Nástin biofyziky - Outline of biophysics
Následující obrys je uveden jako přehled a aktuální průvodce biofyzikou:
Biofyzika – mezioborové Věda který používá metody fyzika studovat biologický systémy.[1]
Povaha biofyziky
Biofyzika je
- An akademická disciplína - obor znalostí, který je vyučován a zkoumán na univerzitní nebo univerzitní úrovni. Disciplíny jsou definovány (částečně) a uznávány akademickými časopisy, ve kterých je výzkum publikován, a učenými společnostmi a akademickými katedrami nebo fakultami, k nimž jejich odborníci patří.
- Vědecký obor (obor Věda ) - široce uznávaná kategorie specializovaných odborných znalostí v oblasti vědy a obvykle ztělesňuje vlastní terminologii a nomenklaturu. Takový obor bude obvykle reprezentován jedním nebo více vědeckými časopisy, kde je publikován recenzovaný výzkum.
- A přírodní věda - ten, který se snaží objasnit pravidla, kterými se řídí přírodní svět pomocí empirický a vědecké metody.
- An mezioborový obor - vědní obor, který se překrývá s jinými vědami
Rozsah výzkumu biofyziky
- Biomolekulární měřítko
- Organizační měřítko
- Environmentální měřítko
Biofyzikální výzkum se překrývá s
Větve biofyziky
- Astrobiofyzika - pole průniku mezi astrofyzikou a biofyzikou zabývající se vlivem astrofyzikálních jevů na život na planetě Zemi nebo na jiné planetě obecně.
- Lékařská biofyzika - mezioborový obor, který aplikuje metody a koncepty od fyziky po lék nebo zdravotní péče, od radiologie na mikroskopie a nanomedicína. Viz také lékařská fyzika.
- Klinická biofyzika - studuje proces a účinky neionizujících fyzických energií používaných pro diagnostické a terapeutické účely.[2][3]
- Membránová biofyzika - studium biologických membrán pomocí fyzikálních, výpočetních, matematických a biofyzikálních metod.
- Molekulární biofyzika - interdisciplinární obor, který aplikuje metody a koncepty z fyziky, chemie, strojírenství, matematiky a biologie[4] porozumět biomolekulárním systémům a vysvětlit biologické funkce z hlediska molekulární struktury, strukturální organizace a dynamického chování na různých úrovních složitosti, od jednotlivých molekul po supramolekulární] struktury, viry a malé živé systémy.
Biofyzikální techniky

Vědec používající stereoskopický mikroskop vybavený snímačem digitálního obrazu
Biofyzikální techniky - metody používané pro získávání informací o biologických systémech na atomové nebo molekulární úrovni. Překrývají se s metodami z mnoha dalších vědních oborů.
- Biofotonika - kombinace biologie a fotoniky, přičemž fotonika je věda a technologie generování, manipulace a detekce fotonů, kvantové jednotky světla. Biofotoniku lze také popsat jako „vývoj a aplikaci optických technik, zejména zobrazovacích, ke studiu biologických molekul, buněk a tkání“. Jednou z hlavních výhod používání optických technik, které tvoří biofotoniku, je to, že zachovávají integritu zkoumaných biologických buněk.
- Zobrazování vápníku - různé optické techniky pro záznam polohy a koncentrace vápníku. Typicky se to provádí ve vzorcích buněk a tkání za použití buď geneticky kódovaných, nebo chemicky odvozených fluorescenčních barviv indikujících vápník.
- Kalorimetrie –
- Izotermická titrační kalorimetrie (ITC) - měří tepelné účinky způsobené interakcemi.
- Chromatografie - různé techniky z této oblasti se používají k čištění a analýze biologických molekul
- Kruhový dichroismus - metoda měření chirality použití vzorku kruhově polarizované světlo. Tato technika se běžně používá k určení proteinová struktura.
- Výpočetní chemie - použití numerických metod ke zkoumání struktury a dynamické rovnováhy v biologických systémech.
- Kryobiologie –
- Duální polarizační interferometrie - analytická technika používaná k měření konformace a aktivity široké škály biomolekul a jejich interakcí v reálném čase.
- Elektrofyziologie - studuje elektrické vlastnosti buněčných membrán a poskytuje funkční data, často související se systematickými změnami struktury.
- Upínání záplat - poskytuje časovou a elektrickou informaci o buňce nebo části membrány. Obvykle to poskytuje údaje o elektrogenních procesech, jako je iontový kanál nebo přepravce aktivita.
- Elektronová mikroskopie - slouží k získání obrázků subcelulárních struktur a proteinů ve vysokém rozlišení.
- Fluorescenční spektroskopie - pro detekci strukturních přeskupení a interakcí biomolekul. Viz také Fluorescence.
- Silová spektroskopie - zkoumá mechanické vlastnosti jednotlivých molekul nebo makromolekulárních sestav pomocí malých flexibilních konzol, zaostřeného laserového světla nebo magnetických polí.
