Кафедра трансляційної медичної біоінженерії |
Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
Галузь знань | 16 - Хімічна інженерія та біоінженерія |
Спеціальність | 163 - Біомедична інженерія |
Освітня програма | 163Б РБІ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 32311)163Б РБФІ+ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 58754) |
Статус дисципліни | Нормативна |
Форма здобуття вищої освіти | Очна |
Рік підготовки, семестр | 2 курс, осінній семестр |
Обсяг дисципліни | 1 кред. (Лекц. год, Практ. год, Лаб. год, СРС. 30 год ) |
Семестровий контроль/контрольні заходи | Залік |
Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
Мова викладання | Українська / Англійська |
Інформація про керівника курсу / викладачів | СРС.: Голембіовська О. І. |
Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=2740 |
Що буде вивчатися
Науково-методичні основи принципів, умов застосовності і обмежень у використанні методів якісного, кількісного і структурного аналізу біологічно значущих хімічних сполук в біологічних пробах та використання методів інструментального аналізу для вирішення задач аналітичної біохімії.
Чому це цікаво/треба вивчати
Знання аналітичної біохімії та інструментальних методів аналізу допоможуть майбутнім фахівцям набути знань в області хімічних та біологічних досліджень речовин (продуктів, препаратів) з фармакологічною (фізіологічною) активністю. Також даний курс дасть можливість студентам зрозуміти принципи розробки та випробування ліків, медичних виробів та інших парафармацевтичних продуктів, що містять фізіологічно активні речовини, а також застосовності і обмеження у використанні методів якісного, кількісного і структурного аналізу біологічно значущих хімічних сполук в біологічних пробах та використання методів інструментального аналізу для вирішення задач аналітичної біохімії.
Чому можна навчитися
Знання:
Вміння:
Як можна користуватися набутими знаннями і уміннями
Здобуті знання та уміння є важливим інструментом у проведенні науково-дослідних та організаційно-виробничих робіт у галузі біофармації, біотехнології та біомедичній інженерії.
Програмні компетентності (відповідно до освітньої програми «Регенеративна та біофармацевтична інженерія»):
Загальні компетентності
ЗК-4 Навички використання інформаційних і комунікаційних технології.
ЗК-5 Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
ЗК-7 Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
ЗК-11 Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.
Спеціальні (фахові) компетентності
ФК-2 Здатність забезпечувати інженерно-технічну експертизу в процесі планування, розробці, оцінці та специфікації медичного обладнання.
ФК-3 Здатність вивчати та застосовувати нові методи та інструменти аналізу, моделювання, проєктування та оптимізації медичних приладів та систем.
ФК-5 Здатність застосовувати фізичні, хімічні, біологічні та математичні методи в аналізі, моделюванні функціонування живих організмів та біотехнічних систем.
ФК-6 Здатність ефективно використовувати інструменти та методи для аналізу, проєктування, розрахунку та випробувань при розробці біомедичних продуктів і послуг.
ФК-7 Здатність планувати, проєктувати, розробляти, встановлювати, експлуатувати, підтримувати, технічно обслуговувати, контролювати і координувати ремонт приладів, обладнання та систем для профілактики, діагностики, лікування і реабілітації, що використовується в лікарнях і науково-дослідних інститутах.
ФК-8 Здатність проводити дослідження та спостереження щодо взаємодії біологічних, природних та штучних систем (протези, штучні органи тощо).
ФК-9 Здатність ідентифікувати, формулювати і вирішувати інженерні проблеми, пов’язані з взаємодією між живими і неживими системами.
ФК-11 Здатність аналізувати біологічні об’єкти різних форм організації (акаріоти, прокаріоти, еукаріоти: клітини та тканини людини й тварин) та окремі їх частини (білки, нуклеїнови кислоти тощо) використовуючи біологічні, хімічні, фізичні та математичні методи.
Програмні результати навчання (відповідно до освітньої програми «Регенеративна та біофармацевтична інженерія»):
ПРН-1 Організації та принципів функціонування біологічних об’єктів та окремих їх частин в умовах in vivo та in vitro, а також методів їх вивчення (оцінки) (біологічних, хімічних, фізичних, математичних).
ПРН-3 Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та застосування штучних біологічних і біотехнічних об’єктів та матеріалів медичного призначення.
ПРН-4 Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.
