Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
Нормативная база субъектов малого бизнеса 4 4 0 1....полностью>>
'Автореферат диссертации'
Защита состоится «12» декабря 2008 г., в часов, на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.13 при Южно-Уральском государственном университете (4...полностью>>
'Документ'
4. Алгоритмика. 5-7 классы : учебник и задачник для общеобразовательных учеб. заведений. - М. : Дрофа, 1997. - 304 с. : ил. (Шифр 22.12я721/А 45-4644...полностью>>
'Решение'
Руководствуясь статьей 14 федерального закона «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации», в соответствии со стат...полностью>>

Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 11 г. Рабочая программа (2)

Главная > Рабочая программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор СГУ по учебно-методической работе

________________Е.Г. Елина

"__" ________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

УПРАВЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ БИОТКАНЕЙ

Направление подготовки

011200 Физика

Профиль подготовки

Медицинская фотоника

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Форма обучения

очная

Саратов, 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей» являются:

расширение и углубление знаний студентов по вопросам взаимодействия света с биологическими тканями;

изучение физических методов управления рассеивающими и поглощающими свойствами биотканей, транспорта иммерсионных жидкостей, красителей и лекарственных препаратов в биотканях;

освоение студентами основных навыков работы с биологическими препаратами, современным оптическим оборудованием высокого класса, и постановки эксперимента по изучению изменения оптических параметров биологических тканей физическими методами;

получение высшего профессионально профилированного образования в области биофизики, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной профессиональной карьере.

2.Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина «Управление оптическими свойствами биотканей» относится к профессиональному циклу М2, вариативной части М2.ДВ3, читается в семестре 3. Форма итоговой аттестации — зачет.

Изучение дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей» взаимно дополняется дисциплиной «Оптика биотканей», читаемой в семестре 3.

При изучении дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей» студенты должны иметь теоретическую подготовку: по разделам и темам основных дисциплин «Оптика» и «Атомная физика» базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла; по специальным курсам: «Введение в биофизику сложных систем», «Введение в оптическую биофизику», «Введение в биофизическую химию», «Основы физиологии клетки и организма», «Основы биохимии и биофизики метаболизма». Студенты должны иметь навыки самостоятельной работы с учебными пособиями и монографической литературой, в том числе на английском языке.

Полученные в результате освоения данной дисциплины знания и навыки могут быть непосредственно использованы обучаемым при выполнении аттестационной работы магистра и в последующей профессиональной деятельности.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей»

В результате освоения дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей» должны формироваться в определенной части следующие компетенции:

общекультурные:

способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способностью к коммуникации в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности, свободное владение русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК-8)

общепрофессиональные:

способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);

способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) (ПК-4).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: структуру и оптические параметры основных биологических тканей; понятие диффузии и методы ее усиления; механизмы и особенности оптического просветления различных типов тканей; механизмы взаимодействия различных биосовместимых красителей с биотканями.

Уметь: применить технику оптического просветления для анализа диффузии косметических средств и лекарственных препаратов в биотканях;

описывать и критически анализировать основные методы управления оптическими параметрами биотканей.

Владеть: навыками безопасной работы с оптическим оборудованием и техников препарирования биотканей при постановке экспериментов; навыками самостоятельной подготовки реферата на заданную тему.

4. Структура и содержание дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы 72 часа, включая 12 часов лекций, 24 часа практических занятий и 36 часов на самостоятельную работу студентов.

4.1. Структура дисциплины

п/п

Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Формы промежуточной аттестации (по семестрам)

1

Введение

3

1

Л(2)

ПР (4)

СР (6)

2

Транспорт иммерсионных жидкостей, красителей и лекарственных препаратов в биотканях

3

2

Л(2)

ПР (4)

СР (6)

Отчет по ПР

3

Управление рассеивающими свойствами биологических тканей

3

3

Л(2)

ПР (4)

СР

(6)

Отчет по ПР

4

Управление поглощающими свойствами биологических тканей

3

4

Л(2)

ПР (4)

СР (6)

Отчет по ПР

5

Перспективы применения оптического просветления биотканей

3

5

Л(2)

ПР (4)

СР

(6)

Отчет по ПР

6

Перспективы управления поглощающими свойствами биотканей

3

6

Л(2)

ПР (4)

СР (6)

Отчет по ПР,

ПР-4,

УО-3

7

Итого

Л

(12)

ПР (24)

СР

(36)

    1. Содержание дисциплины

  1. Введение. Структура и оптические параметры биологических тканей

  2. Транспорт иммерсионных жидкостей, красителей и лекарственных препаратов в биотканях. Химические и физические усилители диффузии. Влияние рН и температуры растворов на скорость диффузии.

