Biofizika és radiokémia

Biophysics and radiochemistry

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Biofizika és radiokémia

Biophysics and radiochemistry

Tantárgykód

BMEVEFAM215

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Gyarmati Benjámin Sándor

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: gyarmati.benjamin@vbk.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

https://www.ch.bme.hu/

Kar

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

1. A nukleáris eredetű sugárzások keletkezése és tulajdonságai (részecskesugárzás és elektromágneses sugárzások; a részecskék és sugárzások jellemzésére szolgáló mennyiségek). Példák a sugárzások alkalmazására biológiai és élő rendszerekben, diagnosztikai alkalmazások.

2. Az ionizáló sugárzások kölcsönhatásainak rendszerezése; a kölcsönhatás mechanizmusát befolyásoló mennyiségek; fizikai alapösszefüggések.

3. Az elektromágneses sugárzások ionizációs kölcsönhatásai, anyagvizsgálati vonatkozások

4. Töltött részecskék (elsősorban elektronok) kölcsönhatása az anyaggal. Az elektronsugárzások osztályozása, tulajdonságai és kölcsönhatásai. Az anyag és az elektronsugárzás kölcsönhatásain alapuló anyagvizsgálati módszerek áttekintése.

5. Az anyag és a neutronsugárzás kölcsönhatásain alapuló anyagvizsgálati módszerek áttekintése, biológiai makromolekulák szerkezetvizsgálata neutronsugárzással.

6. A dozimetria alapjai

7. A biofizika definíciója, főbb területei, módszerei.

8. Önszerveződés biológiai rendszerekben, membránok szerkezete, membrángörbület leírása és jellegzetességei.

9. Képalkotó módszerek elméleti háttere, alkalmazási lehetőségei és korlátai. Fluoreszcens mikroszkópiára épülő mérési módszerek.

10. Biológiai makromolekulás kölcsönhatások feltérképezése modern szerkezetvizsgálati módszerekkel.

11. Hidrodinamika biológiai makromolekulák esetén, különféle molekuláris mozgásformákra épülő mérési módszerek (fényszórás, fluoreszcencia depolarizáció, kettőstörés).

12. Transzportfolyamatok sejtekben, biológiai elektrokémia.

13. Elektromos jelátvitel sejtekben, az ingerületvezetés alapjai.

14. Az érzékszervek biofizikája.

Az előadás célja, hogy áttekintést adjon a tágabb értelemben vett fizikai kémia két, az alkalmazások szempontjából jelentős területéről, a radiokémiáról és a biofizikáról. Célunk megmutatni a különféle diszciplinák (kémia, biológia, fizika) átfedéseit, összefüggéseit. A tárgy áttekintést ad a nukleáris eredetű (részecske- és elektromágneses) sugárzások keletkezéséről és tulajdonságairól, valamint az anyaggal történő kölcsönhatásaik mechanizmusairól. Áttekintően tárgyalja a kölcsönhatások hasznosíthatóságát i) a korszerű anyagvizsgálati módszerek ii) az anyagi tulajdonságok módosítási lehetőségei, iii) biológiai alkalmazások szempontjából. A biofizika területén belül foglalkozunk a fizika, fizikai kémia és kolloidika törvényszerűségeiről, és alkalmazhatóságáról biológiai rendszerekben. A biológiai rendszerekben bekövetkező önrendeződési folyamatok lényegi részét képezik az előadásnak, ezen keresztül ismertetjük a membránok szerkezet-tulajdonság összefüggéseit, ezt követően a membránokon keresztüli transzportfolyamatok, különös tekintettel az iontranszport, idegrendszeri folyamatok alapjait. Részletesen tárgyaljuk a biológiai makromolekulák kölcsönhatásának jellemzésére szolgáló módszereket (ITC, FRET, stb.) és kapcsolódó mérési elrendezéseket, kitérve a modern képalkotási technikákra (hangsúlyosan a fluoreszcens mikroszkópiára épülő technikákra).

