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.