  3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей. Гиперосмотические жидкости. Влияние pH, осмолярности и ионной силы раствора на структурные параметры биотканей. Осмотическая дегидратация биотканей. Набухание и степень гидратации биотканей. Особенности оптического просветления фиброзных тканей. Особенности оптического просветления эпителиальных тканей. Оптическое просветление крови. Управление рассеивающими параметрами биотканей за счет введения наночастиц.

  4. Управление поглощающими свойствами биологических тканей. Красители. Методы окрашивания биологических тканей. Взаимодействие красителей с биологическими тканями. Способы адресной доставки красителей в биологические ткани. Коагуляция. Использование наночастиц с плазмонным резонансом.

  5. Перспективы применения оптического просветления биотканей в офтальмологии, дерматологии, гастроэнтерологии, оптической томографии мозга. Визуализация внутрикожных и подкожных образований. Применение техники оптического просветления для анализа диффузии косметических средств и лекарственных препаратов в биотканях. Способы адресной доставки микро- и наночастиц в биологические ткани. Типы микро- и наночастиц, использующихся для фототермического воздействия и особенности их взаимодействия с биообъектами. Компрессия как метод управления оптическими параметрами биотканей.

  6. Перспективы управления поглощающими свойствами биотканей в фототерапии. Фототерапия гингивита. Фототерапия и фототермолиз акне. Фотолиполиз. Красители как средство повышения контраста при томографии биотканей.

Лабораторные работы

Практическая работа №1 (к разделу 2. Транспорт иммерсионных жидкостей, красителей и лекарственных препаратов в биотканях)

Влияние растворов этанола на скорость диффузии красителей через роговой слой эпидермиса кожи.

Практическая работа №2 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Исследование набухания и дегидратации биотканей.

Практическая работа №3 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Оптическое просветление биотканей.

Практическая работа №4 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Повышение контраста изображений при оптической когерентной томографии биотканей.

Практическая работа №5 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Моделирование оптического просветления склеры глаза при поверхостном нанесении просветляющего агента.

Практическая работа №6 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Моделирование оптического просветления кожи человека при поверхостном нанесении просветляющего агента.

Практическая работа №7 (к разделу 3. Управление рассеивающими свойствами биологических тканей)

Моделирование оптического просветления кожи человека при подкожном введении просветляющего агента.

Практическая работа №8 (к разделу 4. Управление поглощающими свойствами биологических тканей)

Селективное повышение коэффициента поглощения биоткани.

Практическая работа №9 (к разделу 4. Управление поглощающими свойствами биологических тканей)

Моделирование повышения контраста изображения в оптической томографии при введении красителей в ткани кожи человека.

Практическая работа №10 (к разделу 4. Управление поглощающими свойствами биологических тканей)

Моделирование дозы поглощенного излучения при введении красителей в ткани кожи человека.

5. Образовательные технологии

При реализации дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей» используются следующие виды учебных занятий: лекции, практические занятия и консультации.

В рамках лекционных занятий предусмотрено использование мультимедийных средств, дискуссия и обсуждение задаваемых студентами вопросов.

В рамках практических занятий предусмотрено выполнение практических работ, анализ и обсуждение результатов, устный отчет и консультации.

Самостоятельная работа студентов предусматривает поиск информации в библиотеке и через Интернет для подготовки рефератов на темы, предложенные для самостоятельного изучения.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей»

Самостоятельная работа студентов должна включать: изучение теоретического материала по конспектам лекций, рекомендованным учебным пособиям и монографической литературе, справочным источникам; самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов программы курса, не рассмотренных на лекциях и подготовка рефератов на предложенные темы. Контроль выполнения осуществляется на последнем занятии.

