امروزه نیاز دانش بشری به علم فیزیک و دستاوردهای آن غیر فعال انکار است. فناوری های فیزیک در زمینه نور، لیزر، جراحی الکتریکی، پزشکی هسته ای، تصویر برداری تشخیصی، پرتو درمانی، ماموگرافی و کریستالوگرافی موجب گسترش علم در زمینه های مختلف گردیده است. امروزه فیزیک را به عنوان علمی که به بررسی ساختمان و خواص شکل های مختلفی می پردازد پذیرفته اند.

این نوشتار بخش هایی از دانش روبه گسترش بیوفیزیک است که برابر با برنامه آموزشی سراسری دانشگاه های ایران برای کلیه گرایش های رشته زیست شناسی نگارش شده است. از سوئی نگارش به گونه ای است که می تواند برای رشته های دیگر و دوستداران بیوفیزیک سودمند باشد چرا که کشف فرآیندههای مولکولی و سلولی در ارتباط با پدیده های بیولوژیک موجب شده است علوم حیاتی به صورت مستقیم با بیوفیزیک مولکولی و بیوفیزیک سلولی ارتباط داشته باشد.

این مجموعه در سیزده فصل منطبق بر برنامه مصوب شورای عالی انقلاب فرهنگی، جهت ارائه به دانشجویان گروه علوم زیستی و گروه پزشکی در گرایش های مختلف مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری آورده شده است. همچنین در این کتاب سعی شده است مطالب به صورت مفهومی حتی المقدور به دور از روابط ریاضی باشد.

فصل اول: آب، الکترولیت ها و ماکرومولکول های حیاتی/ 5

سیستم های واحدهای اندازه گیری/ 5

اسید و باز/ 15

محلول های کلوئیدی/ 22

پروتئین ها/ 27

اسیدهای نوکلئیک/ 51

کربوهیدرات ها/ 62

فصل دوم: برهمکنش لیگاند- ماکرومولکول و سینتیک آنزیمی/ 69

اتصال لیگاند به ماکرومولکول/ 69

آنزیم ها/ 69

سینتیک آنزیم ها/ 80

انواع فعال کننده های آنزیمی/ 91

فصل سوم: بیوترمودینامیک/ 95

بیوترمودینامیک/ 95

تعیین پارامترهای ترمودینامیکی/ 104

فصل چهارم: لیپیدها و بیوفیزیک غشاء زیستی/ 111

لیپیدها یا چربی ها/ 111

پروتئین های غشایی/ 121

غشای سلول از دیدگاه فیزیک/ 131

روش های مطالعه تک کانال مبتنی بر الکتروفیزیولوژی/ 138

فصل پنجم: بیومکانک و بیو انرژتیک/ 139

بیومکانیک سیستم گردش خون/ 144

بیو انرژتیک/ 148

فصل ششم: بیوفیزیک پرتوهای یونساز/ 151

واکنش های نوترونی/ 159

واحدهای اندازه گیری پرتوها/ 161

واکنش های پرتو ایکس و گاما با ماده/ 168

برهم کنش ذرات بتا و آلفا با ماده/ 168

فصل ششم: بیوفیزیک پرتوهای یونساز/ 151

ساختار اتم/ 151

واکنش های نوترونی/ 159

واحدهای اندازه گیری پرتوها/ 163

واکنش های پرتو ایکس و گاما با ماده/ 168

حفاظت در مقابل اشعه/ 173

فصل هفتم: بیوفیزیک پرتوهای غیر یونساز/ 179

پرتوهای غیر یونیزان/ 179

لیزر/ 182

دستگاه تصویر برداری با تشدید مغناطیسی/ 184

فصل هشتم: میکروسکوپ ها/ 189

میکروسکوپ نوری/ 189

میکروسکوپ الکترونی گذاره/ 199

میکروسکوپ نیروی اتمی/ 205

فصل نهم: فرآیندهای انتقال مواد/ 209

ویسکوزیته/ 209

ته نشین سازی/ 214

دیالیز/ 228

فنون و تکنیک های جدید در زیست شناسی ملکولی/ 237

فصل دهم: طیف سنجی و کالریمتری/ 239

طیف سنجی فلورسانس/ 249

طیف سنجی مادون قرمز/ 258

طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته/ 262

طیف سنجی جرمی/ 271

کالریمتری رویشی تفاضلی/ 272

کالریمتری تیتراسیونی هم دما/ 275

فصل یازدهم: کریستالوگرافی اشعه X/ 277

قانون براگ/ 279

شاخص های میلر/ 279

کریستالوگرافی ماکرومولکول های بیولوژی/ 281

فصل دوازدهم: نانوبیوتکنولوژی/ 283

تعریف نانو مواد/ 283

ساختارهای صفر بعدی/ 285

نانو ساختارهای تک بعدی/ 289

نانو ساختارهای دو بعدی/ 293

کاربردهای نانوبیوتکنولوژی در زیست شناسی و پزشکی/ 296

فصل سیزدهم: بیوانفورماتیک/ 299

یوانفورماتیک/ 299

مراکز بیوانفورماتیک

پیشگویی ساختار سه بعدی پروتئین ها/ 303

منابع/ 307