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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 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 neue mikroskopische Techniken wie das Konfokalmikroskop und das Laserrastermikroskop 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.
Geschichte
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 bewerkstelligen konnte.
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 russische Biologen Alexander Gurwitsch aus den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts 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.
Weblinks
allgemeine links zum Thema
spezielle Institute
- TU Ilmenau, Fachbereich Biophotonik
- Biophotonik Initiative Niedersachsen
- Max Planck Institut für medizinische Forschung
- http://www.biophotonik.de/
- http://www.lifescientists.de/
- http://www.biophotonik.org/
"Biophotonik"