Очерк биофизики

Следующий план представляет собой обзор и актуальное руководство по биофизике:

Биофизика - междисциплинарная наука , использующая методы физики для изучения биологических систем. ^[1]

Природа биофизики [ править ]

Биофизика [ править ]

• Учебная дисциплина - отрасль знаний , которая преподается и проработанный в колледже или университете уровне. Дисциплины определены (частично) и признаны академическими журналами, в которых публикуются исследования, а также научными обществами и академическими отделами или факультетами, к которым принадлежат их практики.
• Область науки (отрасль науки ) - широко признанная категория специализированных знаний в науке, обычно воплощающая в себе собственную терминологию и номенклатуру. Такая область обычно представлена ​​одним или несколькими научными журналами, в которых публикуются рецензируемые исследования.
  • Естествознание - одна , которая стремится выяснить правила , которые регулируют естественный мир с помощью эмпирических и научных методов .
    • Биологическая наука - занимается изучением живых организмов , включая их структуру, функции, рост, развитие , распространение и таксономии .
    • Раздел физики, связанный с изучением материи и ее движения в пространстве и времени, а также связанных с ними понятий, таких как энергия и сила .
• Междисциплинарная область - область науки , которая пересекается с другими науками

Объем биофизических исследований [ править ]

• Биомолекулярная шкала
  • Биомолекула
  • Биомолекулярная структура
• Организменная шкала
  • Передвижение животных
  • Биомеханика
  • Биоминерализация
  • Подвижность
• Экологическая шкала
  • Биофизическая среда

Биофизические исследования частично совпадают с [ править ]

• Агрофизика
• Биохимия
  • Биофизическая химия
• Биоинженерия
• Биогеофизика
• Нанотехнологии
• Системная биология

Разделы биофизики [ править ]

• Астробиофизика - область пересечения астрофизики и биофизики, связанная с влиянием астрофизических явлений на жизнь на планете Земля или какой-либо другой планете в целом.
• Медицинская биофизика - междисциплинарная область, в которой применяются методы и концепции от физики до медицины или здравоохранения , от радиологии до микроскопии и наномедицины . См. Также медицинская физика .
  • Клиническая биофизика - изучает процесс и эффекты неионизирующих физических энергий, используемых в диагностических и терапевтических целях. ^{[2] [3]}
• Биофизика мембран - исследование биологических мембран с использованием физических, вычислительных, математических и биофизических методов.
• Молекулярная биофизика - междисциплинарная область, в которой применяются методы и концепции из физики, химии, инженерии, математики и биологии ^[4] для понимания биомолекулярных систем и объяснения биологической функции с точки зрения молекулярной структуры, структурной организации и динамического поведения на различных уровнях сложности, от от одиночных молекул до супрамолекулярных] структур, вирусов и небольших живых систем.

Биофизические методы [ править ]

Биофизические методы - методы, используемые для получения информации о биологических системах на атомном или молекулярном уровне. Они пересекаются с методами из многих других областей науки.

