état frais?
chez les microorganismes de grandes tailles (ex: levures)
30
Comment est ce qu'une coloration aide à augmenter le contraste?
les microorganismes absorbent le colorant et cela permet de mieux les observer
31
V/F: il existe une multitude de colorants vitaux?
Faux,
il y en a peu
32
Pourquoi est ce que la fixation des microorganisme est utilisée en microscopie à fond clair ?
car peu de colorants sont vitaux
on doit alors fixer les microorganismes (plus vivants) avant de les colorer
33
V/F: la fixation des microorganisme + colorant cause aucun changement aux microorganismes?
faux,
la fixation et le colorant peuvent modifier la morphologie et l'arrangement des microorganismes
34
quelles sont les caractéristiques des colorants (chargés +/- , neutre, hydrophobes, hydrophiles, amphipatqiues)
chargés +/-
hydrophobes
35
C'est quoi une coloration simple?
qui utilise un seul colorant qui colore uniformément toute la cellule
36
Quel type de colorant est le bleu de méthylène et quelles sont ses caractéristiques?
colorant simple
chargé +
37
Quel type de colorant est la coloration à Gram?
coloration différencielle
38
C'est quoi une coloration différencielle?
qui utilise plusieurs colorations pour différencier plusieurs types de cellules ou structures d'une même cellule
39
C'est quoi une cellule à Gram + vs -?
gram+ : retient le violet de cristal -> violet
gram -: ne retient pas le violet de cristal -> rouge
40
Quel type de colorant est la coloration AAR?
coloration différentielle
41
Quel type de coloration est la coloration Ziehl-Neelson ?
coloration différencielle
42
À quoi sert la coloration Ziehl-Neelson?
les mycobactéries ont une paroi cellulaire qui absorbe les pigments du Carbol-Fuchsine -> permet de distinguer les mycobactéries des autres microorganismes
43
Est ce que le fixage des microorganisme est nécessaire en coloration différencielle?
oui
44
Quelles structures peuvent être différenciées avec la coloration différencielle?
-endospores
-capsules
-flagelles
-corps d'inclusion
45
Quel est l'ordre chronologique des microscope photoniques du pire contraste au meilleur?
-fond clair
-fond noir
-contraste de phase
-contraste d'interférence différentielle
-à fluorescence
46
comment est ce que les structures sont visualisées vs le milieu dans un microscope à fond noir?
structures claires sur fond noir
seules les structures qui ont déviées la lumières sont observées
47
Est ce que de l'extérieur, le microscope à fond noir et à fond clair se ressemble?
oui, ils sont pareils
48
Quelle est la majeure différence dans la structure du microscope à fond clair vs à fond noir?
le condensateur
il est formé d'un cône de Abbe et de miroirs -> dévie la lumière -> éclairage de l'échantillon est oblique -> seuls les rayons déviés sont observés
49
V/F: la fixation + coloration est nécessaire en microscopie à fond noir?
faux, les cellules observées sont alors vivantes
50
V/F: la fixation + coloration est nécessaire en microscopie à fond clair
Faux,
un échantillon peut être observé à l'état frais, mais il y a très peu de contraste. Une fixation et une coloration est préférable
51
Est ce que de l'extérieur, le microscope à contraste de phase et à fond clair se ressemble?
oui
52
Quelle est la différence entre le microscope à contraste de phase vs à fond clair?
il y a des anneaux de phase dans le condensateur et les objectifs
anneau de phase: mise en phase de la lumière incidente (plusieurs λ en une seule)
53
Quel est le principe de l'observation d'échantillon avec un microscope à contraste de phase?
certaines structures cellulaires réfractent la lumière différemment (selon n) -> changements différents de la phase de la lumière -> changement d'intensité lorsqu'observé avec un anneau de phase
54
Qui s'est mérité un prix Nobel pour l'invention du microscope à contraste de phase?
Zernike
55
V/F: la fixation + coloration est nécessaire en microscopie à contraste de phase?
faux
56
Comment est ce qu'on peut améliorer l'image d'un échantillon avec un microscope à contraste de phase?
on peut mettre des filtres colorés pour que l'image soit plus nette
57
Quel microscope entre fond noir et contraste de phase est le plus récent?
contraste de phase
58
Qui a inventé le microscope à contraste d'interférence différentielle?
