Modulhandbuch Master Miniaturisierte Biotechnologie

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1 Modulhandbuch Master Miniaturisierte Biotechnologie tudienordnungsversion: 2009 Erstellt am: Mittwoch 25 November 2015 aus der O Datenbank der TU Ilmenau

2 Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Grundlagen der Mikrosystemtechnik F 16 Mikroreaktionstechnik L Mikroreaktionstechnik L Mikrotechnik L Theoretische Grundlagen der Mikrofluidik L ystementwicklung F 12 Bionanotechnologie L 30min Design von Mikrosystemen L 30min Funktionswerkstoffe L 90min Integrierte Optik und Mikrooptik L Mikroaktorik L 30min Mikro- und Nanosystemtechnik L 30min Nano- und Lasermesstechnik L 30min rozessmess- und ensortechnik MNT L 90min Regelungs- und ystemtechnik L 90min pezielle robleme der Nanostrukturtechnik L 30min Theoretische Biophysik L 30min Werkstoffe der Mikro- und Nanotechnologie L 90min oft kills 1 MO 2 oftskills L Angewandte Biochemie F 6 Angewandte Biochemie L 90min Instrumentelle Analytik F 10 Bildgebende erfahren L 90min Labor- und Analysenmesstechnik L 90min ignal- und ystemanalyse L 90min Biologische ysteme F 12 Grundlagen der Zell- und Molekularbiologie L 90min Miniaturisierte Testsysteme L 45min Molekulare Zellbiologie / Zellkulturtechnik L 45min

3 oftskills 2 F 2 oftskills L Biomaterialien und Grenzflächen F 7 Biosystemspezifische Interpretation der Biokompabilität und der Biofunktionalität von Materialien Grenzflächenenergetische Grundlagen der Biokompatibilität / Biofunktionalität Materialwissenschaftliche und biologische Grundlagen der Biokompatibilität / Biofunktionalität L L L Biomikrosystemtechnik F 7 Biosensoren L 90min Biotechnologie in Mikrosystemen L 20min Biophysik F 6 Biophysik / Methodik L Biophysik / Zellphysik L Forschungspraktikum F 10 Forschungspraktikum L Masterarbeit mit Kolloquium F 30 Kolloquium zur Masterarbeit L 30min Masterarbeit MA

4 Modul: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Modulnummer: 7830 Modulverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden lernen die grundlegenden Methoden der Mikrosystemtechnik kennen, die für die miniaturisierte Biotechnologie wesentlich sind. Dazu gehören neben Grundlagen der Dünnschicht- und Mikrostrukturtechnik, die Grundlagen der Mikrofluidik, der Herstellung mikrofluidischer Bauelemente und die Mikroreaktionstechnik. Im Ergebnis kennen die tudierenden die wichtigsten rinzipien, technischen Lösungen und trategien auf diesen Feldern. ie sind in der Lage, die Technologien der Mikrosystemtechnik auf die Herstellung und Entwicklung von Chip-Bauelementen und Mikrosystemen der miniaturisierten Biotechnologie anzuwenden. ie können einfache mikrofluidische und und ausgewählte spezielle mikroreaktionstechnische Anordnungen konzipieren, aufbauen, charakterisieren und betreiben. orraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenes Bachelorstudium auf dem Gebiet der Ingenieur- oder Naturwissenschaften schriftliche Modulprüfung eite 4 von 81

5 Modul: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Mikroreaktionstechnik 1 Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 6012 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden besitzen einen Überblick über die Methoden, die gerätetechnischen rinzipien und die wichtigsten erfahren und Bauelementeklassen der Mikroreaktionstechnik. ie können sie vor dem Hintergrund allgemeiner reaktionstechnischer Grundlagen anwenden und sind in der Lage, Entscheidungen über die Art einzusetzender Mikroreaktoren in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften, den rozessbedingungen und dem Charakter der chemischen Reaktionen zu treffen. orkenntnisse Bachelor-Abschluss in Ingenieur- oder Naturwissenschaft Inhalt Das Lehrgebiet im 1. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: - hysikochemische Grundlagen der Reaktionstechnik - rinzipien der Mikroreaktionstechnik - Lab-on-a-chip-Konzept - Mikro-TA-Konzept - Mischen - Wärmetausch - Reaktionen in homogener hase - Reaktionen in heterogenen ystemen - Elektrochemische und photochemische Aktivierung in Mikroreaktoren - Kombinatorische Mikrosynthese - Miniaturisierte creeningprozesse - artikel und Zellen in Mikroreaktoren - Biomolekulare rozesse in Mikroreaktoren - Biochiptechnik Medienformen Folien, Beamer, ideos Literatur flichtkennz.: flichtfach Ehrfeld,. Hessel,. Löwe: Micro Reaction Technology (Wiley-CH); Renken: Technische Chemie (Thieme) Art der Notengebung: unbenotet Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 2429 eite 5 von 81

6 Fachprüfung verwendet in folgenden tudiengängen Master Technische hysik 2008 Master Technische hysik 2011 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 6 von 81

7 Modul: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Mikroreaktionstechnik 2 Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 7831 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, spezielle Experimentanordnungen der Mikroreaktionstechnik selbständig aufzubauen, einfache mikroreaktionstechnische Anordnungen zu betreiben und zu charakterisieren. orkenntnisse Bachelor (Ingenieur- oder Naturwissenschaft) Inhalt raktikumsversuche mit folgenden chwerpunkten: - Fluidförderung - Druck- und Flußratencharakterisierung - Bestimmung der erweilzeitverteilung - Mischen mit statischen Mikromischern - Erzeugung und Charakterisierung von segmentierten Flüssen - Realisierung von konzentrationsabgestuften Fluidsegmentserien Medienformen raktikum Literatur W. Ehrfeld,. Hessel, H. Löwe: Microreactors, Wiley CH 2000; O. Geschke et al. (ed.): Microsystem Engineering of Lab-on-a-chip devices, Wiley-CH 2004; N. Kockmann (ed.): Micro rocess Engineering, Wiley-CH 2006 anerkannte raktikumsprotokolle verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: unbenotet 2429 eite 7 von 81

