Kursplan för Biologisk och bioteknisk fysik

Förstå och kunna använda nyckelbegrepp och fysikaliska koncept av relevans för biologiska system, samt förklara olika fysikaliska aspekter av biologiska molekyler, såsom t ex DNA, RNA, protein, enzym, virus, cellmembran och levande celler. Erhålla nya insikter om levande cellers strukturella komplexitet, exemplifierat genom fotosyntesen, respirationskedjan och hur våra sinnen fungerar Erhålla erfarenhet av att planera, utföra och analysera experiment inom ämnet som ger värdefulla insikter i kursens centrala moment, med fokus på biosensorer och optisk avbildning.

Den teoretiska delen av kursen fokuserar på följande aspekter i) De molekylära beståndsdelar som livet är baserat på, ii) Fysikaliska modeller som kan beskriva livsprocesser, iii) Intermolekylär växelverkan i jämvikt och vid avvikelse från jämvikt i och mellan levande celler, iv) Slumpmässiga rörelser, diffusion och dynamiska molekylära maskiner, v) Biologiska cellmembran och transport in till och ut från celler, vi) Biologisk elektricitet, fotosyntes, respiration och våra sinnens funktion.

En viktig aspekt av kursen är att lära omsätta kunskap och verktyg från termodynamik, statistisk fysik, fasta tillståndets fysik och mjuka material (eller kemi, biokemi, fysikalisk kemi om din bakgrund inte är från fysik) till praktiska tillämpningar inom medicinsk diagnostik och läkemedelsutveckling. Den experimentella delen av kursen består därför av i) en kort introduktionslaboration i vilka du kommer att bekanta dig med att hantera buffrat vatten och biomolekyler och ii) ett större projekt som fokuserar på fundamentala koncept i kursen, t ex den fysikaliska basen för de intermolekylära interaktioner som utnyttjas i t ex medicinsk diagnostik samt hur bioanalytiska verktyg och olika optiska mikroskopimetoder används inom bioteknik och diagnostik.

Ett viktigt mål med den experimentella delen av kursen är att träna dig att arbeta i ett våtkemiskt biologiskt laboratorium och med biologiska molekyler. De huvudsakliga metoderna som kommer att användas är fluorescens mikroskopi, optisk- och fluorescens spektroskopi samt ytkänsliga metoder. Du kommer t ex att få erfarenhet av att planera och utföra ett biofysik experiment från start samt såväl analysera och presentera resultaten i en skriftlig rapport och ett muntligt gruppseminarium.

Kursen består av ca 12 föreläsningar som fokuserar på teoretiska modeller applicerbara inom biologisk fysik, och hur de experimentella metoderna som används i laborationerna och projekten relaterar till teoridelen samt andra tillämpningar av biologisk fysik. Kursen innehåller också en experimentell del baserade på introduktionslaborationer och ett utmanande experimentellt projekt uppdelat på tre tillfällen i grupper om 3 till 4 studenter som löper genom hela kursen.

Den teoretiska delen examineras genom två till tre hemuppgifter samt två muntlig examen, en i grupp och en individuell. Den experimentella delen examineras med skrivna rapporter från laborationerna och projektet samt en muntlig presentation. De teoretiska och experimentella delarna har samma vikt.