Скачать 135.54 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского Физический факультет УТВЕРЖДАЮ Проректор СГУ по учебно-методической работе ____________________Е.Г.Елина "__" __________________2011 г. Рабочая программа дисциплины Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике Направление подготовки 011200 Физика Профиль подготовки Биофизика Квалификация (степень) выпускника магистр Форма обучения очная Саратов, 2011 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» является приобретение теоретических знаний и практических навыков по физическим основам флуоресценции, флуоресцентным методам биомедицинской диагностики, люминесцентным характеристикам основных флуорофоров и хромофоров, входящих в состав биоткани, а также флуоресцентным маркерам, применяемых в медико-биологических исследованиях, что соответствует основным целям магистратуры в получении углубленного профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной карьере. 2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры Дисциплина «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» относится к вариативной части профессионального цикла (М2) , курс (М2В8) читается в 9 семестре. Форма итоговой аттестации — зачет. Изучаемый в рамках дисциплины теоретической материал основан, с одной стороны, на базовых знаний в области математических и естественных наук – в первую очередь, физики и химии, а с другой — на материале курсов по прикладному использованию компьютеров. Преподаваемый материал логически взаимосвязан как с дисциплинами общенаучного цикла (М1): «Спектроскопия биологических тканей и клеток», «Количественный и качественный спектральный анализ биообъектов», так и с дисциплинами профессионального цикла (М2): «Лазерный микроспектральный анализ в биологии и медицине», «Лазеры и волоконно-оптические системы в биофизическом эксперименте», «Спектрально-поляризационная диагностика биотканей». Для успешного освоения данной дисциплины обучаемый должен владеть базовыми знаниями в области теории вероятности и математической статистики, физики, химии, а также базовыми знаниями в области информатики и программирования, приобретенными в рамках освоения программ бакалавриата. Полученные в результате освоения данной дисциплины знания и навыки могут быть непосредственно использованы обучаемым при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и в последующей профессиональной деятельности. 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» В процессе освоения дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» должны формироваться в определенной части следующие компетенции: общекультурные:
общепрофессиональные:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать физические основы флуоресценции, люминесцентные характеристики основных эндогенных флуорофоров и хромофоров, используемые в биомедицинской диагностике флуоресцентные маркеры. Уметь проводить флуоресцентные исследования: выбрать источник возбуждения, подобрать светофильтры и приемник излучения; оценить достоверность получаемых экспериментальных данных; представить результаты эксперимента в форме, соответствующей области применения (анализ физических процессов, либо медико-биологические и диагностические приложения). Владеть навыками калибровки и коррекции флуоресцентных измерений, навыками выбора условий проведения флуоресцентных измерений, навыками по обработке экспериментальных данных на персональном компьютере. 4. Структура и содержание дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, включая 18 часов лекций и 54 часа на самостоятельную работу. 4.1. Структура дисциплины
Введение. Возможности и преимущества флуоресцентной спектроскопии в исследовании биологических объектов Место спектрально-оптических измерений в диагностике состояния биологических систем. Понятие оптической биопсии. Преимущества и возможности флуоресцентной спектроскопии. Природа и свойства света. Раздел 1. Физические основы процессов флуоресценции
Определение люминесценции и классификация люминесценции. Спектры возбуждения, поглощения и люминесценции. Зависимость интенсивности люминесценции от концентрации. Спектральные закономерности молекулярной люминесценции: независимость спектра люминесценции от длины волны возбуждающего света; закон Стокса – Ломмеля; правило зеркальной симметрии спектров поглощения и люминесценции – правило Левшина; универсальное соотношение между спектрами поглощения и люминесценции Степанова. Выход люминесценции. Закон Вавилова. Понятие антистоксовой флуоресценции.
Поляризация люминесценции и ее свойства. Осцилляторная модель поляризованной люминесценции изотропных сред. Формула Левшина – Перрена. Вращательная деполяризация люминесценции.
Длительность люминесценции. Кинетика затухания анизотропии излучения.
Условие возникновения фосфоресценции. Внутренняя и интеркомбинационная конверсия. Замедленная флуоресценция Е-типа и Р-типа.
Классификация тушения люминесценции. Динамическое и статистическое тушение люминесценции. Тушение посторонними примесями. Температурное тушение. Перенос энергии электронного возбуждения. Концентрационное тушение люминесценции. Раздел 2. Аппаратура и методика проведения люминесцентных измерений
Основные элементы установок для проведения флуоресцентных исследований. Источники возбуждения люминесценции. Светофильтры. Приемники излучения.
Коррекция спектров возбуждения. Коррекция спектров люминесценции. Влияние поляризационных свойств измерительной аппаратуры на спектрально-люминесцентные характеристики излучения.
Выбор длины волны возбуждения и регистрации флуоресценции. Выбор условий возбуждения образца. Эффекты внутреннего фильтра. Раздел 3. Автофлуоресценция эндогенных флуорофоров клеток и тканей
Спектры поглощения нуклеиновых оснований. Флуоресценция нуклеиновых кислот. Люминесценция белков при комнатной температуре и при низкой температуре.
Флуоресценция пиридиннуклеотидов и флавинов. Флуоресценция витаминов А, В1, В6, Е и фолиевой кислоты.
