Maróti Péter; Laczkó Gábor: Bevezetés a biofizikába

Cím: Bevezetés a biofizikába Szerző: Maróti Péter; Laczkó Gábor ISBN13: 9789633151150 ISBN10: 9633151155 Kiadó: JATEPress (Szegedi Tudományegyetem kiadója) Kötéstípus: Puhakötés Terjedelem: 272 oldal Súly: 458 g Listaár: 4095 Ft (áfával) Beszerezhetőség: A kiadónál véglegesen elfogyott, nem rendelhető Nyelv: magyar Témakör: Biofizika

Tartalomjegyzék:

ELŐSZÓ

TRANSZPORT, BIOENERGETIKA, BIOMEMBRÁNOK

1. TRANSZPORTFOLYAMATOK
Áttekintés
A transzportfolyamatok általános jellemzése
1.1. FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK ÁRAMLÁSA
1.1.1. Összenyomhatatlan folyadékok és gázok
A kontinuitási egyenlet
Az áramerősség egyszerű meghatározása
Fick nulladik törvénye
1.1.2. Ideális folyadékok
Bernoulli törvénye
1.1.3. Viszkózus folyadékok; a Newton-féle súrlódási törvény
A Hagen–Poiseuille-törvény
Modern viszkoziméterek és orvos-biológiai alkalmazásaik
A Silanos-viszkoziméter
1.1.4. Lamináris és turbulens áramlás
1.1.5. Lüktető áramlás rugalmas falú csövekben
1.1.6. Nem-newtoni folyadékok
A vér néhány áramlástani tulajdonsága
1.2. A DIFFÚZIÓ
1.2.1. Fick első törvénye
1.2.2. Az általánosított kontinuitási egyenlet
1.2.3. Fick második törvénye
1.2.4. Egydimenziós szabad diffúzió
1.2.5. A szövetek oxigénellátása
Henry törvénye
A vér oxigénfelvétele és a Bohr-effektus
Az agykéreg oxigénellátásának modellje
1.3. ENERGIAÁRAMLÁS (HŐÁRAMLÁS)
1.3.1. Hővezetés
1.3.2. Hőkonvekció
1.3.3. Hősugárzás
A Newton-féle lehűlési törvény
1.3.4. Párolgás
1.3.5. Az ember és környezet közti hőcsere
1.3.6. A hőközlés/hőelvonás orvosi alkalmazásai

2. EGYENSÚLYI TERMODINAMIKA
2.1. TERMODINAMIKAI ALAPFOGALMAK, ALAPMENNYISÉGEK
A rendszer
Ideális gázok (állapotegyenlet és speciális folyamatok)
Reális (van der Waals) gázok és gőzök
Reverzibilitás, irreverzibilitás
Hőmennyiség (Q)
Munka
Belső energia (U)
Entalpia (H)
2.2. A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE
2.3. A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE
2.3.1. Termodinamikai valószínűség, Boltzmann-eloszlás
2.3.2. Rendezetlenség. Az entrópia (S)
Az entrópia statisztikai értelmezése
Az entrópia fenomenologikus értelmezése
Speciális folyamatok entrópiaváltozása
Az entrópiatétel (a termodinamika második főtétele)
2.3.3. A Gibbs szabadenergia (G)
A Gibbs–Helmholtz egyenlet
Hidrofób kölcsönhatás

3. KVANTITATÍV BIOENERGETIKA
3.1. A BIOENERGETIKA TÁRGYKÖRE
3.2. A SZABADENERGIA-VÁLTOZÁS MEGJELENÉSI FORMÁI
3.2.1. Foszforilációs (foszfát-) potenciál
Oldatok Gibbs szabadenergiája
Az ATP és az ADP előfordulása és tulajdonságai
Az ATP hidrolízise
Az ATP szerepe a bioenergetikában
3.2.2. A redoxpotenciál
Redoxreakciók élő rendszerekben
A középponti potenciál pH-függése
A redoxpotenciál meghatározásának főbb problémái biológiai redox rendszerekben
A mitokondriális légzési lánc
3.2.3. Az ion elektrokémiai potenciálja
Proton elektrokémiai potenciál
Az energia átmeneti tárolása a proton elektrokémiai potenciálja formájában
3.2.4. A fényenergia
3.3. A REDOX REAKCIÓK ÉS AZ ATP SZINTÉZIS KAPCSOLATA: A KEMIOZMOTIKUS (MITCHELL-) ELMÉLET

4. A MEMBRÁNON KERESZTÜLI TRANSZPORT ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE
4.1. A PASSZÍV DIFFÚZIÓ
4.2. A KÖZVETÍTETT DIFFÚZIÓ
4.2.1. A közvetített diffúzió kinetikája, a Michaelis–Menten egyenlet
4.2.2. Lehetséges transzportmechanizmusok (modellek)
(a) Ionofórok
(b) Permeázok (kétállapotú kapuzott pórusok)
4.3. AKTÍV TRANSZPORT