• Биофотоника - сочетание биологии и фотоники, при этом фотоника - это наука и технология генерации, манипулирования и обнаружения фотонов, квантовых единиц света. Биофотонику также можно охарактеризовать как «развитие и применение оптических методов, в частности визуализации, для изучения биологических молекул, клеток и тканей». Одним из основных преимуществ использования оптических методов, составляющих биофотонику, является то, что они сохраняют целостность исследуемых биологических клеток.
• Визуализация кальция - различные оптические методы регистрации местоположения и концентрации кальция. Обычно это делается в образцах клеток и тканей с использованием либо генетически закодированных, либо химически полученных флуоресцентных красителей, указывающих на кальций.
• Калориметрия -
  • Изотермическая калориметрия титрования (ITC) - измеряет тепловые эффекты, вызванные взаимодействиями.
• Хроматография - для очистки и анализа биологических молекул используются различные методы из этой области.
• Круговой дихроизм - метод измерения хиральности образца с использованием света с круговой поляризацией . Этот метод обычно используется для определения структуры белка .
• Вычислительная химия - использование численных методов для исследования структуры и динамического равновесия в биологических системах.
• Криобиология -
• Интерферометрия с двойной поляризацией - аналитический метод, используемый для измерения конформации и активности широкого спектра биомолекул и их взаимодействий в реальном времени.
• Электрофизиология - изучает электрические свойства клеточных мембран и предоставляет функциональные данные, часто связанные с систематическими изменениями структуры.
  • Зажим патча - предоставляет временную и электрическую информацию о ячейке или части мембраны. Обычно это дает данные об электрогенных процессах, таких как ионный канал или активность переносчика .
• Электронная микроскопия - используется для получения изображений субклеточных структур и белков с высоким разрешением.
• Флуоресцентная спектроскопия - для обнаружения структурных перестроек, а также взаимодействий биомолекул. См. Также « Флуоресценция» .
• Силовая спектроскопия - исследует механические свойства отдельных молекул или макромолекулярных сборок с помощью небольших гибких кантилеверов, сфокусированного лазерного света или магнитных полей.
• Гель-электрофорез - определяет массу, заряд и взаимодействие биологических молекул.
• Визуализация - научная визуализация биологических материалов, обычно с помощью какой-либо формы микроскопии или иногда косвенно, например, с помощью рентгеновской кристаллографии или компьютерной визуализации; в широком диапазоне увеличений, чтобы увидеть макромолекулы , клетки , ткани или организмы
• Масс-спектрометрия - метод, позволяющий с большой точностью определить молекулярную массу.
• Микромасштабный термофорез (MST) - метод измерения сродства связывания, ферментативной активности, изменений конформации молекулы и изменений размера, заряда или энтропии гидратации.
• Микроскопия - используется во многих отношениях, например, чтобы позволить использовать лазерные инструменты для сканирования и передачи.
  • Атомно-силовая микроскопия -
• Нейровизуализация -
• Спектроскопия нейтронного спинового эха -
• Спектроскопия ядерного магнитного резонанса - метод измерения локального окружения атомных ядер в образце. Может использоваться для получения как структурной, так и кинетической информации о белках и малых молекулах.
• Оптический пинцет и Магнитный пинцет - позволяют манипулировать отдельными молекулами, предоставляя информацию о ДНК и ее взаимодействии с белками и молекулярными моторами , такими как геликаза и РНК-полимераза .
• ЯМР- спектроскопия - дает информацию о точной структуре биологических молекул, а также о динамике
• Спектроскопия одиночных молекул - это метод, который достаточно чувствителен для обнаружения одиночных молекул и часто включает детектирование флуоресценции.
• Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) - метод, который дает грубую молекулярную структуру с низким разрешением.
• Спектрофотометрия - измерение пропускания света через различные растворы или вещества на разных длинах волн света.
  • Колориметрия -
• Спектроскопия и круговой дихроизм - метод обнаружения хиральных групп в молекулах, особенно для определения вторичной структуры из белков
• Ультрацентрифугирование - дает информацию о форме и массе молекул
• Рентгеновская кристаллография - метод определения точной структуры молекул с атомным разрешением

Приложения [ править ]

• Биофизический профиль

Биофизические структуры и явления [ править ]

В молекулярной биофизике [ править ]

• Молекулярная биофизика
• Биологические мембраны
• Клеточные мембраны
• Биоэнергетика
• Каналы , рецепторы и транспортеры
• Кинетика ферментов
• Молекулярные моторы
• Фосфолипиды
• Белки
• Биопленки
• Супрамолекулярные сборки
• Нуклеиновые кислоты

В клеточной биофизике [ править ]

• Клеточная биология
• Деление клеток
• Миграция клеток
• Передача сигналов клетки
• Динамические системы
• Электрофизиология
• Сигнализация
• Теория биохимических систем
• Анализ метаболического контроля

Биофизические организации [ править ]

• Биофизическое общество
• Ассоциация европейских биофизических обществ
• Индийское биофизическое общество
• Институт биофизики ( Китайская академия наук )
• Национальный институт химической физики и биофизики , Эстония
• Международный союз кристаллографии
• Американская кристаллографическая ассоциация

Публикации по биофизике [ править ]

• Ежегодный обзор биофизики
• Библиография по биофизике
• Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях
• Биофизический журнал
• Биофизические обзоры и письма
• Европейский биофизический журнал
• Журнал биохимических и биофизических методов
• Индийский журнал биохимии и биофизики

Лица, влиятельные в биофизике [ править ]

• Список биофизиков

См. Также [ править ]

• Физиомика
• Биоакустика
• Биологические мембраны
• Бионика
• Вычислительная биология
• Эволюционные алгоритмы
• Эволюционные вычисления
• Эволюционная теория
• Гравитационная биология
• Ионные каналы
• Математическая биология
• Морфогенез
• Мышцы и сократимость
• Негэнтропия
• Нейронное кодирование
• Нейрофизика
• Радиобиология
• Сенсорные системы
• Структурная биология
• Системная неврология
• Тенсегрити
• Теоретическая биология

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Биофизическое общество
• Ассоциация европейских биофизических обществ