Βιοφυσική και Νανοτεχνολογία

Βιοφυσική και Νανοτεχνολογία (9ο Εξ / Επιλογής / Κωδ.Μηχ. 126).

Περιλαμβάνει 3 ώρες θεωρίας και 2 ώρες εργαστηριακών ασκήσεων ανά εβδομάδα.

Διδάσκοντες θεωρίας: Μιχάλης Καρπούζας

Διδάσκοντες εργαστηρίου: Μιχάλης Καρπούζας

Αντικείμενο μαθήματος: Τεχνικές Βιοφυσικής/Φυσικής Βιοχημείας που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση βιομορίων (πρωτεϊνών, DNA, RNA) και στη Νανοτεχνολογία οπως κρυσταλλογραφία, NMR, σκέδαση ακτινοβολίας, προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής, θερμιδομετρία κλπ. Το μάθημα είναι συμπληρωματικό του μαθήματος “Μοριακή Αναγνώριση” (κ. Ηλιόπουλος) και έχει παρόμοιο τρόπο εξετάσεων.

Παραδόσεις/Εργαστήρια: (ήμερα/ώρα θα καθορισθεί σε συνεννόηση με τους φοιτητές), αίθουσα 27, Εργ. Φυσικής, Κτίριο Χασιώτη

Διδάσκων: Μιχάλης Καρπούζας, Εργαστήριο Φυσικής, Γραφείο 8, mkarp@aua.gr

Ανακοινώσεις στην ιστοσελίδα εργαστηρίου: www.aua.gr/gr/gen/dep/gen/fysiki

Διδακτική ύλη: Βιβλίο, σημειώσεις, ασκήσεις τύπου κουίζ, εργαστηριακές ασκήσεις
α) “Βιοφυσική: Αρχές Φυσικής Βιοχημείας” απο τις εκδόσεις Έμβρυο η
β) "Θέματα Μοριακής Βιοφυσικής" απο τις εκδόσεις Συμμετρία

Διδασκαλία-Βαθμολογία: Έμφαση θα δοθεί στην ενεργό συμμετοχή σπουδαστών κατά την διάρκεια της διδασκαλίας του μαθήματος, ώστε να καταστεί η διδασκαλία αποδοτική και ενδιαφέρουσα. Για το σκοπό αυτό, ο κύριος σκοπός της διδασκαλίας δεν θα είναι η κάλυψη διδακτικής ύλης άλλα η ενεργός συμμετοχή, που θα επιτυγχάνεται με οπτικοακουστικά μέσα και φυλλάδια ασκήσεων.

Εξετάσεις: Οι τελικές εξετάσεις του μαθήματος θα αποτελούνται από 15 ερωτήσεις πολλαπλών επιλογών που θα επιλέγονται από ένα σύνολο 80 περίπου ερωτήσεων που θα δίνονται στους φοιτητές στο τέλος του εξαμήνου. Ο βαθμός των εξετάσεων θα αποτελεί το 60% της τελικής βαθμολογίας ενώ το υπόλοιπο 40% θα είναι ο βαθμός από μια γραπτή εργασία και σχετική προφορική παρουσίαση ενός δημοσιευμένου επιστημονικού άρθρου.

Εργαστήρια: Τα  εργαστήρια αποτελούνται από 3 υποχρεωτικές εργαστηριακές ασκήσεις που βαθμολογούνται με βάση την ποιότητα παραγόμενων δεδομένων (30%) και εργασιών που γίνονται στο σπίτι (70%). Πάνω απο 1 απουσία συνεπάγεται επανάληψη του εργαστηρίου το επόμενο χειμερινό εξάμηνο.

Συνολικός βαθμός εργαστηρίου κάτω του 5, συνεπάγεται τελικές εξετάσεις στο εργαστήριο και εκτέλεση 1 εργαστηριακής άσκησης .

Οι εργασίες πρέπει να παραδίδονται μέχρι 2 εβδομάδες από την εκτέλεση της άσκησης.  Καθυστερήσεις στην παράδοση εργασιών, όπως και αντιγραφές, συνεπάγονται απώλεια βαθμολογίας κατά 10-100%. 

Πρόγραμμα μαθημάτων

Εβδομάδα 1

Εισαγωγικά. Ανασκόπηση δομής βιολογικών μακρομορίων. Νανοτεχνολογία.

Εβδομάδα 2

Περίθλαση ακτίνων-x. Κρύσταλλοι. Κρυστάλλωση

Εργαστηριακή άσκηση 1: Κρυστάλλωση λυσοζύμης

Εβδομάδα 3

Θεωρια περίθλασης ακτίνων-x. Ο Αντίστροφος Χώρος. Κρυσταλλογραφική Συμμετρία.

Εβδομάδα 4

Παράγοντας Δομής και Ένταση. Συλλογή Δεδομένων  

Εργαστηριακή άσκηση 2: Ανάλυση εικόνας περίθλασης από κρύσταλλο

Εβδομάδα 5

Συνάρτηση Ηλεκτρονικής Πυκνότητας. Προσεγγίσεις στο Πρόβλημα των Φάσεων.

Εβδομάδα 6

Βελτιστοποίηση Δομής. Εφαρμογές στην επίλυση δομής βιολογικών μακρομορίων

Εργαστηριακή άσκηση 3: Ανάλυση χάρτη ηλεκτρονιακής πυκνότητας και βελτίωση μοριακού προτύπου

Εβδομάδα 7

Σκέδαση ακτινοβολίας απο διάλυμα μακρομορίων

Εβδομάδα 8 

Θερμοδυναμική και Βιοχημεία. Πειραματική Θερμοχημεία. Θερμιδομετρικές μέθοδοι

Εβδομάδα 9

Μοριακή θερμοδυναμική. Μοριακή Μηχανική.

Εβδομάδα 10

Φασματοσκοπία NMR

Εβδομάδα 11

Φασματοσκοπία NMR

Εβδομάδα 12

Εφαρμογές στη νανοτεχνολογία.