8 Modul: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Mikrotechnik Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch, auf Nachfrage Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Martin Hoffmann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Gute Kenntnisse der hysik Inhalt flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: unbenotet Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage die Mikrosystemtechnik in die Technologien der Mechatronik und des Maschinenbaus einzuordnen und können selbständig die ystemskalierung eines Mikrosystems ermitteln. ie analysieren und bewerten Fertigungsprozesse und sind in der Lage, einfache rozessabläufe selbst aufzustellen. ie können gegebene Anwendungsbeispiele einordnen und neue Applikationen daraus gezielt ableiten Einsatzgebiete von Mikrosystemen kalierung & Multi-Domänenansatz beim Übergang zum Mikrosystem sowie dominante Effekte in der Mikrotechnik Grundlagen zu Werkstoffen der Mikrosystemtechnik Typische Mikrotechnik-Fertigung am Beispiel eines Drucksensors Wichtige Technologien der Mikrotechnik: Beschichtungsverfahren, Lithografie, trukturierungsverfahren ystemintegration am Beispiel von rojektionsspiegel-arrays (DMD) und Drehratensensor Entwicklung der Mikrosystemtechnik, ystem-kalierung und Auswirkungen auf Bauelemente-Design und Technologie, Werkstoffe, lanartechnik, Dünnschicht-Technik, Mikrolithografie, Aufbau- und erbindungstechnik, Applikationsbeispiele Medienformen räsentation, Tafel, kript bestehend aus den Folien der räsentation Literatur M. Elwenspoek, H.. Jansen "ilicon Micromachining", Cambridge Univ. ress 1998; G. Gerlach, W. Dötzel "Grundlagen der Mikrosystemtechnik", Hanser erlag 1997; W.Menz,.Bley "Mikrosystemtechnik für Ingenieure", CH-erlag Weinheim 1993 verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 8 von 81

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10 ACHTUNG: Fach wird nicht mehr angeboten! Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Modul: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Theoretische Grundlagen der Mikrofluidik Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch, auf Nachfrage Englisch Fachnummer: 6010 Fachverantwortlich: rof. Dr. Erich Runge W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Art der Notengebung: unbenotet Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudenten sollen die Kontinuumsbeschreibung von trömungen sowie deren Besonderheiten und Grenzen bei der Anwendung auf Mikro- und Nanoskalen beherrschen. ie sollen bei gegebenen ystemgeometrien und Antriebskräften die relevanten Gleichungen für den Massen- und Wärmetransport unter Berücksichtigung geeigneter Randbedingungen aufstellen können. Anhand von kalen- und Dimensionsanalysen dieser Gleichungen sollen sie bewerten können, welche Einflussgrößen und damit verbundene Abläufe für einen mikrofluidischen rozessor relevant sind. Mathematische Fähigkeiten und Kenntnisse in Chemie und hysik, wie sie in einem naturwissenschaftlichen oder naturwissenschaftlich geprägten ingenieurstechnischem Bachelorstudium vermittelt werden Theoretische Behandlung von Kräften und ihre kalenabhängigkeit im Mikro- und Nanometerbereich (kapillare, viskose, elektrodynamische und molekulare Kräfte); Grundlagen der Hydrodynamik: - Massenerhaltung (Kontinuitätsgleichung), - Impulsbilanz (Euler- und Navier-tokes Gleichungen), - Energiebilanz (1. Hauptsatz der Thermodynamik); - cher-, Druck- und elektrokinetisch getriebene Mikroströmungen; - Elektroosmose und -phorese; Diffusions-, Mischungs- und hasenseparationsprozesse in Mikrofluiden. Medienformen Tafel, Folien, Beamer räsentation, Handouts Literatur eite 10 von 81

11 Lehrbücher zur Hydrodynamik (z.b. E. Guyon, J.-. Hulin, L. etit: Hydrodynamik, F. White: Fluid Mechanics) für Grundlagen und für Applikationen im Bereich der Mikrofluidik: G.E. Karniadakis, A. Beskok: Micro Flows; pringer, Berlin 2002;. Tabeling: Introduction to Microfluidics. Oxford University ress 2006 verwendet in folgenden tudiengängen Master Technische hysik 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2008 eite 11 von 81

12 Modul: ystementwicklung Modulnummer: 7840 Modulverantwortlich: rof. Dr. Andreas chober Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudenten erhalten einen vertieften Einblick in verschiedene Fächer der ystementwicklung. tudenten mit unterschiedlichen Bachelorabschlüssen wie etwa Elektrotechnik, Medizin- oder Biotechnologie oder technischer hysik nutzen die Auswahl, um sich komplementär zu ihrer jeweiligen orbildung weiter zu entwickeln. Des weiteren soll die Möglichkeit zur individuellen rofilschärfung gegeben werden. orraussetzungen für die Teilnahme eite 12 von 81

13 Modul: ystementwicklung Bionanotechnologie Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Fachnummer: 9143 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas chober W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F An der chnittstelle zwischen der Mikro- und Nanowelt, der chnittstelle auch zwischen belebter und unbelebter Materie, werden moderne Charakterisierungsverfahren (z.b. Elektronenmikroskopie, Kraftmikroskopie) nötig, um von den physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Atome und Moleküle eine Brücke zum erständnis der Funktion von Aminosäuren, roteinen und Zellen zu schlagen. Diese Methoden und ihre Anwendung auf biologisch relevante ysteme werden ebenso erklärt wie die Technologie zur Herstellung von künstlichen Mikro- und Nanostrukturen zur Kopplung an biologische Organismen. Methoden der biochemischen ignalwandlung und Energiegewinnung Ganzheitliche Darstellung der Informationserfassung und ignalwandlung in Biosystemen 2431 Inhalt Organische Nanosysteme in der menschlichen Wahrnehmung Handling und Charakterisierung von roteinen und iren in Mikro- und Nanosystemen Einzelmolekültechniken in der miniaturisierten Biotechnologie ystemtechnische Anforderungen an die Mikrofluidik und sensortechnische oraussetzungen für die Handhabung kleinster Flüssigkeitsmengen Grundlagen und Einsatz ultrmikroskopischer Techniken (EM, TEM, XM) in der Bionanotechnologie Medienformen kript und Arbeitsblätter Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 13 von 81

