Общие стадии фотохимических реакций: поглощение света молекулами, электронно-возбужденные молекулярные со стояния, первичная фотохимическая реакция, сопряжение фото химических реакций с биохимическими реакциями, конечный биологический эффект. Основные характеристики электромагнитного излуче ния Солнца и искусственных источников света. Квантовая природа света. Корпускулярно-волновой дуализм. Квантово-механическая модель энергетических состояний атомов и молекул. Поглощение света молекулой. Закон Бугера –Ламберта–Бера. Зависимость поглощения света от химического состава и концентрации геометрических факторов молекул.
Спектры поглощения и химическая структура биологически важных соединений. Формы спектров поглощения. Электронно-возбужденные состояния молекул. Схема Яблонского. Фотометрические величины. Спектры поглощения и спектры действия. Искажения спектров в биологических объектах. Влияние рассеяния света на измерения. Основные оптические методы исследования биологических объектов: абсорбционная спектроскопия видимого и ультрафиолетового света, флуоресцентная спектроскопия, ИК и Раман-спектроскопия, круговой дихроизм и дисперсия оптического вращения. Качественный и количественный спектрофотометрический анализ. Химические свойства электронно-возбужденных молекулярных состояний. Квантовый выход и скорость фотохимической реакции. Основные типы фотохимических реакций. Основные законы фотохимии. Физические процессы, протекающие в возбужденных молекулах при фотохимических превращениях. Виды люминесценции. Систематика молекул по спектрально-люминесцентным свойствам. Фотолюминесценция. Фотолюминесценция биологических молекул и альтернативные пути растраты энергии возбуждения. Основные параметры люминесценции. Флуоресценция: основные характеристики и параметры. Тушение флуоресценции. Уравнение Штерна – Фольмера. Биологически важные флуоресцирующие молекулы. Природные флуорофоры. Искусственные флуорофоры, квантовые точки. Флуоресцентные белки. Процессы, изучаемые с помощью флуоресценции. Перенос энергии по обменно-резонансному механизму. еханизмы трансформации энергии биохимических реакций в свет. Количественные характеристики хемилюминесценции. Генерация хемилюминесценции свободными радикалами. Хемилюминесценция при перекисном окислении липидов, природа перекисных свободных радикалов. Использование хемилюминесцентных методов в биологии и медицине.
Биолюминесцентные организмы. Общий механизм биолюминесценции. Физико-химические основы биолюминесцентного анализа.
Фотосинтезирующие организмы. Световая и темновая фазы фотосинтеза. Основные классы фотосинтетических пигментов: хлорофиллы, каротиноиды, фикобилины. Строение фотосинтетического аппарата. Типы фотосистем. Общая схема фотосинтетического потока электронов.
Общие закономерности эритемы, индуцированной УФ-излучением. Дозовые зависимости и спектры действия эритемы. Влияние экранирующих неактивных слоёв кожи на форму спектра действия эритемы, теория спектра действия эритемы. Роль фотостимуляции темнового перекисного окисления липидов в развитии эритемы. Пигментация кожи под действием ультрафиолетового и видимого света. . Типы фотосенсибилизированных процессов повреждения биологических объектов. Фотодинамическое действие. Механизм фотосенсибилизированного окисления биомолекул. Фотоповреждение молекул нуклеиновых кислот, белков и липидов. Микроскопия и ее основы. Виды микроскопии. Флуоресцентная микроскопия, принципы. Методы преодоления дифракционного предела в микроскопии