Biofysiikkaa

Biofysiikka on monitieteinen tieteenala, joka tutkii elävien järjestelmien fysikaalisia periaatteita ja ilmiöitä käyttämällä fysiikan menetelmiä, teorioita sekä matemaattisia malleja. Sen tavoitteena on ymmärtää, miten fysi:kaaliset lait toteutuvat biologisissa prosesseissa molekyylitasolta kokonaisiin biologisiin järjestelmiin.

Biofysiikka kattaa useita tasoja ja näkökulmia. Molekyylibiophysikassa tarkastellaan proteiinien ja DNA:n rakenteita, kineettisiä prosesseja sekä molekyylimallinnusta. Solubiophysiikassa painopiste on membraanifysiikassa, ionikanavissa, sähköisissä ilmiöissä sekä solujen mekaanisessa vuorovaikutuksessa. Systeemibiophysiikassa tutkitaan esimerkiksi hermoston toiminnan, kudosten biomekaniikan ja suurten biologisten verkkojen fysikaalisia ominaisuuksia. Tutkimuksessa käytetään kokeellisia tekniikoita kuten spektroskopiaa, mikroskopiaa sekä kuvantamistekniikoita (MRI, NMR, X-ray), ja elektrofysiologisia menetelmiä (patch-clamp). Laskennallinen biophysiikka hyödyntää simulointeja ja matemaattisia malleja.

Sovellukset kattavat lääketieteen ja diagnostikan sekä lääkekehityksen sekä bioteknologian ja biomateriaalien suunnittelun. Biophysiikka parantaa kuvantamista ja sensorointia sekä tarjoaa välineitä sairauksien fysikaalisten mekanismien ymmärtämiseen neurotieteessä, onkologiassa ja regeneratiivisessa lääketieteessä.

Koulutus ja tutkimus: Biofysiikkaa opiskellaan yleisesti fysiikan, biologian ja teknisten alojen yhteydessä yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa. Tutkimus yhdistää kokeellista ja laskennallista työskentelyä sekä teoreettisia malleja. Historia: biofysiikan juuret ovat 1900-luvulla fysiikan ja biologian rajapinnoilla, ja alalle ovat vaikuttaneet muun muassa molekyylibiologian ja neurotieteen kehitykset.