SylabUZ
| Course name | Sensory i pomiar wielkości nieelektrycznych |
| Course ID | 06.9-WM-IB-P-58_19 |
| Faculty | Faculty of Mechanical Engineering |
| Field of study | Biomedical Engineering |
| Education profile | academic |
| Level of studies | First-cycle studies leading to Engineer's degree |
| Beginning semester | winter term 2023/2024 |
| Semester | 5 |
| ECTS credits to win | 5 |
| Course type | optional |
| Teaching language | polish |
| Author of syllabus |
|
| The class form | Hours per semester (full-time) | Hours per week (full-time) | Hours per semester (part-time) | Hours per week (part-time) | Form of assignment |
| Lecture | 30 | 2 | - | - | Credit with grade |
| Laboratory | 30 | 2 | - | - | Credit with grade |
Celem kształcenia jest nabycie przez studentów umiejętności i kompetencji w zakresie stosowania i eksploatacji sensorów oraz wykonywania pomiarów wielkości nieelektrycznych w inżynierii biomedycznej.
Podstawy elektrotechniki, elektroniki i metrologii, fizyki, biologii, biochemii, metod badań biomateriałów.
Wykład:
1. Wprowadzenie do pomiarów wielkości nieelektrycznych. Przykłady zastosowania czujników wielkości nieelektrycznych w medycynie. Przemiany energetyczne w czujniku. Właściwości statyczne i dynamiczne czujników. Czujniki inteligentne. Sieci sensorowe.
2. Pomiary temperatury.
3. Pomiary wybranych wielkości mechanicznych. Tensometryczne czujniki siły i ciśnienia w medycynie.
4. Pomiary przepływu i drgań oraz przykłady ich zastosowania w medycynie. Przykłady zastosowania czujników pola magnetycznego w medycynie.
5. Czujniki dźwięku. Mikrofony i ich zastosowanie w medycynie.
6. Czujniki fotoelektryczne. Półprzewodnikowe źródła światła. Półprzewodnikowe czujniki światła. Zastosowanie czujników fotoelektrycznych w oksymetrii.
7. Pomiary wybranych parametrów fizycznych. Pomiary wilgotności. Pomiary gęstości. Pomiary lepkości. Pomiary stężenia jonów wodorowych (pH).
8. Spektrofotometria absorpcyjna i spektrometria mas, adsorpcja powierzchniowa.
9. Chromatografia cieczowa i gazowa.
10. Podstawy fizykochemiczne metody polarograficznej i woltamperometrycznej.
11. Charakterystyka wybranych metod polarograficznych.
12. Wprowadzanie do biosensorów. Biopotencjały, mikroelektrody, zjawiska elektryczne na styku elektroda-tkanka. Biocząsteczki i anality, proteiny, przeciwciała i kwasy nukleinowe, immobilizacja biomolekuł, receptory i biosensory komórek. Materiały i metody wytwarzania. Materiały elektrodowe.
13. Biosensory elektrochemiczne Enzymy redoks i mediatory 1, 2 i 3 generacji. Woltamperometria cykliczna, amperometria, potencjometria.
14. Lab-on-a-chip, suche testy, bioreaktory, zastosowania pozamedyczne biosensorów (w ochronie środowiska, przemyśle spożywczym). Kierunki rozwoju biosensorów (implantowane, miniaturowe).
15. Zaliczenie.
Laboratorium:
1. Tensometry i czujniki przesunięć liniowych.
2. Czujniki temperatury.
3. Czujniki pola magnetycznego.
4. Czujniki ciśnienia i wilgotności.
5. Przetworniki analogowo-cyfrowe.
6. Pomiary lepkości.
7. Pomiary elektrochemiczne – amperometryczne i woltamperometryczne.
8. Pomiary przewodności elektrycznej.
9. Pomiary spektrofotometryczne.
10. Zaliczenie.
Wykład : audytoryjny (w części seminaryjny) przy użyciu multimediów.
Laboratorium: metoda praktyczna (ćwiczenia laboratoryjne i obliczeniowe).
| Outcome description | Outcome symbols | Methods of verification | The class form |
Wykład: zaliczenie na ocenę dwóch kolokwiów.
- ocena bardzo dobra- student uzyskał 90-100% punktów;
- ocena dobry plus- student uzyskał 80-89% punktów;
- ocena dobry- student uzyskał 70-79% punktów;
- ocena dostateczny plus- student uzyskał 60-69% punktów;
- ocena dostateczny- student uzyskał 51-59% punktów;
- ocena niedostateczna- student uzyskał mniej niż 51% punktów.
Laboratorium: zaliczenie na ocenę (warunkiem zaliczenia laboratorium jest wykonanie doświadczeń przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium oraz uzyskanie pozytywnych ocen ze sprawozdań).
Ocenę końcową przedmiotu stanowi średnia arytmetyczna ocen z części wykładowej i laboratoryjnej.
1. M. Miłek, Metrologia elektryczna wielkości nieelektrycznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2006.
2. J. Piotrowski (red.), Pomiary czujniki i metody pomiarowe wybranych wielkości fizycznych i składu chemicznego, WNT, Warszawa 2009
3. W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 2008.
4. W. Torbicz i inni, Biopomiary, t.2 serii Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna pod red. M. Nałęcza, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2001.
5. B. Bhushan (red.), Springer handbook of nanotechnology, Springer - Verlag, 2004.
6. Z. Brzózka (red.), Miniaturyzacja w analityce, OWPW, Warszawa 2005.
7. Z. Brzózka, Sensory chemiczne, OWPW, Warszawa 1999.
8. Z. Brzózka (red.), Mikrobioanalityka, OWPW, Warszawa 2009.
9. A. Chmiel, Biotechnologia, PWN, Warszawa 1994.
10. A. Chwojnowski, Sucha chemia, Exit, Warszawa 2003.
11. E. Hall, Biosensors, Open University Press, Biotechnology Series, Milton Keynes 1991.
12. C. Kumar, Nanomaterials for Biosensors, Viley-VCH, 2007.
13. P.A. Oberg, T. Togawa, F.A. Spelman, Sensors in medicine and health care, Wiley-VCH, 2004.
14. T. Leondes, MEMS/NEMS: handbook techniques and applications. Vol. 5, Medical applications and MOEMS.
15. R.S. Greco, F.B. Prinz, R.L. Smith, Nanoscale technology in biological systems.
16. Z. Kulka, A. Libura, M. Nadachowski, Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowoanalogowe, WKiŁ Warszawa 1987.
Modified by dr hab. inż. Katarzyna Arkusz, prof. UZ (last modification: 08-05-2023 16:09)
