|
|
|
||
|
Předmět biofyzika poskytuje studentům základní pohled na strukturu hmoty a její vlastnosti z fyzikálního hlediska. Cílem předmětu je vybavit posluchače potřebnými teoretickými znalostmi, které jsou důležité i pro popis chování různých lékových forem v organismu, a dále je seznamuje s biofyzikálními principy fyziologických procesů lidského těla. Obdržené znalosti jsou v souladu s požadavky navazujících předmětů a farmaceutické praxe. Témata jsou vybírána tak, aby znalosti zde získané mohli studenti využít v dalších předmětech studia, zejména ve fyzikální chemii, farmaceutické technologii nebo analytické chemii. Biofyzika jako přípravný předmět poskytuje optimální teoretický základ pro vzdělávání studentů na Farmaceutické fakultě Univerzity Karlovy napříč všemi úseky jejich studia.
Témata: struktura hmoty, stavy hmoty a mezimolekulové síly, radioaktivita, dozimetrie - biologické účinky ionizujícího záření, rizika záření, volné radikály, úvod do termodynamiky- plyny, termodynamika I- termodynamické zákony, fázové rovnováhy, jedno-, dvou- a vícesložkové soustavy, termodynamika II- chemické rovnováhy, mechanika kapalin, hydrodynamika, mechanika pevných látek, základy reologie
Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (20.09.2024)
|
|
||
|
Podmínkou úspěšného zakončení předmětu je složení zkoušky. Ta se skládá z 50 otázek, které jsou vybírány z témat jednotlivých přednášek. Na tyto otázky studenti odpovídají písemně. K úspěšnému složení zkoušky je potřeba získat alespoň 30 bodů z celkového počtu 50 bodů.
Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (20.09.2024)
|
|
||
|
Doporučená:
Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (20.09.2024)
|
|
||
|
Struktura hmoty Formy hmoty, silové interakce, částice hmoty, stavba atomu, fyzikálně-chemické vlastnosti molekul a jejich struktura, biopolymery a jejich struktura, disperzní soustavy a jejich vlastnosti Stav hmoty a mezimolekulové síly popis plynů, kapalin a pevných látek z pohledu atomové hypotézy, vlastnosti plynů, kapalin a pevných látek, vliv mezimolekulových interakcí na stavy hmoty Radioaktivita Definice, charakterizace, proces radioaktivní přeměny, aktivita, fyzický poločas, protonové/nukleonové číslo, izotop, izobar, izoton, izomer, radioaktivní přeměna, typy radioaktivního záření, interakce ionizujícího záření s jádry a obaly atomů, jaderné reakce Dozimetrie – biologické účinky ionizujícího záření Charakterizace odpovědi živých systémů na záření, přímé a nepřímé efekty záření, radiosensitivita, deterministické a stochastické účinky záření, dozimetrické definice Volné radikály Definice, tvorba a radikálová chemie, reactive oxygen species, reactive nitrogen species, oxidativní stres Dozimetrie – rizika záření Strategie ochrany před ionizujícím zářením, dávkové limity, osobní dozimetry a detektory ionizujícího záření, možnosti využití radionuklidů v terapii a diagnostice, způsoby získávání radionuklidů Úvod do termodynamiky – plyny Teplota, vlastnosti plynů (ideální plyn, reálné plyny), tlak, Boyleův zákon, Charlesův zákon, stavová rovnice ideálního plynu, teplo, práce, komprese/expanse ideálního plynu-izotermická reverzibilní, proti konstantnímu tlaku, adiabatická, Carnotův cyklus Termodynamika 1 – termodynamické zákony Typy termodynamických systémů, transfer energie, 0. termodynamický zákon, teplota, stavové funkce, 1. termodynamický zákon, pojem vnitřní energie a entalpie, tepelné kapacity, Hessův zákon, standardní stav, 2. termodynamický zákon, pojem entropie, vratné a nevratné děje, obecná podmínky rovnováhy, Gibbsova a Helmholtzova energie, spojené formulace 1. a 2. věty termodynamické, 3. termodynamický zákon Fázové rovnováhy, jednosložkové soustavy Gibbsův zákon fází, jednosložkové soustavy, fázový diagram, Clausiova-Clapeyronova rovnice Fázové rovnováhy, dvou a vícesložkové soustavy Dvousložkové soustavy, Daltonův zákon, Henryho zákon, rozpustnost tuhých látek, soustava tuhá látka – rozpouštědlo, Raoultův zákon a jeho využití, koligativní vlastnosti, kryoskopie a ebulioskopie, osmotický tlak, třísložkové soustavy, Nernstův rozdělovací zákon, extrakce, termická analýza- diferenční skenovací kalorimetrie Termodynamika 2 - chemické rovnováhy Gibbsova energie reakce, chemická rovnováha, reakční izoterma, aktivita, rovnovážná konstanta, závislost rovnovážné konstanty na teplotě, van´t Hoffova rovnice Mechanika kapalin, hydrodynamika Fyzikální vlastnosti kapalin, klasifikace kapalin, proudění ideálních a reálných kapalin, rovnice pro ideální a newtonovské kapaliny, viskozita, rovnice popisující proudění reálných kapalin Mechanika pevných látek, základy reologie Fyzikální vlastnosti a struktura pevných látek, klasifikace pevných těles, deformace a mechanická namáhání, zatěžovací křivka, význam reologie, reologické rozdělení těles, reologická elementární tělesa a reologické modely, křivky toku Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (24.09.2024)