5. SEMLEGES RÉSZECSKÉK MEMBRÁNEGYENSÚLYA, OZMÓZIS
5.1. VAN’T HOFF TÖRVÉNYE
Az ozmózisnyomás mérése
5.2. AZ OZMOTIKUS NYOMÁS ÉLETTANI JELENTŐSÉGE
Oldatok
Izotóniás oldatok
Hipotóniás oldatok
Hipertóniás oldatok
A Starling-effektus
Dialízis és hemodialízis

6. A MEMBRÁNPOTENCIÁL
6.1. A MEMBRÁNPOTENCIÁL EREDETE
6.1.1. Diffúziós potenciálok
6.1.2. Elektrogén ionpumpák
6.1.3. Felületi potenciálok
6.2. A DIFFÚZIÓS POTENCIÁL
6.2.1. A Donnan-potenciál
6.2.2. A Goldman-potenciál
Az ionáram sűrűsége: a Nernst–Planck egyenlet
A Nernst–Planck egyenlet megoldása: a membrán áram-feszültség karakterisztikája
6.3. KÍSÉRLETI MÓDSZEREK A MEMBRÁNPOTENCIÁL MÉRÉSÉRE
6.3.1. Elektromos mérések (mikroelektródák)
Speciális eljárások
Feszültségrögzítés (voltage clamp)
Egyetlen ioncsatornára vonatkozó mérések
6.3.2. Optikai mérések
6.4. A NYUGALMI POTENCIÁL
6.5. AZ AKCIÓS POTENCIÁL
6.5.1. Az akciós potenciál általános jellemzői
Ingerküszöb
„Minden vagy semmi” válasz
Önregenerálódás
Holtidő (refrakter periódus)
6.5.2. A zakciós potenciál jelenségszintű (fenomenologikus) leírása
6.5.2.1. Ionáramok az akciós potenciál alatt
Az ionáramok időfüggése
Áram-feszültség jelleggörbék
Membránpermeabilitások
6.5.2.2. Az akciós potenciál terjedése
A lokális köráram-modell
Mielin hüvelyű idegrostok
A terjedés sebessége
Gerjeszthetőségi gyakoriság (frekvencia)
6.5.3. Molekuláris leírás
A Na+/K+ ionpumpa
Feszültségérzékeny ioncsatornák
Az akciós potenciál kiváltásának molekuláris folyamatai
6.5.4. Idegmérgek


KVANTUMJELENSÉGEK, SUGÁRZÁSOK

A KVANTUMFIZIKA KÍSÉRLETI ALAPJAI
A fekete test hőmérsékleti sugárzása
Kirchoff törvénye
A Stefan–Boltzmann törvény
A Wien-féle eltolódási törvény
A Planck-féle sugárzási törvény
A fényelektromos hatás (Hallwachs-effektus)
A Franck-Hertz kísérlet (1913)
A hidrogénatom színképe
Részecske-hullám dualizmus (de Broglie, 1925)
A Heisenberg-féle bizonytalansági összefüggés (1927)

7. OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA
7.1. AZ OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA KVANTUMFIZIKAI ALAPJAI
7.1.1. Elektronok hiperbolikus potenciálvölgyben
7.1.2. II-elektronok konjugált kettőskötések rendszerében – téglalap alakú potenciálvölgy
7.1.3. Részecske parabolikus potenciálvölgyben – harmonikus oszcillátor
7.1.4. Az alagúteffektus
7.1.5. A molekulák energiaszint-rendszere. A lumineszcencia jellemzők
7.2. GYAKORLATI ATOM- ÉS MOLEKULASPEKTROSZKÓPIA, ORVOSI–BIOLÓGIAI ALKALMAZÁSOK
7.2.1. Atomabszorpciós spektrofotometria
7.2.2. Atomfluoreszcenciás spektrofotometria
7.2.3. Molekuláris abszorpciós spektroszkópia
Laboratóriumi diagnosztikai alkalmazások
Fotodinamikus terápia (FDT)
7.2.4. Molekuláris fluoreszcencia spektroszkópia
Rutin klinikai diagnosztika
Az orvosi/biológiai kutatásban használt fluoreszcenciás technikák
Immunofluoreszcencia
Véredények fluoreszcenciás vizsgálata
Fluoreszcencia-aktivált sejtanalízis és -szeparálás
A fehérjék fluoreszcenciás vizsgálata
A nukleinsavak fluoreszcenciás vizsgálata
FRAP-módszer

