Uniwersytet Jagielloński w Krakowie - Punkt LogowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Fotochemia w biologii i medycynie

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WCh-MF08-15 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0531) Chemia
Nazwa przedmiotu: Fotochemia w biologii i medycynie
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 3.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/2021" (zakończony)

Okres: 2021-02-25 - 2021-06-15
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Grażyna Stochel
Prowadzący grup: Janusz Dąbrowski, Grażyna Stochel
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Ocena wliczana do średniej:

tak

Efekty kształcenia:

Z zakresu wiedzy:

Dysponuje wiedzą z zakresu fizyki umożliwiającą rozumienie zjawisk i procesów fizycznych istotnych dla układów biologicznych. Student dysponuje wiedzą z zakresu fotofizyki umożliwiającą rozumienie zjawisk i procesów fizycznych istotnych da prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych.

Dysponuje wiedzą z zakresu podstawowych działów chemii pozwalającą na:

-posługiwanie się terminologią i nomenklaturą chemiczną, charakterystykę stanów materii i ich właściwości, charakteryzowanie typów reakcji chemicznych, ich mechanizmów w aspekcie termodynamicznym i kinetycznym; Student dysponuje podstawowa wiedzą z zakresu reakcji fotochemicznych istotnych dla środowiska, wybranych układów biologicznych oraz dla medycyny.

-zrozumienie związku między strukturą a aktywnością połączeń chemicznych w tym również związków biologicznie czynnych i biocząsteczek; Potrafi wskazać najważniejsze parametry, jakie należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu fotosensybilizatorów do terapii fotodynamicznej i kontrastów do fotodiagnostyki.

Dysponuje podstawową wiedzą z zakresu nauk biologicznych umożliwiającą:

-poznanie istoty procesów fizjologicznych, prawidłowego funkcjonowania poszczególnych narządów organizmu ludzkiego oraz zrozumienie przemian biochemicznych zachodzących w organizmie człowieka Student dysponuje wiedzą na temat procesów fizjologicznych, w których przebieg zaangażowane jest światło, (np. proces widzenia).

Dysponuje wiedzą z zakresu podstawowych zagadnień chemii medycznej i roli interdyscyplinarnego charakteru projektowania nowych leków i innych związków biologicznie aktywnych. Potrafi podać przykłady związków organicznych i nieorganicznych wykorzystywanych w terapii fotodynamicznej (PDT) oraz fotodiagnostyce. Potrafi wyjaśnić mechanizmy działania różnych fotosensybilizatorów do PDT i kontrastów do diagnostyki (fluorescencyjnej i fotoakustycznej).

Z zakresu umiejętności:

Posiada umiejętność powiązania struktury związków chemicznych z ich reaktywnością i aktywnością biologiczną. Student posiada umiejętność wykorzystania wiedzy zdobytej na innych przedmiotach do projektowania i modyfikacji wybranych leków, fotosensybilizatorów i kontrastów diagnostycznych w celu optymalizacji ich działania.

Posiada podstawowe umiejętności pozwalające na korzystanie z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji w celu pozyskania niezbędnych informacji oraz podstawową zdolność oceny rzetelności pozyskanych informacji. Student potrafi korzystać z literatury naukowej poświęconej roli fotochemii w biologii i medycynie

Potrafi w sposób popularny przedstawić aktualne zagadnienia związane z chemią i pokrewnymi dziedzinami. Student potrafi połączyć wiedzę z zakresu fotochemii i biologii oraz umiejętnie przedstawić ją w formie popularno-naukowej

Z zkresu kompetencji;

Potrafi odpowiednio określić priorytety służące planowaniu i realizacji określonego przez siebie lub innych zadania. Potrafi uzasadnić i propagować ideę wykorzystania alternatywnych źródeł energii a w szczególności problemów dotyczących magazynowania i konwersji energii słonecznej.

Rozumie społeczne aspekty praktycznego zastosowania zdobytej wiedzy i umiejętności i związaną z tym odpowiedzialność; Student potrafi scharakteryzować procesy fotochemiczne istotne dla środowiska (zanieczyszczenia i ochrona) oraz ochrony zdrowia (profilaktyka, diagnostyka, terapia).

Potrafi również podjąć dyskusję w środowisku chemicznym, medycznym i farmaceutycznym o kierunkach rozwoju fotosensybilizatorów oraz wprowadzeniu eksperymentalnych metod fotodiagnostyki i fototerapii do głównego nurtu leczenia chorób nowotworowych.



