Empfohlene Voraussetzungen: Grundkenntnisse in den Bereichen Optik und Zellbiologie

Anmeldung über StudOn erforderlich.

• Anwendungen optischer Messmethoden im Bereich der Zellbiologie und Medizin

• Mikroskopie: Grundlegende Konzepte und Kontrastverfahren, Auflösungsvermögen und Grenzen, Aufbau und Komponenten von Lichtmikroskopen, Fluoreszenz-Mikroskopie

• Anwendungen von Fluoreszenz-Mikroskopie im Life Science Bereich, Verfahren zur Markierung biologischer Strukturen und Vorgänge in Zellen

• Epifluoreszenz-, Konfokal-, Multiphotonen-Mikroskopie, Konzepte und Anwendungsbeispiele

• Optische Endoskopie und Endomikroskopie in Forschung und Klinik

• Super-Resolution Mikroskopie, Konzepte und Anwendungsbeispiele für optische Bildgebung jenseits der beugungsbedingten Auflösungsgrenze

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• verstehen die grundlegenden Konzepte und technische Umsetzung optischer Technologien im Bereich Life Sciences und kennen typische Anwendungsbeispiele
  

• können verschiedene technische Ansätze im Hinblick auf wissenschaftlich Fragestellungen vergleichen und bewerten
  

• können Vor- und Nachteile verschiedener Technologien, sowie konzeptionelle und praktische Limitationen einschätzen und bei der Analyse wissenschaftlicher Ansätze und Ergebnisse berücksichtigen
  

• können selbstständig vertiefende Informationen zu technischen Lösungen, Materialien und Methoden im Bereich der Mikroskopie und Spektroskopie sammeln, strukturieren, und für die zielgerichtete Planung wissenschaftlicher Experimente auswählen
  

• können wissenschaftliche Fragestellungen und technische Ansätze in Kleingruppen kritisch diskutieren und gemeinschaftlich Ansätze zur Beantwortung von Forschungsfragen mit Hilfe optischer Technologien entwickeln
  

• Michael W. Davidson et al: Microscopy Primer, http://micro.magnet.fsu.edu, umfassendes Online-Lehrwerk über grundlegende Mikroskopieverfahren und neueste technische Entwicklungen

• Bruce Alberts: Molecular Biology of the Cell, 4th Edition, New York, Garland Science Publisher. Standardlehrwerk für die Zellbiologie.

• Ulrich Kubitschek: Fluorescence Microscopy: from Principles to Biological Applications, Wiley-VCH Verlag.

• Douglas Chandler & Robert Roberson: Bioimaging: Current Concepts in Light and Electron Microscopy, Jones and Bartlett Publishers.

Title:

Optical Technologies in Life Science

Credits: 5

Prerequisites

Combined lecture and exercise (4 SWS).
Written exam (120 min.)

Basic knowledge in optics and cell biology is recommended.

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Contents

Content

• Application of optical methods in the field of cell biology and medicine

• Microscopy: Basic concepts, methods to enhance contrast, optical resolution and limits, components and setup of light microscopes, fluorescence microscopy

• Applications of fluorescence microscopy in life sciences, methods for labeling of biological structures and cellular processes´

• Epi-fluorescence, confocal and multiphoton microscopy, concepts and application examples

• Optical endoscopy and endomicroscopy in research and clinics

• Super-resolution microscopy, concepts and applications for optical Imaging beyond the diffraction Limit of Resolution
  

Learning objectives and competences:
Students

• understand the basic concepts and specific technical approaches to optical technologies in life sciences and identify typical applications examples.

• can analyze and compare different technical approaches to scientific research questions.

• can summarize advantages and disadvantages of different technologies and assess theoretical and practical limitations with regard to experimental approaches and results.

• can find, collect and structure in-depth information on technical solutions, materials and methods in the areas of microscopy and spectroscopy, in order to plan scientific experiments.
  

Literature

• Michael W. Davidson, Florida State University: Optical Microscopy Primer. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/ . Comprehensive online learning resource from basic microscopy to the most recent technologic advances an application.

• Bruce Alberts: Molecular Biology of the Cell, 4th Edition, New York, Garland Science Publisher. Reference textbook for the biology of the cell.

• Ulrich Kubitschek: Fluorescence Microscopy: from Principles to Biological Applications, Wiley-VCH Verlag

• Douglas Chandler & Robert Roberson: Bioimaging:Current Concepts in Light and Electron Microscopy, Jones and Bartlett Publishers.