Molekylær termodynamik, transport og analyse
Overordnede kursusmål
Kursets formål er at give indsigt i termodynamik og transportprocesser på længdeskalaer af individuelle biomolekyler og andre makromolekyler, og eksperimentelt at anvende den opnåede indsigt på levende mammale cellekulturer og biomolekylære analysesystemer. Målet er er at give studerende en fælles teoretisk og eksperimentel forståelse af de kræfter og fænomener, som driver molekylære vekselvirkninger i biologiske og biokemiske systemer og enheder på nanometer til millimeter skala.
See course description in English
Læringsmål
- forklare mikroskopiske og makroskopiske diffusionsfænomener.
- anvende Ficks ligninger og randbetingelser til at løse simple diffusionsproblemer.
- beregne løsninger til simple strømningsproblemer og fortolke resultaterne.
- udføre beregninger af Gibbs fri energi til at forudse reaktioners ligevægtskonstanter.
- forklare konsekvenserne af solvatisering for reaktioners ligevægt og kinetik.
- eksperimentelt måle og analysere bindingsstyrke og kinetiske parametre.
- anvende en numerisk simulering til at forudsige transport, ligevægt, og forbrug af stoffer.
- beskrive essentielle processer til at udføre dyrkning af mammale celler.
- dyrke mammale celler under aseptiske forhold.
- analysere effekten af stimuli på overlevelse, metabolisme, og deling af celler.
Kursusindhold
Kurset introducerer teoretisk og eksperimentelt molekylær termodynamik fra et kemisk, fysisk, og biologisk perspektiv.
I første del af kurset vil vi undersøge både passive og aktive transportmekanismer, dvs. diffusion og advektion, så vel som vigtige aspekter af reaktions-ligevægt og -kinetik, inklusive Gibbs fri energi, ligevægtskonstanter, og indflydelsen af solvatisering. Vi vil sammenkæde disse fænomener med biologiske og biologiske processer i biomolekylære analysesystemer og i levende mammale cellekulturer. Vi vil endvidere anvende den kombinerede teoretiske indsigt til at udføre prædiktive numeriske simuleringer af transport, ligevægt, og forbrug af stoffer i et biomolekylært system.
I anden del vil vi anvende den opnåede viden på udvalgte eksperimentelle systemer, som for eksempel assays for bindingsaffinitet, biomolekylære assays, og levende cellekulturer. Et essentielt aspekt af denne del vil være eksperimentel træning i vigtige procedurer til dyrkning af mammale cellekulturer og nøglemetoder til at beskrive overlevelse, metabolisme og deling af de dyrkede celler.
Anbefalede forudsætninger
02402 eller lignende introduktion til statistik;
26000 eller lignende introduktion til kemi;
26202 eller lignende introduktion til fysisk kemi;
27008 eller lignende introduktion til biovidenskab eller biokemi
Undervisningsform
Forelæsninger, problembaserede aktiviteter, klassediskussioner, opgaveregning, eksperimentelle øvelser.
Fakultet
Pladsbegrænsning
Maksimum: 48.
Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et begrænset antal studiepladser. Er der for mange tilmeldinger, vil der blive trukket lod om pladserne. Du får besked om, hvorvidt du har fået tildelt en studieplads senest 8 dage før kursusstart.