Študijsko gradivo
Avtor: doc. dr. Matjaž Humar
To gradivo je namenjeno kot pomoč študentom prve in druge stopnje fizike, ki pridejo prvič delati v laboratorij za bio integrirano fotoniko. Namen dela je lahko opravljanje prakse, poletno delo ali raziskovalno delo za namen magistrske naloge.
Laboratorij je namenjen raziskovalnemu delu na področju biofotonike. To vključuje delo z optičnimi napravami kot so mikroskopi, kamere in spektrometri, kakor tudi priprava vzorcev in delo s sesalskimi celičnimi kulturami in živalskimi tkivi.
Laboratorij vključuje naslednje prostori na Institutu Jožef Stefan, Jamova 39:
Celični laboratorij (B105)
Optični laboratorij (B102/103)
Optični laboratorij (B104b)
Laserji
Opotek Opolette 355 Tunable Optical Parametric Oscillator Laser je klase 3B. Ukrepi za varno delo z tem laserjem:
Izobraževanje: Vsi, ki bodo delali z laserjem, morajo biti pravilno izobraženi in seznanjeni z varnostnimi ukrepi.
Očala za zaščito oči: Pri delu z laserji je potrebno vedno nositi očala za zaščito oči, ki so primerne za določeno valovno dolžino laserja. Ker ima laser nastavljivo valovno dolžino je zelo važno vsakič ko spremenimo valovno dolžino, da se preveri če so očala primerna za to valovno dolžino. Na voljo jih je nekaj različnih za različna območja valovnih dolžin.
Zaščita: Ob uporabi laserja mora biti zaprta zavesa na vratih na hodnik.
Celice in kemikalije
Laboratorij je zaprti sistem za delo z gensko spremenjenimi organizmi (GSO) uvrščenimi v 1. ali 2. varnostni razred (IJS-F5-BioFotonika) vpisan v Register GSO pod registrsko št. 0006/2020. V zaprtem sistemu poteka delo z GSO, ki so glede na ocene tveganja uvrščeni v 1. varnostni razred (sesalske celične linije).
Natančna navodila za varno delo s celicami in kemikalijami so opisana v dokumentih za delo z gensko spremenjenimi organizmi v zaprtem sistemu, ki so dostopni v laboratoriju.
V laboratoriju je strogo prepovedano uživanje in shranjevanje hrane in pijač.
Mikroskopi
Mikroskop je naprava za povečevanje majhnih predmetov. Uporablja se za raziskovanje različnih vrst celic, bakterij, virusov, mineralov in drugih mikroorganizmov. Postopek uporabe mikroskopa je naslednji:
Priprava mikroskopa: Pred uporabo mikroskopa ga je potrebno vžgati, nastaviti objektiv za najmanjšo povečavo in izbrati pravilne filtre.
Osvetlitev: Za osvetlitev se uporabljata dva vira svetlobe, ki jih običajno najdemo na zgornjem in zadnjem delu mikroskopa. Občasno je potrebno regulirati jakost svetlobe za optimalno vidnost. Za uporabo izvora svetlobe za florescenco je potrebno izbrati ustrezni filter glede na uporabljeno barvilo.
Fokusiranje: Preden začnete preučevati vzorce, ga je potrebno pravilno fokusirati. To lahko storite z uporabo ročaja za fokusiranje na spodnjem delu mikroskopa.
Preučevanje: Ko je mikroskop pravilno fokusiran, lahko vzorec premikate s motorizirano mizico. Uporabljate lahko objektive z različnimi povečavami.
Čiščenje: Ko ste končali z uporabo mikroskopa, ga je potrebno pravilno očistiti. To vključuje čiščenje leč, objektivov in okularjev ter odstranjevanje vzorcev.
Dva invertirana mikroskopa sta opremljena z črnobelo in barvno kamero, ki se jo upravlja preko računalnika.
Na volje je tudi celični inkubator, ki ga lahko postavimo na mikroskop in opazujemo žive celice dlje časa.
Vedno pa si preberi navodila za uporabo za specifičen mikroskop, ki ga uporabljaš, saj se lahko nekateri postopki razlikujejo glede na model.
Spektrometer
Visoko resolucijski spektrometer je priključen na mikroskop, tako da je z njim mogoče meriti absorpcijske, refleksijske ali fluorescenčne spektre vzorcev pod mikroskopom.
Postopek uporabe spektrometra:
Pred uporabo spektrometra ga je potrebno vžgati in na mikroskopu nastaviti da je svetloba
vodena v spektrometer.
Na računalniku opremo program za delo s spektrometrom.
Izberemo eno izmed treh uklonskih mrežic, območje valovne dolžine in širino vstopne reže.
Laser s spremenljivo valovno dolžino
V mikroskop je speljan izhod iz laserja s spremenljivo valovno dolžino Opotek Opolette 355 Tunable Optical Parametric Oscillator.
Specifikacije laserja:
Območje izhodnih valovnih dolžin: 410 to 2400nm
Enargija: 0 to 9.4mJ
Repeticija 20Hz
Dolžina sunka: 5ns
Postopek uporabe laserja:
Laser najprej vžgete s tem, da obrnete ključ na napajalniku.
Potrebno je počakati 15 min, da se laser segreje.
Nato lahko zaženete program na računalniku s katerim kontrolirate valovno dolžino, moč in repeticijo laserja.
Važno je da v mikroskopu izberete pravilni filter, ki ustreza trenutni valovni dolžini svetlobe in pravilna zaščitna očala.
Celični inkubator
Celični inkubator je naprava, ki se uporablja za hranjenje in razmnoževanje celic v laboratorijskih pogojih. Celični inkubator ima regulirano in stabilno okolje za celice, 5% CO2, nasičena vlažnost in temperatura 37 °C.
Postopek uporabe celičnega inkubatorja:
Priprava inkubatorja: Pred uporabo je potrebno pravilno pripraviti celični inkubator. To vključuje čiščenje notranjosti in kontroliranje pogojev (temperatura, vlažnost, itd.).
Namestitev celic: Celice se namestijo v inkubator v primerne posode, ki omogočajo razmnoževanje celic.
Hranjenje celic: Celice se hranijo s potrebnimi hranili, kot so rastni mediji in hormoni.
Čiščenje: Ko so celice razmnožene, se celični inkubator očisti in pripravi za naslednjo uporabo.
Mikrobiološka komora
Mikrobiološka komora se uporablja za manipulacijo s celičnimi kulturami v laboratorijskih pogojih, ki so sterilni in brez nečistoč. Posode s celičnimi kulturami in rasnimi mediji odpiramo samo v mikrobiološki komori, da preprečimo kontaminacij
Postopek uporabe mikrobiološke komore za manipulacijo s celičnimi kulturami:
Priprava: Pred uporabo se mikrobiološka komora pravilno pripravi. To vključuje čiščenje
notranjosti s 70% alkoholom.
Vstavljanje celičnih kultur: Celične kulture se vstavijo v mikrobiološko komoro v sterilnih posodah, ki jim očistimo zunanjost s 70% alkoholom.
Manipulacija s celičnimi kulturami: Celične kulture se manipulirajo z uporabo sterilnih instrumentov, kot so pipete. Vsi instrumenti in posode morajo biti pred vstavitvijo v komoro očiščeni s 70% alkoholom.
Čiščenje: Ko so celične kulture razmnožene, se mikrobiološka komora očisti in pripravi za naslednjo uporabo. Mikrobiološka komora se sterilizira z uporabo UV svetlobe in 70% alkoholom.