- Gelová elektroforéza - určuje hmotnost, náboj a interakce biologických molekul
- Zobrazování - vědecké zobrazování biologických materiálů, obvykle nějakou formou mikroskopie, nebo někdy nepřímo, například v rentgenová krystalografie nebo počítačovým zobrazováním; v širokém rozsahu zvětšení vidět makromolekuly, buňky, papírové kapesníky nebo organismy
- Hmotnostní spektrometrie - technika, která poskytuje molekulovou hmotnost s velkou přesností.
- Mikroskopická termoforéza (MST) - metoda pro měření vazebných afinit, enzymatických aktivit, změn v konformaci molekul a změn ve velikosti, náboji nebo hydratační entropii.
- Mikroskopie - používá se mnoha způsoby, například k umožnění použití laserových nástrojů pro skenování a přenos.
- Neuroimaging –
- Neutronová spinová ozvěna spektroskopie –
- Spektroskopie nukleární magnetické rezonance - metoda pro měření místního prostředí atomových jader ve vzorku. Lze použít k odvození strukturálních i kinetických informací o proteinech a malých molekulách.
- Optická pinzeta a Magnetická pinzeta - umožnit manipulaci s jednotlivými molekulami a poskytovat informace o DNA a jeho interakce s proteiny a molekulární motory, jako Helicase a RNA polymeráza.
- NMR spektroskopie - poskytuje informace o přesné struktuře biologických molekul i o dynamice
- Spektroskopie s jednou molekulou - je technika, která je dostatečně citlivá na detekci jednotlivých molekul a často zahrnuje fluorescenční detekci.
- Malý úhel rentgenového rozptylu (SAXS) - technika, která poskytuje hrubou molekulární strukturu s nízkým rozlišením.
- Spektrofotometrie - měření přenosu světla různými roztoky nebo látkami při různých vlnových délkách světla.
- Spektroskopie a Kruhový dichroismus - metoda detekce chirální skupiny v molekulách, zejména pro stanovení sekundární struktura z bílkoviny
- Ultracentrifugace - poskytuje informace o tvaru a hmotnosti molekul
- Rentgenová krystalografie - metoda pro stanovení přesné struktury molekul s atomovým rozlišením
Aplikace
Biofyzikální struktury a jevy
V molekulární biofyzice
- Molekulární biofyzika
- Biologické membrány
- Buněčné membrány
- Bioenergetika
- Kanály, receptory a transportéry
- Kinetika enzymů
- Molekulární motory
- Fosfolipidy
- Proteiny
- Biofilmy
- Supramolekulární sestavy
- Nukleové kyseliny
V buněčné biofyzice
- Buněčná biologie
- Buněčné dělení
- Migrace buněk
- Buněčná signalizace
- Dynamické systémy
- Elektrofyziologie
- Signalizace
- Teorie biochemických systémů
- Analýza metabolické kontroly
Organizace biofyziky
- Biofyzikální společnost
- Evropská asociace biofyzikálních společností
- Indická biofyzikální společnost
- Biofyzikální ústav (Čínská akademie věd )
- Národní ústav chemické fyziky a biofyziky, Estonsko
- Mezinárodní unie krystalografie
- Americká krystalografická asociace
Biofyzikální publikace
- Roční přehled biofyziky
- Bibliografie biofyziky
- Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu
- Biofyzikální deník
- Biofyzikální recenze a dopisy
- Evropský biofyzikální časopis
- Časopis biochemických a biofyzikálních metod
- Indický žurnál biochemie a biofyziky
Osoby vlivné v biofyzice
Viz také
- Fyziomika
- Bioakustika
- Biologické membrány
- Bionika
- Výpočetní biologie
- Evoluční algoritmy
- Evoluční výpočetní technika
- Evoluční teorie
- Gravitační biologie
- Iontové kanály
- Matematická biologie
- Morfogeneze
- Sval a kontraktilita
- Negentropy
- Neurální kódování
- Neurofyzika
- Radiobiologie
- Senzorické systémy
- Strukturní biologie
- Systémová neurověda
- Napjatost
- Teoretická biologie
Reference
- ^ Brožura Kariéra v biofyzice, Biofyzikální společnost https://www.biophysics.org/Portals/1/PDFs/Career%20Center/Careers%20In%20Biophysics.pdf Archivováno 2011-10-30 na Wayback Machine
- ^ Aaron RK, Ciombor DM, Wang S, Simon B. Klinická biofyzika: podpora opravy skeletu fyzickými silami. Ann N Y Acad Sci. Duben 2006; 1068: 513-31. Posouzení.
- ^ Anbar, M. Klinická biofyzika: Nový koncept v pregraduálním lékařském vzdělávání. J Medical Education, 56, 443–444 (1981)
- ^ „Co je to molekulární biofyzika?“. Archivovány od originál dne 2016-08-21. Citováno 2011-11-03.