Biofysiikan

Biofysiikka on tieteenala, joka soveltaa fysiikan periaatteita ja mittausmenetelmiä elävien järjestelmien rakenteen, dynamiikan ja toiminnan ymmärtämiseksi. Sen tutkimuskohteena ovat sekä molekyylitasoiset ilmiöt, kuten proteiinien ja biomolekyylien vuorovaikutukset, että solutasoiset ja systeemitason prosessit, kuten sähköinen signalointi ja aineiden kulku biologisissa rakenteissa. Biofysiikka toimii rajapinnalla fysiikan, biologian ja kemian sekä matematiikan välillä.

Keskeisiä osa-alueita ovat esimerkiksi molekyylibiophysiikka, biomembranien fysikaaliset ominaisuudet sekä sähköinen ja kineettinen toiminta solukoissa. Tutkimuksessa käytetään kokeellisia menetelmiä kuten elektrofysiologia (esim. patch-clamp), mikroskopia (fluoresenssi- ja konfokaalimikroskopia), sekä spektrifysiikka ja kuvantamismenetelmiä. Laskennalliset ja teoreettiset lähestymistavat, mukaan lukien dynaamisen mallinnuksen ja simulaatiot, yhdistävät havainnot fysiikan ja matematiikan kautta.

Biofysiikka kehittyi 20. vuosisadan aikana fysiikan ja biologian yhteistyön tuloksena. Näkemyksiä on sovellettu useisiin sovelluksiin sekä perinteisissä lääkinnällisissä mittauksissa että uusissa teknologioissa kuten biolääketieteellisessä kuvantamisessa ja nanoteknologian osa-alueilla. Alalla toimivat yliopistot, tutkimuslaitokset sekä teolliset tutkimus- ja kehitysyksiköt.

Sovellukset ulottuvat lääketieteestä ja bioteknologiaan sekä materiaalitutkimukseen ja neurotieteeseen. Biofysiikan löydökset edistävät myös lääkeaineiden suunnittelua, kuvantamistietojen tulkintaa sekä biologisten prosessien perustietojen syventämistä.