14 Modul: ystementwicklung Design von Mikrosystemen Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 7409 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Martin Hoffmann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt Art der Notengebung: Gestufte Noten flichtkennz.: Wahlpflichtfach Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 2.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Das Faszinierende an Mikrosystemen ist neben der Miniaturisierung, dass die einzelnen Funktionskomponenten zumeist unterschiedlichen physikalischen Domänen angehören, die miteinander stark verkoppelt sind. Mikrosysteme sind daher nicht einfach nur durch das erkleinern bekannter Makrosysteme zu erreichen: vielmehr ist ein aufwendiger Entwurfs- und Konstruktionsprozess erforderlich, damit die miniaturisierten ysteme die gewünschten Funktionen erfüllen. Ziel der orlesung ist, das erständnis über den Entwurfs- und Konstruktionsprozess von Mikrosystemen zu gewinnen. Dazu gehört die Heranführung an die Funktions- und Konstruktionsprinzipien im Mikrobereich sowie die Erklärung der wichtigsten Designschritte unter dem Aspekt der Mikrotechnik. Darüber hinaus spielt die Modellierung von ystemen eine wichtige Rolle. Insbesondere Netzwerkmodelle unterschiedlicher physikalischer Domänen werden untersucht. erfolgreicher Abschluss von Mikrotechnik 1; vorzugsweise paralleles Hören von "MEM" 2342 Einführung Grundlagen des Entwurfs für die MT Funktionsgruppen und Formelemente Masken und Maskendesign Modellierung von Bauelementen und Einsatz der imulation zur arameter- und rozessoptimierung Modularer Entwurf von Mikrosystemen, Design von chnittstellen unter Berücksichtigung von elektronischen, thermischen, mechanischen, optischen und fluidischen arametern sowie den speziellen Anforderungen bei der Handhabung von Biomolekülen und Zellen Medienformen kript mit allen Folien, die im erlauf der orlesung verwendet werden. Literatur M. Kasper, Mikrosystementwurf - Enwurf und imulation von Mikrosystemen, pringer, D. enturia, Microsystem Design, Kluwer Academic ublishers, 2001 eite 14 von 81

15 verwendet in folgenden tudiengängen Master Mechatronik 2014 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Mechatronik 2008 eite 15 von 81

16 Modul: ystementwicklung Funktionswerkstoffe Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 1365 Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf rüfungsnummer: Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 45 W: 2.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. Das Fach vermittelt 30 % Fachkompetenz, 40 % Methodenkompetenz, 30 % ystemkompetenz. orkenntnisse Grundlagen der Werkstoffwissenschaft Inhalt Dozent: apl. rof. Dr.-Ing. habil. Lothar pieß Inhalt: 1. Einführung: Feinstruktur-Gefüge-Eigenschaftsbeziehung 2. Werkstoffe mit besonderer atomarer und struktureller Ordnung: Einkristalle (Beispiele: i, Quarz) Amorphe Halbleiter Flüssigkristalle Kohlenstoffwerkstoffe ynthetische Metalle (Interkalation) Kristalle unter Druck Festigkeitssteigerung 3. Dünnschichtzustand Keimbildung und Wachstum / trukturzonenmodelle Diffusion / Elektromigration Elektrische, magnetische und optische Eigenschaften 4. Kabel und Leitungen Rundleiter / ektorenleiter Flächenleiter upraleiter Lichtwellenleiter 5. Wandlerwerkstoffe (ensorwerkstoffe) 2172 eite 16 von 81

17 Mechanisch elektrisch Thermisch elektrisch Magnetisch elektrisch Optisch elektrisch Myo elektrisch 6. Werkstoffe der akuumtechnik 7. Grundlagen und Einsatz analytischer und ultramikroskopischer erfahren in der Werkstoffdiagnostik: TEM, REM, AFM/ RTM, XRD Medienformen räsentationsfolien; kript in orbereitung Literatur 1. Werkstoffwissenschaft (hrsg. von W. chatt und H. Worch).- 8. Aufl., - tuttgart: Deutscher erlag für Grundstoffindustrie, chaumburg, H.: Werkstoffe. tuttgart: Teubner, Askeland, D. R.: Materialwissenschaften: Grundlagen, Übungen, Lösungen. Heidelberg; Berlin; Oxford: pektrum, Akad. erlag, Funktionswerkstoffe der Elektrotechnik und Elektronik (hrsg. von K. Nitzsche und H.-J. Ullrich). 2. stark überarb. Aufl. Leipzig; tuttgart: Dt. erlag für Grundstoffindustrie, Bergmann, W.: Werkstofftechnik, Teil 1: Grundlagen. 2., durchges. Aufl. München; Wien: Hanser, Bergmann, W.: Werkstofftechnik, - Teil 2: Anwendung. München; Wien: Hanser, Fasching, G.: Werkstoffe für die Elektrotechnik: Mikrophysik, truktur, Eigenschaften. 3., verb. und erw. Aufl. Wien; York: pringer, Göbel, W.; Ziegler, Ch.: Einführung in die Materialwissenschaften: physikalisch-chemische Grundlagen und Anwendungen. tuttgart; Leipzig: Teubner, Hilleringmann, U.: ilizium- Halbleitertechnologie.- 3. Aufl.: tuttgart, Leipzig, Wiesbaden: B.G. Teubner, Magnettechnik. Grundlagen und Anwendungen (hrsg. von L. Michalowsky). 2., verb. Aufl. Leipzig; Köln: Fachbuchverl., 1995 verwendet in folgenden tudiengängen Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 ertiefung ET Master Werkstoffwissenschaft 2011 Master Werkstoffwissenschaft 2010 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Werkstoffwissenschaft 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2015 ertiefung ET eite 17 von 81

