ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( NANO 618 )


   Temel bilgiler
Ders adı: Nanobiyoteknoloji
Ders kodu: NANO 618
Öğretim üyesi: Doç. Dr. İsrafil KÜÇÜK
AKTS kredisi: 7.5
GTÜ kredisi: 3 (3+0+0)
Yılı, Dönemi: 2017, Güz ve Bahar
Dersin düzeyi: Yüksek lisans
Dersin tipi: Alan seçmeli
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze
Ön koşullar: yok
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Nano ölçekte geliştirilmiş; karbon temelli, floresan temelli ve plazmon temelli malzemelerin genel özelliklerini ve biyoteknolojideki temel kullanım alanlarını tanıtmak, nanomalzeme yüzey biyomodifikasyon ve karakterizasyon tekniklerini öğretmek, bu malzemelerin “hedef madde tayini, hedef bölge görüntüleme, hedeflendirilmiş ilaç gönderimi ve enerji üretimi” gibi uygulama alanlarını güncel örneklerle tartışmak ve öğrencilere disiplinlerarası bir bakış açısı kazandırmaktır.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Biyoteknolojinin genel çerçevesi ve temas ettiği diğer bilim dallarıyla alakasının öğrenilmesi; DNA, RNA ve protein gibi ana biyolojik moleküllerin tayin ve karakterizasyonunda sıklıkla kullanılan yöntemlerin teorik prensiplerine hakim olunması

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. Çalışmalarındaki ilerlemeleri değerlendirmek, özetlemek ve raporlamak
    3. Tabii veya insan eliyle üretilmiş KBRN tehditlerinin risklerini değerlendirebilmek
    4. Öğrenme Yetkinliği
    5. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    6. Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek
    7. İlgili sağlık ve güvenlik konularını anlamak ve çalışmalarında sorumluluk sergilemek
    8. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer kavramları bireysel, sosyal, ekonomik, teknolojik ve etik konulara uygulamak

    Değerlendirme Tipi

    1. Sözlü sınav
  2. Biyoteknoloji alanında yaygın uygulama alanı bulan nanomalzemelerin özellikleri, biyolojik moleküllerle fonksiyonel hale getirilmesi ve karakterizasyonu konusunda teorik alt yapının oluşturulması

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. BECERİ
    3. Kendi bulgularını diğerleri ile birlikte detaylı bir şekilde analiz edip, değerlendirebilmek
    4. Sorgulayıcı, yenilikçi yaklaşımlar ortaya koymak
    5. Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği
    6. Disiplinlerarası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışmak
    7. Tabii veya insan eliyle üretilmiş KBRN tehditlerinin risklerini değerlendirebilmek
    8. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    9. İletişim ve Sosyal Yetkinlik
    10. Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek
    11. İlgili sağlık ve güvenlik konularını anlamak ve çalışmalarında sorumluluk sergilemek
    12. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer kavramları bireysel, sosyal, ekonomik, teknolojik ve etik konulara uygulamak

    Değerlendirme Tipi

    1. Dönem projesi
  3. Nanomalzemelerin biyoteknolojideki temel kullanım alanlarının öğrenilmesi, öğrencinin varolan bilgi birikimleriyle bütünleştirilmesi ve disiplinlerarası yaratıcı düşünme kabiliyetinin geliştirilmesi

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. BECERİ
    3. Çalışmalarındaki ilerlemeleri değerlendirmek, özetlemek ve raporlamak
    4. Sorgulayıcı, yenilikçi yaklaşımlar ortaya koymak
    5. Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği
    6. Öğrenme Yetkinliği
    7. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    8. İletişim ve Sosyal Yetkinlik
    9. Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek
    10. Alana Özgü ve Mesleki Yetkinlik
    11. İlgili sağlık ve güvenlik konularını anlamak ve çalışmalarında sorumluluk sergilemek
    12. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer kavramları bireysel, sosyal, ekonomik, teknolojik ve etik konulara uygulamak

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Seminer/sunum
   İçerik Yukarı
1. hafta: Başlık: Yaşamın temel molekülleri
• DNA ‘nın yapısı ve fonksiyonları
• RNA ‘nın yapısı ve fonksiyonları
• Proteinlerin yapısı ve fonksiyonları
2. hafta: Başlık: Santral dogma
• Replikasyon
• Transkripsiyon
• Translasyon
3. hafta: Başlık: Nanoölçekte evren
• Biyoteknolojinin temel prensipleri ve uygulamaları
• Nanoteknolojinin temel prensipleri ve uygulamaları
• Biyoteknoloji ve Nanoteknolojinin buluşma noktası: Nanobiyoteknoloji
4. hafta: Başlık: Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi Gezisi

