Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla studentów I roku Kierunku Lekarsko-Dentystycznego w Zabrzu w roku akademickim 2017/18

Transkrypt

1 Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla studentów I roku Kierunku Lekarsko-Dentystycznego w Zabrzu w roku akademickim 2017/18 1. Podstawy fizyczne biospektroskopii. a) Wyznaczanie krzywych dyspersji przenikalności i przewodności roztworów białek. b) Zdejmowanie widma absorpcyjnego cieczy biologicznych w zakresie widzialnym, nadfiolecie i bliskiej podczerwieni za pomocą spektrofotometru. c) Wyznaczanie stężenia roztworów metodą spektrofotokolorymetryczną. 2. Optyczne metody badań cieczy bezbarwnych w obszarze widzialnym: a) Wyznaczanie refrakcji molekularnej cieczy. b) Pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji oraz skręcalności właściwej roztworów glukozy i fruktozy. 3. Podstawy hemodynamiki. a) Badanie oporu naczyniowego przewodów sztywnych i elastycznych. b) Kalorymetryczny pomiar wydatku krwi w kończynie górnej. 4. Podstawy bioreologii. Pomiary reologiczne: a) Wyznaczanie masy cząsteczkowej makromolekuł metodą wiskozymetryczną. b) Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa. c) Badanie właściwości reologicznych nieniutonowskich materiałów biologicznych za pomocą wiskozymetu rotacyjnego. 5. Biomechanika: a) Pomiary współczynnika sprężystości i tłumienia modelu tkanki. b) Wyznaczanie współczynnika elastyczności tkanek. c) Wyznaczanie pracy i badanie rozkładu sił w modelu dźwigni szkieletowo-mięśniowych.

2 Wykaz piśmiennictwa do ćwiczeń z Biofizyki dla studentów I roku Kierunku Lekarsko-Dentystycznego w Zabrzu 1. Materiały do ćwiczeń z biofizyki i fizyki. Pod redakcją B. Kędzi, PZWL 1982 (skrót Kędzia). 2. Podstawy biofizyki. Podręcznik dla studentów medycyny. Pod redakcją A. Pilawskiego, PZWL 1985 (skrót Pilawski) 3. Biofizyka. Podręcznik dla studentów. Pod redakcją F. Jaroszyka, PZWL od (skrót - Jaroszyk.) Ćwiczenie 1. Kędzia: Absorpcjometria Spektrometria Przewodnictwo elektryczne tkanek Pilawski: Dielektryki (rozdział ) Właściwości elektryczne komórek i tkanek (rozdział 17.2) Luminescencja (rozdział ) Analiza spektralna. Spektrofotometria ( rozdział ) Ćwiczenie 2. Kędzia: Polarymetria Refraktometria Pilawski: Elementy optyki laserowej (rozdział ) Zastosowanie polarymetrii (rozdział ) Jaroszyk: Spektropolarymetria (rozdział ) Zastosowanie laserów w medycynie i stomatologii (rozdział ) Ćwiczenie 3. Pilawski: Biofizyka układu krążenia (rozdział 13.1 do 13.2, 13.4 do 13.7) Ćwiczenie 4. Kędzia: Lepkość cieczy Lepkość roztworów Pilawski: Stan ciekły (rozdział 3.1.5) Lepkość krwi (rozdział 13.3) Lepkość roztworów makrocząsteczek (z rozdziału 8.2.2) Jaroszyk: Reometria kwasów nukleinowych i białek (rozdział ) Właściwości reologiczne krwi i ich rola (rozdział 18.6)

3 Ćwiczenie 5. Pilawski: Właściwości sprężyste (rozdział 3.1.1) Tkanka mięśniowa (rozdział do ) Ruch drgający (rozdział 11.2) Jaroszyk: Znaczenie biofizycznych właściwości tkanek w biomechanice (rozdział do , do ) U W A G A! a. W podręczniku B. Kędzi nie obowiązują opisy ćwiczeń oraz zadania. b. Studentów obowiązuje materiał z fizyki w zakresie szkoły średniej.

4 Seminarium I: Metody detekcji promieniowania jonizującego i jego wpływ na organizm żywy. Tematy: 1. Składniki jądra atomowego. Energia wiązania jądra. Siły jądrowe. 2. Rozpad promieniotwórczy. Rozpad α, β,. 3. Komora jonizacyjna. Licznik Geigera-Müllera. 4. Licznik scyntylacyjny. Scyntygraf, scyntykamera. Detektory półprzewodnikowe. Komora Wilsona i komora pęcherzykowa. 5. Wytwarzanie promieni rentgenowskich. Widmo ciągłe i widmo charakterystyczne. 6. Współdziałanie promieniowania jonizującego z materią. Procesy podstawowe. Współdziałanie ciężkich cząstek naładowanych z materią. Współdziałanie elektronów z materią. 7. Współdziałanie jonizującego promieniowania elektromagnetycznego z materią. 8. Prawo osłabiania. Masowy współczynnik osłabiania. Aktywność źródła promieniowania. 9. Dawka pochłonięta. Dawka ekspozycyjna. Równoważnik dawki pochłoniętej. Dawka skuteczna. Metody pomiaru dawek. 10. Radiochemiczne działanie promieni jonizujących. Analiza biologicznego działania promieni jonizujących. 11. Elementy ochrony radiologicznej. Maksymalna dopuszczalna dawka. Promieniowanie jako czynnik środowiskowy. Efektywny czas połowicznego rozpadu. 12. Medyczne zastosowania izotopów promieniotwórczych. Wykaz piśmiennictwa: Podstawy biofizyki. Podręcznik dla studentów medycyny. A. Pilawski (red) PZWL 1985: Metody detekcji i pomiaru promieniowania jądrowego (rozdział 1.2.3). Wpływ promieniowania jonizującego na organizm żywy (rozdział 19). Biofizyka. Podręcznik dla studentów. F. Jaroszyk (red) PZWL 2001: Składniki jądra atomowego (rozdział 3.1; 3.2; 3.3; 3.3.1; 3.3.2; 3.3.3). Podstawowe wielkości stosowane w dozymetrii promieniowania jonizującego (rozdział 22.4).

