Odsek za fiziku elektroniku SMER ZA BIOMEDICINSKI I

Odsek za fizičku elektroniku SMER ZA BIOMEDICINSKI I EKOLOŠKI INŽENJERING Odsek za signale i sisteme SMER ZA BIOMEDICINSKO INŽENJERSTVO I TEHNOLOGIJE (semestar: 5) obavezni/izborni predmet OSNOVI BIOFIZIKE (broj časova: 3+2) Prof. Dejan Raković Doc. Miloš Vujisić Ms. Koviljka Stanković http: //nobel. etf. rs

PREDMET KURSA Predmet koristi čitav arsenal moderne teorijske fizike i upoznaje studente sa fizikom žive prirode, na svim nivoima: molekularnom, ćelijskom i nadćelijskom, uključujući biosferu u celini. Tokom kursa studenti će imati prilike kroz više seminara da se upoznaju sa nekim savremenim biofizičkim teorijskim i eksperimentalnim istraživanjima i u drugim centrima u Srbiji. . . ZAŠTO SLUŠATI OVAJ KURS? Osnovi biofizike je predmet koji upoznaje studente sa dinamičnim razvojem biofizike u drugoj polovini XX veka, koji je bio ne samo od fundamentalnog značaja već je omogućio široku implementaciju, od genetskog do biomedicinskog i ekološkog inženjerstva. ? . . POŽELJNO PREDZNANJE: Fizika I, Fizika II, Elektromagnetika, Kvantna mehanika, Statistička fizika. . DALJA NADOGRADNJA: Akvizicija elektrofizioloških signala, Metode analize elektrofizioloških signala, Nuklearna medicinska tehnika, Dozimetrija i zaštita od zračenja, Održivi razvoj, Zaštita od buke i vibracija, Primena lasera u medicini, Senzori i pretvarači, Telemedicina, Neuralne mreže, Medicinska informatika, Kvantna hemija i spektroskopija biomolekula, Modeliranje biofizičkih sistema, Biomaterijali, Biomehanika, Neuralne proteze. .

LITERATURA 1. D. Raković, Osnovi biofizike, 3. izd. (IASC & IEFPG, Beograd, 2008). 2. M. V. Voljkenshtein, Biofizika (Nauka, Moskva, 1981). 3. J. D. Bronzino, ed. , Biomedical Engineering Handbook (CRC & IEEE Press, 1996). 4. CD sa Ppt-prezentacijama i dopunskom literaturom. NASTAVA & ISPIT 1. Predavanja, računske vežbe i seminari. 2. Ispit iz jednog dela (67 test pitanja, 2 zadatka/pitanja). 3. Redovno prisustvo nastavi donosi 10% poena.

NASTAVNI PROGRAM . . Uvod (3). Predmet i istorijat biofizike. . Osnovi fizike informacionih biopolimera (9). Biofizička hemija i statistička termodinamika konformacionih prelaza biopolimera (primarna, sekundarna, tercijarna i kvaternarna struktura biopolimera: proteina, nukleinskih kiselina (DNK, RNK)). Problem genetskog koda i centralna dogma molekularne biologije. Fizika interakcije ferment-supstrat i kinetika fermentativnih reakcija (biomolekularno prepoznavanje, perspektive za molekularnu elektroniku i kvantnu informatiku). Metode karakterizacije biopolimera. Osnovi neravnotežne termodinamike bioloških sistema (3). Informacija i entropija. Neravnotežni procesi. Konjugovani linearni procesi u blizini ravnoteže. Stacionarna stanja konjugovanih linearnih sistema (uslov stabilnosti). Uslov biološkog razvoja. Osnovi biofizike membrane (3). Osnovi biofizike ćelije (molekularna organizacija ćelije i nivoi organizacije. Kompartmentacija biohemijskih ćelijskih procesa: jedro i organele). Voda i rastvorci, difuzija, osmotski pritisak. Prenos molekula i jona kroz membranu (pasivni i aktivni transport). Električne i elektrohemijske sinapse. Fizika nervnog impulsa. . . .

Osnovi biomehanike (3). Biofizika mišićnih kontrakcija. Lokomotorni procesi. Kardiovaskularni procesi. Osnovi biomaterijala (inženjering mehaničkih i biomedicinskih svojstava materijala: generalni i specijalni zahtevi. Primene biomaterijala). . . Osnovi bioloških neuronskih mreža (3). Klasične i kvantno-holografske hijerarhijske neuronske mreže. Kognitivni i psihosomatski procesi. . Osnovi interakcije organizma i okoline (3). Mehanizmi čulne recepcije. Mehanizmi EM/jonskih i radijacionih interakcija. . Osnovi biološkog razvoja (3). Dobiološka evolucija. Evolucija ćelije i biološka evolucija (filogeneza). Razvoj organizma (embriogeneza i morfogeneza). . . Kvantna informatika i informaciona biofizika (6). Veze i perspektive (kvantna spletenost, teleportacija, dekoherencija, holografija i računanje). .