Bachelorstudiengang Medizintechnik. Kompetenzfeld K5 Nanoanalytik in der Biomedizin

Transkript

1 Bachelorstudiengang Medizintechnik Kompetenzfeld K5 Nanoanalytik in der Biomedizin

2 Visionen

3 Von der Makro- zur Nanowelt Auge Elektronen u. Rastersonden- Mikroskope Lichtmikroskop Molecular Expressions

4 Nanometer - Größenvergleich 1 Nanometer 1 Nanometer 1 Nanometer 1 Meter 0, Meter

5 MAKRO Nanotechnologie : Ein transdisziplinärer Ansatz Structural size 0,1 m 1 cm 1 mm 0,1 mm NANO MIKRO 10 µm 1 µm 0,1 µm 10 nm 1 nm New Markets Use of Biological principles, Physical laws and Chemical properties 0,1 nm F&E-time scale

6 Global market in nanobiotechnology GLOBAL VALUE OF NANOBIOTECHNOLOGY MARKET, BY END USER, Source: BCC research

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8 Fe 3 O 4 - Nanoteilchen für die Krebstherapie Fe 3 O 4 Krebszellen Krebszellen nach Aufnahme von modifizierten Fe 3 O 4 - Nanoteilchen Quelle: UK Charite (Berlin)

9 Modernes optisches Forschungsmikroskop

10 Zytoskelett (3T3 Zellen) Olympus, Inc.

11 Module des Kompetenzfelds 1.) Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Vorlesung, Do 16:15 17:45 Uhr (WiSe, semesterbegleitend) Seminar, Mo 15:15 16:45 Uhr (WiSe, semesterbegleitend) 2.) Elektronik 2 Vorlesung, Mo 8:30 10:00 Uhr (WiSe, semesterbegleitend) Praktikum, Mi 15:00 18:00 Uhr (WiSe, semesterbegleitend) Ergänzungsbereich: Die beiden Vorlesungen (je 3 ECTS)

12 1a): Vorlesung Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen (3 ECTS) Dozent: Prof. Dr. Tilman Schäffer Einführung Einzelmoleküle Nanostrukturierung Optische Mikroskopie Zelluläre Systeme Elektrohydrodynamik Mikro- und Nanofluidik Biosensoren Neuronen

13 1b.) Seminar zur Vorlesung Physik der verschiedene Aspekte: Grundlagen, Systeme, Methoden, Anwendungen Wie halte ich einen guten Vortrag? Ausarbeiteten eines Vortrags von 45 min Dauer über ein Thema aus dem Gebiet der medizintechnischen Nanotechnologie anschließende Diskussion in der Gruppe Typische Themen: Hybride Metall-/2D-Material-Nanostrukturen Optische und Rastersonden-Mikroskopie Wie verformen sich Zellen beim Fluss durch Mikrokanäle?

14 2a.) Praktikum Elektronik 2 Dozent: Dipl.-Ing. Christoph Kalkuhl (3 ECTS)

15 2a.) Praktikum Elektronik 2 Mikrocontroller Grundlagen (4 Termine) Versuche mit Atmel AVR Microcointrollern. Programmierung in C. Der Design Pfad mit dem AVR Studio wird erklärt Digitale und analoge Ein- und Ausgabe (Bits, ADC, DAC) Schnittstelle zum Computer anhand eines Beispiels (USB - seriell - UART) Programmierung eines LCD Displays Interfaces: Industriestandards SPI und I²C Programmierbare Hardware (4 Termine) Versuche mit einem Experimentierboard mit einem Xilinx FPGA Design mit VHDL Design Pfad mit dem freien ISE Webpack von Xilinx Kopplung von Microcontroller und FPGA über eine selbst programmierte SPI Schittstelle Regelungstechnik, Stromversorgung, Leitungstheorie (2 Termine)

16 2b.) Dazugehörige Vorlesung Elektronik 2 Microcontroller Programmierbare Schaltungen (CPLD, FPGA) und Beschreibungssprachen (VHDL, Verilog, ABEL) DA - AD Wandlung Regelungstechnik Stromversorgung Vierpole (Kurzeinführung, Vorstellung) Leitungstheorie

17 Veranstaltungen des Kompetenzfelds Semesterbegleitendes Kompetenzfeld im Wintersemester 1,5 Tage pro Woche Vorlesungen, Seminar, Praktika Teilnehmerzahl: 6-8 Studierende Die Vorlesungen sind für interessierte Studierende im Ergänzungsbereich offen

18 Kompetenzfeld K5 Ausblick auf Bachelorarbeit und aufs Masterstudium Spezialisierungsrichtung Nanoanalytics / Interfaces Zusammenarbeit mit Medizinern u. Medizintechnik-Firmen (mehrere aktuelle Projekte) Bachelor/Masterarbeit in einem naturwissenschaftlichen Labor Erlernen und Trainieren einer naturwissenschaftlichen Arbeits- und Denkweise.

19 Berufsfeld - was kann ich später damit machen? Entwicklung neuartiger Messverfahren und Messmethoden Geräte- und Verfahrensentwicklung in der Medizintechnik und Medizinphysik Mechanisches, optisches und elektronisches Design von Instrumenten Mikroskopie, Nanotechnologie Interdisziplinäre Koordination von Forschung, Entwicklung und Anwendung