Темы рефератов:

  1. Просветление биотканей как средство повышения информативности методов оптической диагностики новообразований.

  2. Применение техники оптического просветления для анализа диффузии косметических средств и лекарственных препаратов в биотканях.

  3. Оптическое просветление крови.

  4. Селективный лазерный термолиз и области его применения.

  5. Использование наночастиц с плазмонным резонансом в диагностике и терапии.

  6. Фототерапия и фототермолиз акне.

  7. Использование люминесцентных красителей в оптической диагностике.

  8. Красители в современной медицине.

Учебно-методическое обеспечение для подготовки рефератов:

  1. Оптическая биомедицинская диагностика в 2 т. / под ред. В.В. Тучина, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007, С. 506-554

  2. Генина Э.А., Башкатов А.Н., Кочубей В.И., Тучин В.В. Оптическое просветление твердой мозговой оболочки человека // Оптика и спектроскопия, Т. 98, № 3, С. 515-521, 2005

  3. Генина Э.А., Башкатов А.Н., Синичкин Ю.П., Тучин В.В. Оптическое просветление склеры глаза in vivo под действием глюкозы // Квантовая Электроника, Т. 36, № 12, С. 1119-1124, 2006

  4. Башкатов А.Н., Жестков Д.М., Генина Э.А., Тучин В.В. Иммерсионное просветление крови человека в видимом и ближнем ИК спектральных диапазонах // Оптика и спектроскопия, Т. 98, № 4, С. 695-703, 2005

  5. Генина Э.А., Башкатов А.Н., Тучин В.В., Альтшулер Г.Б., Ярославский И.В. Исследование возможности повышения эффективности лазерного удаления татуировок с помощью оптического просветления кожи // Квантовая Электроника, Т. 38, № 6, С. 580-587, 2008

  6. Мареев О.В., Князев А.Б., Чикина Е.Э., Башкатов А.Н., Генина Э.А., Тучин В.В. Механизмы терапевтического действия низкоинтенсивного лазерного излучения в сочетании с различными красителями // Проблемы оптической физики: Материалы 8-й Международной молодежной научной школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов, Изд-во Саратовского ун-та, C. 102-105, 2005

  7. Хлебцов Н.Г. Оптика и биофотоника наночастиц с плазмонным резонансом // Квантовая Электроника, Т. 38, № 6, С. 504-529, 2008

  8. Tuchin V.V. Optical clearing of tissues and blood / Bellingham, WA, SPIE Press, Vol. PM 154, 254 p., 2005

  9. Kah J.C.Y., Wan R.C.Y., Wong K.Y., Mhaisalkar S., Sheppard C.J.R., Olivo M. Combinatorial treatment of photothermal therapy using gold nanoshells with conventional photodynamic therapy to improve treatment efficacy: an in vitro study // Lasers Surg. Med., Vol. 40, P. 584-589, 2008

  10. Cunliffe W.J., Goulden V. Phototherapy and acne vulgaris // Br. J. Dermatol., Vol. 142, P. 855-856, 2000

  11. Genina E.A., Bashkatov A.N., Simonenko G.V., Odoevskaya O.D., Tuchin V.V., Altshuler G.B. Low-intensity indocyanine-green laser phototherapy of acne vulgaris: pilot study // J. Biomed. Opt., Vol. 9(4), P. 828-834, 2004

  12. Ion R.-M., Brezoi D.-V. A study of the photodynamic therapy of photosensitizer-coated magnetic nanoparticles // J. Optoelectronics and Advanced Materials, Vol. 9(4), P. 936-939, 2007

  13. Larina I.V., Carbajal E.F., Tuchin V.V., Dickinson M.E., Larin K.V. Enhanced OCT imaging of embryonic tissue with optical clearing // Laser Physics Letters, Vol. 5(6), P. 476-479, 2008

Вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:

  1. Структура фиброзных тканей.

  2. Чем определяются оптические параметры биотканей?

  3. Особенности взаимодействия света с биологическими тканями.

  4. Химические усилители диффузии.

