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Biophysikalische Methoden in der Biomedizin 28-IBM-V

 

Leistungspunkte:        10 LP

Modulbeauftragte:      

Turnus (Beginn):        Sommersemester

Dauer:                          1 Semester

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)

   Praktikum Biophysik:

   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:      Keine

Erläuterungen 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 "Praktikum Biophysik" absolviert werden.

Veranstaltungen:

Titel

Art

Turnus

Workload (Kontaktzeit + Selbststudium)

LP

Photonics

Vorlesung

SoSe

60h + 60h

4 [Pr]

Übungen zu Photonics

Übung

SoSe

30h + 30h

2 [SL]

Biophysik III

Vorlesung

SoSe

60h + 60h

4 [Pr]

Übungen zu Biophysik III

Übung

SoSe

30h +30h

2 [SL]

Praktikum Biophysik

Praktikum

SoSe

15h + 15h

1 [Pr]

 

Studienleistungen:

Veranstaltung

Workload

LP

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

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

 

Modulprüfung:

Organisatorische Zuordnung 

Art

Gewicht

Workload

 LP

Photonics (Vorlesung)

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

mündliche Prüfung

1

60h

2

Biophysik III (Vorlesung)

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

mündliche Prüfung

1

60h

2

Praktikum Biophysik (Praktikum)

Versuchsprotokoll

1

30h

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.

 

Verwendung

Studiengang 

Profil

Bindung

 Beginn
(Fach-semester)

Interdisziplinäre Biomedizin MSc (fw.)

Data Science

Pflicht

2

Interdisziplinäre Biomedizin MSc (fw.)

Experimentalwissenschaft

Pflicht

2

Interdisziplinäre Biomedizin MSc (fw.)

Health Science

Pflicht

2



  • @ Uni Bielefeld
  • | Letzte Änderung: 29.04.2019
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