8. LÉZEREK
8.1. A LÉZERSUGÁRZÁS TULAJDONSÁGAI
8.2. A LÉZERMŰKÖDÉS FIZIKAI ALAPJAI
8.2.1. Az indukált emisszió és az Einstein-koefficiensek
8.2.2. Populáció inverzió és optikai erősítés
8.2.3. Lézeroszcillátor, a lézer működése
8.3. LÉZERTÍPUSOK
8.3.1. Szilárdtestlézerek
8.3.2. Gázlézerek
8.3.3.Festéklézerek
8.4. LÉZEREK AZ ORVOSI GYAKORLATBAN
8.4.1. Szemészet
8.4.2. Általános sebészet
8.4.3. Nőgyógyászat
8.4.4. Gasztroenterológia
8.4.5. Urológia
8.4.6. Fogászat

9. RÖNTGENSUGÁRZÁS
9.1. A RÖNTGENSUGÁRZÁS ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGAI
9.2. A RÖNTGENSUGÁRZÁS ELŐÁLLÍTÁSA
9.2.1. Röntgencső
9.2.2. Részecskegyorsítók
9.3. A RÖNTGENSUGÁRZÁS SPEKTRUMA
A fékezési sugárzás
A karakterisztikus sugárzás
9.4. A RÖNTGENSUGARAK KÖZEGBELI GYENGÜLÉSE
A gyengülés alaptörvénye
A gyengülés mechanizmusai
Gyengülési színképek
9.5. A RÖNTGENSUGÁRZÁS ORVOSI ALKALMAZÁSAI
9.5.1. Diagnosztika
A tomográfia elemei
9.5.2. Terápia
9.6. MOLEKULASZERKEZET MEGHATÁROZÁSA RÖNTGENDIFFRAKCIÓVAL
9.6.1. A röntgendiffrakció
9.6.2. A Bragg-feltétel
9.6.3. Molekulák a rácspontokban, fázisproblémák

10. MAGSUGÁRZÁSOK
10.1. RADIOAKTIV SUGÁRZÁS KELETKEZÉSE ÉS TULAJDONSÁGAI
10.1.1. A radioaktív bomlási törvény
10.1.2. Az atommag bomlásának módjai
Az α-bomlás, az α-sugárzás
A β-bomlás, a β-sugárzás
A pozitron-bomlás
A héjelektron-befogás
A γ-sugárzás
10.1.3. A magsugárzások közegbeli abszorpciója
Neutronsugárzás
Ionizáló elektromágneses sugárzás
Töltött részecske-sugárzás
10.2. DOZIMETRIA
10.2.1. Dózisegységek
Besugárzási dózis
Elnyelt (abszorbeált) dózis
Biológiai dózis (ekvivalens dózis)
10.2.2. Az ionizáló sugárzások és az ember
A sugárzás hatásai
Sugárhatás–sugárdózis összefüggések
Klasszikus (fizikai) találatelméletek
Egytalálatos folyamatok
Többtalálatos folyamatok
A találatelmélet általánosítása
A sugárhatást befolyásoló tényezők
Sugárzási szintek
Sugárvédelem
10.3. SUGÁRZÁSMÉRŐK
10.3.1. Gázionizációs módszer
Proporcionális számlálók
Geiger–Müller számláló
10.3.2. Gerjesztési módszer (szilárdtest detektorok)
Félvezető detektor
Termolumineszcenciális (TL) sugárzásjelző
Szcincillációs számláló
10.3.3. Fotográfiai módszer
10.4. RADIOAKTÍV NYOMJELZŐK
10.4.1. Térfogat meghatározása hígításos módszerrel
Vérplazma-térfogat meghatározása
A test teljes víztérfogatának meghatározása
Radiokardiográfia
10.4.2. Anyagcsere folyamatok
A pajzsmirigy jódfelvevő képessége
Vörösvérsejt-lebontás
10.4.3. Eloszlásvizsgálatok

11. A DIELEKTROMOS ÉS MÁGNESES SPEKTROSZKÓPIA ALAPJAI
A biofizika spektroszkópiai módszerei – áttekintés
11.1. A DIELEKTROMOS SPEKTROSZKÓPIA
11.1.1. Dielektromos elméletek
A dielektromos paraméterek frekvenciafüggése
A dielektromos tulajdonságok és a molekula szerkezete közti kapcsolat
11.1.2. Mérőmódszerek
11.1.3. Biofizikai vonatkozású alkalmazások
11.2. MÁGNESES REZONANCIA: ESR és NMR
11.2.1. Mágneses momentum kölcsönhatása külső mágneses térrel
A mágneses rezonancia vektor-modellje
Bloch-egyenletek
A Bloch-egyenletek megoldásav Relaxáció
Telítés
A rezonanciajel alakja
11.2.2. Biofizikai alkalmazások
ESR spektroszkópia
NMR spektroszkópia