Sylabus
1. Motivation for electromagnetics & bio research; fundamentals of electromagnetic (EM) field (basic terminology and laws).
2. EM spectrum; wave-particle duality of EM field/photon; technical and natural EM sources; detectors of EM field; fundamentals of EM field interaction with the matter and biomatter.
3. Structure of biomatter from EM perspective (water, lipids, nucleic acids, proteins); molecular charge distribution, net charge, dipole.
4. Dielectric properties of biomolecules, cells and tissues in radiofrequency and microwave band: complex permittivity frequency dependence, analytical models, mixing rules, dielectric increment, time scales of relaxation processes.
5. Measurement techniques of complex permittivity with the focus on radiofrequency and microwave band.
6. Planar and chip technology for molecular bioelectromagnetics: radiofrequency & microwave microfluidics; methods for permittivity measurement.
7. Chips for EM exposure of cells and biomolecular structures; chips combined with microscopy techniques for real-time imaging of EM field interaction with biomatter.
8. Mechanisms of the response of biomaterials to electromagnetic field: pulsed electric field bioeffects, effects on protein & cytoskeleton systems.
9. Dielectric and vibrational properties of microtubules; microtubule structure, mechanical properties, vibration modes.
10. Endogenous electrodynamic activity of cells: hypothesis of microtubule vibrations as source of microwave EM fluctuations, potential energy sources.
11. Endogenous generation of electron excited in active biomatter: mechanisms, chemiexcitation pathways, detection, spectrum imaging & applications.
Anotace
Přednáška seznámí se základy stejně jako se současnými pokroky ve výzkumu interakce elektromagnetického pole s biologickou látkou, zejména se zaměří na radiofrekvenční a mikrovlnné pásmo stejně tak jako na
širokopásmové krátké elektrické pulsy. Přednáška rovněž pokrývá současné znalosti elektromagnetické buněčné aktivity. Ve všech oblastech bude kladen důraz na molekulární a buněčnou úroveň základních biofyzikálních mechanismů spolu s vybranými příklady aplikací v biomedicíně a bionanotechnologii. Přednáška je především určena studentům magisterských a doktorských programů.