Nomarski
59
Quel est le principe de l'observation d'échantillon avec un microscope à contraste d'interférence différentielle?
une lumière polarisée est envoyée à angle variable -> les structures réfractent différemment -> modifient la polarisation -> différentes intensités lumineuses
60
V/F: la fixation + coloration est nécessaire en microscopie à contraste d'interférence différentielle?
faux
61
Quel type de microscope donne l'impression d'un échantillon en 3D?
contraste d'interférence différentielle
62
V/F: les observations au microscope d'interférence différentielle ont une coloration vive?
vrai
63
Quelle est la différence de structure du microscope à contraste d'interférence différentielle?
le condensateur
il a un système de lentilles polarisantes contrôlées par informatique
64
Quel est l'inconvénient majeur du microscope à contraste de phase?
il y a un halo de diffraction (il blur les contours de la cellule)
65
Quelle est la limite du microscope à contraste d'interférence différentielle?
les structures observées doivent être transparentes (sinon, la lumière ne peux pas être polarisée)
66
V/F: tous les microscopes photoniques peuvent être combinés dans un seul?
faux,
ils peuvent tous être combinés dans un même microscope en ayant des différents condensateurs mobiles. Sauf, le microscope à contraste d'interférence différentielle et microscope à fluorescence
67
Quelle est la différence entre un microscope à épifluorescence vs à fluorescence?
épifluorescence: Les UV arrivent par dessus de l'échantillon
fluorescence: les UV arrivent par dessous de l'échantillon
68
Quel est le principe de l'observation d'échantillon avec un microscope à fluorescence?
1. UV excitateur éclaire l'échantillon
2. un miroir dichromatique réfléchi les UV vers l'échantillon
2. l'échantillon absorbent l'UV par ses fluorochromes
3. les fluorochromes émettent de la lumière visible
4. un filtre bloquant bloque la lumière UV qui n'a pas été absorbée
5. on peut observer l'échantillon par les rayons émis
69
Quel technique est utilisée en microscopie à fluorescence pour transformer l'UV en lumière visible?
on marque des structures avec des colorants fluorescents (fluorochromes)
70
Comment doivent être les lentilles pour la microscopie à fluorescence?
en quartz car l'UV ne passe pas le verre
71
V/F: les fluorochromes causent l'observation de cellules mortes?
faux,
il existe des fluorochromes vitaux
72
C'est quoi une cellule vivante vs morte en microscopie?
morte: la membrane cytoplasmique est perméable au colorant
vivant: le colorant est exclu par la membrane cytoplasmique
73
Comment est ce qu'on peut distinguer des cellules vivantes de mortes en microscopie à fluorescence?
en utilisant des fluorochromes spécifiques et un logiciel d’analyse d’image pour détecter et compter les cellules selon leur fluorescence
74
Quelles sont les applications du microscope à fluorescence?
1. immunofluorescence
2. fluorochromes vitaux
3. FISH
75
Comment est ce que fonctionne l'immunofluorescence utilisée avec les microscopes à fluorescence?
1. un anticorps est spécifique à une protéine ou un organisme
2. on couple l'anticorps avec un fluorochromes
3. Lorsque l’échantillon est exposé à la lumière d’excitation, le fluorochrome émet de la lumière visible
3. on peut localiser la structure ou l'organisme ciblé
76
Comment fonctionne le FISH utilisé avec les microscopes à fluorescence?
1. on marque des sondes d'ADN spécifiques avec des fluorochromes
2. Lorsque l’échantillon est exposé à la lumière d’excitation, le fluorochrome émet de la lumière visible
3. on peut localiser les séquences ciblées
77
Que veux dire FISH?
hybridation fluorescente in situ
78
V/F: on utilise les mêmes fluorochromes pour toutes les espèces avec la méthode FISH?
faux,
les sondes sont spécifiques aux différentes espèces
79
Après avoir marqué des cellules par FISH ou immunofluorescence, quelles méthodes peut on utiliser pour analyser les résulats?
-quantification (ex: nb de copies d'un gène)
-analyses informatiques d'images
80
Quelle technique des microscope à fluorescence permet de détecter une espèce spécifique?
FISH
81
Quelles sont les limites de FISH?
