Detail předmětu

Biofotonika

FSI-TBFAk. rok: 2024/2025

Základy biofotoniky zahrnující principy světelné mikroskopie, fluorescenční a konfokální mikroskopie, kvantitativního fázového zobrazování zejména v holografické mikroskopii, polarizační mikroskopie, vláknové optiky a endoskopie, optické mikromanipulace a fotopolymerace nanostruktur. Základy biologie buňky: struktura a funkce buňky, izolace buněk do in vitro systémů a jejich kultivace v in vitro podmínkách speciálně pro mikroskopická pozorování. Protokoly in vitro vyšetřování buněčných reakcí. Využití světelné mikroskopie k pozorování živých buněk in vitro.

Příklady aplikací v neurovědách a výzkumu rakoviny.

V laboratoři probíhají demonstrační a praktická cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

Ing. Daniel Zicha, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Základní znalosti geometrické optiky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci v laboratoři a záviset na jeho prezentaci v závěrečném kolokviu, která bude obsahovat pojednání o vybrané relevantní vědecké publikaci.
Je doporučeno absolvovat všechny výukové bloky z důvodu jejich návaznosti. 

Učební cíle

Cílem studia předmětu je seznámit se se základy biofotoniky, technik světelné mikroskopie pro biologii, vláknové optiky a endoskopy, světelných mikromanipulací a polymerací nanostruktur. Součástí jsou i základy  biologie buňky a využití světelných mikroskopů k pozorování živých buněk in vitro. Seznámení s příklady aplikací v neurovědách a výzkumu rakoviny. Širší možnost mezioborového uplatnění absolventa.

Základní literatura

B. Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell, 5th Ed. Garland Science, 2007. (EN)
D. Bray: Cell Movements: From Molecules to Motility. Garland Science 2000. (EN)
D. E. Chandler, R. W. Robertson: Bioimaging. Jones & Bartlett, Boston 2009. (EN)
A. R. Hibbs: Confocal Microscopy for Biologists. Springer, 2004. (EN)

Doporučená literatura

http://library.thinkquest.org/12413/structures.html (EN)
http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/cell_bio.html (EN)
http://biology.about.com/od/cellbiology/a/cellbiology.htm (EN)
http://micro.magnet.fsu.edu/ (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Daniel Zicha, CSc.

Osnova

Základní principy světelné mikroskopie pro biologii
Buněčná biologie a příprava vzorku pro mikroskopii
Interferometrie a digitální holografie
Fluorescenční, konfokální a multifotonová mikroskopie
Vláknová optika, endoskopy a aplikace v neurobiologii
Aplikace ve výzkumu rakoviny a buněčné biologii
Optické mikromanipulační techniky a optická pinzeta
Fotopolymerace nanostruktur
Polarizační mikroskopie a zobrazování extracelulární matrix

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Daniel Zicha, CSc.

Osnova

Tkáňová kultura a příprava buněk
Holografická interferometrie
Konfokální mikroskopie