Optical Technologies in Life Science (OTLS)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Optical Technologies in Life Science)

Lehrveranstaltungen:

• • Optical Technologies in Life Science
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Sebastian Schürmann et al., Mo, 08:15 - 11:30, SR 02.028)

Empfohlene Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse im Bereich Optik und Zellbiologie

Inhalt:

• 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
  

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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

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
  

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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.
  

Literatur:

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

Organisatorisches:

Englischsprachige Lehrveranstaltung
Kombinierte Vorlesung & Übung im Umfang von 4 SWS
Prüfungsleistung: Schriftliche Klausur (120 min.)

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Advanced Optical Technologies (Master of Science)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Advanced Optical Technologies (Master of Science) | Gesamtkonto | Major Topics | Optical Metrology | Optical Technologies in Life Science)
2. Advanced Optical Technologies (Master of Science)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Advanced Optical Technologies (Master of Science) | Gesamtkonto | Major Topics | Optics in Medicine | Optical Technologies in Life Science)
3. Computational Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2016w | TechFak | Computational Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Medical Engineering | Optical Technologies in Life Science)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Medical Engineering | Optical Technologies in Life Science)
5. Life Science Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Optical Technologies in Life Science)
6. Life Science Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Optical Technologies in Life Science)
7. Medizintechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M5 Medizintechnische Vertiefungsmodule (GPP) | Optical Technologies in Life Science)
8. Medizintechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M5 Medizintechnische Vertiefungsmodule (GPP) | Optical Technologies in Life Science)
9. Medizintechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen M1, M2, M3, M5, M7 nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M5 Medizintechnische Vertiefungsmodule (GPP) | Optical Technologies in Life Science)
10. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen M1, M2, M3, M5, M7 nach Studienrichtungen | Study Field Health and Medical Data Analytics | M5 Medical Engineering specialisation modules (HMDA) | Optical Technologies in Life Science)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Optical Technologies in Life Science (Prüfungsnummer: 57301)

(englischer Titel: Optical Technologies in Life Science)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Oliver Friedrich