Modul 28-IBM-V Biophysikalische Methoden in der Biomedizin

Fakultät

Modulverantwortliche*r

Turnus (Beginn)

Jedes Sommersemester

Leistungspunkte und Dauer

10 Leistungspunkte

Die Angaben zur Moduldauer finden Sie bei den Studiengängen, in denen das Modul verwendet wird.

Kompetenzen

Dieses Modul ist dem Kennenlernen und Erfassen neuester biophysikalischer Analyseverfahren, die für die molekularbiologische Analyse der Wechselwirkung und Dynamik von Biomolekülen eingesetzt werden, gewidmet. Die Studierenden lernen dabei die wesentlichen Grundzüge der mechanischen und strukturellen Eigenschaften von Makromolekülen kennen und können diese im Kontext von Zellen und Gewebe zuordnen. Weiterhin lernen die Studierenden die Grundlagen, Eigenschaften und relevantesten Anwendungen neuester hochempfindlicher biophysikalischer Analyseverfahren, die insbesondere für die Grundlagenforschung zur Entstehung von Krankheiten auf molekularer und zellulärer Skala eingesetzt werden, kennen. Dazu gehören z. B. die Rastersonden-Mikroskopie, Kraft-Spektroskopie mit einzelnen optischen Fallen, Quantitative Fluoreszenzspektroskopie, Langmuir-Blodgett-Membranpräparation, Fluoreszenz-Einzelmolekül-Analytik, hochauflösende optische Mikroskopie und die physikalisch/chemisch-analytische Spektroskopie (z. B. Infrarot-Absorption und Raman-Streuung). In einem Praxisteil können sich die Studierenden direkt mit diesen neuesten Methoden vertraut machen.

Lehrinhalte

Biophysik III:
Gentechnik
Viren
Stammzellen
Zell-Zell-Kommunikation I: Immunsystem
Zell-Zell-Kommunikation II: Neuro-Biophysik
Membranen und Transport: Diffusionsgl., Nernst-Gl.,
Nernst-Planck-Gl., Goldman-Gl., Hodgkin-Huxley-Gl.
Regulation der Genexpression: RNA-Interferenz
Fluoreszenz und Fluorophore
Beugungsbegrenzte Fluoreszenzmikroskopie
Fluoreszenzmikroskopie jenseits der Beugungsgrenze (hochauflösende Mikroskopie): STED, PALM, STORM, ...

Photonics:
Grundlagen der Optik
Fourier Optik
Erzeugung ultra-kurzer Pulse, Charakterisierung kurzer Pulse
Beugungsbegrenzte Fluoreszenzmikroskopie
Fluoreszenzmikroskopie jenseits der Beugungsgrenze (hochauflösende Mikroskopie): STED, PALM, STORM, ...
Plasmonik / Nano-Optik (Oberflächen-Plasmonen, Anwendungen)

Biophysik-Praktikum für Biomedizin:
Eine Auswahl aus Versuchen mit biophysikalischer Fragestellung, wie z. B.

AFM
Fluoreszenzspektroskopie
Lipidmonoschichten
Optische Pinzette
Einzelmolekülfluoreszenzspektroskopie

Empfohlene Vorkenntnisse

Einführung in die Physik (Nebenfach)
Für die Wahl der Veranstaltung "Photonics" wären insbesondere Kenntnisse der Quantenmechanik von Vorteil.

Notwendige Voraussetzungen

Erläuterung zu den Modulelementen

Es sind entweder die Modulelemente "Photonics" und "Übungen zu Photonics" oder "Biophysik III" und "Übungen zu Biophysik III" zu studieren. Weiterhin muss noch das Modulelement "Biophysik-Praktikum für Biomedizin" absolviert werden.

