PředmětyPředměty(verze: 806)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Metody optické spektroskopie v biofyzice - NBCM113
Anglický název: Optical Spectroscopy Methods in Biophysics
Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2015
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: zimní s.:4/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc.
doc. RNDr. Jaroslav Večeř, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Biofyzika a chemická fyzika
Záměnnost : NBCM002
Anotace -
Poslední úprava: T_FUUK (11.05.2004)

Metody optické absorpční spektroskopie, chiroptické metody a metody fluorescenční aplikované v biofyzikálním výzkumu
Cíl předmětu -
Poslední úprava: STEPJOS/MFF.CUNI.CZ (15.05.2008)

Naučit základům teorie a techniky optické spektroskopie mnohoatomových molekul

a použitelnosti při studiu biologických objektů.

Literatura -
Poslední úprava: T_FUUK (11.05.2004)

O.Jelínek,P.Pančoška,J.Štěpánek: Metody optické spektroskopie (v uč. \"Experimentální metody

biofyziky\",V.Prosser a kol.), Academia, Praha 1989

Parker C.A.: Photoluminescence of Solutions, Elsevier, Amsterdam (1986) - ruský překlad

Fotoljuminescencija rastvorov, Izd. nauka, Moskva (1972)

Vacek K., Pantoflíček J., Jelínek O.: Luminiscence I a II, SPN Praha (1972)

Jelínek O.: Experimentální metody biofyziky III - Luminiscence, SPN Praha (1983)

Lakowicz J.R.: Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum Press, New York, second edition (1999)

Alfano E.R. (ed.): Biological Events Probed by Ultrafast Laser, Spectroscopy, Acad. Press, New York-

London (1982)

Žaloudek F., Plášek J., Sladký P.: Vybrané metody optické spektroskopie, SPN Praha (1982)

Nepraš M., Titz M.: Základy teorie elektronových spekter , SNTL Praha (1983).

Metody výuky -
Poslední úprava: STEPJOS/MFF.CUNI.CZ (15.05.2008)

přednáška

Sylabus -
Poslední úprava: T_FUUK (11.05.2004)

Úvod k optickým metodám - Fyzikální popis optického záření, technické prostředky optické spektroskopie.

Interakce optického záření s izolovanou molekulou: interakce dvouhladinového systému s elmag.

zářením, dipólová aproximace, vztah absorpce a emise. - Šíření záření v kondenzovaném prostředí, vztah

mezi molekulárními parametry a optickými konstantami, Kramersovy-Kronigovy vztahy.

Mnohoatomová molekula jako objekt optického studia - Separace vnitřního a vnějšíh pohybu, translační a

rotační difuze. - Vibrační pohyb molekul: vnitřní vibrační souřadnice, řešení v harmonickém přiblížení,

normální vibrační mody, charakteristické vibrace, odchylky od harmonické aproximace. - Elektronové stavy

molekuly: charakteristika molekulových orbitalů, multiplicita.

Absorpční spektroskopie mnohoatomových molekul - Průchod optického záření absorbujícím prostředím,

Lambertův-Beerův zákon. - Vibrační spektra: absorpční spektra v IR oblasti, výběrová pravidla, interpretace

spekter. - Elektronová absorpční spektra: elektronový dipólový moment přechodu, struktura elektronově-

vibračních přechodů, pásový charakter spekter, interpretace elektronových spekter. - Vliv

mezimolekulových interakcí na absorpční spektra. - Techniky měření absorpčních spekter: měření

propustnosti, příprava vzorků, faktory ovlivňující přesnost měření, reflexní metody, fotoakustická

spektroskopie. - Aplikace při studiu biologických objektů.

Polarizační metody v absorpční spektroskopii - Lineární dichroismus: princip metody a oblasti použití -

Cirkulární dichroismus: princip vzniku cirkulárního dichroismu, principy měření, informační obsah spekter,

aplikace při studiu biologických objektů.

Metody optického rozptylu - Elastický a kvazielastický rozptyl: definice, vznik, vlastnosti, způsoby měření,

informační obsah, aplikace. - Ramanův rozptyl: základy teorie, charakteristiky klasického Ramanova

rozptylu, způsob měření, faktory ovlivňující přesnost, informační obsah, aplikace v biologii, rezonanční

Ramanův rozptyl, povrchem zesílený Ramanův rozptyl.

Nelineární optické metody Koherentní interakce více elmag. vln, fázová shoda, dvoufotonová absorpce,

stimulovaný Ramanův a hyperramanův rozptyl, koherentní antistokesův Ramanův rozptyl.

Obecné zákony přeměny budící energie v luminiscenci: Jabloňského diagram, zářivé

a nezářivé přechody, fluorescence a fosforescence, vnitřní a interkombinační

konverze

Základní charakteristiky fluorescence: intenzita, excitační a emisní spektra, kvantový

výtěžek, doba života a jeho vztah s absorpcí, polarizovaná fluorescence v roztocích,

anisotropie fluorescence, stupeň polarizace, fotoselekce, Perrinova rovnice

Měření stacionárních fluorescenčních spekter: základní sestava spektrofluorimetru,

excitační zdroje světla, filtry a polarizátory, monochromátory, analogová detekce a

čítání fotonů, korekce emisních spekter, měření kvantového výtěžku

Měření dob života fluorescence:

časová oblast: dohasínání intenzity fluorescence, přístrojová funkce, konvoluční

integrál, magický úhel, střední doba života, časově korelované čítání jednotlivých

fotonů, streak kamera;

frekvenční oblast: basic principles, závislost modulace a fáze na frekvenci pro jednu

dobu života, fázový fluorimetr

Vliv rozpouštědla na fluorescenční spektra: obecné interakce s rozpouštědlem,

Lippertova rovnice, specifické interakce, vliv teploty

Zhášení fluorescence: dynamické zhášení, srážkový mechanismus, Stern-Volmerova

rovnice, statické zhášení, aplikace při studiu proteinů

Rezonanční přenos fluorescenční energie: rychlostní konstanta přenosu excitace z

donoru na akceptor, Forsterova vzdálenost, překryvový integrál, orientační faktor,

aplikace při měření molekulárních vzdáleností

Excimerová fluorescence: excimer, exciplex, dvouhladinové schéma, základní

spektrální a časové charakteristiky excimerové fluorescence

Klasifikace fluoroforů: vlastní a nevlastní fluorofory, fluorescence bílkovin,

fluorescenční sondy

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK