Physikalisches Wahlfach: Physik der Biosensorik (PW)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Elective Course in Physics: Physics of Biosensing)
(Prüfungsordnungsmodul: Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Lehrveranstaltungen:

• • Physik der Biosensorik / Physics of Biosensing
    (Vorlesung, 2 SWS, Frank Vollmer, Do, 13:00 - 14:30, HF)
  • Übungen zur Vorlesung Physik der Biosensorik /Exercises Physics of Biosensing
    (Übung, 1 SWS, Frank Vollmer, jede 2. Woche Do, 14:30 - 16:00, HF)

Inhalt:

Fundamentals of Biophotonics and Biosensing

• physical properties of biosensors, with emphasis on optical,electrical and mechanical microsystems

• optical, mechanical resonators

• light matter interactions (molecular electromagnetism, multipole moments, dielectric and optical properties of molecules, absorption, fluorescence, polarizability)

• micro structures in biosensing, signal generation, transduction, amplification, interpretation, frequency domain, time domain (microresonators, QCM, SPR, grating couplers, interferometers, nanoparticles)

• instrumentation biosensors, sensor components biosensors in analytics and clinical diagnostics (molecular interactions, molecular recognition, structurefunction in biomolecules, specific detection, diffusion, biochemical networks)

• plasmonics

• single molecule detection and single molecule analysis/properties

• biology for engineering and physics

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• kennen relevante Grundlagen der Biosensorik

• verstehen die Grundlagen der Optik, Mechanik und Elektronik der Biosensorik

• kennen die wichtigen Materialparameter, verschiedene Materialklassen sowie biosensorische Systeme

• verstehen die Verwendung von Biomolekuelen in der Biosensorik

• nennen die Detektionsmechanismen von Biomolekülen in der Biosensorik

• können optische, mechanische und elektrische Sensoren entwerfen

• erklären die Kopplung biologischer Systeme mit Biosensoren

• erklären anhand von Beispielen den Einsatz von optischen Materialien

• können die molekularen Gundlagen biosensorischer Prozesse nachvollziehen

• kennen die Anwendung der Mikro Strukturen in der Biosensorik, medizinische Diagnostik

Literatur:

• Hinchcliffe&Munn, Molecular Electromagnetism

• Prasad, Biophotonics

• Prasad, Nanophotonics

• J. D. Jackson, Klassische Elektrodynamik, deGruyter (2006)

• Y Yariv, Optical Electronics in Modern Communications, Oxford University Press (1997)

Bemerkung:

Für Schwerpunkt Physik in der Medizin zugelassen.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2010 | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Physikalisches Wahlfach: Physik der Biosensorik (Prüfungsnummer: 269250)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2015

1. Prüfer:

Frank Vollmer