Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
17PBOBFT | KZ | 2 | 2P | česky |
Přehled o principech a aplikacích v interdisciplinární oblasti spojující poznatky fyziky, optiky a biologie. Zaměření na interakci záření s látkou, interakce záření s tkání, základy biologie, fotobiologie, biozobrazování, základní principy laserů a vlastnosti laserového záření, bezpečnost práce s lasery, optické biosenzory, fotodynamická terapie, optická manipulace s buňkami, nanotechnologie pro biofotoniku, biomateriály pro fotoniku.
Písemka v polovině semestru a na konci semestru
Písemka v polovině semestru může být nahrazena, pokud si tak student zvolí, překladem z cizojazyčné knihy nebo odborného článku na dané téma
Známka je dána 1/4 Bodů (max. 25 bodů) z písemky v polovině semestru (překladem z anglické knihy) a body z písemky na konci semestru (max. 75 bodů) - klasifikace klasická ČVUT
COVID: Písemka může být nahrazena ústním zkoušením přes MS Teams nebo jinou formou dle aktuální epidemické situace
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 laseru, 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, interakce záření s hmotou, interakce záření s tkání, indikace a detekce interakčních mechanismů).
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 typu mikroskopu -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.Shrnutí.
Předmět v bakalářské etapě nemá praktická cvičení. Po dohodě je možno navštívit praktická cvičení v laboratořích FBMI s magisterskými studenty.
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.
Povinná literatura:
[1] JELÍNEK, Miroslav. Biofotonika. V Praze: ČVUT, 2015. ISBN 978-80-01-05709-4.
Doporučená literatura:
[1] PRASAD, Paras N. Introduction to biophotonics. Hoboken: Wiley, c2003. ISBN 0-471-28770-9.
[2] SALEH, Bahaa E. A. a Malvin Carl TEICH. Základy fotoniky 1. Praha: Matfyzpress, 1994. ISBN 80-85863-01-4.
[3] SALEH, Bahaa E. A. a Malvin Carl TEICH. Základy fotoniky 2. Praha: Matfyzpress, 1994. ISBN 80-85863-02-2.
[4] SALEH, Bahaa E. A. a Malvin Carl TEICH. Základy fotoniky 3. ISBN 80-85863-00-6.
[5] SALEH, Bahaa E. A. a Malvin Carl TEICH. Základy fotoniky 4. Praha: Matfyzpress, 1996. ISBN 80-85863-12-X.
[6] PRASAD, Paras N. Nanophotonics. Hoboken, NJ: Wiley, 2004. ISBN 0471649880.
Prezentace z přednášek a další materiály naleznete na Moodle ČVUT
Harmonogram přednášek: https://harm.fbmi.cvut.cz/B221/17PBOBFT/lec