|
|
||
|
https://intranet.faf.cuni.cz/Studijni-materialy/KBFCH/?path=biofyzika https://dl1.cuni.cz/course/view.php?id=3609 Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (20.09.2024)
|
|
||
|
Studující se po absolvování předmětu Biofyzika orientuje a rozumí problematice struktury hmoty na atomární úrovni, pochopí rozdíly ve struktuře a vlastnostech jednotlivých stavů hmoty a vliv těchto rozdílů na molekulové vlastnosti. Má přehled o typech silových interakcí mezi atomy a chápe strukturu a z ní vyplývající vlastnosti biologických sloučenin. Ví co jsou volné radikály, zná jejich nejvýznamnější představitele a odvodí jejich negativní vliv na živé organismy. Rozumí a umí vysvětlit pojmy související s radioaktivitou, umí popsat principy všech typů radioaktivních přeměn a interakcí radioaktivního záření s atomovými obaly, vysvětlí jakým způsobem dochází ke tvorbě brzdného a charakteristického RTG záření. Orientuje se v problematice radiačních rizik, ví jakým způsobem lze odstínit záření α, β a γ včetně volby materiálu. Zná možnosti vstupu zdroje ionizujícího záření do organismu a možnosti ochrany organismu. Popíše smysl dávkových limitů, zná zásady radiační ochrany pracovníků. Definuje pojem radiofarmaka a odvodí jejich využití v praxi. Popíše princip radionuklidového generátoru, urychlovače částic a jaderného reaktoru. Chápe princip biologických účinků záření, popíše pojmy deterministické a stochastické účinky záření, ví co je absorbovaná, ekvivalentní a efektivní dávka. Chápe základní pojmy v termodynamiky. Na základě chování velkého souboru částic hmoty dokáže predikovat některé makroskopické aspekty chování systému. Porozumí základním termodynamickým zákonům, kterými se řídí veškeré chemické, biologické a fyzikální děje. Chápe v souvislostech veličiny vnitřní energie, entalpie, entropie, Gibbsova energie. Rozumí pojmu Helmholtzova energie, pochopí princip fázových přeměn z pohledu termodynamiky. Má přehled o fázových rovnováhách nejjednodušších soustav. Získá základní vědomosti o termodynamických fázových rovnováhách a chování vícesložkových anebo vícefázových systémů významných pro farmacii. Získá základní vědomosti o chemické rovnováze a spontánnosti chemických reakcí. Pochopí souvislosti chemické rovnováhy a hodnoty standardní reakční Gibbsovy energie. Porozumí rovnovážné konstantě a její závislosti na teplotě. Umí definovat kapalinu, rozumí základním zákonům hydrostatiky a chápe jejich aplikaci v měření hustoty látek. Popíše proudění ideálních a reálných kapalin a zná zákony popisující proudící kapaliny. Chápe rozdíl mezi vlastnostmi a chováním ideální, newtonovské a nenewtonovské kapaliny. Chápe co je viskozita kapalin a rozumí principům jejího měření pomocí různých typů viskozimetrů a odvodí její význam pro farmaceutickou technologii. Umí definovat pevná tělesa a jejich vnitřní strukturu. Rozumí pojmům mechanické napětí, deformace. Rozumí pojmům elastická, plastická, viskózní a viskoelastická látka. Umí načrtnout zatěžovací křivku a popsat její typické úseky. Ví co je reologie, jaké jsou její postupy a význam pro popis mechanického chování materiálů, zejména biologických.
Výsledky učení: Studující na základě získaných znalostí a dovedností: Ø definují základní pojmy témat stavy hmoty, volné radikály, radioaktivita, radiační rizika, biologické účinky záření, termodynamika, mechanika kapalin, mechanika pevných těles Ø pochopí rozdíly ve struktuře a vlastnostech jednotlivých stavů hmoty a vliv těchto rozdílů na molekulové vlastnosti. Ø orientují se v termodynamických zákonech, chápou přeměny energie a vlastnosti látek při různých teplotách a tlacích Ø vypočítají v příkladech po zadání hodnot potřebných veličin hustotu pevné látky a kapaliny, dynamickou viskozitu kapaliny Ø vysvětlí principy metod pro měření hustoty pevných látek a kapalin a viskozity kapalin Poslední úprava: Kuchařová Monika, Mgr., Ph.D. (04.04.2025)
|