18 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET eite 18 von 81

19 Modul: ystementwicklung Integrierte Optik und Mikrooptik Fachabschluss: rüfungsleistung prache: Deutsch, auf Nachfrage Englisch Fachnummer: 879 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. tefan inzinger W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Gute Mathematik und hysik Grundkenntnisse Inhalt Medienformen Daten-rojektion, Tafel Folienzusammenstellung Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden verfügen über fundierte Kenntnisse der Wellenausbreitung und skalaren Beugungstheorie. ie sind in der Lage die Wirkungsweise mikrooptischer und beugungsoptischer Bauelemente zu verstehen. ie analysieren und bewerten mikrooptische Bauelemente und ysteme im Hinblick auf ihre Funktionalität und Anwendungsmöglichkeiten. ie sind fähig mikro-, beugungs-, und wellenleiteroptische Bauelemente zu synthetisieren und in optischen ystemen gezielt zum Einsatz zu bringen. Integrierte Wellenleiteroptik, Lichtausbreitung in homogenen und inhomogenen Medien; Freiraum-Mikrooptik, refraktive und diffraktive Mikrooptik, pezielle räparationsmethoden und Herstellungstechnologien für mikrooptische Bauelemente und ysteme, Bauelemente, Anwendungen Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 68 W: 2.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: 2332 A. Ghatak, K. Thyagarajan: Introduction to fiber optics, Cambridge University ress, B. aleh, M. Teich: Fundamentals of hotonics, Wiley Interscience, t. inzinger, J. Jahns: Microoptics, Wiley-CH, 2003 verwendet in folgenden tudiengängen Master Mechatronik 2014 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 eite 19 von 81

20 Bachelor Optronik 2008 Master Mechatronik 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 20 von 81

21 Modul: ystementwicklung Mikroaktorik Fachabschluss: rüfungsleistung prache: Deutsch Fachnummer: min rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Martin Hoffmann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden beherrschen die Methodik des Entwurfs stark miniaturisierter Antriebssysteme. ie kennen wichtige Entwurfswerkzeuge. ie sind mit der innovativen Umsetzung klassischer Antriebsprinzipe, der Anwendung neuer Effekte und Werkstoffe und der Umsetzung biologischer rinzipien vertraut. ie können die or- und Nachteile der verschiedenen Mikroaktor-rinzipien beurteilen und geeignete Aktoren für bestimmte Anwendungen auswählen. In der Übung erlangen die tudierenden Kenntnisse in der Auslegung und Berechnung von Mikroaktorsystemen. orkenntnisse Kenntnisse von Werkstoffen und Technologien der Mikrosystemtechnik, der Entwurfsmethodik mechatronischer ysteme, Mikrotechnik I Inhalt Der Weg vom Makro- zum Mikroantrieb: Grenzen der Makroaktorik om drehenden zum linearen Antrieb Mikroantriebskonzepte elektromagnetische Antriebe Magnetostriktion elektrostatische Aktoren iezoaktoren thermische Mikroaktoren Formgedächtnis-Aktoren Applikationsbeispiele aus Forschung und Anwendung Ansteuerverfahren der Mikroantriebe Medienformen räsentation, kript der räsentationsfolien, Tafelarbeit Literatur Art der Notengebung: Gestufte Noten flichtkennz.: Wahlpflichtfach Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 68 W: 2.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: 2342 G. Gerlach, W. Dötzel: Einführung in die Mikrosystemtechnik, Hanser-erlag 2006 U. Hilleringmann: Mikrosystemtechnik, Teubner 2006 M. Tabib-Azar: Microactuators, Kluwer Academic ublishers, 1998 eite 21 von 81

22 verwendet in folgenden tudiengängen Master Mechatronik 2014 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Mechatronik 2008 eite 22 von 81

23 Modul: ystementwicklung Mikro- und Nanosystemtechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 1456 Fachverantwortlich: rof. Dr. Ivo Rangelow rüfungsnummer: Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudenten erwerben einen Überblick über die Grundlagen der Mikro- und Nanosystemtechnik, ihre Komponenten und Technologien. ie werden befähigt, sie einzusetzen und zu entwerfen. orkenntnisse Teilnahme an der L Mikro- und Nanosensorik Inhalt - Einführung in die ensorik; - Wandlerprinzipien; - Anforderungen der Mikro- und Nanosystemtechnik an die Materialeigenschaften und Materialwahl in der Mikro- und Nanosystemtechnik; - ystemtechnische Anforderungen an Herstellungsverfahren für ensoren und Einsatz spezieller erfahren zur Realisierung miniaturisierter Transducer; - pezielle ensoren und ihr Einsatz in der Mikro- und Nanosystemtechnik: Temperatur-, Druck, Beschleunigungssensoren, piezoelektrischen ensoren, magnetischen ensoren, optischen ensoren, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Gassensoren, chemischen ensoren und Biosensoren Medienformen Overheadprojektor, Beamer, Tafel Literatur G. Gerlach, W. ötzel: Grundlagen der Mikrosystemtechnik, Hanser erlag München, 1997 B. Heimann, W. Gerth, K. opp: Mechatronik; Hanser erlag München, E. Lyschevski: Nano- and micromechanical systems, CRC ress, 2005 T. Heimer, M. Werner: Die Zukunft der Mikrosystemtechnik, Wiley-CH, 2006 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2143 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 eite 23 von 81

24 eite 24 von 81

25 Modul: ystementwicklung Nano- und Lasermesstechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 413 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Eberhard Manske W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden überblicken die Messprinzipien, Messverfahren und Messgeräte der Nanometer-Längen- und - Oberflächenmesstechnik hinsichtlich Aufbau, Funktion und Eigenschaften der Geräte und erfahren, mathematischer Beschreibung als Grundlage der Messunsicherheitsanalyse, Anwendungsbereiche und Kosten. Die tudierenden können in bestehenden Messanordnungen die eingesetzten rinzipien erkennen und entsprechend bewerten. Die tudierenden sind fähig, entsprechende Messaufgaben in der Nano- und Lasermesstechnik zu analysieren, geeignete, insbesondere moderne laserbasierte Messverfahren zur Lösung der Messaufgaben auszuwählen und anhand des Unsicherheitsbudgets die messtechnischen Eigenschaften zu bewerten. Mit der Lehrveranstaltung erwerben die tudierenden zu etwa 60% Fachkompetenz. Die verbleibenden 40% verteilen sich mit variierenden Anteilen auf Methoden-, ystem- und ozialkompetenz. Im raktikum arbeiten die tudierenden selbständig und systematisch an den raktikumsaufgaben und nutzen in der orbereitungsphase Möglichkeiten zur Konsultation bei den raktikumsassistenten oder die studentische horizontale (matrikelinterne) oder vertikale (matrikelübergreifende) Kommunikation um ergänzende Informationen über die messtechnischen Zusammenhänge in den ersuchen zu erhalten. ozialkompetenz erwächst aus praktischen Beispielen in den Lehrveranstaltungen und der gemeinsamen Laborarbeit. orkenntnisse Bachelor einer technischen oder naturwissenschaftlichen Fachrichtung Inhalt Funktion und Einsatz von laserinterferometrischen ensoren in der räzisionsmesstechnik, Laserlichtquellen, He-Ne-Laser, erstärkungskurve, tabilisierung, Interferometerklassierung, Homodyn- und Heterodyn-Interferometer, ystem interferenzoptischer ensoren, Design und messtechnische Anwendung von Miniatur-Interferometern, integriert-optische Interferometer, olarisationsoptische Interferometer, lanspiegel-interferometer, 3D-Messung und - ositionierung, Nanomessmaschine, Grundlagen der Oberflächenmesssysteme, Autofocus, Laserlichtschnitt, Aufbau und Funktion von TM / AFM, AFM mit 3D-Interferometermesssystem. Medienformen Nutzung *.ppt oder Folien je nach Raumausstattung; Literatur Aktuelles Literaturverzeichnis ist Bestandteil der Arbeitsblätter Art der Notengebung: Gestufte Noten flichtkennz.: Wahlpflichtfach Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: 2373 eite 25 von 81

26 tm - Technisches Messen ol. 76, No. 5, 05/2009 International Conference on recision Measurement (ICM2008) art 1: Nanomeasuring and Nanopositioning Technology Tilo feifer. Fertigungsmeßtechnik. Oldenburg IBN Nanoscale Calibration, tandards and Methods - Dimensional and Related Measurements in the Micro- and Nanometer Range; Wiley-HC erlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Edition: Wilkening, Günter; Koenders, Ludger; 2005 IBN X K. Hasche, W. Mirande, G. Wilkening (Eds.)2001TB-F-39: roceedings of the 4th eminar on Quantitative Microscopy QM 2000 Wirtschaftsverlag NW IBN X Th. Kleine-Besten 2001 TB-F-41: Messung dreidimensionaler Mikrostrukturen Wirtschaftsverlag NW IBN verwendet in folgenden tudiengängen Master Mechatronik 2014 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Optische ystemtechnik/optronik 2014 Master Mechatronik 2008 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Master Optronik 2010 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Optronik 2008 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 eite 26 von 81

27 Modul: ystementwicklung rozessmess- und ensortechnik MNT Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 5989 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Thomas Fröhlich Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden können sich in der metrologischen Begriffswelt bewegen und kennen die mit der Metrologie verbundenen Wechselwirkungen in Wirtschaft und Gesellschaft. Im Gebiet der Mess- und Automatisierungstechnik überblicken die tudierenden die Messverfahren der Längenmesstechnik, pannungs-, Dehnungs- und Kraftmesstechnik, Trägheitsmesstechnik, Druckmesstechnik, Durchflussmesstechnik und Temperaturmesstechnik hinsichtlich ihrer Funktion, Eigenschaften, mathematischen Beschreibung für statisches und dynamisches erhalten, Anwendungsbereich und Kosten. Die tudierenden können in bestehenden Messanordnungen die eingesetzten rinzipien erkennen und bewerten. Die tudierenden sind fähig, Aufgaben der elektrischen Messung nichtelektrischer Größen zu analysieren, geeignete Messverfahren zur Lösung der Messaufgaben auszuwählen, Quellen von Messabweichungen zu erkennen und den Weg der Ermittlung der Messunsicherheit mathematisch zu formulieren und bis zum vollständigen Messergebnis zu gehen. Mit der Lehrveranstaltung erwerben die tudierenden zu etwa 60% Fachkompetenz. Die verbleibenden 40% verteilen sich mit variierenden Anteilen auf Methoden- und ystemkompetenz. ozialkompetenz erwächst aus praktischen Beispielen in den Lehrveranstaltungen, der gemeinsamen roblemlösung im eminar und der gemeinsamen Laborarbeit. orkenntnisse Bachelor einer technischen oder naturwissenschaftlichen Fachrichtung Inhalt Messtechnische Grundbegriffe, I-Einheiten, Fehlerrechnung und Ermittlung der Messunsicherheit nach dem GUM "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement" /DIN EN_13005, Bauelemente und ysteme der rozessmesstechnik zur elektrischen Messung nichtelektrischer Größen (Länge, Dehnung und mechanische pannungen, Kraft, Beschleunigung/Geschwindigkeit/Weg, Druck, Durchfluss und Temperatur). Medienformen Laptop mit räsentationssoftware, Overheadprojektor, Lehrmaterialien: numerierte Arbeitsblätter mit Erläuterungen und Definitionen, kizzen der Messprinzipien- und Geräte, Operativer universitätsinterner Downloadbereich mit variablem Inhalt. Literatur Die Lehrmaterialien enthalten ein aktuelles Literaturverzeichnis. 1. Internationales Wörterbuch der Metrologie. Intternational ocabulary of Basic and General Terms in Metrology. DIN. IBN DIN EN Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen 2372 eite 27 von 81

28 3. Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau. pringer. IBN: verwendet in folgenden tudiengängen Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 28 von 81

29 Modul: ystementwicklung Regelungs- und ystemtechnik 2 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 7623 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Johann Reger Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2213 Basierend auf der Zustandsraummethodik können die tudierenden die Zustandsgleichung eines linearen ystems lösen. Die tudierenden lernen die wichtigsten Eigenschaften linearer ysteme im Zustandsraum, wie tabilität, teuerbarkeit und Beobachtbarkeit, kennen und beurteilen. Die tudierenden können ysteme in den gebräuchlichen Normalformen beschreiben, um Zustandsregler und Beobachter auf einfache Weise zu entwerfen. Die tudierenden sind in der Lage, Zustandsregler auf verschiedenen Wegen sowohl für Eingrößen- als auch für Mehrgrößensysteme zu entwerfen. Die tudierenden sind sich über Eigenheiten von zeitdiskreten ystemen sowie von Mehrgrößensystemen bewußt und verstehen diese beim Reglerentwurf zu nutzen. Die tudierenden lernen erweiterte Regelkreisarchitekturen kennen und bemessen. orkenntnisse Abgeschlossene Fächer Mathematik 1-3, hysik 1-2, Regelungs- und ystemtechnik und Modul Informatik Inhalt Beschreibung linearer zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Mehrgrößensysteme im Zustandsraum Analyse von dynamischem ystemverhalten und tabilität teuerbarkeit und Erreichbarkeit Normalformen und Ähnlichkeitstransformationen Zustandsbasierte erfahren zum Reglerentwurf Inversionsbasierter Entwurf von Folgeregelungen Beobachtbarkeit und Rekonstruierbarkeit Luenberger-Beobachter und eparationsprinzip Besonderkeiten im Zeitdiskreten Besonderkeiten im Mehrgrößenfall Erweiterte Regelkreisarchitekturen Medienformen Tafel, Beiblätter, C-Unterstützung eite 29 von 81

30 Literatur Adolf Glattfelder, Walter chaufelberger, Lineare Regelsysteme, vdf-hochschulverlag, Zürich, 1997 Thomas Kailath, Linear ystems, rentice Hall, 1980 Günter Ludyk, Theoretische Regelungstechnik 1/2, pringer, 1995 Jan Lunze, Regelungstechnik 1/2. pringer, 2001 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 30 von 81

31 Modul: ystementwicklung pezielle robleme der Nanostrukturtechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 6002 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, Anforderungen an Nanostrukturen zu analysieren, die speziellen Technologien zur Herstellung von Nanostrukturen zu bewerten, auszuwählen und problemgerechte Einsatzeintscheidungen zu Technologien und Methoden im ystemzusammenhang zu treffen. orkenntnisse Bachelor-Abschluß in Ingenieur- oder Naturwissenschaft Inhalt Das Lehrgebiet im 2. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: Bildung von Mikro- und Nanostrukturen in natürlichen und technischen ystemen, spezifische or- und Nachteile molekularer trategien in der Nanostrukturtechnik; bottom-up- trategie; top-down-trategie; molekulare Konstruktionsmodule; koordinationschemische Wege; Makrozyklen; supermolekulare Chemie; disperse ysteme und Grenzflächen; Amphiphile; molekulare elbstorganisation; Mono- und Multifilme; DNA-Konstruktionstechnik; erbindung von Molekularen Techniken mit der lanartechnik Medienformen orlesungen, Folien, Beamer Literatur F. ögtle: upramolekulare Chemie (Teubner); 1997 M. Köhler: Nanotechnologie (Wiley-CH), 2001 H.-D. Dörfler: Grenzflächen- und Kolloidchemie (Wiley-CH) 2001 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2429 eite 31 von 81

32 verwendet in folgenden tudiengängen Master Technische hysik 2008 Master Technische hysik 2011 Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 32 von 81

33 Modul: ystementwicklung Theoretische Biophysik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: deutsch Fachnummer: 7369 Fachverantwortlich: Dr. Wichard Beenken W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse tatistische hysik, Bacholor-Niveau Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden erlangen erständnis für die physikalischen Grundlagen der vielfältigen Lebensprozesse auf molekularer, zellulärer und histologischer Ebene. ie werden befähigt physikalisch geprägte theoretische Modelle für Biosysteme zu entwickeln und am Computer zu simulieren. truktur: Biomembranen, roteinfaltung, elbstorganisation, Ionenkanäle; Dynamik: Elektrische Reizleitung; rotonen- und Ionenpumpen; Rekations-Diffusions-ysteme; Molekulare Motoren; Kollektive ynchronisation in innesorganen; roteindynamik; Quantenbiologie: hotosynthese, Elektronentransferketten 2421 Medienformen vorwiegend Tafel, auch Beamer-räsentationen und Handouts Literatur R. Cotterill: Biophysik Eine Einführung (Wiley-CH); T. icsek: Fluctuations and scaling in biology (Oxford); H. Flyvbjerg, F. Jülicher,. Ormos, F. David (eds.): hysics of bio-molecules and cells (Les Houches ession LXX, ED ciences Les Ulis & pringer) verwendet in folgenden tudiengängen Master Technische hysik 2008 Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2013 ertiefung AM Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Technische hysik 2013 eite 33 von 81

34 Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2008 Master Technische hysik 2011 eite 34 von 81

35 Modul: ystementwicklung Werkstoffe der Mikro- und Nanotechnologie Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 6956 Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf rüfungsnummer: Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe im Mikro- und Nanometerbereich aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. Das Fach vermittelt Fach-, Methoden- und ystemkompetenz. orkenntnisse BA WW Inhalt Werkstoffe der Mikro- und Nanotechnologie 1. Einführung 2. Dünnschichtzustand, chichtbildung und Transportvorgänge in dünnen chichten 2.1. Elementarprozesse beim chichtaufbau 2.2. Epitaxie / upergitter 2.3. Diffusion 2.4. Elektromigration 2.5. pezielle funktionale Eigenschaften dünner chichten 3. Werkstoffe im mesoskopischen Zustand 3.1. Definition 3.2. Quanteninterferenz 3.3. Anwendungen 4. Flüssigkristalle 4.1. Definition 4.2. trukturen thermotroper Flüssigkristalle 4.3. Dynamische treuung und Anwendungen 5. Kohlenstoff-Werkstoffe 5.1. Modifikationen des Kohlenstoff 5.2. Interkalation des Graphit 5.3. Fullerene 5.4. Nanotubes 6. Gradientenwerkstoffe 6.1. Gradierung durch Diffusion 6.2. Gradierung durch Ionenimplantation 2172 eite 35 von 81

36 7. erhalten und Behandlung der Werkstoffe in den Basistechnologien der Mikro- und Nanotechnik 7.1. Lithografie 7.2. Anisotropes Ätzen 7.3. Beschichten 7.4. LIGA-Technik 7.5. Aufbau- und erbindungstechnik Die orlesung wird durch ein raktikum begleitet. Medienformen orlesungsskript, owerpoint, Computer Demo, pezialliteratur, raktikum Literatur 1. Werkstoffwissenschaft / herausg. von W. chatt; H. Worch /. - 8., neu bearb. Aufl. Weinheim: Wiley- CH erlag, Menz, W.; Mohr, J.; aul, O.: Mikrosystemtechnik für Ingenieure. 3., vollst. überarb. und erw. Aufl. Weinheim: Wiley- CH, Grundlagen der Mikrosystemtechnik: Lehr- und Fachbuch / herausg. von G. Gerlach; W. Dötzel /. München; Wien; Hanser, ensorik: Handbuch für raxis und Wissenschaft /herausg, von H.- R. Tränkler; E. Obermeier /. Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; London; Mailand; aris; ingapur; Tokio: pringer, Mikrosytemtechnik / herausg. von W.-J. Fischer /.- 1. Aufl., - Würzburg: ogel, chaumburg, H.: ensoren / herausg. von H, chaumburg /. tuttgart: Teubner, Frühauf, J.: Werkstoffe der Mikrotechnik; 1. Auflage, Hanser erlag Mescheder, U.: Mikrosystemtechnik; 2. Auflage, Teubner-erlag, 2004 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009 Master Werkstoffwissenschaft 2010 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 Master Werkstoffwissenschaft 2013 Master Werkstoffwissenschaft 2011 eite 36 von 81

37 Modul: oft kills 1 Modulnummer: 7842 Modulverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler Modulabschluss: Lernergebnisse Die tudierenden erweitern ihre Allgemeinbildung im Bereich technischer und naturwissenschaftlicher achverhalte, insbesondere bezüglich wichtiger fachübergreifender Inhalte. ie erwerben Hintergrundwissen, das sie befähigt grundlegende und wichtige aktuelle robleme auf dem Gebiet der Naturwissenschaft und Technik in große Zusammenhänge einzuordnen und auch gegenüber Nichfachleuten sachgerecht zu disktutieren. orraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenes Ingenieur- oder naturwissenschaftliches Bachelorstudium rüfung oder Leistungsnachweis eite 37 von 81

38 Modul: oft kills 1 oftskills 1 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Fachnummer: 7842 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael Köhler W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus: Leistungspunkte: 2 Workload (h): 60 Anteil elbststudium (h): 38 W: 2.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2429 orkenntnisse Inhalt Medienformen Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 38 von 81

39 Modul: Angewandte Biochemie(Jena) Modulnummer: 7848 Modulverantwortlich: rof. Dr.. pangenberg Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden erlangen ein grundlegendes erständnis zur stofflichen Zusammensetzung von Zellen, für das Ablaufen biochemischer rozesse, für Regulationsvorgänge und zu deren Bedeutung für die Biotechnologie sowie die medizinische Diagnostik und Therapie. ie sind in der Lage, pathologische Entgleisungen von toffwechselvorgängen auf der molekularen Ebene zu verstehen und zu erklären, sowie daraus Ansätze für die biotechnische Einflussnahme auf toffwechselprozesse, auf deren Diagnostik und therapeutische Maßnahmen abzuleiten. orraussetzungen für die Teilnahme eite 39 von 81

