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Labor- und Messtechnik in der Biophysik (mit Übungen und Seminar)
Letztes update: 29 October 2009
4 Std., Fr. 13:30 - 16:30, SE 1
Bert Hecht, Zimmer B-032, Tel. 888 5863
mit Prof. G. Harms, Dr. V. Behr, Dr. I. Tessmer
Die Veranstaltung umfasst 4 SWS Vorlesungen und Übungen/Seminar für Studierende ab dem 5. Fachsemester. Sie richtet sich an Studierende der Nanostrukturtechnik als Wahlpflichtveranstaltung nach dem Vordiplom (N) und an Studierende der Physik als Zulassungsvoraussetzung für das Prüfungsfach Angewandte Physik (S).
Inhalt:
Gegenstand der Vorlesung sind relevante Grundlagen von Molekularbiologie bis Zellbiologie sowie physikalische Grundlagen biophysikalischer Verfahren zu Untersuchung und Manipulation von biologischen Systemen. Schwerpunkte bilden optische abbildende Verfahren und Sensorik, Einzelteilchendetektion, Rastermikroskopie, sowie konventionelle Röntgentechnik, Computertomographie, ausgewählte bildgebende Verfahren der Nuklearmedizin und MR-Tomographie.
Scheinerwerb:
Kurzvortrag & 1-seitige schriftliche Zusammenfassung (vor dem Vortrag zu verteilen --> Sekretariat EP5) & Anwesenheitspflicht & Dateien abgeben.
Benotung: Vortrag (50%) & Klausur (50%). Die Klausur wird nach dem "multiple-choice" Prinzip durchgeführt. Beispielfragen werden nach jeder Vorlesungseinheit ins Netz gestellt. Diplomstudenten müssen Vortrag halten und Klausur bestehen.
Literatur:
wird in der Vorlesung bekannt gegeben
Inhalt der Vorlesung:
| Datum |
Thema |
Dozent |
24.04.
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Vorbesprechung/Optische Einzelmoleküldetektion und -Spektroskopie: Grundlagen |
Hecht
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01.05.
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Maifeiertag |
entfällt |
08.05.
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Optische Einzelmoleküldetektion und -Spektroskopie: Anwendungen auf biologische Systeme
Vortrag: Optische Pinzette (Mutterer), handout
Vortrag: Molekulare Motoren untersucht mit optischen Pinzetten (Ratz), handout
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Hecht
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösung |
15.05.
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Molekularbiologie bis Zellbiologie, Proteomics, Massenspektrometrie, Elektronmikroskopie, Durchlichtmikroskopie (Teil1, Teil2)
Vortrag: Neural Networks and Learning (Junesch)
handout
Vortrag: Elektronmikroskopie: Einzel-protein-strukturanalyse durch Cryoelectron Microscopy (Schäfer), handout
Vortrag: Elektronmikroskopie: Improved Resolution and Contrast Through Abberation Correction (Bießmann), handout
Vortrag: Massenspektrometrie: MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) und Quadrupolemassenspektrometrie in Proteomics (Zimmermann), handout
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Harms
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22.05.
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nach Feiertag Christi Himmelfahrt
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entfällt
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29.05.
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Fluoreszenztechniken, Fluoreszenzmikroskopie: Wide-field und Konfokal (Teil1, Teil2)
Vortrag: Cell Tracking (für Eukaroten und Prokaryoten) mit Durchlicht und Fluoreszenz- mikroskopie: Konzept, Aufbau, Beispiele, und Analyse (Teil1, Teil2) (Krauss), handout
Vortrag: Deconvolution of optical images (Taraschewski), handout
Vortrag: Grüne Fluoreszierende Proteine (GFP) und Anwendungen in biologischen Bestimmungen (Wagner, Thomas), handout
Vortrag: Durchflusszytommetrie und Anwendungen in der Biologie (Riedel), handout
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Harms
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05.06.
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Histologie und Medizin- Tief ins Gewebe: Multiphoton Mikroskopie und andere Techniken
(Teil1, Teil2, Teil3)
Vortrag: Zwei-Photon Fluoreszenz Mikroskopie (Leubner), handout
Vortrag: Sheet Illumination Microscopy / Selective Plane Illumination Microscopy (Hipke), handout
Vortrag: CARS Mikroskopie (Knorr), handout
Vortrag: THz-Mikroskopie (Krammel), handout
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Harms
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösung (korrigierte Version)
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12.06.
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nach Feiertag Fronleichnam
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entfällt
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19.06.
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Struktur in atomarer Auflösung
Vortrag: Neutronendiffraktometrie (Lutz), handout
Vortrag: Synchrotonquellen für Strukturuntersuchungen (Zinner), handout
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Behr
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösungen |
26.06.
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1D-NMR-Verfahren
Vortrag: Physikalische Grundlagen und Informationsgehalt der NMR-Relaxationszeiten T1 & T2 (Vilter), handout
Vortrag: Messmethoden zur NMR-Relaxationszeitbestimmung (Schott), handout
Vortrag: Grundlagen der Fourier-Transformation: Informationsgehalt eines 1D-NMR-Spektrums (Rödel), handout
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Behr
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösungen |
03.07.
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Nano-optische Messmethoden in der Bio-Physik I: Hochauflösende Mikroskopie (entfallen)
Vortrag: Photoactivated Luminescence Microscopy (PALM) (Fritze), handout
Vortrag: Stochastic reconstruction optical microscopy (STORM) (Kämpgen), handout
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Hecht
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10.07.
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Nano-optische Messmethoden in der Bio-Physik II: Plasmonik
Vortrag: Stimulated emission depletion microscopy (STED) (Wagner), handout
Vortrag: Cantilever Sensorik (Treffs), handout
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Hecht
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösung
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17.07.
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Trennverfahren und spektroskopische Methoden zur Untersuchung von Proteinzuständen und -wechselwirkungen
Vortrag: Grundlagen und Anwendung verschiedener chromatographischer Trennmethoden in der Biologie (Staub), handout
Vortrag: Untersuchung von Protein-Protein-Wechselwirkungen mit analytischer Ultrazentrifugation (Römer), handout
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Tessmer
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24.07.
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Strukturbiologische Methoden, mechanische Ansätze zur Untersuchung biologischer Wechselwirkungen
Vortrag: SAXS (small angle X-ray scattering): Technik und biologische Anwendung (Steinbacher), handout
Vortrag: Untersuchung von Energielandschaften (energy landscapes) in der Proteinfaltung mit Hilfe von AFM Kraft-Abstandsmessungen (Kosper), handout
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Tessmer
Fragen zur Wiederholung des Stoffs
Lösung
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