Module 28-IBM-V Biophysical Methods in Biomedicine

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every summer semester

Credit points and duration

10 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

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.

Content of teaching

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

Recommended previous knowledge

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

Necessary requirements

—

Explanation regarding the elements of the module

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.

Module structure: 1 SL, 1 bPr, 1 uPr 1

Courses

Biophysik III
Type lecture
Regular cycle SoSe
Workload5 120 h (60 + 60)
LP 4 [Pr]
Biophysik-Praktikum für Biomedizin
Type internship
Regular cycle SoSe
Workload5 30 h (15 + 15)
LP 1 [Pr]
Photonics
Type lecture
Regular cycle SoSe
Workload5 120 h (60 + 60)
LP 4 [Pr]
Übungen zu Biophysik III
Type exercise
Regular cycle SoSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2 [SL]
Übungen zu Photonics
Type exercise
Regular cycle SoSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2 [SL]

Study requirements

Allocated examiner Workload LP2
Teaching staff of the course Übungen zu Biophysik III (exercise)

Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben (i.d.R. 50%), jeweils mit erkennbarem und zielführendem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen (in Betracht kommen insbesondere: Präsentation der eigenen Lösungen oder Lösungsansätze, Stellen von fachlichen Fragen und kritische Diskussion der physikalischen Problemstellungen, Bearbeiten von Präsenzübungen).
Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben. Die/Der Dozent*in legt die genauen Kriterien zu Veranstaltungsbeginn fest und gibt diese bekannt.

 see above see above
Teaching staff of the course Übungen zu Photonics (exercise)

Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben (i.d.R. 50%), jeweils mit erkennbarem und zielführendem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen (in Betracht kommen insbesondere: Präsentation der eigenen Lösungen oder Lösungsansätze, Stellen von fachlichen Fragen und kritische Diskussion der physikalischen Problemstellungen, Bearbeiten von Präsenzübungen).
Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben. Die/Der Dozent*in legt die genauen Kriterien zu Veranstaltungsbeginn fest und gibt diese bekannt.

 see above see above

Examinations

written examination o. oral examination
Allocated examiner Teaching staff of the course Biophysik III (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

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

record
Allocated examiner Teaching staff of the course Biophysik-Praktikum für Biomedizin (internship)
Weighting without grades
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.

oral examination
Allocated examiner Teaching staff of the course Photonics (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

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

The module is used in these degree programmes:

Degree programme Profile Recom­mended start 3 Duration Manda­tory option 4
Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science [FsB vom 02.07.2018 mit Änderungen vom 16.05.2023 und 28.03.2024] Bioinformatics 2. one semester Obli­gation
Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science [FsB vom 02.07.2018 mit Änderungen vom 16.05.2023 und 28.03.2024] Experimental Science 2. one semester Obli­gation
Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science [FsB vom 02.07.2018 mit Änderungen vom 16.05.2023 und 28.03.2024] Health Science 2. one semester Obli­gation

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.

Legend

1
The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2
LP is the short form for credit points.
3
The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4
Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5
Workload (contact time + self-study)
SoSe
Summer semester
WiSe
Winter semester
SL
Study requirement
Pr
Examination
bPr
Number of examinations with grades
uPr
Number of examinations without grades
This academic achievement can be reported and recognised.

Sidebar

Elements of the module

Courses

Study requirements

Examinations

Programme of lectures (eKVV)

Programme of lectures (eKVV)

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Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science // Bioinformatics

Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science // Experimental Science

Interdisciplinary Biomedicine / Master of Science // Health Science