Detail předmětu

Bioinženýrství II

FCH-MC_BIO2Ak. rok: 2022/2023

Cílem předmětu Bioinženýrství II je poskytnout studentům přehled o průmyslovém zpracování a výrobních postupů používaných v biochemickém inženýrství, průmyslové mikrobiologii, biotechnologii a biomedicínských technologiích. Studenti pochopí základní procesy používané v biochemických procesech, jako je měření rozpuštěného kyslíku, aerace, míchání, fermentace, buněčný růst v kultuře. Dále budou studenti seznámeni pokročilými kultivačními technikami jako jsou membránové reaktory, imobilizované systémy, se specifickými kultivačními nároky buněčných kultur atd. Důležitou součástí přednášek jsou downstream procesy - isolace a purifikace produktu. V závěru kurzu budou studenti seznámeni se základními poznatky z tkáňového inženýrství a nanobiotechnologií.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie potravin a biotechnologií (ÚCHPBT)

Výsledky učení předmětu

Studenti pochopí význam bioinženýrství a důležitost základních operací, které jsou spojené s kultivacemi mikroorganismů a buněnčných kultur. Dále budou schopni popsat význam transportních systémů a tkáňového inženýrství z pohledu bioinženýství.

Prerekvizity

Bez omezení

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně, Cvičení - 1 vyučovací hodina týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle a aplikace Teams.

Způsob a kritéria hodnocení

V průběhu semestru a na konci semestru posluchači absolvují písemný test z výpočtů. Podmínkou zápočtu je získání min. 60 % bodů . Posluchači, kteří nesplní uvedený požadavek mohou test absolvovat ve dvou náhradních termínech ve zkouškovém období.

Podmínky absolvování zkoušky:
1) zápočet (písemný test po absolvování všech cvičení, nutné získat alespoň 60 % bodů), získaní zápočtu je nutnou podmínkou pro možnost zůčasnit se zkoušky.
2) písemná zkouška (pro úspěšné složení zkoušky je nutné z testu získat alespoň 60 % bodů). V případě potřeby bude možnost ústního dozkoušení.

Osnovy výuky

V rámci předmětu budou studenti seznámeni s inženýrskými aspekty biotechnologických a biochemických procesů a to na úrovní přípravné fáze procesu (up-stream), kultivace i isolace a zpracování produktu (down-stream). Pozornost bude zaměřena na aktuální a nové trendy v oblasti biotechnologií a bioinženýrství, jako je využití moderních kultivačních technik (membránové bioreaktory, imobilizované systémy atd.). V neposlední řadě budou studenti seznámeni s novými trendy v oblasti tkáňového inženýrství a nanobiotechnologií. Cílem předmětu Bioinženýrství II je poskytnout studentům přehled o průmyslovém zpracování a výrobních postupů používaných v biochemickém inženýrství, průmyslové mikrobiologii, biotechnologii a biomedicínských technologiích. Studenti pochopí základní procesy používané v biochemických procesech, jako je měření rozpuštěného kyslíku, aerace, míchání, fermentace, buněčný růst v kultuře. Dále budou studenti seznámeni pokročilými kultivačními technikami jako jsou membránové reaktory, imobilizované systémy, se specifickými kultivačními nároky buněčných kultur atd. Důležitou součástí přednášek jsou downstream procesy – isolace a purifikace produktu. V závěru kurzu budou studenti seznámeni se základními poznatky z tkáňového inženýrství a nanobiotechnologií.

1. Úvod do předmětu, konstrukce bioreaktoru
2. Základní procesy a parametry při submerzní kultivaci
3. Pokročilé kultivační zařízení a bioprocesy
4. Imobilizované systémy
5. Membránové bioreaktory
6. Kultivace tkáňových a rostlinných kultur
7. Měření a regulace v bioreaktorech
8. Pokročilé down-stream procesy
9. Isolace a purifikace proteinů a dalších biopolymerů
10. Isolace nízkomolekulárních metabolitů
11. Pokročilé transportní systémy v bioinženýrství
12. Tkáňové inženýrství
13. Nanobiotechnologie

Učební cíle

Cílem předmětu je umožnit studentům porozumět inženýrským principům používaným v biotechnologiích, v chemickém inženýrství a v biomedicínských technologiích. Předmět je zaměřen na praktické přístupy používané v bioinženýrství.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přenáškách není povinná ale doporučuje se. V seminářich jsou probírány modelové příklady výpočtů z přednášek - účast je povinná.

Základní literatura

Kaštánek F.: Bioinženýrství, Academia, 2001 (CS)
Šebek J.: Buněčné kultury v medicíně, Galén, 2018. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program NPCP_CHMA magisterský navazující
specializace BF , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
specializace CHBL , 2 ročník, zimní semestr, povinný
Program NKCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NKCP_CHTP magisterský navazující
obor NKCO_CHTP , 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_CHTP magisterský navazující
obor NPCO_CHTP , 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_PCHBT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný