Tantárgy adatlapja

Tárgy neve: Komplex biolaboratórium I.
Tárgy kódja: P-ITLAB-0001
Óraszám: N: 1/0/2, L: 0/0/0
Kreditérték: 3
Az oktatás nyelve: magyar
Követelmény típus: Gyakorlati jegy
Felelős kar: ITK
Felelős szervezeti egység: Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Kar
Tárgyfelelős oktató: Dr. Laki András József
Tárgyleírás:

Tantárgy neve:Komplex biolaboratórium I.
P-ITLAB-0001
Tárgyfelelős:Laki András József
Tantárgy oktatója:Laki András József
A tantárgy céljának rövid ismertetése:A kurzus célja, hogy a hallgatók számára szilárd elméleti és gyakorlati alapokat nyújtson a modern biológiai laboratóriumi munkavégzéshez, kiemelt figyelmet fordítva a biztonságtechnikai előírásokra és a nagyfelbontású képalkotó eljárásokra. A tárgy célkitűzése, hogy a hallgatók készségszinten elsajátítsák a különböző mikroszkópiás technikák (fénymikroszkópia, AFM, SEM) fizikai hátterét és használatát, képessé váljanak mikrofluidikai eszközök tervezésére és előállítására, valamint megismerjék a laboratóriumi folyamatok automatizálásának alapjait. A képzés megalapozza a komplex mérési rendszerek önálló kezeléséhez és a precíziós minta-előkészítéshez szükséges mérnöki és biológiai szemléletmódot.
Elsajátítandó elméleti ismeretanyag:Laboratóriumi biztonságtechnika és szabályozás: Általános munkavédelmi és tűzvédelmi szabályok, biztonsági jelzőtáblák értelmezése. Vegyszerkezelési protokollok, veszélyes hulladékok kezelése és a biobiztonság alapelvei.
Optika és fénymikroszkópia: A fény hullámtulajdonságai, az optika alapjai. Numerikus apertúra, vertikális és axiális felbontás. Optikai lencsék típusai, leképezési hibák (szférikus- és kromatikus aberráció) és a kontrasztképzés fizikai háttere. Világos látóterű, sztereo-, polarizációs és fáziskontraszt mikroszkópia technikák.
Atomerő-mikroszkópia (AFM): Az AFM működési elve, felépítése, az atomi szintű erőhatások fizikája. Pásztázási módok és az atomerő-spektroszkópia alapjai.
Pásztázó elektronmikroszkópia (SEM): Az elektronmikroszkópia fizikai háttere, képalkotási módszerek, a berendezés felépítése és működési elve.
Mikrofluidika: A mikrofluidikai rendszerek elméleti alapjai, fizikai háttere és hidrodinamikai fókuszálás, mikrofluidikai elválasztási és keverési technikák.
Automatizáció a biolaborban: Bevezetés a programozható környezetekbe (Lego EV3), a perisztaltikus pumpák működési elve és vezérlése.
Elsajátítandó gyakorlati ismeretanyag:

Biztonságtechnikai rutinok: A laboratóriumi rend és a veszélyes hulladékkezelés gyakorlati alkalmazása.

  • Mikroszkópiai mérések: Különböző fénymikroszkópos konfigurációk beállítása és használata.
  • Nano- és mikroszkópiai képalkotás: Atomerő-mikroszkóp kezelése és pásztázási feladatok végrehajtása. Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) használata konkrét biológiai minták vizsgálatára.
  • Mikrofluidikai fabrikáció: Mikrofluidikai eszközök fizikai előállítása, az eszközök összeszerelése és tesztelése.
  • Áramlástechnikai kísérletek: Hidrodinamikai fókuszálás beállítása, valamint elválasztási és keverési folyamatok megvalósítása mikrofluidikai chipeken.
  • Automatizálási projekt: Egyedi perisztaltikus pumpa tervezése, építése és vezérlése Lego EV3 környezetben.
A 2-4 legfontosabb kötelező irodalom felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):D. B. Murphy és M. W. Davidson, Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging, 2. kiad. Hoboken, NJ, USA: Wiley-Blackwell, 2012. ISBN: 978-1-118-38292-9.
J. I. Goldstein, D. E. Newbury, J. R. Michael, N. W. M. Ritchie, J. H. J. Scott és D. C. Joy, Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, 4. kiad. New York, NY, USA: Springer, 2018. ISBN: 978-1-4939-6673-8.
A 2-4 legfontosabb ajánlott felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):P. Eaton és P. West, Atomic Force Microscopy. Oxford, Egyesült Királyság: Oxford University Press, 2010. ISBN: 978-0-19-957045-4.
N.-T. Nguyen és S. T. Wereley, Fundamentals and Applications of Microfluidics, 2. kiad. Boston, MA, USA: Artech House, 2006. ISBN: 978-1-580-53972-2.
Elmélet-gyakorlat aránya:Elméleti óra óraszáma: 1
Gyakorlati óra és labor óra óraszáma: 0 + 2
Az alkalmazott oktatási módszerek:Előadásoknál: hagyományos, frontális előadás, elméleti előadás, vizuális és auditív szemléltetőeszközök használatával.
Gyakorlatoknál: egyéni és/vagy csoportos munka, pármunka, megbeszélés, magyarázat, szemléltetés, szituációs gyakorlatok, helyzetgyakorlat.
Az értékelés módja:Gyakorlati jegy
Az értékelés kritériuma:Aláírás megszerzéséhez szükséges feltételek. Gyakorlati jegyzőkönyvek megléte, elméleti Zh-k megléte, biztonságtechnikai Zh megléte.
A gyakorlati jegy = gyakorlati jegyzőkönyvek átlaga *0. 4 + elméleti Zh-k átlaga * 0. 4 + biztonságtechnikai Zh *0. 2.
5 (jeles) érdemjegy 4. 5 fölött; 4 (jó) érdemjegy 3. 5-4. 49 között; 3 (közepes) érdemjegy 2. 5-3. 49 között; 2 (elégséges) érdemjegy 1. 5-2. 49 között; 1 (elégtelen) érdemjegy 1. 49 alatt.
Miként járul hozzá a tantárgy a KKK-ban megjelölt kompetenciaelemek megszerzéséhez:

Molekuláris bionika mérnöki alapképzés:
A tantárgy közvetlenül fejleszti a molekuláris bionika mérnöki képzéshez szükséges korszerű laboratóriumi, mikroszkópiás és mikrofluidikai kompetenciákat. A hallgatók képessé válnak a modern biológiai laboratóriumi környezet biztonságos és szakszerű használatára, nagyfelbontású képalkotó módszerek alkalmazására, valamint egyszerű mikrofluidikai és automatizálási feladatok megvalósítására.

A tárgy az alábbi képzéseken vehető fel

molekuláris bionika mérnöki IANI-MB alapképzés (BA/BSc/BProf) Nappali magyar 7 félév ITK
szechenyi-img-alt