Рабочая программа дисциплины принципы и методы оптической биопсии направление подготовки 011200 Физика Профиль подготовки

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
ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ БИОПСИИ

Направление подготовки

Профиль подготовки

Квалификация (степень) выпускника

Форма обучения

Целью освоения дисциплины «Принципы и методы оптической биопсии» является приобретение теоретических знаний и практических навыков по методам оптической диагностики биологических тканей и клеток в норме и патологии, что соответствует основным целям магистратуры в части формирования у студентов способности адаптировать и применять общие методы решения к решению нестандартных типов проблем; подготовки студентов к профессиональной деятельности на производстве или обучению в аспирантуре, а также получения углубленного профессионального образования, 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 карьере.

Изучаемый в рамках дисциплины материал основан на биофизических и оптических курсах и логически взаимосвязан как с рядом дисциплин бакалавриата по профилю «Биофизика»: «Введение в оптическую биофизику», «Спектроскопия биологических тканей in vivo», «Введение в биофотонику», так с преподаваемой в 9 семестре дисциплиной (М1.Р.5) «Основы оптической цитометрии» и параллельно преподаваемыми дисциплинами «Оптика биологических тканей и клеток» (М1.Р.2) и «Спектроскопия биологических тканей и клеток» (М1.Р.3).

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

• 
  способность демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
  
• 
  способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение (ОК-3);
  

• 
  способность применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);
  
• 
  способность самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3).
  

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

2. 
   Содержание дисциплины
   

1. 
   Введение: принципы оптической биопсии
   

2. 
   Микроскопия и микроспектрофотометия
   

3. 
   Флуоресцентная биопсия
   

4. 
   Методы комбинационного рассеяния
   

5. 
   Биопсия на основе эмиссионной спектроскопии лазерной микропробы
   

6. 
   Методы нелинейной спектроскопии в оптической биопсии
   

Лекционные занятия с использованием мультимедийных средств и подготовка проекта по одной из тем курса, защита проекта в виде конференционной мультимедийной презентации.

Наполнение объема часов самостоятельной работы предусмотрено в виде подготовки проекта по одной из тем курса с его защитой. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины в виде отчетов – промежуточного и окончательного – по теме выбранного проекта.

1. 
   Оптическая биопсия, как неинвазивный метод анализа патологических процессов в биотканях и отдельных клетках
   
2. 
   Микроспектрофотометрия отражения как метод оптической биопсии
   
3. 
   Флуоресцентная спектроскопия как метод оптической биопсии
   
4. 
   Метод оптической биопсии на основе лазерной эмиссионной спектроскопии
   
5. 
   Многофотонная флуоресцентная микроскопия как метод оптической биопсии
   
6. 
   Оптическая биопсия при исследовании патологий кожи
   
7. 
   Оптическая биопсия на основе генерации второй гармоники
   
8. 
   Спектроскопии комбинационного рассеяния в оптической биопсии
   

1. 
   Сформулированы принципы оптической биопсии, как неинвазивного или малоинвазивного метода анализа патологических процессов в биотканях и отдельных клетках
   
2. 
   Дать классификацию методов оптической биопсии на основе широко используемых в медицине неинвазивных оптических диагностических технологий
   
3. 
   Охарактеризовать микроспектрофотометрию отражения как метод оптической биопсии
   
4. 
   Охарактеризовать флуоресцентную спектроскопию как метод оптической биопсии
   
5. 
   Проанализировать методы оптической биопсии на молекулярном уровне
   
6. 
   Проанализировать метод оптической биопсии на основе лазерной эмиссионной спектроскопии
   
7. 
   Многофотонная флуоресцентная микроскопия как метод оптической биопсии
   
8. 
   Объем микропробы при оптической биопсии
   
9. 
   Информационная ценность оптической биопсии
   
10. 
    Оптическая биопсия при исследовании патологий кожи и других тканей
    
11. 
    Оптическая биопсия на основе генерации второй гармоники
    
12. 
    Особенности КАРС спектроскопии в применении к оптической биопсии
    

1. 
   В.В. Тучин, Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, 2-е издание, Физматлит, 2010.
   
2. 
   В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 1, Москва, Физматлит, 2007.
   
3. 
   В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 2, Москва, Физматлит, 2007.
   
4. 
   V.V. Tuchin, Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis, PM 166, Bellingham, WA, USA, 2007.
   
5. 
   Valery V. Tuchin (ed.), Handbook of Photonics for Biomedical Science, CRC Press, Taylor & Francis Group, London, 2010.
   
6. 
   F.S. Pavone (ed.), Laser Imaging and Manipulation in Cell Biology, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim (2010).
   
7. 
   J. Popp, V. Tuchin, E. Mazur, A. Chiou (Eds.), Handbook of Biophotonics, Wiley-VCH, Berlin, 2011.
   
8. 
   V.M. Gordienko, I.A. Makarov, A.S. Khomenko, M.A. Timofeev, V.V. Tuchin, Microspectral analysis of dentine with femtosecond laser induced plasma, Laser Physics. 2009. V. 19, N6. P.1288–1293.
   
9. 
   J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3-rd ed., Springer, NY (2006).
   
10. 
    V.V. Tuchin (ed.), Handbook of Optical Sensing of Glucose in Biological Fluids and Tissues, CRC Press, Taylor & Francis Group, London, 2009.
    
11. 
    Maxim Nazarov, Alexander Shkurinov, Valery V. Tuchin, X.-C. Zhang, “Terahertz Tissue Spectroscopy and Imaging,” Chapter 23 in Handbook of Photonics for Biomedical Science, Valery V. Tuchin, ed., CRC Press, Taylor & Francis Group, London, 2010, pp. 591-613.
    

1. 
   M.H. Niemz, Laser-Tissue Interactions. Fundamentals and Applications. 3^rd ed., Springer-Verlag, Berlin et al. (2007).
   
2. 
   Tuchin V.V., Wang L., Zimnyakov D.А. Optical Polarization in Biomedical Applications. Berlin, Heidelberg, N.Y., Springer-Verlag, 2006.
   
3. 
   L.V. Wang, H-I Wu, Biomedical Optics. Principles and Imaging.- Hoboken-Wiley, 2007.
   
4. 
   R. Splinter, B.A. Hooper, An Introduction to Biomedical Optics.- CRC Press, Taylor & Francis Group, London, 2007.
   
5. 
   Valery V. Tuchin, Anna N. Yaroslavsky, Steven L. Jacques, and Rox Anderson (Guest Editors), Special issue on Biophotonics for Dermatology: Science and Applications, J. Biophoton. 3 (1-2), 9-10, 15-88 (2010).
   
6. 
   V.V. Tuchin, Dictionary of Biomedical Optics and Biophotonics, SPIE Press, Bellingham, WA, 2011.
   

электронные учебники.

профессор кафедры оптики и биофотоники,

д.ф.-м.м., профессор В.В. Тучин
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники

от 14 января 2011 года, протокол №1/11.

Зав. кафедрой В.В. Тучин

(факультет, где разработана программа) В.М. Аникин

(факультет, где реализуется программа) В.М. Аникин