Chemie der biomedizinischen Bildgebung für Physiker
Chemistry in Biomedical Imaging for Physicists

Modul PH2226

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2017/8 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2017/8WS 2015/6

Basisdaten

PH2226 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2226 ist Franz Pfeiffer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1.     Introduction to biomedical imaging

2.     Introduction to the chemistry involved in the biomedical imaging modalities

3.     Chemical methodology for labelling and bioconjugation

4.     Contrast agents for computed tomography (CT)

5.     Nanoparticle-based contrast agents for CT

6.     Contrast agents for magnetic resonance imaging (MRI)

7.     Nanoparticle-based contrast agents for MRI

8.     Contrast agents for microscopy

9.     Organic molecules and proteins for microscopic imaging     techniques

10.  Immunofluorescence techniques

11.  Contrast agents for positron emission tomography (PET) I

12.  Contrast agents for PET II

13.  Multimodal imaging, emerging modalities and techniques

Lernergebnisse

After successful lecture participationthestudent is able to:

  • apply the basic principles of the discussed biomedical imaging techniques (computed tomography, microscopic techniques, magnetic resonance imaging and positron emission tomography) for assigning chemical properties to contrast agents used for biomedical imaging;
  • identify the biomedical imaging technique(s) being addressed with a specific contrast agent;
  • analyze chemical structures, properties and strategies regarding biomedical imaging in a clinical and research context.

Voraussetzungen

keine Angabe

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Chemistry in Biomedical Imaging for Physicists Busse, M.
Leitung/Koordination: Pfeiffer, F.
Di, 14:00–16:00, PH 2074

Lern- und Lehrmethoden

Oral presentation

Quiz

Teamwork

Case study method

Discussions

Textbook/Scientific article

Medienformen

Power point presentation

Online quiz

Whiteboard

Textbook/Scientific article

Worksheet

Literatur

1. N. J. LongandW.-T.Wong,Thechemistryofmolecularimaging.2015,Hoboken,New Jersey:Wiley.

2. H. Y. Chen,M. M.Rogalski,andJ. N.Anker,AdvancesinfunctionalX-rayimaging echniquesandcontrastagents.PhysicalChemistry

    ChemicalPhysics,2012.14(39):p.13469-13486.

3. H. Lusicetal.,X-raycomputedtomographycontrastagentsforcartilageimaging.Abstracts ofPapersoftheAmericanChemicalSociety,

    2012.244.

4. N. Lee,S. H.Choi,andT.Hyeon,Nano-SizedCTContrastAgents.AdvancedMaterials, 2013.25(19):p.2641-2660.

5. N. J. Pelc,RecentandFutureDirectionsinCTImaging.AnnalsofBiomedicalEngineering, 2014.42(2):p.260-268.

6. Y. L. Liu,K. L.Ai,andL. H.Lu,NanoparticulateX-rayComputedTomographyContrast Agents:FromDesignValidationtoinVivo

    Applications.AccountsofChemicalResearch,2012.45(10):p.1817-1827.

7.V. ShirshahiandM.Soltani,Solidsilicananoparticles:applicationsin

    molecular imaging.Contrast Media & Molecular Imaging, 2015.10(1):p.117.

8. S. I. Ziegler,Positronemissiontomography:Principles,technology,andrecent developments.NuclearPhysicsA,

    2005. 752:p.679C-687C.

9. M. BraddockandRoyalSocietyofChemistry(GreatBritain),Biomedicalimaging – The chemistryoflabels,probesand

    contrast agents,inRSCdrugdiscovery.2011,Royal SocietyofChemistry,:Cambridge.p.1onlineresource(1v.).

10. L. Helm,A. E.Merbach,andE.v.Tóth,Thechemistryofcontrastagentsinmedicalmagnetic resonanceimaging.Secondedition/ed.

      2013, Hoboken,NJ:JohnWiley&SonsInc.

11. D.  W.  Townsend,Multimodalityimagingofstructureandfunction.PhysicsinMedicineand Biology,2008.53(4):p.R1-R39.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Fallbeispielen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Warum wird Gadolinium bei der MRT Kontrastmittel-Entwicklung verwendet?
  • Überprüfen sie die chemischen Strukturen auf dem bereit gestellten Arbeitsblatt und weisen sie jeder Substanz eine biomedizinische Bildgebungstechnik zu.
  • Welches Kontrastmittel ist die beste Wahl? Diskutieren sie Fragestellung anhand der bereit gestellten Tabelle.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.