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)