Biofotonika je vědní disciplína, která studuje jevy a techniky související s interakcí biologických objektů a fotonů [1] .
Biofotonika studuje různé aspekty interakce biologických objektů a fotonů. Především se jedná o emisi, detekci, absorpci, odraz, modifikaci a generování elektromagnetického záření ve světelné oblasti nebo v její blízkosti v různých biologických objektech. Například molekuly, buňky, tkáně, organismy a materiály.
Existují dvě hlavní oblasti práce. První věc, která se obvykle označuje jako biofotonika, je využití světla k získání informací o stavu biologických objektů. Tedy využití optických metod pro studium a diagnostiku biologických molekul, buněk a tkání. V tomto případě je jednou z hlavních výhod zachování celistvosti membrány studovaných buněk [2] .
Druhým směrem výzkumu, tradičnějším a dlouhodobě rozvinutějším, je využití světla jako nástroje pro ovlivňování biologických tkání, tedy jako nositele energie např. v chirurgii nebo terapii [1] .
Takzvaný Försterův přenos rezonanční energie ( FRET) je pojmenován po německém fyzikovi Theodoru Foersterovi , který jej popsal v roce 1946. Metoda je založena na jevu fluorescence , kdy dochází k přenosu energie mezi dvěma chromofory , donorem a akceptorem, bez mezilehlé emise fotonů a je výsledkem dipól-dipólové interakce mezi nimi. Foersterův přenos se stal jednou z nejpoužívanějších metod v biofotonice. Umožňuje zkoumat i subcelulární prostředí [3] .
Optogenetika , jedna z biofotonických technik používaných pro výzkum nervových buněk . Je založena na zavedení, metodami genetického inženýrství , do jejich membrány speciálních kanálů - opsinů , které reagují na excitaci světlem, což je zase zajištěno použitím laserů a optoelektronických zařízení [4] .
V biofotonice je metodou řezání , ablace a slinování (spojování) okrajů živé biologické tkáně použití laserového skalpelu . Jeho důležitou výhodou oproti klasickému skalpelu je nízká invazivita operace díky malé šířce řezu, současná koagulace cév a výrazné omezení krvácení. Laserové záření je navíc absolutně sterilní . V důsledku všech výše uvedených skutečností se doba hojení ran zkrátí dvakrát až třikrát [5] .