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Tájékozott a nukleáris sugárzások és az anyag közti kölcsönhatások természetéről. Ismeri a sejtekben előforduló jelátviteli és transzportfolyamatok mechanizmusának alapjait. Tájékozott a kölcsönhatások gyakorlati alkalmazásainak alapjairól. Átfogóan ismeri a vegyiparban és a kémiai technológiákban alkalmazott és előállított fontosabb anyagok tulajdonságait, alkalmazási területeit. Ismeri a biológiai rendszerekben lejátszódó önszerveződési folyamatokat, ezek szerepét a biológiai funkciók ellátásában. Ismeri a kémiai és vegyipari rendszerek fenntarthatóságával, biztonságosságával és környezeti hatásaival kapcsolatos elveket, módszereket és gyakorlatot, munkahelyi, egészségvédelmi egészségfejlesztési ismereteket. Ismeri a biológiai rendszerek molekuláris és kolloidális mérettartományú feltérképezésére alkalmas analitikai technikákat, ismeri azok alkalmazási határait és korlátait. A szakterülethez tartozó egy vagy több iparág fő műveleteit és technológiáit részleteiben ismeri és átlátja. Ismeri a tömegspektrométer felépítését, a legfontosabb ionizációs módszereket, azok kiválasztásának szempontjait.

Képességek

Képes megtervezni nyomnyi mennyiségben levő szennyezőanyagok analízisét. Képes az általa ismert, biofizikai, sugárzásos, radiokémiai módszerekhez kapcsolódóan az általa végzett kiértékelések kritikus felülvizsgálatára rokon területen dolgozó szakemberekkel együttműködve. Alkalmas biofizikai és radiokémiai területen képes kutatói csoportban való munkára, együttműködésre rokon területeken dolgozó szakemberekkel.

Attitűd

Törekszik szakmailag magas szinten önállóan vagy munkacsoportban megtervezni és végrehajtani a feladatait. Elkötelezett abban, hogy a biofizikai és radiokémiai problémákat a lehető legalkalmasabb módszerekkel, hatékonyan és kellő körültekintéssel oldja meg. Törekszik a biofizikai és radiokémiai módszerek aktuális eredményeinek követésére, a kifejlesztett új módszerek, kiértékelési eljárások megismerésére és azok beépítésére a napi munkájába. Problémamegoldása során törekszik arra, hogy az általa ismert módszereket kreatívan, a lehető leghatékonyabb módon alkalmazza, és erre motiválja rokon területen dolgozó munkatársait is.

Autonómia és felelősség

Munkája során a felmerülő problémákat proaktív módon, megfelelő módszereket javasolva oldja meg, az elért eredmények megfelelő alátámasztottságáért vállalja a felelősséget. Felelősséggel viseltetik a fenntarthatóság és környezetvédelem terén. Igényli, hogy folyamatosan visszajelzést kapjon problémamegoldó képessége hatékonyságáról és eredményei megbízhatóságáról, valamint a vezetői szintről és a vele együtt dolgozó munkatársaitól kapott javaslatokat konstruktívan kezeli, és megfelelő módon beépíti munkájába.

Oktatási módszertan

előadás

Tanulástámogató anyagok

Online források

Nagy Lajos György és LK: Radiokémia és izotóptechnika, Műegyetemi Kiadó 1997.; Barócsi Attila: A biofizika alapjai, BME TTK Atomfizika Tanszék, 2011; Igor N. Serdyuk, Nathan R. Zaccai, Joseph Zaccai: Methods in Molecular Biophysics, Cambridge University Press, 2007; Roland Glaser: Biophysics - An introduction, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

A tárgy megértéshez fontos az alapvető fizikai mennyiségek ismerete: energiamegmaradás, mechanika (ütközések), elektromossági alapismeretek (feszültség, potenciál, áram, töltés, stb.). Fontosak továbbá az atomok elektron-szerkezetével kapcsolatos alapismeretek, néhány alapvető termodinamikai összefüggés (főtételek, szabadentalpia fogalma), kolloidikai jelenségek (micellaképződés, adhézió) ismerete.

Általános szabályok

Követelmények: A tananyagot a félév végén kérjük számon, szóbeli vizsga formájában. Teljesítményértékelés neve (típus) jele értékelt tanulási eredmények Szóbeli vizsga V mindegyik jele részarány V 100% Összesen 100% Pótlási lehetőségek: TVSz szerint

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Dr. Gyarmati Benjámin Sándor egyetemi docens FKAT Dr. László Krisztina egyetemi tanár FKAT

Ajánlott tantárgyak

Tevékenység óra/félév részvétel a kontakt tanórákon 13×2=26 felkészülés a vizsgára 52 összesen 78

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Kar	Képzés	Tanterv	Mintatantervi jelleg	Elsődleges
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar	vegyészmérnöki	Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve	kötelező	nem