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.

Vorbesprechung/Optische Einzelmoleküldetektion und -Spektroskopie: Grundlagen Hecht

01.05.
Maifeiertag entfällt
08.05.







Optische Einzelmoleküldetektion und -Spektroskopie: Anwendungen auf biologische Systeme

Vortrag: Optische Pinzette (Mutterer), handout
Vortrag: Molekulare Motoren untersucht mit optischen Pinzetten (Ratz), handout

Hecht


Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösung
15.05.
















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



Harms














22.05.

nach Feiertag Christi Himmelfahrt

entfällt

29.05.















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

Harms















05.06.










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


Harms





Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösung (korrigierte Version)

12.06.

nach Feiertag Fronleichnam

entfällt

19.06.





Struktur in atomarer Auflösung


Vortrag: Neutronendiffraktometrie (Lutz), handout
Vortrag: Synchrotonquellen für Strukturuntersuchungen (Zinner), handout

Behr

Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösungen
26.06.










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


Behr




Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösungen
03.07.








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

Hecht








10.07.






Nano-optische Messmethoden in der Bio-Physik II: Plasmonik

Vortrag: Stimulated emission depletion microscopy (STED) (Wagner), handout
Vortrag: Cantilever Sensorik (Treffs), handout

Hecht

Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösung
17.07.










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



Tessmer








24.07.










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


Tessmer



Fragen zur Wiederholung des Stoffs

Lösung
Aktuell:

Ergebnis der Nachklausur

Nachklausur:
Fr. 16.10.2009,
13:30 - 15:00
SE 1

Letzte Semesterferienwoche

Ergebnis der Klausur

KLAUSURTERMIN:

31.07.09,
13:30 -15:30, HS3

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Vortragsthemen