Modul 28-IBM-V Biophysikalische Methoden in der Biomedizin

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.

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

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

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