čeština

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat základní principy senzorů
- vysvětlit pojem biosenzor včetně jeho aplikace v medicíně, životním prostředí či potravinářském průmyslu
- vysvětlit způsoby vytváření biorekogničních vrstev včetně principů imobilizace
- popsat konstrukci biosenzoru pro stanovení vybraných analytů
- vysvětlit využití nanomateriálů v biosenzorech

Jsou požadovány základní znalosti chemie, biologie a elektrochemie.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu, která je k dispozici na e-learningu.
Přednáška je ukončena ústní zkouškou.
Praktické cvičení je ukončeno testem.

Přednášky:
1. Úvod a historie biosenzorů, rozdělení, využití. Charakteristiky biosenzorů.
2. Úvod do elektroniky.
3. Elektrochemické biosenzory – úvod, typy elektrod, dvou a víceelektrodová zapojení.
Ampérometrické měření kyslíku, peroxidu vodíku a NADH, oxidázy a dehydrogenázy
4. Mediátory přenosu elektronů. Potenciometrické biosenzory, ISFET, LAPS, voltametrické
techniky.
5. Konduktometrické biosenzory a měření impedance.
6. Kalorimetrické biosenzory a piezoelektrické biosenzory.
7. Optické biosenzory – přímé a nepřímé principy měření; spektrofotometrie, luminiscence,
optická vlákna, SPR technika.
8. Enzymové biosenzory, buněčné biosenzory.
9. Afinitní biosenzory - imunosenzory a hybridizace nukleových kyselin.
10. Metody imobilizace biomolekul – membránové techniky, elektropolymerace, aktivace
povrchů, kovalentní imobilizace.
11. Nanočástice a nanostrukturované povrchy v biosenzorech.
12. Výroba a miniaturizace senzorů. Sítotisk, litografie, biočipy.
13. Základy mikrofluidiky, lab-on-chip, komerční biosenzory.

Praktická cvičení:
1. Měření bioafinitních interakcí pomocí impedančního převodníku
2. Měření měrné vodivosti a pH
3. Měření množství kyslíku pomocí Clarkovy kyslíkové elektrody
4. Elektrochemické stanovení koncentrace těžkých kovů v roztocích
5. Elektrochemické stanovení glukózy a kyseliny askorbové uhlíkovou elektrodou
6. Amperometrické stanovení glukózy pomocí enzymatického biosenzoru
7. Zápočtový test

Cílem předmětu je seznámit posluchače s přípravou senzorů a základními principy chemických sensorů a biosenzorů. Student získá také obecný přehled o využití těchto senzorů např. v medicíně, biologii, potravinářství aj.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Drbohlavová, J.; Fohlerová, Z.: Elektronika a biosenzory, Vysoké učení technické v Brně, Brno 2015
Skládal, P.: Biosensory, Masarykova univerzita, Brno 2002 (CS)