Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Bioelektronika (17.DE500A)

Matične organizacione jedinice predmeta:
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Elektronika
Multidisciplinarna Ne
ESPB 10
Cilj:

Cilj predmeta je da studentima predstavi inženjerstvo bioloških makromolekula i proteinskih struktura kao atraktivnu i izrazito multidisciplinarnu oblast za potencijalnu primenu u hibridnim bioelekronskim komponentama i kolima. Pri tome, studenti treba da se upoznaju sa osnovnim pravcima razvoja, aktuelnim metodama i tehnikama u ovoj oblasti. Osposobljavanje studenata za naučno–istraživački rad u oblasti bioelektronike.

Ishod:

Osnovna teorijska i primenjena znanja potrebna za rad i komunikaciju u multidisciplinarnom timu inženjera, biofizičara, hemičara i lekara. Sposobnost razumevanja principa rada, mogućnosti i ograničenja komponenata zasnovanih na biološkim makromolekulima. Student osposobljen za samostalna istraživanja u oblasti bioelektronike.

Sadržaj:

Struktura, osobine i funkcije bioloških makromolekula. Elektrostatičke karakteristike složenih proteinskih struktura. Mehanizmi interakcija između jona i biomolekularnih struktura (biopolimera). Biopolielektroliti. Električna provodnost biopolimera. Prenos elektrona kroz proteine. Prenos elektrona u DNK. Osnovi bioelektromagnetizam. Električni signali u ćelijama. Ćelijska membrana kao električni sistem (otpornost i kapacitivnost membrane, naponsko zavisni jonski kanali). Akcioni potencijal. Ekscitacija i prostiranje nervnih signala. Električni modeli neurona. Biosenzori (tehnologije i aplikacije). Interakcija bioloških molekula sa poluprovodničkim nanočesticama. BioMEMS/BioNEMS (materijali i naprave). Naprave zasnovane na bioelektronskom interfejsu (ISFET, CHEMFET). Deo nastave na predmetu se odvija kroz samostalni studijski istraživački rad u oblasti bioelektronike. Studijski istraživački rad obuhvata aktivno praćenje primarnih naučnih izvora, razvoj novih modela, izvođenje in silico eksperimenata, obradu podataka numeričkih simulacija, kao i pisanje rada iz uže naučne oblasti kojoj pripada tema doktorske disertacije.

Metodologija izvođenja nastave:

Predavanja. Konsultacije. Pregled naučnih radova iz oblasti. Studijski istraživački rad.

Literatura:
Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Itamar Willne, Eugenii Katz Bioelectronics: From Theory to Applications 2012 Wiley Engleski
Ronald R. Pethig, Stewart Smith Introductory Bioelectronics: For Engineers and Physical Scientists 2012 Wiley Engleski
Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields 2010 Oxford University Press Engleski
Chandran Karunakaran, Kalpana Bhargava, Robson Benjamin Biosensors and Bioelectronics 2015 Elsevier Engleski
Formiranje ocene:
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Seminarski rad Da Da 30.00
Teorijski deo ispita Ne Da 70.00
Izvođači nastave:
Predavanja