اپتیک در زیست شناسی و پزشکی

بیوفوتونیک یک میدان هیجان انگیز است که به بررسی اصول اساسی و توسعه فناوری نوری جدید برای تعامل نور یا فوتون با ارگانیسم های بیولوژیکی ، بافت ها ، سلول ها و مولکول ها می پردازد. بیوفوتونیک به عنوان یک زمینه می تواند از سه حوزه اصلی دانش تشکیل شود.

حوزه اول دانش اساساً شامل اصول بسیاری از رشته های بین رشته ای و چگونگی ارتباط آنها با یکدیگر است. کسی که به Biophotonics علاقه مند است ، باید درک کاملی از فیزیک نور داشته باشد و مهندسی دستگاه ها و ابزارهایی که برای تولید ، اصلاح و دستکاری نور استفاده می شود. علاوه بر این ، باید اصول زیست شناسی و پزشکی ، مانند فرآیندهای مولکولی و سلولی که در سیستم های زنده اتفاق می افتند را درک کرد ، و اینکه چگونه اینها در عملکرد سیستم یا فیزیولوژی موجودات از جمله انسانها نقش دارند. از آنجا که فرایندهای بیولوژیکی در وضعیتهای بهداشتی و بیماریهای مختلف متفاوت هستند ، همچنین مهم است که یک درک اساسی از پاتوفیزیولوژی و بیماریهای شایع مانند سرطان ، بیماریهای قلبی عروقی ، بیماریهای عصبی و بیماریهای عفونی ایجاد کنیم و فقط برخی از رایج ترین آنها را نام ببریم.

با داشتن یک پیش زمینه جامع بین رشته ای ، مطالعه Biophotonics را می توان به دو حوزه دانش باقی مانده ، در بیوفوتونیک تشخیصی یا بیو فوتونیک درمانی تقسیم کرد. بیوفوتونیک تشخیصی شامل توسعه فن آوری ها و روش های جدید برای تشخیص حالات بیولوژیکی سلامت و بیماری ، تشخیص آن حالت ها و نظارت بر تغییرات در این حالت ها است. یکی از اهداف اصلی در بیوفوتونیک تشخیصی تشخیص بیماری در اولین مرحله است ، در صورتی که به راحتی درمان و درمان شود. استفاده از نور و اپتیک به دلیل داده های چند بعدی که می توانند در مقیاس سلول ها و مولکول ها جمع آوری و تجزیه و تحلیل شوند ، مزایای بسیاری را به دست می آورد.

بیو فوتونیک درمانی شامل استفاده از نور برای معالجه بیماری یا تغییر فرآیندهای بیولوژیکی است. به طور معمول این شامل استفاده از انرژیهای بالاتر از تشعشعات نوری است که در صورت رسوب به بافت ، خصوصیات شیمیایی یا مکانیکی سلول ها و بافت ها را تغییر می دهد ، که اغلب منجر به نتیجه مطلوب مرگ سلولی می شود ، مانند در درمان ablative یک تومور. با این وجود ، می توان از نور برای تغییر فتوشیمیایی عملکردهای سلولی و مولکولی و همچنین برداشتن یا برش بصورت فوتوترمیکی یا فتوشیمیایی استفاده کرد.