Chemia supramolekularna a medycyna
Transkrypt
Chemia supramolekularna a medycyna
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” KONSPEKT PRZEDMIOTU DRUGIEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH Nazwa przedmiotu Chemia Supramolekularna a medycyna Skrót: Semestry: Rodzaj przedmiotu: Punkty ECTS: 2 Seminarium - Łącznie 30 II – 1 Liczba godzin w semestrze: Wykład Semestr I 1 Semestr Kierunkowy w strumieniu CHM Ćwiczenia - Laboratorium - Projekt 1 CHES Strumień/profil: chemia w medycynie X elektronika w medycynie Osoba odpowiedzialna za przedmiot: Imię: Maria E-mail: [email protected] fizyka w medycynie Nazwisko: Telefon: informatyka w medycynie Bocheńska 058 347 2169 Lokal: ChB 401 Cele przedmiotu: Chemia supramolekularna (nagroda Nobla w 1987 roku) jest obecnie dojrzałą i rozwiniętą dziedziną chemii, powiązaną z chemią, biologią, fizyką, medycyną oraz elektroniką. Jest to przedmiot będący wprowadzeniem do nanotechnologii. Celem jest przekazanie studentom wiedzy: * w zakresie oddziaływań pomiędzy cząsteczkami, innych niż wiązania kowalencyjne, które prowadzą do trwałych struktur typu gospodarz – gość lub struktur typu agregatów zbudowanych z wielu cząsteczek, * w zakresie samoorganizacji cząsteczek i rozpoznania molekularnego, * a także do wykorzystania tych zachowań w praktyce oraz ich licznych nowych zastosowań. Treścią wykładu będzie też semiochemia i supramolekularna chemia życia, która wyjaśnia wiele zjawisk zachodzących w żywych organizmach Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje: Jest to przedmiot wymagający pewnego interdyscyplinarnego przygotowania z zakresu chemii organicznej, nieorganicznej i fizycznej, fizyki i chemii biomedycznej. Studenci posiądą wiedzę, kompetencje i umiejętność wykorzystania wiedzy w praktyce, tzn. do projektowania i konstruowania urządzeń działających w oparciu o oddziaływania międzycząsteczkowe, takich jak: czujniki chemiczne, leki o przedłużonym działaniu, katalizatory, złoża do selektywnej separacji i inne. Karta zajęć - wykład Lp. Zagadnienie Poziom wiedzy A B C 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Definicja chemii supramolekularnej; historia przedmiotu Rodzaje cząsteczek kompleksujących; pojęcia: substrat, ligand, receptor, gospodarz, gość Możliwości i rodzaje oddziaływań w strukturach supra-molekularnych Układy supramolekularne występujące w naturze (układy biologiczne) i ich rola; przykłady naturalnych związków kompleksujących Rola samoorganizacji i rozpoznania molekularnego Budowa przestrzenna układów supramolekularnych, elementy chemii koordynacyjnej Teoria twardych i miękkich kwasów i zasad Pearsona Kompleksowanie kationów, anionów i czasteczek obojętnych Trwałość układów supramolekularnych; efekty: chelatowy, umiejętności D E Liczba godzin X X 1 1 X X 1 1 X X X X X 1 1 1 1 1 Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 10. 11. 12. 13. 14. 15. makrocykliczny i kryptatowy Syntetyczne związki kompleksujące; ligandy zawierające różne atomy elektronodonorowe; Strategia syntezy związków makrocyklicznych; czynniki sprzyjające cyklizacji Związki makrocykliczne o lipofilowej wnęce i ich techniczne zastosowania Jonofory do czujników chemicznych Monowarstwy, ich właściwości, sposoby wytwarzania i zastosowania Kompleksowanie w monowarstwach Przykłady zastosowań supramolekuł w analityce, medycynie, w oczyszczaniu ścieków i procesach przemysłowych izolacji X 1 X 1 X 1 X X 1 1 X 1 Karta zajęć - projekt Lp. Zagadnienie Poziom wiedzy A B C 1. 2 3. 4. 