Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH

Studia doktoranckie: Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna

 

Przedmiot:

Biophysics

Biofizyka

Kiedy:

sem. 6

Wymiar:

30h

Prowadzący:

dr hab. Květoslava Burda prof. nadzw.

Miejsce pracy

WFiIS AGH

Forma zajęć:

wykład obieralny 24h + demonstracje praktyczne 6h

Contents:

1).    Element of molecular genetics. Biochemistry of living organisms.

2).    Biophysics of nervous, motory and  sensory systems.

3).    Nonlinear phenomena in nature. Application of “chaos” in construction of new generation machines, examples.

4).     Physico-chemical processes on the border between two environments, especially in various membrane systems (natural and model systems):

a) theory of   the  membrane transport, ultrafiltration, microfiltration, gas separation, an ion exchange – electrodialysis, an active transport,

b) application of artificial membranes in medicine

     5). Problems related to energy production and accumulation:

          a) mechanism of energy production, accumulation and convertion  in living organisms on their different steps of evolution,

          b) biomimics of these processes in laboratory.

6). Nanomaterials in medicine:

a)      nanowires and nanotubes

b)      functionalization of nanomaterials with biologically active molecules,

c)      biosensors,

d)      engineering of cells, tissues and organs,

e)      nanosystems.

 

Treści kształcenia:

 

1). Elementy genetyki molekularnej. Biochemia fizyczna organizmów żywych.

2). Biofizyka układu nerwowego, zmysłów i motoryki.

3). Nieliniowość zjawisk w przyrodzie. Przykłady wykorzystania „chaosu” do konstrukcji urządzeń nowej generacji.

4). Procesy fizyko-chemiczne zachodzące na granicy ośrodków, w szczególności w różnorodnych układach błonowych, także modelowych:

a) teoria transportu przez błony, ultrafiltracja, mikrofiltracja, separacja gazów, wymiana jonowa- procesy elektrodializy, transport wymuszony

b) zastosowania medyczne sztucznych układów błonowych.

5). Zagadnienia związane z energią, jej wytwarzaniem i akumulowaniem:

a) naturalnie występujące mechanizmy produkcji i przetwarzania energii oraz ich regulacja w organizmach żywych znajdujących się na różnym etapie rozwoju ewolucyjnego,

b) biomimika tych procesów  w laboratorium.

 6). Nanomateriały w diagnostyce medycznej i terapii.

f)        nanorurki i nanodruty

g)      funkcjonalizacja nanomateriałów cząstkami biologicznie czynnymi,

h)      biosensory

i)        inżynieria tkanek, komórek i organów

j)        nanourządzenia

 

Literatura:

1.      E.Klipp,R.Herwig, A.Kowald, C.Wierling, H.Lehrach, (2005) Systems Biology in Practice. Concepts, Implementation and Application., Willey-VCH, Germany

2.      C.B. Anfinsen Jr, J.T.Edsall, F.M.Richards, (1970) Advances in Protein Chemistry, Academic Press, New York, London

3.      W.Vielstich, A.Lamm, H.A.Gasteiger, (2007) Handbook of Fuel Cells. Fundamental Technology and Applications, John Wlley & Sons Ltd., England

4.      T.Heimburg (2007) Thermal Biophysics of Membranes, John Willey & Sons Ltd., England

5.      A.F. Collins, Ch.Critchley, (2005) Artificial Photosynthesis. From Basic Biology to Industrial Applications., Willey-VCH Verlag GmbH & Co, Niemcy

6.      R.W.Baker, (2004) Membrane Technology and Applications., John Willey & Sons Ltd., England

7.       Ch.S.S.R.Kumar, (2006) Nanotechnologies for the Life Sciences. Nanomaterials – Toxicity, Health and Environmental Issues., vol.5, , John Willey & Sons Ltd., England

8.      T.P.Waigh, (2006) Applied Biphysics. A modern Approach for Physical Scientists, , John Willey & Sons Ltd., England

9.      Scientific articles citated during the lectures.

Uwagi:

Zajęcia prowadzone zarówno w języku polskim jak i angielskim