40 Modul: Angewandte Biochemie(Jena) Angewandte Biochemie(Jena) Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus: Fachnummer: 7849 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr.. pangenberg Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 112 W: 6.0 Keine Zuordnung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden erlangen ein grundlegendes erständnis zur stofflichen Zusammensetzung von Zellen, für das Ablaufen bio-chemischer rozesse, für Regulationsvorgänge und zu deren Bedeutung für die Biotechnologie sowie die medizinische Diagnostik und Therapie. ie sind in der Lage, pathologische Entgleisungen von toffwechselvorgängen auf der molekularen Ebene zu verstehen und zu erklären, sowie daraus Ansätze für die biotechnische Einflussnahme auf toffwechselprozesse, auf deren Diagnostik und therapeutische Maßnahmen abzuleiten. orkenntnisse Biologische und biochemische Grundkenntnisse aus dem chulunterricht der Gymnasialstufe Inhalt orlesung: 1. truktur und Funktion von Biomakromolekülen roteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren 2. erdauung und Resorption im Gastrointestinaltrakt 3. Intermediärstoffwechsel Methoden der Erforschung, ausgewählte Beispiele, Koordinierung des Intermediärstoffwechsels, Aspekte des Organstoffwechsels 4. Biochemische Aspekte zum Blut Gerinnung und Fibrinolyse, plasmatische und zelluläre Faktoren, törungen der Gerinnung und Fibrinolyse 5. Molekulare Immunologie zelluläres und humorales Immunsystem, Antigene, Antikörper 6. Organische Moleküle für die ignalübertragung und zelluläre Kommunikation Hormone, Hormonbestimmungen, Hormonwirkungsweisen, ausgewählte Beispiele der Hormonwirkung, Neurotransmission 7. ausgewählte Beispiele rekombinanter rodukte - Krankheitsbild: Diabetes mellitus (Medikamente erster Ordnung: Insulin, Medikamente zweiter Ordnung: Insulinmuteine, Medikamente dritter Ordnung: Gentherapie von Diabetes mellitus), Krankheitsbild: Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Medikamente erster Ordnung: ta, Medikamente zweiter Ordnung: Muteine des ta, Medikamente dritter Ordnung: Gentherapie von Herz-Kreislauf- Erkrankungen) 8. ausgewählte Beispiele der biochemischen harmakologie (harmakokinetik-adme und harmakodynamik, Formulierung von Medikamenten und ich re Applikationswege) raktikum: 7 ersuchstage à 4 Lehrstunden 1. Einführung, ipettierübungen mit automatischen ipetten, Anwendung der ipettenkalibrierungssoftware icaso 2. roteinbestimmungen (Biuret und BRADFORD hilosophie einer quantitativen Bestimmung, ensitivität, erdünnung, Wiederfindung). Niederdruckchromatographie (Ionenaustauschchromatographie eines roteingemisches, Identifizierung der Gemischkomponenten durch Chromatographie der Einzelkomponenten) 3. D-AGE (Minigelelektrophorese, Aufbau der Geräte, Gelgießen von 4 unterschiedlich vernetzten Gelen, roteinauftragung, Elektrophorese, Fixierung, Färbung, Entfärbung, Einscannen des Gels und Auswertung der Ergebnisse, Erstellung von lots zur Bestimmung des Molekulargewichtes von roteinen) eite 40 von 81

41 4. Enzymanalytik 1 (einfacher optischer Test, Bestimmung des Extinktionskoeffizienten von NADH + H+, quantitative yruvatbestimmung mit Lactatdehydrogenase, Bestimmung des ph-optimums der Lactatdehydrogenase) 5. Enzymanalytik 2 (chromogenes ubstrat, Arbeiten mit multiwell-latten und Reader, BANA- Hydrolyse durch Trypsin) 6. Durchflußzytometrie (Demonstrationssoftware des Herstellers, orführung der Differenzierung von Lymphozyten Helfer-T- Zellen und zytotoxische T-Zellen) Medienformen Abbildungen der orlesung und ersuchsanleitungen zum raktikum als DF-Dateien im Intranet der FH Literatur Koolmann et al., Taschenatlas der Biochemie, Thieme erlag tuttgart Lüllmann et al., Taschenatlas der harmakologie, Thieme erlag tuttgart chmid, Taschenatlas der Biotechnologie und Gen-technik, Thieme erlag tuttgart verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 41 von 81

42 Modul: Instrumentelle Analytik(Jena) Modulnummer: 7844 Modulverantwortlich: rof. Dr. K.-H. Feller Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden erlangen einen umfassenden Überblick über die für die miniaturisierte Biotechnologie relevanten Methoden und Geräte der instrumentellen Analytik. ie sind in der Lage, analytische robleme zu identifizieren, die zu ihrer Lösung geeigneten Methoden und Messinstrumente auszuwählen und anzuwenden. ie haben die Fähigkeit, die dabei gewonnenen Messdaten für die qualitative und quantitative Bestimmung stofflicher Zusammensetzungen zu nutzen und die ermittelten analytischen Informationen in ihrer Bedeutung für die Biotechnologie zu bewerten sowie system- und signalanalytische Fragestellungen zu bearbeiten. orraussetzungen für die Teilnahme eite 42 von 81

43 Modul: Instrumentelle Analytik(Jena) Bildgebende erfahren(jena) Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch und Englisch flichtkennz.: flichtfach Turnus: Fachnummer: 7845 Fachverantwortlich: rof. Dr. K.-H. Feller rüfungsnummer: Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 98 W: 2.0 Keine Zuordnung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen die erfahrensweise bei bildgebenden erfahren in der instrumentellen Analytik und in der rozesskontrolle in der miniaturisierten Biotechnologie. ie sind mit dem Aufbau und der Funktionsweise der einzelnen ystemkomponenten vertraut und sind in der Lage, entsprechende optische Messanordnungen problemgerecht zu konfigurieren und eine optimale Datenaufnahme und -verarbeitung zu erreichen. ie können die für die jeweilige Aufgabe günstigsten Aufnahme- und ignalübertragungsverfahren ermitteln und einsetzen und sind speziell mit faseroptischen ystemlösungen vertraut. ie sind insbesondere in der Lage, Bildauflösung und Zeitregime an die jeweiligen technischen Anforderungen, vor allem der mikrofluidischen und mikroreaktionstechnischen Bedingungen auf der einen und der physiologischen Bedingungen auf der anderen eite anzupassen und anhand der Bildanalyse die biotechnisch und prozesstechnisch relevanten Daten in optimaler Frequenz und Ortsauflösung zu gewinnen. orkenntnisse Grundlagen Elektrotechnik im BA-tudium Inhalt bildgebende erfahren und Auswerteverfahren zur Datenaufnahme in der Mikro-Biotechnologie Medienformen kript, owerpointpräsentation Literatur K. Ewen: Moderne Bildgebung, Thieme, 2003, W. Gerhartz: Imaging and Information torage Technology, Weinheim 1992 verwendet in folgenden tudiengängen Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 43 von 81