651-3330/01 – Biologické nanostruktury a biomimetika (BNB)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Prof. Mgr. Jana Kukutschová, Ph.D. | Garant verze předmětu | Prof. Mgr. Jana Kukutschová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2023/2024 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti po absolvování předmětu budou umět definovat biologické nanostruktury na bázi proteinů, sacharidů, lipidů, nukleových kyselin a anorganických sloučenin, a popsat jejich vlastnosti a funkce v živých organismech. Na základě získaných znalostí budou schopni charakterizovat biologické nanostruktury a sumarizovat jejich použití v praxi například ve formě různých druhů tenkých vrstev, biosenzorů, transportu léčiv a dalších. Studenti se seznámí také s příklady inženýrských řešení inspirovaných přírodou a budou schopni definovat základní oblasti v oboru biomimetiky.
Vyučovací metody
Přednášky
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
V rámci předmětu se studenti seznámí biomolekulami, které utvářejí jednotlivé typy biologických nanostruktur, s jejich vlastnostmi a funkcí v živých organismech a následně s aplikacemi, ve kterých jsou tyto nanostruktury využívány v praxi. Studenti získají také přehled o inženýrských řešeních, která jsou inspirovány přírodou a získají tak povědomí o oboru biomimetika.
Povinná literatura:
1. Nalwa H.S.: Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology. Academic Press, 2000.
2. Bäuerlein, E., Pickett-Heaps,J.: Handbook of Biomineralization: Biological Aspects and Structure Formation, Wiley-VCH 2009. ISBN: 978-3-527-31804-9.
3. Behrens P., Bäuerlein E., Mann S.: Handbook of Biomineralization: Biomimetic and Bioinspired Chemistry, Wiley-VCH 2009. ISBN: 978-3-527-31805-6.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
- semestrální práce a její prezentace
E-learning
Další požadavky na studenta
- seminární práce na zvolené téma, prezentace daného tématu s následnou diskuzí s ostatními studenty studijní skupiny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Definice oboru, struktura buněk, chemické složení buňky, chemické složení lidského těla.
2. Struktura sacharidů a lipidů, jejich výskyt a funkce v živých organismech.
3. Struktura aminokyselin, peptidů a proteinů, jejich výskyt a funkce v živých organismech.
4. Struktura nukleových kyselin, jejich výskyt a funkce v živých systémech.
5. Mutageneze, mechanismy vzniku a důsledky pro živé organismy.
6. Tenké vrstvy – jejich příprava, vlastnosti a aplikace v biologii.
7. Biosenzory - rozdělení, příklady aplikací.
8. Separace/příprava přírodních biomolekul v nanoformě a příklady jejich využití (př. nanocelulóza, nanochitin).
9. Biomineralizace – definice, mechanismy biomineralizace, proces samouspořádávání.
10. Významné biomineralizované materiály a struktury v materiálovém výzkumu a nanotechnologiích.
11. Biotechnologické postupy přípravy nanočástic a charakterizace nanočástic.
12. Biomimetika – přírodní materiály a procesy jako inspirace pro moderní materiálový výzkum.
13. Biomimetika – významné případové studie (shrilk, sharklet aj.).
14. Význam zobrazovacích metod pro studium biologických nanostruktur a v bionanotechnologiích.
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.