Познание функций человека – одна из труднейших задач. Развитие науки на первых этапах происходит – дифференциация дисциплин, направленных на глубокое изучение тех или иных проблем. На первом этапе мы пытаемся познать определенную часть и когда это удается сделать возникает другая задача – как составить общее представления. Возникают научные дисциплины на стыке первоначальных специальностей. Это относится и к биофизике, которая появилась на стыке физиологии, физики, физической химии и открыла новые возможности в понимании биологических процессов.
Биофизика – наука, изучающая физические и физико-химические процессы на разных уровнях живой материи (молекулярном, клеточном, органном, целого организма), а также закономерности и механизмы воздействия физических факторов внешней среды на живую материю.
Выделяют:
- молекулярная биофизика - кинетики и термодинамика процессов
- биофизика клеток – изучение структуры клеток и физико-химические проявления – проницаемость, образование биопотенциалов
- биофизика органов чувств – физико-химические механизмы рецепции, трансформацию энергии, кодирование информации ив рецепторах.
- биофизика сложных системы – процессы регулирования и саморегулирования и термодинамические особенности этих процессов
- биофизика воздействия внешних факторов - исследует влияние на организм ионизирующей радиации, ультразвука, вибрации, воздействия света.
Задачи биофизики:
- Установление закономерностей живой природы путем изучения физических и химических явлений в организме.
- Изучение механизмов воздействия физических факторов на организм.
Биофизика становилась в связи с развитием медицины, т.к. там использовались методы физического воздействия на организма. Развивалась биология и было необходимо проникнуть в тайны биологических процессов, протекающих на молекулярном уровне. Потребность промышленности, развитие которой привело к действию на организм различных физически факторов – радиоактивное излучение, вибрации, невесомость, перегрузки.
Методы биофизических исследований:
- Рентгеноструктурный анализ– исследование атомной структуры вещества, с помощью дифракции рентгеновских лучей. По дифракционной картине устанавливают распределение электронной плотности вещества, а уже по ней можно определить, какие атомы содержатся в веществе и как они расположены. Исследование кристаллических структур, жидкостей и белковых молекул.
- Колоночная хроматография– различное распределение и анализ смесей между 2 фазами – подвижной и неподвижной. Она может быть связана с различной степенью вещества абсорбции или к различной степени ионного обмена. Может быть газовой, либо жидкостной. Распределение веществ используют в капиллярах - капиллярная, либо в трубках, заполненных сорбентом – колончатая. Можно проводить на бумаге, пластинках.
- Спектральный анализ– качественное и количественное определение вещества по оптическим спектрам. Вещество определяют либо по спектру испускания – эмиссионный спектральный анализ или по спектру поглощения – абсорбционный. Содержание вещества определяется по относительной или абсолютной толщине линий в спектре. Также относят радиоспектроскопию – электронный парамагнитный резонанс и ядерно-магнитный резонанс.
- Изотопная индикация.
- Электронная микроскопия.
Ультрафиолетовая микроскопия – исследование в УФ лучах биологических объектов повышает контрастность изображения, особенно внутриклеточных структур и она позволяет исследовать иные клетки без предварительной окраски и фиксации препарата.