Biofotonika
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
17MPBFT | Z,ZK | 4 | 2+1 | česky |
- Přednášející:
- Miroslav Jelínek (gar.)
- Cvičící:
- Jan Mikšovský (gar.), Miroslav Jelínek (gar.)
- Předmět zajišťuje:
- katedra přírodovědných oborů
- Anotace:
-
Přehled o principech a aplikacích v interdisciplinární oblasti spojující poznatky fyziky, optiky a biologie. Interakce záření s látkou, interakce záření s tkáněmi, základy biologie, fotobiologie, biozobrazování, základy laserů + bezpečnost, optické biosenzory, fotodynamická terapie, optická manipulace s buňkami, nanotechnologie pro biofotoniku, biomateriály pro fotoniku.
- Požadavky:
-
Podmínky zápočtu: účast na cvičeních (1 neúčast bude řešena zadáním rešeršní práce na vybrané téma). Účast na laboratorních cvičeních a odevzdání protokolů z měření v požadovaném rozsahu a kvalitě.
Test ve 4., 8. a 12.výukovém týdnu semestru.
Vypracování semestrální práce. Vypracování dvou domácích cvičení.
Podmínky zkoušky: zkouška ústní s písemnou přípravou
- Osnova přednášek:
-
1.Biofotonika jako vědní obor, jeho vymezení.
2.Interakce záření s látkou I. (duální charakter světla, šíření světla, fotony, koherence, interference, difrakce, vazby v molekulách)
3.Základy laserové techniky (princip činnosti laseru, typy laserů, aplikace laserů ve fotobiologii a v lékařství, bezpečnost práce s lasery)
4.Základy biologie (typy buněk, organizace buněk v tkáni, nádory, typy tkání a jejich funkce)
5.Interakce záření s látkou II. (interakce světlo- molekula, záření s hmotou, interakce záření s tkání, indikace a detekce interakčních mechanizmů)
6.Absorpce, emise světla, principy biologické spektroskopie (absorpční, emisní, fluorescenční, Ramanova, Fourierovská infračervená spektroskopie, atd.)
7.Biozobrazování (princip, uspořádání a obecné vlastnosti mikroskopu, principy konkrétních typů mikroskopů -transmisní, rastrovací, fluorescenční, tunelové, na odraz, elektronové, atd.). Aplikace, sondy.
8.Optické biosenzory (principy, konstrukce, aplikace), fotonásobiče, polovodičové detektory a snímače
9.Fotodynamická terapie (princip, vymezení aplikací), cytometrie
10.Interakce záření s látkou III (interakce záření s tkání, regenerace, fototerapie, optická koherentní tomografie), rentgenovská tomografie
11.Manipulace s buňkami pomocí optického záření, cytometrie
12.Nanotechnologie pro biofotoniku -bionanofotonika
13.Biomateriály pro biofotoniku
14.Závěr, záloha
- Osnova cvičení:
-
Cvičení probíhají v blocích:
Mikroskopie tkání, Spektroskopická analýza tenkých biokompatibilních vrstev, Rentgenovská tomografie,Interakce optického záření s tkání
Náplň laboratorních cvičení:
- Interakce optického záření s tkání
- Měření vnitřního pnutí vrstev metodou optického měření
průhybu tenké podložky
- Youngův pokus
- Ohyb na štěrbině
- Spektrometrické měření koncentrací látek v tělních
roztocích
- Studium fotokatalytických vlastností povrchů TiO2 v medicíně.
- Cíle studia:
-
Seznámit studenty s fotonikou, definovat její základní principy a mechanismy, definovat interakci optického záření s tkání a uvést aplikace fotoniky v lékařství.
Cílem studia je podat přehled o principech a aplikacích v interdisciplinární oblasti spojující poznatky fyziky, optiky a biologie. Ozřejmit principy na kterých pracují moderní zobrazovací, analytické i terapeutické přístroje a senzory. Seznámit posluchače s materiály využitelnými a využívanými v biofotonice. Propojit svět fotoniky s biomedicínskými aplikacemi a naopak využití biomateriálů pro potřeby fotoniky. Jde hlavně o následující oblasti: Biozobrazování, diagnostika, optické diagnostické přístroje, světlem řízené/aktivované terapie, světelné zdroje a detektory.
- Studijní materiály:
-
[1] Prasad P.N.: Introduction to Biophotonics. Wiley-InterScience 2004.
[2] Vymětalová V.: Laboratorní cvičení z biologie. VŠCHT Praha 2001.
[3] Základy fotoniky, svazek 1-4. Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich. Vyd. MATFYZPRESS, 1994, Praha.
[4] Paras N. Prasad : Nanophotonics. John Wiley and Sons, Inc., 2004.
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: