„Biophotonik“ – Versionsunterschied
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'''Biophotonik''' ist die allgemeine Bezeichnung für Anwendungen der [[Photonik]] in der [[Biologie]]. |
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Der Begriff '''Biophotonik''' ist die deutsche Entsprechung des international eingebürgerten Begriffes '''Biophotonics''' [http://www.photonics.com/dictionary/lookup/XQ/ASP/url.lookup/entrynum.488/letter.b/pu./QX/lookup.htm], einer Wortkombination von Biology und Photonics. Der Begriff Photonics war zuvor entstanden nach dem Vorbild von Electronics, in der Erwartung, daß [[Photon]]en in der Informationstechnik der Zukunft eine ähnliche Rolle spielen werden wie heute die Elektronen. |
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Biophotonik ist demnach der Sammelbegriff für alle Techniken, die sich mit |
Biophotonik ist demnach der Sammelbegriff für alle Techniken, die sich mit der Wechselwirkung von organischem Material und [[Photon]]en, den Lichtquanten, befassen. Das betrifft [[Spontane Emission|Emission]], [[Absorption (Physik)|Absorption]], [[Reflexion (Physik)|Reflexion]], [[Streuung (Physik)]] oder anderweitige Wechselwirkungen von elektromagnetischer Strahlung des sichtbaren, nahen [[infrarot]]en und [[ultraviolett]]en Bereiches mit lebenden Organismen oder organischem Material. |
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Hierzu gehören unter anderem die Erforschung verschiedener [[Biolumineszenz|Lumineszenz]]-Effekte biologischen Gewebes oder [[mikroskop|mikroskopische Verfahren]] wie der [[Laser-Scanning-Mikroskop]]ie oder auch medizinische Verfahren wie die [[photodynamische Therapie]]. Andere Bereiche der Biophotonik verwenden Licht quasi als Miniatur-Werkzeug: Mit [[Optische Pinzette|optischen Pinzetten]] können [[Zelle (Biologie)|Zelle]]n und Zellbestandteile gehalten und bewegt werden, mit dem [[Nanotechnologie|Nano]]-[[Laserskalpell]] Schnitte innerhalb einer Zelle durchgeführt werden. Weit verbreitet ist heute bereits die [[LASIK]]-Methode zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten am menschlichen Auge. |
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Die Anwendungsgebiete liegen im Bereich der biologischen Grundlagenforschung, der Medizin, der Landwirtschaft und der Umwelttechnik. Die meisten Bereiche befinden sich erst in den Anfängen ihrer Entwicklung. Es werden jedoch weltweit umwälzende Entwicklungen auf diesen Gebieten erwartet, und Firmengründungen und Investitionen, sowie die staatliche Forschungsförderung, sind jetzt schon beträchtlich. |
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== Biophotonik in Deutschland == |
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Die Biophotonik ist seit vielen Jahren auch Gegenstand der Forschungsförderung des [[BMBF]], da sich aus der Verbindung von Optischen Technologien und Fragestellungen aus dem Bereich [[Life Science]] |
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das Potenzial für zahlreiche neue Anwendungsfelder mit großem wirtschaftlichen Perspektiven ergeben. Eine Übersicht über den fördertechnischen Stand der Biophotonik in Deutschland bietet die Studie "Biophotonik - Wohin geht die Reise?" die im Jahr 2005 von Kraus Technology Consulting und Deloitte Business Consulting veröffentlicht wurde. |
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== Geschichte == |
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Historisch kann man als Urvater der Biophotonik [[Antoni van Leeuwenhoek]] im [[17. Jahrhundert]] ansehen, der einige der ersten Mikroskope überhaupt selbst fertigte und damit die ersten Untersuchungen an Mikroorganismen und Zellen durchführen konnte. |
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Ein weiterer Pionier der Biophotonik ist in [[Robert Koch]] zu sehen, der gemeinsam mit [[Ernst Abbe]] an neuen Techniken und Verbesserungen bei optischen Mikroskopen arbeitet. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit war eine der Grundlagen für die bahnbrechenden Entdeckungen Robert Kochs. |
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Ein weiterer Meilenstein bestand in der Entwicklung der [[Phasenkontrastmikroskopie]] durch [[Frits Zernike]], mit der die erste [[Zellteilung]] fotografiert werden konnte. |
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Ein Aspekt der Biophotonik, der sich mit spontaner Lichtemission von biologischem Gewebe beschäftigt, geht auf Arbeiten des russischen Biologen [[Alexander Gawrilowitsch Gurwitsch|Alexander Gurwitsch]] aus den [[1920er]] Jahren zurück. Dieser schlug nach Experimenten mit keimenden Zwiebeln vor, dass lebende Zellen eine sehr schwache Lichtstrahlung abgeben. Er nannte sie "mitogenetische Strahlung", aufgrund seiner Vermutung, dass diese Strahlung die Zellteilung ([[Mitose]]) auslösen könne. Ein hieraus folgender, kontrovers beurteilter Forschungszweig der Biophotonik, der sich mit der Interpretation dieser spontanen Lichtemission befasst, befindet sich im Artikel „[[Biophoton]]“. |
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Die moderne Biophotonik als Anwendung der Photonik auf die Untersuchung biologischer Gewebe entstand im Wesentlichen Ende der [[1990er]] Jahre durch die Entwicklung der modernen [[Laser|Laser-Technik]]. |
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== Siehe auch == |
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*[[Optogenetik]] |
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*[[Deutsche Gesellschaft für Biophotonik und Lasermedizin]] |
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== Literatur == |
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*{{Literatur |Autor=Susanne Liedtke, [[Jürgen Popp]]|Titel=Laser, Licht und Leben - Techniken in der Medizin|Jahr=2006|ISBN=3-527-40636-0}} |
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*Jürgen Popp, Marion Strehle (Hg.): ''Biophotonics - Visions for Better Health Care.'' 2006, ISBN 3-527-40622-0 |
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== Weblinks == |
== Weblinks == |
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* {{Internetquelle| url=http://www.bmbf.de/foerderungen/677_7023.php| archiv-url=https://web.archive.org/web/20080421154725/http://www.bmbf.de/foerderungen/677_7023.php| datum=2004-01-05|abruf=2025-01-05| titel= Richtlinien des Bundesministeriums für Bildung und Forschung über die Förderung zum Themenfeld ''Biophotonik''}} |
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*http://www.photonik.de/magazin/aktuell/pdfs/photonik_2004_03_52.pdf |
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* Institut für Photonische Technologien Jena: {{Internetquelle| archiv-url=https://web.archive.org/web/20230205213219/http://biophotonik.org/| url=http://www.biophotonik.org/| titel=Photonik in den Lebenswissenschaften| werk=Forschungsschwerpunkt Biophotonik| hrsg=Leibniz-Institut für Photonische Technologien| abruf=2025-01-05| datum=2007}} |
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*http://www.bmbf.de/foerderungen/677_7023.php |
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* [https://photonicnet.de/suche/?tx_kesearch_pi1%5Bpage%5D=1&tx_kesearch_pi1%5BresetFilters%5D=0&tx_kesearch_pi1%5BsortByField%5D=&tx_kesearch_pi1%5BsortByDir%5D=&tx_kesearch_pi1%5Bsword%5D=Biophotonik&tx_indexedsearch%5Bsubmit_button%5D= Veröffentlichungen der Biophotonik Initiative Niedersachsen] |
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*http://www.biophotonics.strath.ac.uk/ (englisch) |
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*http://www.photonics.buffalo.edu/research/biophotonics.html (englisch) |
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*http://biophotonics.ucdavis.edu/biophotonics.html (englisch) |
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{{Normdaten|TYP=s|GND=7616461-5}} |
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''siehe auch:'' Lehre von den [[Biophoton]]en (Parawissenschaft) |
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[[Kategorie:Biophysikalische Methode]] |
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[[en:Biophotonics]] |
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[[Kategorie:Laseranwendung]] |
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[[Kategorie:Nichtlineare Optik]] |
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Aktuelle Version vom 5. Januar 2025, 21:02 Uhr
Biophotonik ist die allgemeine Bezeichnung für Anwendungen der Photonik in der Biologie.
Biophotonik ist demnach der Sammelbegriff für alle Techniken, die sich mit der Wechselwirkung von organischem Material und Photonen, den Lichtquanten, befassen. Das betrifft Emission, Absorption, Reflexion, Streuung (Physik) oder anderweitige Wechselwirkungen von elektromagnetischer Strahlung des sichtbaren, nahen infraroten und ultravioletten Bereiches mit lebenden Organismen oder organischem Material.
Hierzu gehören unter anderem die Erforschung verschiedener Lumineszenz-Effekte biologischen Gewebes oder mikroskopische Verfahren wie der Laser-Scanning-Mikroskopie oder auch medizinische Verfahren wie die photodynamische Therapie. Andere Bereiche der Biophotonik verwenden Licht quasi als Miniatur-Werkzeug: Mit optischen Pinzetten können Zellen und Zellbestandteile gehalten und bewegt werden, mit dem Nano-Laserskalpell Schnitte innerhalb einer Zelle durchgeführt werden. Weit verbreitet ist heute bereits die LASIK-Methode zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten am menschlichen Auge.
Biophotonik in Deutschland
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Biophotonik ist seit vielen Jahren auch Gegenstand der Forschungsförderung des BMBF, da sich aus der Verbindung von Optischen Technologien und Fragestellungen aus dem Bereich Life Science das Potenzial für zahlreiche neue Anwendungsfelder mit großem wirtschaftlichen Perspektiven ergeben. Eine Übersicht über den fördertechnischen Stand der Biophotonik in Deutschland bietet die Studie "Biophotonik - Wohin geht die Reise?" die im Jahr 2005 von Kraus Technology Consulting und Deloitte Business Consulting veröffentlicht wurde.
Geschichte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Historisch kann man als Urvater der Biophotonik Antoni van Leeuwenhoek im 17. Jahrhundert ansehen, der einige der ersten Mikroskope überhaupt selbst fertigte und damit die ersten Untersuchungen an Mikroorganismen und Zellen durchführen konnte.
Ein weiterer Pionier der Biophotonik ist in Robert Koch zu sehen, der gemeinsam mit Ernst Abbe an neuen Techniken und Verbesserungen bei optischen Mikroskopen arbeitet. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit war eine der Grundlagen für die bahnbrechenden Entdeckungen Robert Kochs.
Ein weiterer Meilenstein bestand in der Entwicklung der Phasenkontrastmikroskopie durch Frits Zernike, mit der die erste Zellteilung fotografiert werden konnte.
Ein Aspekt der Biophotonik, der sich mit spontaner Lichtemission von biologischem Gewebe beschäftigt, geht auf Arbeiten des russischen Biologen Alexander Gurwitsch aus den 1920er Jahren zurück. Dieser schlug nach Experimenten mit keimenden Zwiebeln vor, dass lebende Zellen eine sehr schwache Lichtstrahlung abgeben. Er nannte sie "mitogenetische Strahlung", aufgrund seiner Vermutung, dass diese Strahlung die Zellteilung (Mitose) auslösen könne. Ein hieraus folgender, kontrovers beurteilter Forschungszweig der Biophotonik, der sich mit der Interpretation dieser spontanen Lichtemission befasst, befindet sich im Artikel „Biophoton“.
Die moderne Biophotonik als Anwendung der Photonik auf die Untersuchung biologischer Gewebe entstand im Wesentlichen Ende der 1990er Jahre durch die Entwicklung der modernen Laser-Technik.
Siehe auch
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Susanne Liedtke, Jürgen Popp: Laser, Licht und Leben - Techniken in der Medizin. 2006, ISBN 3-527-40636-0.
- Jürgen Popp, Marion Strehle (Hg.): Biophotonics - Visions for Better Health Care. 2006, ISBN 3-527-40622-0
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Richtlinien des Bundesministeriums für Bildung und Forschung über die Förderung zum Themenfeld Biophotonik. 5. Januar 2004, archiviert vom ; abgerufen am 5. Januar 2025.
- Institut für Photonische Technologien Jena: Photonik in den Lebenswissenschaften. In: Forschungsschwerpunkt Biophotonik. Leibniz-Institut für Photonische Technologien, 2007, archiviert vom ; abgerufen am 5. Januar 2025.
- Veröffentlichungen der Biophotonik Initiative Niedersachsen