5 Seminarium II: Biofizyczne metody badań molekularnych. Wpływ niektórych czynników fizycznych na organizm. Tematy: 1. Rozpraszanie światła. Rozpraszanie Rayleigha. Dynamiczne rozpraszanie światła. Rozpraszanie Ramana. 2. Efekt Tyndalla. Dyfuzja. Dyfuzja makrocząsteczek w roztworze. 3. Sączenie żelowe. 4. Sedymentacja w ultrawirówce. Metoda równowagi sedymentacyjnej. 5. Elektroforeza. 6. Rentgenografia badanie struktury makrocząsteczek. 7. Wpływ przyspieszeń na organizm. 8. Wpływ zmiennego ciśnienia. Wpływ obniżonego ciśnienia. 9. Wpływ podwyższonego ciśnienia. 10. Wpływ temperatury na szybkość procesów biologicznych. Rozkład temperatury w organizmie człowieka. 11. Wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem. 12. Granice tolerancji zmian temperatury. Znaczenie wilgotności. Termografia. Wykaz piśmiennictwa Biofizyka. Podręcznik dla studentów. F. Jaroszyk (red) PZWL 2001: Elementy biofizyki molekularnej (rozdział 12.2, 12.3 (bez i )). Rozpraszanie światła i jego zastosowanie w badaniach cząsteczek (rozdział 4.4). Podstawy biofizyki. Podręcznik dla studentów medycyny. A. Pilawski (red) PZWL 1985: Dyfuzja (z podrozdziału 4.9). Metody hydrodynamiczne. Dyfuzja makrocząsteczek w roztworze (z rozdziału: 8.2.2). Sedymentacja w ultrawirówce (z rozdziału: 8.2.2). Rozpraszanie światła (z rozdziału: 8.2.3). Wpływ przyspieszeń (podrozdział 15.2). Wpływ zmiennego ciśnienia (podrozdział 15.3). Wpływ temperatury i wilgotności na organizm (podrozdziały ; 16.5). Termografia (podrozdział ).

6 Seminarium III: Bioakustyka. Budowa cząsteczki. Właściwości elektryczne materii. Tematy: 1. Cechy fizyczne i psychologiczne dźwięku. 2. Prawo Webera-Fechnera. Krzywe izofoniczne. Hałasy. 3. Budowa ucha. Mechanizm wzmacniania dźwięku w uchu środkowym. 4. Analiza częstotliwości dźwięku w uchu. 5. Cząsteczka. Oddziaływanie wewnątrzcząsteczkowe. Wiązanie jonowe. Wiązanie kowalencyjne. Charakter kierunkowy i nasyceniowy wiązań kowalencyjnych. Wiązanie koordynacyjne. 6. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Oddziaływanie van der Waalsa. Oddziaływania specyficzne. 7. Energia oraz widma cząsteczkowe. Rodzaje energii cząsteczek. Widma cząsteczkowe. 8. Właściwości elektryczne materii teoria pasmowa. 9. Półprzewodniki. 10. Ciała krystaliczne i amorficzne. Stan krystaliczny. 11. Rodzaje wiązań w kryształach. 12. Roztwory stałe. Stopy. Wykaz piśmiennictwa: Podstawy biofizyki. Podręcznik dla studentów medycyny. A. Pilawski (red) PZWL 1985: Cechy dźwięku fizyczne i psychologiczne (rozdział 11.4). Ucho ludzkie (rozdział ). Właściwości elektryczne i magnetyczne materii (rozdział 17.1 str ). Półprzewodniki i przewodniki (podrozdział (oprócz Przewodniki elektronowe i Przewodniki jonowe )). Biofizyka. Podręcznik dla studentów. F. Jaroszyk (red) PZWL 2001: Liczby kwantowe. Zasada Pauliego. (z podrozdziału 2.4.4). Cząsteczka (podrozdziały: 4.1 do 4.3). Ciała krystaliczne i amorficzne (podrozdział 6.5.1). Stan krystaliczny (podrozdział (oprócz: Metody analizy strukturalnej kryształów i Sieć rzeczywista. Defekty. Dynamika sieci )). Roztwory stałe. Stopy (podrozdział 6.6).