12-PHY-MWPEMSP  Single-Molecule Spectroscopy

Moduldetails
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Ralf Seidel

Dauer: 1

Anzahl Wahlkurse: 0

Credits: 5,0

Startsemester: WiSe 2022/23

Turnus:
jedes Wintersemester
Ziele:
Die Studierenden erwerben Kenntnisse über grundsätzliche physikalische Techniken und Kenntnisse, die bei der Untersuchung und Charakterisierung von einzelnen biologischen und nichtbiologischen Molekülen als Bestandteile von weicher kondensierter Materie zum Einsatz kommen.
Die Studierenden bekommen einen detaillierten Einblick in dieses Themengebiet und werden befähigt, Einzelmolekülexperimente selbstständig durchzuführen und mittels computergestützen Berechnungen zu analysieren. Die Studierenden vertiefen ihren Einblick in die Struktur und Dynamik weicher und biologischer Systeme.
Inhalt:
Vorlesung:
Systeme der biologischen und der weichen Materie können ein komplexes Verhalten hinsichtlich ihrer Struktur und Dynamik aufweisen. Dieses ist in der Regel das Resultat einer kollektiven Wechselwirkung zwischen den einzelnen passiven oder aktiven Molekülen, aus welchen diese Systeme aufgebaut sind. Zum Verständnis, der makroskopische Eigenschaften, ist es dabei unerlässlich die molekularen Eigenschaften der Systeme genauestens zu kennen. Ziel der Veranstaltung ist es, mechanische und optische Einzelmolekülverfahren kennenzulernen, mit denen die Struktur und Dynamik von einzelnen Molekülen analysiert und in Echtzeit verfolgt werden kann. Dies erlaubt z.B. Einblick in Subpopulationen von Molekülen und Zuständen, die Untersuchung von aktiven, d.h. kraftgenerierenden Molekülen als auch Mikroskopie jenseits des Abbe’schen Beugungslimits. Spezielle Themen der Vorlesung sind:
- Struktur und Dynamik von Biomolekülen
- Methoden der Kraftspektroskopie (Pinzettentechniken, AFM)
- Theoretische Beschreibungen von kraftspektroskopischen Experimenten
- Fluoreszenzspektroskopie (Fluoreszenzlebensdauer, Fluoreszenzanisotropie)
- Multidimensionale Fluoreszenzspektroskopie
- Quantitative Auswertung von Fluoreszenzexperimenten mit Anwendungen zur Struktur von Makromolekülen
- Grundlagen der Signal- und Datenanalyse in Orts- und Frequenzraum, statistischen Analyse von Daten mit limitierter Statistik

Praktikum:
Durchführung und Analyse von Einzelmolekülexperimenten. Darstellung der erzielten Ergebnisse in einem Bericht
Literaturangabe:
- Jonathan Howard: Mechanics of Motor proteins and the Cytoskeleton (Sinauer Associates)
- Rob Pillips, Jane Kondev, Julie Theriot: Physical Biology of the Cell (Garland Science)
- Joseph R. Lakowicz: Principles of Fluorescence Spectroscopy (Springer)
Prüfungsvorleistungen:
Der Prüfungsleistung 'Mündliche Prüfung (30 Min.)' (Modulabschlussprüfung) ist folgende Prüfungsvorleistung zugeordnet: Praktikumsleistung (3 Protokolle, Bearbeitungszeit 4 Wochen)
Teilnahmevoraussetzungen:
Master of Science International Physics Studies Program: keine.
Die Vorlesungen "Physik der weichen Materie" als auch "Active Matter Physics" sind eine gute Ergänzung zu diesem Kurs.
Master of Science Physik: keine.
Die Vorlesungen "Physik der weichen Materie" als auch "Active Matter Physics" sind eine gute Ergänzung zu diesem Kurs.
Anmeldefristen
Phase Block Anmeldung von | bis Ende Abmeldung
Einschreibung Vorlesungszeit 28.09.2022 12:00 | 14.10.2022 17:00 07.01.2023 23:59
Kurse
Nummer Name Pflicht Semester Credits  
12-PHY-MWPEMSP.PR01 Single-Molecule Spectroscopy Ja 0,0  
12-PHY-MWPEMSP.PR01 Single-Molecule Spectroscopy   WiSe 2022/23  
12-PHY-MWPEMSP.VL01 Single-Molecule Spectroscopy Ja 0,0  
12-PHY-MWPEMSP.VL01 Single-Molecule Spectroscopy   WiSe 2022/23  
Leistungen
Kurs/Modulabschlussleistungen Leistungen Bestehenspflicht Gewichtung
Modulabschlussleistungen   Mündliche Prüfung Ja 1
Modulabschlussprüfungen
Prüfung Datum Lehrende Bestehenspflicht
1  Mündliche Prüfung k.Terminbuchung Prof. Dr. Ralf Seidel Ja
Modulverantwortliche
Prof. Dr. Ralf Seidel