5. umiejętności D E Liczba godzin Opracowanie zagadnienia na podstawie specyfikacji przedstawionej przez prowadzącego Opracowanie koncepcji X 3 X 3 Opracowanie urządzenia uwzględniające zaproponowane parametry i technologię Weryfikacja projektu Prezentacja wykonanego projektu X 3 Próg zaliczenia: Semestr: 1 z wykładu 31/60 Warunki zaliczenia przedmiotu z ćwiczeń z laboratorium z projektu 20/40 X X z seminarium 3 3 Razem: 15 Z CAŁOŚCI 51/100 Opis form zaliczenia Wykład (semestr II – 1) Id Termin 1 Tydzień 9 2 Tydzień 15 Projekt (semestr II-1) Id Termin 1 Spotkanie 2 2 Spotkanie 3 3 Spotkanie 4 4 Spotkanie 5 5 Spotkanie 6 Punkty 30 30 Razem: 60 Zakres Zaliczenie pisemne z zagadnień realizowanych wg planu wykładów 1 - 8 Zaliczenie pisemne z zagadnień realizowanych wg planu wykładów 9 – 15 Punkty 8 8 8 8 8 Razem: 40 Zakres Prezentacja z zakresu wybranego tematu projektowego Prezentacja z zakresu opracowanych ogólnych ram aplikacji Ocena warstwy logicznej i prezentacji Ocena dokumentacji projektowej Ocena prezentacji projektu Uwagi dotyczące kryteriów zaliczenia: Studenta obowiązuje zaliczenie wykładów oraz zaliczenie zajęć projektowych. Wynik zaliczenia wykładu to minimum 31/60 (Zaliczenie pisemne zagadnień realizowanych wg planu wykładów) Oznacza to, że z części praktycznej (projekt) student musi minimalnie uzyskać 20/40 możliwych. W ramach tego przedmiotu ważne jest zarówno zdobycie wiedzy ogólnej jak i umiejętności zastosowania tej wiedzy do celów praktycznych, czyli zrozumienie bardzo różnych zastosowań, w tym medycznych (analityka medyczna, leki o przedłużonym działaniu), wynikających z chemii supramolekularnej. Zakłada się, że przedstawione treści kształcenia powinny zachęcić studentów do samodzielnego poszerzania wiedzy. Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” Lp. 1. Przedmiot Chemia organiczna i bioorganiczna, 2. Chemia Fizyczna, Przedmioty wyprzedzające wraz z wymaganiami wstępnymi Zakres 1. Zagadnienie ogólne 1.1 Związki wielkocząsteczkowe i związki makrocykliczne 1. Zagadnienie ogólne .1. Stany równowagi chemicznej 1.2. Kinetyka reakcji chemicznych 1.3. Wpływ warunków zewnętrznych na stan równowagi 2. Zagadnienie ogólne 2.1. Wiązania chemiczne i oddziaływania międzycząsteczkowe itd. Metody dydaktyczne: Wykład prowadzony będzie z wykorzystaniem rzutnika multimedialnego i komputera, których użycie umożliwi zaprezentowanie wiedzy ilustrowanej przykładami dotyczącymi treści przedmiotu. Jednak nauczyciel będzie posługiwać się także tradycyjnymi metodami prezentacji używając kredy i tablicy, który to sposób pozwala na aktywne dostosowanie się do poziomu słuchaczy i ich stanu wiedzy z przedmiotów wyprzedzających. Wybrane materiały w formie streszczonej, wjezyku polskim studenci otrzymają drogę internetową. W ramach zajęć projektowych studenci będą pracować w podgrupach, z których każda realizować będzie inne zadanie. Na pierwszych zajęciach nauczyciel przedstawi zasady opracowania projektu zaczynając od studiów literaturowych, poprzez propozycję konstrukcyjne i analizę materiałową, aż po końcową fazę realizacji projektu. Na kolejnych spotkaniach będą odbywały się prezentacje kolejnych etapów realizacji , a rola nauczyciela będzie polegać na korygowaniu i udzielaniu wskazówek dotyczących ewentualnych zmian projektowych. W czasie ostatnich 2 tygodni zajęć (w ramach spotkań projektowych)wszyscy studenci przedstawiać będą wyniki swojej pracy nad projektem. Wykaz literatury podstawowej: 1. Supramolecular chemistry, J.W. Steed, J.L. Atwood, J.Wiley&Sons, Ltd. 2000, Second Ed 2006. 2. Chemia Supramolekularna, J.M.Lehn, red. J. Lipkowski, IChF PAN, Warszawa 1993 3. Materiały do wykładu udostępniane przez prowadzącego w formacie pdf Wykaz literatury uzupełniającej: 1. Comprehensive Supramolecular Chemistry, Vol. I – XI, EDs J.L. Atwood, J.E.D.Davis, D.D. MacNicol, F. Voegtle, Pergamon, Elsevier, 1996 2. 3. Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.