Wymagania wstępne:

kurs chemii fizycznej

Forma i warunki zaliczenia:

zaliczenie na ocenę - pisemne kolokwium zaliczeniowe (test + pytania problemowe) z wykładów i konwersatoriów

Metody sprawdzania i kryteria oceny efektów kształcenia uzyskanych przez studentów:

W zakresie wiedzy;

Kolokwium pisemne – test wielokrotnego wyboru lub pytania otwarte.

W zkresie umiejętnoścu:

Kolokwium pisemne – test wyboru lub/i pytania otwarte.

Dyskusja ze studentami podczas zajęć, stawianie problemów i ich rozwiązywanie.

W zakresie kompetencji;

Dyskusja ze studentami podczas zajęć, stawianie problemów i ich rozwiązywanie.

Obserwacja aktywności studentów w dyskusjach podejmowanych na zajęciach.


Metody dydaktyczne:

Metody podające - wykład informacyjny

Metody problemowe-wykład konwersatoryjny

Metody podające - prezentacja multimedialna

Metody problemowe - metody aktywizujące - dyskusja dydaktyczna

Metody problemowe - wykład problemowy

Metody podające-objaśnienie lub wyjaśnienie


Bilans punktów ECTS:

Udział w wykładach - 15 godz.

Udział w konwersatoriach- 15 godz.

Samodzielne studiowanie literatury naukowej - 20 godz.

Przygotowanie prezentacji multimedialnej/Opracowanie problemów zadanych przez prowadzącego-10 godz.

Przygotowanie do testu pisemnego oraz obecność na teście - 30 godz.

Łączny nakład pracy studenta: 90 godz., co odpowiada 3 punktom ECTS.


Sylabus przedmiotu dla studentów rozpoczynających studia od roku akademickiego 19/20 lub później:

chemia medyczna

Skrócony opis:

Wykład (15 godz) i konwersatorium (15 godz) pozwalają zdobyć wiedzę na temat wybranych zagadnień z zakresu fotochemii i fotofizyki w układach biologicznych, medycynie i środowisku.

Pełny opis:

Wykład: Światło i życie. Fotosynteza. Elementy molekularnej fotochemii roślin i zwierząt. Widzenie i fototaksja. Fotochemiczne uszkodzenia w organizmach żywych: fotokancerogenność, fotostarzenie, fotoalergie. Elementy fotomedycyny: fotodiagnostyka, fototerapia, terapia fotodynamiczna (PDT), fotoochrona; fotostabilność i fotochemia leków. Elementy fotochemii środowiska. Bioluminescencja. Obrazowanie optyczne.

Konwersatorium: Podstawowe reakcje fotochemiczne. Reakcje bezpośrednie i fotosensybilizowane. Reakcje fotochemiczne w procesach widzenia. Termodynamiczne podstawy procesów fotosyntetycznych. Fizykochemiczne właściwości barwników roślinnych (chlorofile, ksantofile, karotenoidy, hipercyny, porfiryny). Mechanizmy procesów przekazania energii i przeniesienia elektronu. Struktura i funkcje bakteryjnych i roślinnych kompleksów fotosyntetycznych. Podstawowe zjawiska fotobiologiczne na poziomie cząsteczkowym i komórkowym. Dezaktywacja stanów wzbudzonych wybranych związków o znaczeniu biologicznym. Kinetyka zjawisk fotofizycznych i fotochemicznych. Właściwości stanów elektronowo wzbudzonych i wolnych rodników. Fotouszkodzenie aminokwasów, białek, kwasów nukleinowych i lipidów. Fototoksyczność, fotoalergie, fotokancerogeneza i fotoimmunologia. Mechanizmy obrony układu biologicznego przed fotouszkodzeniem (naturalne i syntetyczne filtry fizyczne i chemiczne). Fotomedycyna. Fotodiagnostyka. Terapia fotodynamiczna. Fotoimmunoterapia. Tomografia fotoakustyczna. Nowoczesne metody badawcze fotosensybilizatorów: laserowa fotoliza błyskowa, fosforescencja tlenu singletowego, spektroskopia rezonansu paramagnetycznego (EPR), kalorymetria fotoakustyczna.

Literatura:

1. Z. Kęcki, "Podstawy spektroskopii molekularnej", PWN Warszawa 1998

2. P.Suppan, "Chemia i światło", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997

3. S.Paszyc, Podstawy fotochemii, PWN, Warszawa 1992

4. G. Stochel, Z. Stasicka, M. Brindell, W. Macyk, K. Szaciłowski, Bioinorganic Photochemistry, Wiley, Chichester, 2009

5. K. Szaciłowski, W. Macyk, A. Drzewiecka-Matuszek, M. Brindell and G. Stochel, Bioinorganic Photochemistry: Frontiers and mechanisms, Chem. Rev., 105, 2647-2694

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Jagielloński w Krakowie.