• Temiz oda tanıtımı, litografi cihazı anlatımı
• Nanoparçacık sentez ve karakterizasyon laboratuvarlarının tanıtımı
• Nanoparçacık ve biyomalzeme analizinde kullanılan elektron mikroskopşarının tanıtımı
• Nanobiyoteknoloji laboratuvarı tanıtımı
5. hafta: Başlık: Karbon temelli nanomalzemeler
• Mikron ölçekteki temel karbon malzemeleri
• Fullerenlerin temel özellikleri
• Grafenin keşfi ve temel özellikleri
• Karbon nanotüplerin temel ozellijkleri ve çeşitleri
6. hafta: Başlık: Metal içerikli nanoparçacıklar
• Altın nanoparçacıkların yapısı ve temel özellikleri
• Gümüş (oksit) nanoparçacıkların yapısı ve temel özellikleri
• Demir (oksit) nanoparçacıkların temel özellikleri
7. hafta: Başlık: Floresan nanoparçacıklar
• Floresan emilim konsepti
• “Down conversion” quantum dot nanoparçacıkların yapısı ve temel özellikleri
• Upconversion nanoparçacıkların yapısı ve temel özellikleri
8. hafta: Vize sınavı
9. hafta: Başlık: Nanoparçacık işaretlemesinde kullanılan temel sensor ajanları
• Protein temelli afinite ajanları (Antikorlar)
• DNA/RNA temelli sentetik afinite ajanları (Aptamerler)
10. hafta: Başlık: Nanoparçacıkların afinite ajanları ile işaretlenmesi
• EDC-NHS reaksiyonu
• Streptavidin-Biotin etkileşimi
• Altın-Sülfür (R-SH) etkileşimleri
• Ni/Co Histidin etkileşimleri
11. hafta: Biyolojik olarak işaretlenmiş nanoparçacıkların karakterizasyonu-1
• Jel elektroforez tekniği (agaroz ve poliakrilamid)
• UV-Vis spektrofotometresi (Beer Lambert law)

12. hafta: Biyolojik olarak işaretlenmiş nanoparçacıkların karakterizasyonu-2
• Dinamik Işık Saçılımı (Stokes-Einstein law)
• Sirküler dikroizm tekniği (kiral özellikler)
13. hafta: Başlık: Nanoparçacıkların Sensör, görüntüleme ve hedefe yönelik ilaç gönderimi uygulamalarında kullanımı
• Literatürdeki güncel çalışmaların derlemesi ve tartışılması
• Nanoparçacıkların sınırlamalarının tartışılması
• Alandaki güncel belgesel ve video dökümantasyonların izlenmesi
14. hafta: • Öğrenci sunumları
• Kısa sınav
15. hafta*: Ders materyallerinin gözden geçirilmesi/final sınavına hazırlık
16. hafta*: Final sınavı
Ders kitapları ve materyaller: • Nanobiotechnology: Concepts, Applications, and Perspectives. Christof M. Niemeyer (Editor) and Chad A. Mirkin (Editor), ISBN: 978-3-527-30658-9
• The Nanobiotechnology Handbook, Yubing Xie, ISBN 9781439838693
• Nanobiosensors, Volume 8, 1st Edition, Editors: Alexandru Grumezescu
Hardcover ISBN: 9780128043011
Önerilen kaynaklar: • http://www.nature.com/nnano/focus/plenty-of-room/index.html
• Feynman, R. P. Engineering and Science 22–36 (February 1960).
• Feynman, R. P., Leighton, R. B. & Sands, M. Feynman Lectures on Physics (Vols 1–3) (Addison Wesley, 1963).
• Feynman, R. P. 'Surely You're Joking, Mr Feynman!' Adventures of a Curious Character (W. W. Norton, 1985).
• Toumey, C. Engineering and Science 16–23 (June 2005).
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 30
Dönem içi diğer çalışmalar: - 0
Proje: 14 30
Ödev: - 0
Kısa sınav (Quiz): 14 5
Final sınavı: 16 35
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 5 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 2 1
Ödev: 0 0
Dönem projesi: 0 0
Dönem projesi sunumu: 3 1
Kısa sınav (Quiz): 1 1
Ara sınav için bireysel çalışma: 8 4
Ara sınav (Vize): 3 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 7 4
Final sınavı: 3 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->