Флуоресценция продуктов окисления белков и липидов. Флуоресценция билирубина и порфиринов. Раздел 4. Флуоресцентные метки и зонды
Метки на нуклеиновые кислоты: аминопроизводные акридина, этидийбромид. Метки и зонды на белки: флуоресцеин, родамин, ртуть содержащие производные флуоресцеина, дансилхлорид, 1-нилино-8-нафтаилнсульфоновая кислота, 2-n-толуидиннафталин-6-сульфоновая кислота и их производные.
Зонды на липиды: 3,4-бензпирен, 1,6-дифенил-1,3,5-гексатриен, перилен, 12-стеарат, 2-пальмитат, N-фенил-1-нафтиаламин. Определение микровязкости мембран. Эффективность переноса энергии. Оценка ассоциации молекул. Зонды для изучения внутриклеточного рН и транспорта кальция Раздел 5. Использование люминесценции в диагностических целях Автофлуоресценция биотканей в диагностике онкологических заболеваний. Зондовая флуоресценция тканей в диагностике онкологических заболеваний. Люминесценция биологических жидкостей. Использование люминесценции для диагностики заболеваний печени и суставов. Раздел 6. Хемилюминесценция в биологических системахПонятие хемилюминесценции. Молекулярные механизмы образования возбужденных молекул при хемилюминесценции. Механизм хемилюминесцентных реакций. Хемилюминесценция с образованием активных форм кислорода. Применение хемилюминесценции для изучения биологических объектов. 5. Образовательные технологии Лекционные занятия проводятся с использованием мультимедийных средств. Самостоятельная работа студента под контролем преподавателя проводится в лаборатории на спектрофлуориметре СДЛ-1 и универсальном миниатюрном волоконно-оптическом спектрометре LESA – 6m, сопряженными с персональными компьютерами на базе процессора Intel Celeron. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. Наполнение объема часов самостоятельной работы предусмотрено в виде: (а) написания реферата по использованию флуоресцентной спектроскопии в диагностических целях и (б) выполнения двух практических заданий:
динамики флуоресценции эпидермальных отрывов под непрерывным УФ облучением. Контроль за самостоятельной работой студента проходит в виде проверки отчета по выполненным работам и подготовке к сдаче теоретического зачета. В качестве учебно-методического обеспечения для выполнения самостоятельной работы студента использовать следующую литературу:
Итоговая аттестация проводится в виде зачета с учетом контроля за самостоятельной работой. Контрольные вопросы для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» а) основная литература:
б) дополнительная литература:
в) Интернет-ресурсы Информационные справочные и поисковые системы сети Интернет. 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Флуоресцентные методы в биохимии и биофизике» Мультимедийный проектор, компьютер преподавателя, доступ в Интернет, универсальный волоконно-оптический спектрометр LESА-6m. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 011200 Физика и профилю подготовки Биофизика. Автор: доцент кафедры оптики и биофотоники, к.ф.-м.м. С.П.Чернова Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники от ___________года, протокол № _________________. Подписи: Зав. кафедрой В.В. Тучин Декан физического факультета (факультет, где разработана программа) В.М. Аникин Декан физического факультета (факультет, где реализуется программа) В.М. Аникин |
Российской федерации приказ Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993 г. N 5487-1 (Ведомости Съезда народных депутатов Российской Федерации... | Без гражданства в российской федерации Российской Федерации, на свободное передвижение, выбор места пребывания и жительства в пределах Российской Федерации и других прав... | ||
Доклад Правительства Российской Федерации Президенту Российской Федерации... «О мерах по реализации Указа Президента Российской Федерации от 28 июня 2007 г. №825 «Об оценке эффективности деятельности органов... | Национальный стандарт российской федерации Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-фз "О техническом... | ||
Национальный стандарт российской федерации Цели и принципы стандартизации в российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. №184-фз «О техническом... | Министерство экономического развития российской федерации Указом Президента Российской Федерации от 01. 02. 2005 n 112 "О конкурсе на замещение вакантной должности государственной гражданской... | ||
Комплексная программа 5-11 классы Под общей редакцией А. Т. Смирнова Конституции Российской Федерации и федеральных законов Российской Федерации в области безопасности жизнедеятельности, Стратегии национальной... | Национальный стандарт российской федерации автомобили скорой медицинской помощи Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-фз "О техническом... | ||
Комментарий к уголовно-процессуальному кодексу российской федерации Смирнов А. В., доктор юридических наук, профессор, советник Конституционного Суда Российской Федерации, действительный государственный... | Министерство здравоохранения российской федерации главный государственный санитарный врач Российской Федерации, 1999, n 14, ст. 1650) и "Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании", утвержденного... | ||
Министерство здравоохранения российской федерации главный государственный санитарный врач Российской Федерации, 1999, n 14, ст. 1650) и "Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании", утвержденного... | Министерство здравоохранения российской федерации главный государственный санитарный врач Российской Федерации, 1999, n 14, ст. 1650) и "Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании", утвержденного... | ||
Утверждаю Президент Российской Федерации В. Путин стратегия развития... Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу, утвержденных Президентом Российской Федерации 18... | Министерство связи и массовых коммуникаций российской федерации Российской Федерации от 1 февраля 2005 г n 112 "О конкурсе на замещение вакантной должности государственной гражданской службы Российской... | ||
Национальный стандарт российской федерации гост р 53423- 2009 Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. №184-фз «О техническом... | Об утверждении порядка Основ законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993 г. N 5487-1 (Ведомости Съезда народных депутатов... |