1. mis au point (spécificité)
-certaines séquences ADN peuvent se retrouver dans différentes espèces
2. diffusion de la sonde
-la sonde n'atteint pas sa cible
82
Pourquoi est ce que l'immunofluorescence est une application utile des microscope à fluorescence?
elle permet de diagnostiquer en détectant des pathogènes spécifiques
83
Quelle est la limite de l'immunofluorescence?
les protéines/organismes peuvent avoir différents niveaux d'affinité aux anticorps
84
Comment est ce que les fluorochromes vitaux ont une application dans les microscopes à fluorescence?
ils permettent d'avoir une proportion des cellules vivantes vs mortes
85
Quand est ce que le microscope électronique a été inventé?
1931
86
Quel est l'avantage des microscopes électroniques comparé aux photoniques?
on peut visualiser des strcutures et organismes de très petite taille
87
Qui a eu un prix Nobel en 1986 pour l'invention du microscope électronique?
Ruska
88
Quelles sont les différence de grossissement et de la L.R. possibles avec un microscope photonique vs électronique?
photonique:
-grossissement 1000X
-L.R. 0,1 μm
électronique:
-grossissement 400 000X
-L.R. 0,05nm
89
Par quoi sont remplacés les condensateurs, objectifs et oculaires pour un microscope électronique?
par des électro-aimants et des lentilles magnétiques
90
Quelles sont les façons d'obtenir l'image avec un microscope életronique?
1. écran fluorescent
2. plaque photographique
3. détecteur numérique
91
Quelles sont les limites des microscopes électroniques?
1. l'échantillon doit être dans le vide
2. les coupes doivent être très fines
3. il y a peu de contraste
92
Pourquoi est ce que l'échantillon doit être dans la vide pour son observation au microscope électronique et quel conséquence ça l'a?
car les électrons voyagent dans le vide, l'intérieur du microscope doit être dans le vide
cela empêche l'observation d'échantillons vivants
93
Pourquoi est ce que l'échantillon doit être en coupes fines pour son observation au microscope électronique et quel conséquence ça l'a?
les électrons n'entrent pas profondément dans l'échantillon et les coupes doivent être fines
la préparation pour le coupage très mince cause:
-imprégnation des structures avec des traitements
-altération de la structure de la cellule
94
Pourquoi est ce que l'échantillon a peu de contraste lors de son observation au microscope électronique et comment peut-on régler ce problème?
car le matériel vivant absorbe peu les électrons et donc il y a peu de contraste
solution: coloration par des matériaux imperméables aux électrons
95
Quels sont les colorants qu'on peut utiliser pour augmenter le contraste en microscopie électronique?
coloration avec des matériaux qui sont imperméables aux électrons
métaux: fer, or, uranium, lanthane
acide phosphotungstique
96
Quelles sont les techniques de coloration pour la microscopie électronique?
1. technique d'ombrage
2. coloration négative
3. cryodécapage
4. immuno-localisation cellulaire
97
Comment fonctionne la coloration avec la technique d'ombrage en microscopie électronique?
1. vaporisation de métaux qui absorbent les électrons à un angle précis
2. la portion exposée est sombre et projette une ombre blanche sur les parties non exposées
3. on compare les ombres avec les ombres de billes témoins (tailles connues) et on peut déterminer l'élévation
on peut inverser l'image pour que les ombres soient noires et les structures qui ont absorbées les électrons blanches
98
Comment fonctionne la coloration négative en microscopie électronique?
1. on ajoute de l'acide phosphotungstique à l'échantillon
2. il s'accumule dans les creux de la cellule
3. les creux paraissent sombres et les parties qui ressortent paraissent claires
permet d'observer le relief de la cellule
99
Comment fonctionne le cryodécapage en microscopie électronique?
1. congélation de l'échantillon à -180°C
2. avec une lame, on coupe de façon transversale
3. la cellule se coupe aux zones de faiblesse
4. on fait la technique d'ombrage pour distinguer les structures internes
100
Le cryodécagape permet d'observer quoi?
les structures à l'intérieur de la cellule
101
Comment fonctionne l'immuno-localisation cellulaire en microscopie électronique?
1. un anticorps est spécifique à une protéine ou une structure
2. couplage de l'anticorps avec une bille de fer ou d'or
3. la bille joue le rôle d'un fluorochrome en absorbant les électrons et devient sombre sur l'observation
4. on peut localiser la protéine ou structure
102
Quels sont les deux types de microscopes électroniques?
