Biofotonica este o disciplină științifică care studiază fenomene și tehnici legate de interacțiunea dintre obiectele biologice și fotonii [1] .
Biofotonica studiază diferite aspecte ale interacțiunii obiectelor biologice și fotonilor. În primul rând, aceasta se referă la emisia, detectarea, absorbția, reflexia, modificarea și generarea radiațiilor electromagnetice în domeniul luminii sau în apropierea acesteia în diferite obiecte biologice. De exemplu, molecule, celule, țesuturi, organisme și materiale.
Există două domenii principale de lucru. Primul lucru care este de obicei denumit termenul biofotonic este utilizarea luminii pentru a obține informații despre starea obiectelor biologice. Adică utilizarea metodelor optice pentru studiul și diagnosticarea moleculelor, celulelor și țesuturilor biologice. În acest caz, unul dintre principalele avantaje este păstrarea integrității membranei celulelor studiate [2] .
A doua direcție de cercetare, mai tradițională și mai mult dezvoltată, este utilizarea luminii ca instrument de influențare a țesuturilor biologice, adică ca purtător de energie, de exemplu, în chirurgie sau terapie [1] .
Așa-numitul transfer de energie de rezonanță Förster ( FRET) este numit după fizicianul german Theodor Foerster , care l-a descris în 1946. Metoda se bazează pe fenomenul de fluorescență când energia este transferată între doi cromofori , un donor și un acceptor, care are loc fără emisie intermediară de fotoni și este rezultatul unei interacțiuni dipol-dipol între aceștia. Transferul Foerster a devenit una dintre cele mai utilizate metode în biofotonica. Face posibilă explorarea chiar și a mediilor subcelulare [3] .
Optogenetica , una dintre tehnicile biofotonice utilizate pentru cercetarea celulelor nervoase . Se bazează pe introducerea, prin metode de inginerie genetică , în membrana lor a unor canale speciale - opsine care răspund la excitația prin lumină, care, la rândul său, este asigurată de utilizarea laserelor și a echipamentelor optoelectronice [4] .
În biofotonica, metoda de tăiere , ablație și sinterizare (imbinare) a marginilor țesutului biologic viu este utilizarea unui bisturiu cu laser . Avantajul său important în comparație cu un bisturiu convențional este invazivitatea scăzută a operației datorită lățimii mici a inciziei, coagulării simultane a vaselor și reducerii semnificative a sângerării. În plus, radiația laser este absolut sterilă . Ca urmare a tuturor celor de mai sus, perioada de vindecare a rănilor este redusă de două până la trei ori [5] .