Modulstruktur: 1 SL, 1 bPr, 1 uPr 1

Veranstaltungen

Biophysik III
Art Vorlesung
Turnus SoSe
Workload5 120h (60 + 60)
LP 4 [Pr]
Biophysik-Praktikum für Biomedizin
Art Praktikum
Turnus SoSe
Workload5 30h (15 + 15)
LP 1 [Pr]
Photonics
Art Vorlesung
Turnus SoSe
Workload5 120h (60 + 60)
LP 4 [Pr]
Übungen zu Biophysik III
Art Übung
Turnus SoSe
Workload5 60h (30 + 30)
LP 2 [SL]
Übungen zu Photonics
Art Übung
Turnus SoSe
Workload5 60h (30 + 30)
LP 2 [SL]

Studienleistungen

Veranstaltung Workload LP2
Übungen zu Biophysik III (Übung)

Für die Übungen zu der Vorlesung müssen wöchentlich in der Regel 4 - 6 Aufgaben bearbeitet und in den Übungsstunden vorgerechnet werden.
Um diese Studienleistung erbringen zu können, ist ebenfalls eine Nachbearbeitung anhand von Physik-Lehrbüchern erforderlich. Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.

siehe oben siehe oben
Übungen zu Photonics (Übung)

Für die Übungen zu der Vorlesung müssen wöchentlich in der Regel 3 - 4 Aufgaben bearbeitet und in den Übungsstunden vorgerechnet werden.
Um diese Studienleistung erbringen zu können, ist ebenfalls eine Nacharbeitung anhand von Physik-Lehrbüchern erforderlich. Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.

siehe oben siehe oben

Prüfungen

Biophysik-Praktikum für Biomedizin (Praktikum)
Art Protokoll
Gewichtung unbenotet
Workload 30h
LP2 1

Versuchsprotokoll (ca. 15 Seiten)
Die Studierenden haben in Kleingruppen, in der Regel bestehend aus zwei Studierenden, zwei der oben angegebenen Versuche durchzuführen.
Die theoretischen Grundlagen, der Aufbau und die Durchführung des Experimentes, die Messergebnisse, deren Auswertung und Diskussion werden in einem eigenständigen und qualifizierten Protokoll dokumentiert. Die Protokolle werden korrigiert und mit den Tutoren diskutiert.

Biophysik III (Vorlesung)
Art Klausur o. mündliche Prüfung
Gewichtung 1
Workload 60h
LP2 2

Klausur (120 Minuten) oder Mündliche Prüfung (ca. 30 Minuten). Die Modulprüfung erstreckt sich über Vorlesung und Übung.

Photonics (Vorlesung)
Art mündliche Prüfung
Gewichtung 1
Workload 60h
LP2 2

Mündliche Prüfung (ca. 30 Minuten). Die Modulprüfung erstreckt sich über Vorlesung und Übung.

In diesen Studiengängen wird das Modul verwendet:

Studiengang Profil Empf. Beginn 3 Dauer Bindung 4
Interdisziplinäre Biomedizin / Master of Science [FsB vom 02.07.2018] Bioinformatics 2. ein Semes­ter Pflicht
Interdisziplinäre Biomedizin / Master of Science [FsB vom 02.07.2018] Experimental Science 2. ein Semes­ter Pflicht
Interdisziplinäre Biomedizin / Master of Science [FsB vom 02.07.2018] Health Science 2. ein Semes­ter Pflicht

Automatische Vollständigkeitsprüfung

In diesem Modul kann eine automatische Vollständigkeitsprüfung vom System durchgeführt werden.


Legende

1
Die Modulstruktur beschreibt die zur Erbringung des Moduls notwendigen Prüfungen und Studienleistungen.
2
LP ist die Abkürzung für Leistungspunkte.
3
Die Zahlen in dieser Spalte sind die Fachsemester, in denen der Beginn des Moduls empfohlen wird. Je nach individueller Studienplanung sind gänzlich andere Studienverläufe möglich und sinnvoll.
4
Erläuterungen zur Bindung: "Pflicht" bedeutet: Dieses Modul muss im Laufe des Studiums verpflichtend absolviert werden; "Wahlpflicht" bedeutet: Dieses Modul gehört einer Anzahl von Modulen an, aus denen unter bestimmten Bedingungen ausgewählt werden kann. Genaueres regeln die "Fächerspezifischen Bestimmungen" (siehe Navigation).
5
Workload (Kontaktzeit + Selbststudium)
SL
Studienleistung
Pr
Prüfung
bPr
Anzahl benotete Modul(teil)prüfungen
uPr
Anzahl unbenotete Modul(teil)prüfungen
Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.