-microscope électronique à transmission
-microscope électronique à balayage
103
En microscopie électronique à transmission, que signifie une zone pâle vs une zone foncée?
zone pâle: les électrons traversent la structure
zone foncée: les électrons ont été déviés ou absorbés par la structure
104
Quel microscope électronique a été développé en premier?
TEM
105
Quelle est la différence entre le parcours de électrons en microscopie électronique à transmission
vs à balayage?
transmission: les électrons traversent l'échantillon et sont détectés sous l'échantillon
balayage: les électrons restent en surface de l'échantillon et les électrons réfléchis sont captés par un détecteur latéral
106
Quelle est la différence entre la transparence de l'image obtenu en microscopie électronique à transmission
vs à balayage?
transmission: images en transparence, on voit au travers de la cellule
balayage: on voit juste la surface de la cellule (effet 3D)
107
Quelle est la différence entre la limite de résolution en microscopie électronique à transmission
vs à balayage?
transmission: L.R. petite -> observation de petites strcitures
balayage: L.R. bcp plus grande
108
Quels 2 types de microscopes électroniques sont les progrès récents?
-cryoélectromicroscopie
-cryotomographie électronique
109
C'est quoi la cryoélectromicroscopie (Cryo-EM)
congélation très rapide de l'eau à -135°C avec de l'éthane et de l'azote liquide (permet la vitrification de l'eau, l'eau devient solide, sans cristaux)
-> conservation de l'intégritédes structures
110
Quelle technique moderne de microscopie est utilisée pour modéliser des structures 3D protéiques?
la cryoélectromicroscopie
ex: étude de la protéine spike du SARS-CoV-2 (covid-19)
111
C'est quoi la cryotomographie électronique?
elle utilise la tomographie: technique qui reconstitue une image 3D informatiquement l'intérieur de la cellule en utilisant pleins de différentes strates de l'échantillon (ne nécessite pas la coupure de la cellule)
112
Quel est la version avancée et moderne du microscope à fluorescence?
microscope confocal à balayage laser (aussi photonique)
113
Comment est utilisé le microscope confocal à balayage laser?
1. illumination de l'échantillon par UV avec un laser
2. les fluorochromes émettent de la lumière
3. détection de la fluorescence seulement par le plan au foyer (contrairement à microscope à fluorescence)
114
Quel est l'avantage que le microscope confocal à balayage laser détecte seulement la fluorescence des plans au foyer?
la fluorescence des plans hors foyer est éliminée -> augmente le contraste et diminue l'interférence (rencontre de plusieurs ondes lumineuses)
115
Quelles sont les façons dont un microscope confocal à balayage laser peut faire le balayage du laser?
-horizontal et vertical (3D)
-profondeur (3D)
-temporel (4D)
116
Est ce qu'un microscope confocal à balayage utilise la reconstitution d'image?
oui,
il numérise des images
117
Quelles sont les applications du microscope confocal à balayage laser?
-détection/localisation d'une structure
-développement d'un biofilm vs temps
-quantification de cellules vivantes/mortes
118
Quels sont les deux types de microscopes à balayage de sonde?
-à effet tunnel
-à force atomique
119
Comment fonctionne le microscope à balayage de sonde à effet tunnel?
1. une sonde de métal balaie la surface de l'échantillon
2. la sonde mesure l'intensité du courant entre les nuages électroniques, qui varie avec la distance entre la sonde et les atomes.
3. L’ordinateur traduit ces mesures en niveaux de hauteur
120
Quel est le grossissement avec un microscope à balayage de sonde à effet tunnel?
10^8
121
Quelle information par rapport aux atomes il est possible d'obtenir avec un microscope à balayage de sonde à effet tunnel?
les liens intermoléculaires
122
Est ce que le microscope à balayage de sonde à effet tunnel permet de visualiser l'échantillon dans son état naturel?
oui,
les observations se font en milieu aqueux, ce qui n'impacte pas les structures
123
Quel type de microscope utilise des nanotechnologies et des biomatériaux?
microscope à balayage de sonde
124
C'est quoi un microscope à force atomique?
utilise une pointe nanométrique pour balayer une surface et mesurer les forces mécaniques entre la pointe et l’échantillon
microbiologie
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