  5. Физические методы усиления диффузии.

  6. Каково влияние температуры на диффузию веществ в биотканях?

  7. Что такое гиперосмотическия жидкость?

  8. Дать понятие рН, осмолярности и ионной силы раствора.

  9. От чего зависит гидратация и дегидратация биоткани при ее взаимодействии с раствором?

  10. Особенности оптического просветления фиброзных тканей.

  11. Особенности оптического просветления эпителиальных тканей.

  12. Как протекает оптическое просветление крови?

  13. За счет чего можно повысить контраст изображений?

  14. Как происходит взаимодействие красителей с биологическими тканями?

  15. Каковы способы адресной доставки красителей в биологические ткани?

  16. Что такое плазмонный резонанс?

  17. Методы улучшения визуализации внутрикожных и подкожных образований.

  18. Способы адресной доставки микро- и наночастиц в биологические ткани.

  19. Типы микро- и наночастиц, использующихся для фототермического воздействия и особенности их взаимодействия с биообъектами.

  20. Что такое компрессия и как ее используют для управления оптическими параметрами биотканей?

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей»

а) основная литература:

  1. Оптическая биомедицинская диагностика в 2 т. / под ред. В.В. Тучина, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007, С. 506-554

б) дополнительная литература:

  1. Хлебцов Н.Г. Оптика и биофотоника наночастиц с плазмонным резонансом // Квантовая Электроника, Т. 38, № 6, С. 504-529, 2008

  2. Tuchin V.V. Optical clearing of tissues and blood / Bellingham, WA, SPIE Press, Vol. PM 154, 254 p., 2005

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. Кафедра оптики и биофотоники. On-line библиотека. Проблемы оптической физики и биофотоники /_media/library/pop/sfm-10.pdf

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Управление оптическими свойствами биотканей»:

  1. Мультимедиа-проектор

  2. Ноутбук

  3. Спектрофотометр

  4. Микроскоп

  5. Цифровая видеокамера

  6. Красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый)

  7. Образцы кожи лабораторной крысы

  8. Иммерсионные агенты (глицерин, глюкоза, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль)

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки _Физика, Медицинская фотоника.

Авторы: доцент кафедры оптики и биофотоники

к.ф.-м.н. Э.А. Генина

доцент кафедры оптики и биофотоники

к.ф.-м.н. А.Н. Башкатов

заведующий кафедры оптики и биофотоники

д.ф.-м.н., проф. В.В. Тучин

Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники СГУ

от _14 января_2011_года, протокол № _1/11_.

Подписи:

Зав. кафедрой д.ф.-м.н. проф. В.В. Тучин

Декан факультета

(факультет, где разрабатывалась

программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин

Декан факультета

(факультет, где реализуется

программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 11 г. Рабочая программа (1)

    Рабочая программа
    являются: знакомство студентов с различными методами, используемыми при исследовании биообъектов, в том числе оптическими, биофизическими, рентгеновскими, магнетохимическими и электрооптическими, резонансными и другими; получение
  2. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа (2)

    Рабочая программа
    Дисциплина «Оптика» является частью модуля «Общая физика». Целью изучения дисциплины является освоение фундаментальных разделов физики посвященных свету и оптическим явлениям.
  3. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа (3)

    Рабочая программа
    Целью освоения дисциплины «Современная микроскопия в биофизических исследованиях» является изучение современных методов биомедицинской микроскопии и связанных с ними технологий визуализации микроскопических объектов,
  4. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа (5)

    Рабочая программа
    Целью освоения дисциплины «Системы отображения и анализа биомедицинских данных» является изучение современного программного обеспечения и методов автоматизации научных исследований в биомедицине:
  5. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа (6)

    Рабочая программа
    Целью освоения дисциплины «Виртуальные приборы в системах сбора и обработки биофизических данных» является изучение современного программного обеспечения и методов автоматизации научных исследований в биомедицине:
  6. Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа (7)

    Рабочая программа
    Целью освоения дисциплины «Оптические приборы в биофизических исследованиях» является изучение современных оптических систем, использующихся в биофизических исследованиях.

Другие похожие документы..