ПРН-9 Вміти спілкуватися з професіоналами в області охорони здоров’я державною та іноземною (англійською або однією з інших офіційних мов ЄС) мовами та розуміти їхні вимоги до біомедичних продуктів і послуг, враховуючи історичний контекст та концепцію здорового способу життя.
ПРН-12 Здійснювати контроль якості та умов експлуатації медичної техніки та матеріалів медичного призначення, штучних органів та протезів.
ПРН-17 Вміти вибирати та рекомендувати відповідне медичне обладнання і біоматеріали для оснащення медичних закладів та забезпечення основних стадій технологічного процесу діагностики, профілактики та лікування.
ПРН-19 Застосовувати знання з хімії та біоінженерії для створення, синтезу та застосування штучних біотехнічних та біологічних об’єктів.
Інтегральна компетентність: Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Пререквізити: Вивченню дисципліни передує оволодіння курсу «Біохімія».
Постреквізити: На основі даної дисципліни вивчається курс «Основи стандартизації та промислової інженерії».
Теми курсових робіт:
Тема |
1. |
Біолюмінесценція і біолюмінесцентний аналіз в біохімії. |
Тема |
2. |
Хроматографія. Основні принципи і елементи теорії хроматографічного елюювання. Хроматографія високого тиску. Гель-фільтрація. Розділення макромолекул і знесолення білків. |
Тема |
3. |
Електрофоретичні методи. Препаративний і аналітичний електрофорез. Застосування методу в біохімії. |
Тема |
4. |
ELISA. Блот-методи: вестерн-, саузерн- і нортерн-блот. Автоматизація імунохімічного аналізу. |
Тема |
5. |
Гель-електрофорез: обладнання, матриці для електрофорезу, основні області застосування в біохімії. |
Тема |
6. |
Імунохімічні і імунохроматографічні тести. Особливості застосування імунохімічних методів в аналізі біологічних об'єктів. |
Тема |
7. |
Лабораторні прийоми, використовувані при очищенні білків. Фільтрування, центрифугування, діаліз, гель і ультрафільтрація. |
Тема |
8. |
Радіоізотопний метод у біохімічних дослідженнях. |
Тема |
9. |
Ферментативний каталіз: механізм та приклади використання. |
Тема |
10. |
Дериватизація проби як метод підвищення чутливості в спектрофотометричному та хроматографічному аналізі. |
Тема |
11. |
Зелений флуоресцентний білок і його застосування в біохімічному аналізі. |
Тема |
12. |
Аналіз біополімерів методом гель-проникаючої хроматографії. Визначення молекулярної маси біополімерів. |
Тема |
13. |
Оцінка біохімічних показників крові. Особливості застосування електрохімічних методів в аналізі крові. |
Тема |
14. |
Використання ферментів в якості аналітичних реагентів. |
Тема |
15. |
Методи аналізу змін біохімічних показників печінки. |
Тема |
16. |
Методи аналізу змін біохімічних показників нирок. |
Тема |
17. |
Методи аналізу змін біохімічних показників при цукровому діабеті. |
Тема |
18. |
Визначення сечової кислоти у біологічних рідинах. |
Тема |
19. |
Біохімічні основи імунітету. |
Тема |
20. |
Дослідження біохімічних показників при хворобах шлунково-кишкового тракту. |
Тема |
21. |
Роль кофакторів та коферментних вітамінів та їх активних похідних у прояві каталітичної активності ферментів. |
Тема |
22. |
Методи оцінки метаболітів обміну речовин. |
Тема |
23. |
Оцінка стану ліпідного обміну в нормі та при патрологіях. |
Тема |
24. |
Підходи до вивчення первинної структури білків та поліпептидів. Електрофорез та хроматографія білків. |
Тема |
25. |
Методи аналізу змін біохімічних показників при патології щитоподібної залози. |
На першому лекційному занятті викладач надає перелік тем курсових робіт за тематикою лекційного курсу. Протягом місяця студенти повинні визначитися з типом роботи та темою курсової роботи, причому остання може бути не з наданого переліку, а обрана самостійно (та узгоджена із викладачем).
Робота над р курсовим проєктом поділяється на 4 етапи, які мають контрольні дати (оголошуються на першому занятті):
Базова
· Analytical biochemistry and separation techniques - a laboratory manual for B. Sc., M. Sc., & M. Phil. STUDENTS- VI EDITION / Peramachi Palanivelu. Twentyfirst Century Publications, 2018
· Analytical Methods and Concepts in Biochemistry and Molecular Biology / Friedrich Lottspeich and Joachim Engels. – Wiley, 2018. - 1134 p.
· Analytical Techniques in Biochemistry / Mahin Basha. - Springer US, 2020. - 135 p.
· Basic Concepts in Clinical Biochemistry: A Practical Guide / Vijay Kumar, Kiran Dip Gill. - Springer Singapore, 2018. – 174 p.
· Biochemistry / Roger L. Miesfeld, Megan M. McEvoy. - W. W. Norton & Company, 2017. – 1339 р.
· Biosensors and Nanotechnology: Applications in Health Care Diagnostics / Zeynep Altintas (Editor). – Wiley, 2017. – 400 p.
· Enzyme Kinetics: Principles and Methods, 3rd, Enlarged and Improved Edition / Hans Bisswanger. – Wiley, 2017. – 336 p.
· Handbook of Biochemistry and Molecular Biology / Roger L. Lundblad, F MacDonald .-CRC Press, 2018. – 3067 p.
· Principles of Instrumental Analysis 7th Edition / Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch. - Cengage Learning, 2018. - 992 p.
· Ramesh V. (editor) (2019) Biomolecular and Bioanalytical Techniques: Theory, Methodology and Applications, Wiley
Додаткова
· Аналитические методы в биохимии и биотехнологии : учеб.метод, пособие / Л.Д. Аснин, Д.А. Казаков. - Пермь : Изд-во Перм. над. исслед. политех, ун-та, 2016. - 44 с.
· Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу : навч. посіб. / Т. А. Пальчевська, А. П. Строкань, Г. В. Тарасенко та ін. – Київ: КНУТД, 2013. - 237 с.
· Бєлих І. А. Біологічні та хімічні сенсорні системи : навч. посібник / І. А. Бєлих, М. Ф. Клещев ; Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т". – Харків : НТУ "ХПІ", 2011. – 144 с.
· ВОЗ. Практическое руководство по биологической безопасности в лабораторных условиях. Третье издание. — Всемирная Организация Здравоохранения, Женева, 2004. — 201 с.
· Державна Фармакопея України: в 3 т. / Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». – 2-е вид., Xарків: Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів», 2014. – Т. 2. – 724 с.
· ДСТУ 3008-95 Документація. Звіти у сфері науки та техніки. Структура і правила оформлення : Чинний від 1996-01-01 — К. : Держстандарт України, 1995. — 37 с. .
· ДСТУ ГОСТ 7.1-2006. Бібліографічний запис. Бібліографічний опис. Загальні вимоги та правила складання : чинний з 2007-07-01. — К. : Держспоживстандарт України, 2007. — 47 с.
· Клиническая лабораторная аналитика. Т.1. Основы клинического лабораторного анализа. Под ред. Меньшикова В.В. М.: Агат-Мед, 2002. 860 с.
· Мак-Махон Д. Аналитические приборы. Рук. по лабораторным портативным и миниатюрным приборам. Пер. с англ. под ред. Москвина Л.Н. СПб: Профессия. 2009. 351 с.
· Науковий стиль мовлення — Режим доступу: http://uk.wikipedia.org/wiki/Науковий_стиль_мовлення — Назва з екрану.
· Пиріг Я.М., Семенишин Д.І., Абаджев С.С., Ятчишин Й.Й., Борова О.Я. Аналітична хімія. Частина ІІ. Особливості фізико-хімічних (інструментальних) методів аналізу. Конспект лекцій для студентів хімічних спеціальностей. — Львів: Видавництво Державного університету "Львівська політехніка", 2000. — 103 с.
· Фармацевтична хімія: Підручник для студ. вищ. фармац. навч. закл. і фармац. ф-тів вищ. мед. навч. закл. ІІІ–ІV рівнів акредитації / П.О. Безуглий, І.С. Гриценко, І.В. Українець та ін. – Вінниця: Нова книга, 2011. – 560 с.
· Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.: Высшая школа, 2003. 559 с.
· Analytical Instrumentation. A Guide to Lab, Portable and Miniaturized Instrumentation / Gillian McMahon. - Wiley-Interscience, 2008. - 314 p.
