Biophysik

Grundlegende Konzepte und experimentelle Methoden

Biophysik ist ein noch junges Fachgebiet an der Schnittstelle zwischen Physik, Chemie, Biologie und Medizin. Es ist in vielen Studiengängen ein Vertiefungsfach und wird erst seit einigen Jahren als eigenständiges Studienfach in Bachelor- und Masterstudiengängen angeboten.

Es führt in grundlegende Konzepte der Biophysik ein und beschreibt die wichtigsten experimentellen Methoden. Bei der Behandlung dieser Konzepte werden einige Grundlagen aus Physik, Chemie und Biologie vorausgesetzt, die üblicherweise in den ersten Semestern des Studiums vermittelt werden.

Dieses Buch entstand an der Goethe-Universität Frankfurt als Begleitbuch zum ersten grundständigen Biophysikstudiengang.

Aus dem Inhalt:
. Eigenschaften, Struktur und Funktion biologischer Polymere
. Eigenschaften biologischer Membranen
. Transportprozesse über biologische Membranen
. Grundlagen biologischer Energiewandlung
. Spektroskopische Messmethoden
. Rastersondentechniken und molekulares Kräftemessen
. Strahlenbiophysik

Vorwort 11
1 Biophysik im Umfeld von Physik, Chemie, Biochemie, Biologie und Medizin 14
2 Bindungen, Wechselwirkungen und Kräfte bei Molekülen 27
3 Aufbau von Proteinen 38
4 Lipide als Bausteine biologischer Membranen 56
5 Strukturen und Eigenschaften biologischer Membranen 66
6 Elektrische Eigenschaften von Lipidmembranen 75
7 Transport durch Membranen 85
8 Ionendiffusion, Diffusionspotenziale und Grenzflächenpotenziale an Membranen 98
9 Biologische Energieformen und Energietransformationen 107
10 Chemische und biochemische Reaktionen 129
11 Strukturanalyse I: Hochauflösende Strukturuntersuchungen 144
12 Strukturanalyse II: Mikroskopie, Elektronenmikroskopie, Elektronenbeugung und Neutronenbeugung 159
13 Optische spektroskopische Methoden I: Absorptionsmethoden 173
14 Optische spektroskopische Methoden II: Absorptionsmessungen 189
15 Optische spektroskopische Methoden III: Fluoreszenzspektroskopie 205
16 Optische spektroskopische Methoden IV: Infrarotspektroskopie 218
17 Optische Spektroskopie V: Spezielle Techniken 243
18 Rastersondentechniken 257
19 Sedimentations- und Zentrifugationstechniken 269
20 Strahlen- und Umweltbiophysik 278
Literaturverzeichnis 309
Register 312