Pokročilé spektroskopie a mikroskopie pro výzkum v molekulární medicíně

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Kurs probírá representativní metody optických spektroskopií s vysokým časovým rozlišením (ns, ps, fs, as), ukázky technik kombinujících vysoké časové a prostorové rozlišení, metod pro spektroskopické studium jednotlivých molekul a nanostruktur a vybrané metody nelineárních optických spektroskopií s důrazem na 2D techniky jako je třípulsní fotonové echo. Soustavně je kladen důraz na fyzikální interpretaci spektroskopických dat a na charakter informací která lze o bio-funkčních molekulách, nano-objektech, molekulárních strukturách vykazujících specifické biologické funkce či o biologických tkáních získat.

Kurs je určen zvláště postgraduálním studentům pracujícím v týmech zaměřených na základní výzkum v oblastech chemie, molekulární fotofyziky a biofyziky, biologie, fyziologie, farmakologie a dalších tvořících výzkumné zázemí molekulární medicíny.

Požadavky:

Předpokládají se základní znalosti chemie, kvantove mechaniky a molekulární fotofyziky a klasických technik optických spektroskopií a mikroskopií

Osnova přednášek:

1. Shrnutí předpokládaných znalostí klasické optické spektroskopie a mikroskopie a jejich limity

2. Spektroskopicky zjistitelné parametry molekul, nanočástic a bio-funkčních struktur

3. Koherence elektronových stavů, vlnové balíčky a přenosy energie v molekulárních systémech

4. Koncept vícedimensionálních spektroskopických technik

5. Technika potřebná pro vysoké časové rozlišení ? ultrakrátké pulsy a nelineární optika ? shrnutí

6. Nelineární mikroskopie

7. Ultrarychlé spektroskopie jednotlivých molekul a nanočástic

8. Elektronová struktura a luminiscence nízko-dimensionálních systémů

9. Pump-and-probe spektroskopie bio-makromolekul

10. Vibrační spektroskopie s vysokým časovým rozlišením pro studium biosystémů

11. Metody využívající Ramanova rozptylu, SERS a kombinovaných časových technik

12. Techniky fs fotonového echa

13. Příklady ultrarychlých procesů v biologii a pokročilých metod jejich spektroskopického studia

14. Aktuální směry rozvoje kombinovaných technik

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná:

[1] M. Hof, R. Hutterer, and V. Fidler: Fluorescence Spectroscopy in Biology. Springer Verlag, Heidelberg, 2004

[2] I. Pelant, J. Valenta: Luminiscnenční spektroskopie II. Nanostruktury, elektroluminiscence, stimulovaná emise,

Academia Praha, 2010

Doporučená:

[3] P. Vasa and D. Mathur: Ultrafast Biophotonics Springer Int. Publishing AG Switzerland, 2016 ISSN 1618-7210 ISSN 2197-5647 (electronic)

[4] Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering ISBN 978-3-319-39612-5 ISBN 978-3-319-39614-9 (eBook). DOI 10.1007/978-3-319-39614-9

Doplňující review-articles dle zadání vyučujícího ? např.:

A. Zumbusch, W. Langbein, and P. Borri: Nonlinear vibrational microscopy applied to lipid biology (Review), Progress in Lipid Research 52 (2013) 615?632

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: