Nanotechnologie pro medicínu

Garant předmětu:

Miloš Nesládek

Přednášející:

Miloš Nesládek, Josef Souček

Cvičící:

Miloš Nesládek, Josef Souček

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Předmět uvádí studentům problematiku nanomateriálů, které mohou byt využívány vmoderních analytických a diagnostických metodách v nanomedicíně. Kurs přednášek se věnuje zejména problematice nanočástic, jejich základním charakteristikám jako je velikost a chemický potenciál, jejich metodám přípravy a povrchové funkcionalizace. Dále se kurz věnuje optickým charakteristikám nanomateriálů a základům principu luminiscence a fosforescence a jejich detekci pomoci konfokálních principu. V poslední části kurzu jsou uvedeny magnetické vlastnosti nanočástic a metody detekce nano-NMR a příklady využity pro optické a magnetické metody v nanomedicíně pro detekci cílených nanočástic.

Požadavky:

Požadavky na udělení zápočtu: 80% účast na cvičeních, splnění závěrečného testu na min. 50 %.

Hodnocení zkoušky: zkouška bude provedena formou testu, ve kterém budou otázky, na něž budou studenti odpovídat. Některé otázky mohou mít větší váhu při hodnocení než ostatní, a to například ty, které zahrnují početní úlohu či vyžadují komplexní přístup k řešení. Po úspěšném absolvování písemného testu je možné ústní dozkoušení na lepší stupeň. Hodnocení bude odpovídat procentuální úspěšnosti přesně podle platné klasifikační stupnice ECTS.

Osnova přednášek:

Osnova přednášek:

Úvod do nanotechnologií. Rozdělení a charakteristiky nano-materiálů

Nanočástice, příprava, nanodiamant, rizika nanočástic

Základní metody měření vlastností nanočástic, AFM, Z-potenciál

Funkcionalizace a cílení nanočástic

Luminiscence a fosforescence nanočástic

Zdroje jednotlivých fotonu,

Metody konfokální mikroskopie

Princip zobrazovaní STED

Princip NMR metody v nano-rozměrech

Optická, a akustická detekce nanočástic v buňkách

Magnetická detekce nanočástic v buňkách

Použití vybraných nanočástic pro lékařskou diagnostiku

Osnova cvičení:

Osnova cvičení:

Odvozeni vztahu pro rozptyl světa nanočásticemi

Odvozeni světelné absorpce a reflexe v nanočásticích

Autokorelační funkce, příklady

Odvození vztahu velkosti částic pomoci metody DLS

Matematický popis Z-potenciálu, popis elektrochemické rovnováhy

2hladinový systém, odvozeni Einsteinových relaci pro luminiscenci

Odvození rozlišení konfokálního mikroskopu

Odvození rozlišení metody STED

Autokorelační funkce pro popis jednotlivých fotonu

Protonová rezonance, příklady

Výpočet frekvence protonové rezonance

Určení citlivosti nano NMR

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

Nanomaterial Characterization: An Introduction, Wiley, ed. Ratna Tantra ISBN: 978-1-118-75359-0 May 2016.

Confocal Microscopy for Biologists, Publisher Springer Science+Business Media, Imprint Kluwer Academic/Plenum Publishers, Publication City/Country New York, NY, United States, ISBN10 0306484684, ISBN13 9780306484681.

Doporučená literatura:

Atomic Force Microscopy: Understanding Basic Modes and Advanced Applications, Greg Haugstad. Print ISBN:9780470638828 |Online ISBN:9781118360668 |DOI:10.1002/9781118360668, Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Inc.

Micro and Nano Scale NMR: Technologies and Systems, Jens Anders (EditorWIley, ISBN: 978-3-527-34056-9 May 2018

G. Oberdorster, aj., Nanotoxycology: An emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles,Environmental Health Perspectives, 2005, 113(7), s. 823-839. (v češtině: D. Nohavica, Respirační a kardiovaskulární́ problémy související́ s nanočásticemi, Mezinárodní konference NANOCON 2009, text přednášky je dostupný na adrese www.nanocon.eu/cz/, (historie, sborník 2009)

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost KL:C-1 Nesládek M. Souček J. 10:00–16:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI C1, Velký sál
St	místnost KL:C-1 Souček J. Nesládek M. 10:00–13:50 (přednášková par. 1 paralelka 1) Kladno FBMI C1, Velký sál
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní program Biomedicínské inženýrství (povinný předmět)