· Basic Methods for the Biochemical Lab (Springer Lab Manuals) / Martin Holtzhauer. - Springer; 2006th edition. - 270 p.
· Bioanalysis of pharmaceuticals: sample preparation, separation techniques, and mass spectrometry / Hansen, Steen Honoré, Pedersen-Bjergaard, Stig, Rasmussen, Knut Einar, Stig Pedersen-Bjergaard.- John Wiley & Sons, Incorporated, 2015. – 333 p.
· Biochemistry laboratory : modern theory and techniques / Rodney Boyer. — 2012, 2006 Pearson Education, Inc. – 382 p.
· Biochemistry Laboratory Manual For Undergraduates: An Inquiry-Based Approach / Gerczei T., Pattison S. DeGruyter, 2014. — 186 p. -
· Chromatography: Basic Principles, Sample Preparations and Related Methods / Elsa Lundanes, Léon Reubsaet, Tyge Greibrokk. - Wiley-VCH, 2014. - 224 p.
· Electrophoresis (Method in Biochemistry) / Shandi Dupree. - New Delhi : World Technologies, 2012. – 85 p.
· Practical Biochemistry / Geetha Damodaran K.- Jaypee Brothers Medical Publishers, 2011. - 242 p.
· Practical Statistics for the Analytical Scientist: A Bench Guide (Valid Analytical Measurement) 2nd Edition / S. L. R. Ellison, Trevor J. Farrant, Vicki Barwick. - Royal Society of Chemistry, 2009. – 268 p.
· Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology. - K. Wilson, J. Walker Cambridge University Press. - 2015.
· Statistical Bioinformatics: For Biomedical and Life Science Researchers / Jae K. Lee. - Wiley-Blackwell, 2010. – 384 p.
· The Practice of Medicinal Chemistry. 4th Edition / Camille Wermuth David Aldous Pierre Raboisson Didier Rognan. - Academic Press, 2015. – 902 p.
В ході підготовки курсової роботи передбачені самостійна робота здобувача, консультації із викладачем, використання інформаційно-комунікативних технологій.
Курсова робота є індивідуальним самостійним завданням, що виконується студентами та єпідсумковим завданням семестру, тому у ньому передбачається використання всіх набутих знань та навичок.
Матеріал, що є корисним для підготовки та захисту курсових робіт викладається із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський».
Захист курсової роботи проводяться згідно розкладу занять http://rozklad.kpi.ua/. Деталізована інформація доводиться до відома здобувачів через відповідні канали зв’язку, зокрема через платформи «Сікорський» та «Кампус».
Загальний об’єм самостійної роботи в рамках дисципліни складає 30 години, зокрема:
Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали
Здобувачам можуть нараховуватися заохочувальні та штрафні бали.
Штрафні бали (по 1 балу) нараховуються за те, що: курсову роботу подано пізніше встановленого терміну; об’єкт, предмет відсутні у вступі; обсяг роботи перевищує встановлені норми; відсутня нумерація сторінок; у змісті курсової роботи не проставлено номера сторінок; у списку літературних джерел не вказано кількість їх сторінок; у тексті роботи наводяться посилання на літературні джерела, які не вміщено у списку літератури; у тексті роботи відсутні посилання на літературні джерела.
Сума заохочувальних балів не може перевищувати 20 балів.
Заохочувальні бали нараховуються за такі види діяльності:
Відвідування занять
Штрафні бали за відсутність на лекційних, лабораторних та практичних заняттях основної дисципліни не виставляються. Однак, здобувачам рекомендується відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються практичні навички, необхідні для ґрунтовного формування відповідних компетентностей, а також відбувається обговорення за тематикою навчальної дисципліни.
Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також своєчасність виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
Пропущені контрольні заходи оцінювання
Контрольний захід оцінювання - захист курсової роботи, проводиться у завчасно визначений день, який оголошується здобувачам на першому тижні освітнього процесу. Виконання таких контрольних заходів оцінювання в інший день дозволяється за вагомих та/або форс-мажорних обставин.
Процедура оскарження результатів контрольних заходів оцінювання
В день оголошення результатів контрольного заходу, здобувач має право в індивідуальному порядку задати всі питання, які його цікавлять стосовно результатів контрольного заходу. Якщо здобувач не погоджуються з оцінкою, він має право звернутися із апеляційною заявою до деканату факультету, що регламентовано «Положенням про апеляції в КПІ ім. Ігоря Сікорського» https://osvita.kpi.ua/node/182.
Задля забезпечення об’єктивності оцінювання письмових робіт їх перевірка здійснюється двома викладачами кафедри (лектор; викладач, що проводить практичні заняття, чи інших викладач, що є компетентним з даної дисципліни та визначений завідувачем кафедри).
Академічна доброчесність
У разі використання контенту, захищеного авторським правом, результатів аналітичних досліджень та/або іншої інформації, здобувачі мають обов’язково вказувати джерело.
Перевірка на плагіат проводиться за допомогою відповідного програмного забезпечення (eTXT Антиплагіат, Плагіата.НЕТ), on-line ресурсів (http://www.antiplagiat.ru/, http://text.ru/antiplagiat) та прямого пошуку в Інтернеті з подальшим аналізом отриманих результатів. Якщо виявлено повний або частковий плагіат роботи, то до зауважень додаються адреси сайтів з першоджерелом інформації. До захисту допускаються роботи, які містять не менше 30% оригінальної частини.
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code).
Норми етичної поведінки
Норми етичної поведінки здобувачів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code).
Дистанційне навчання
Проходження он-лайн курсів передбачено у випадку форс мажорних обставин (зокрема, карантинних заходів) та для інклюзивного навчання здобувачів із особливими потребами.
Інклюзивне навчання
Навчальна дисципліна розрахована на вивчення для здобувачів із особливими освітніми потребами, але слід враховувати велике навантаження на зоровий апарат. В залежності від особливих потреб здобувачів можливе використання дистанційного навчання.
Поточний контроль. Робота над курсовою роботою проводиться протягом семестру, поточний контроль стану виконання проводиться здобувачем самостійно та направлений на формування навичок тайм- менеджменту, планування рукописних робіт, планування та дотримання плану. В разі появи складнощів у здобувача в оформленні або пошуку інформації по темі, він може звернутись до викладача за консультативно-інформаційною допомогою.
Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Перша контрольна точка передбачає не менше ніж наявність плану курсової роботи виконання однієї лабораторної роботи, друга – подання на розгляд готової курсової роботи, оформленої згідно вимог, та захист курсової роботи.
До вказаної викладачем дати здобувачі повинні надати на перевірку електронний варіант курсової роботи. Формат файлу для перевірки doc або docx, файл повинен містити в назві прізвище студента.
Під час перевірки оцінюється відповідність реферату обраній темі, оформлення (згідно вимог ДСТУ 3008–95) та оригінальність поданого матеріалу згідно методики оцінювання, наведеної нижче. При потребі викладач формує рекомендації для доопрацювання роботи, які дозволять збільшити отриману здобувачем кількість балів.
До захисту допускаються роботи, які набрали не менше 60 балів.
Максимальний семестровий рейтинг здобувача: 100 балів
Семестровий контроль: залік. Умови допуску до семестрового контролю: виконання курсової роботи та її захист.
Захист роботи проходить в режимі діалогу з викладачем. Перевіряється володіння матеріалом викладеним в курсовій роботі та загальне розуміння за тематикою роботи. Дати захисту робіт призначаються викладачем не пізніше початку залікової сесії. Оцінювання захисту проводиться згідно наведеної нижче методики оцінювання.
Згідно рейтингової системи оцінювання максимальна кількість балів, яку можна отримати за курсову роботу, складає 100 балів. В свою чергу проводиться наступний поділ:
Кількість балів | Оцінка |
---|---|
100-95 | Відмінно |
94-85 | Дуже добре |
84-75 | Добре |
74-65 | Задовільно |
64-60 | Достатньо |
Менше 60 | Незадовільно |
Не виконані умови допуску | Не допущено |
Обладнання загальноаналітичне, в т.ч. екстрактори, вакуумна фільтрувальна установка, ротаційний випарювач, аналітичні ваги, обладнання для потенціометричних вимірювань, рН-метри, спектрофотометр в УФ- та видимій ділянці спектру, обладнання для електрофорезу, камера для проявлення ТШХ, тощо.
Мультимедійне обладнання. При дистанційному навчанні використовуються сервіси відеоконференцій Zoom/Google meet.
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Голембіовська О. І.;
Ухвалено кафедрою ТМБІ (протокол № 14 від 06.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024 )