Biosensores e Sinais Biomédicos

Conhecimentos de Base Recomendados

Química Geral; Física I e II; Química Analítica, Química Orgânica.

Métodos de Ensino

Exposição oral dos conceitos teóricos em powerpoint. Aulas práticas de execução e/ou exemplificação de técnicas e análises, de orientação tutorial, e ainda eventuais palestras de convidados. Aulas laboratoriais de execução de montagens de instrumentação biomédica.

Acompanhamento dos trabalhos de pesquisa bibliográfica que conduzem a um relatório escrito e a uma apresentação oral para todos os estudantes.

Promover a participação crítica e colaborativa dos estudantes num processo de aprendizagem activa, baseada em casos de estudo, em informações comerciais ou em estudos em fase de pesquisa.

Resultados de Aprendizagem

Nesta disciplina os estudantes ganham sensibilidade para a necessidade de desenvolver equipamentos de detecção, análise e diagnóstico, usados na identificação de compostos específicos, em áreas tão importantes e diversificadas, como a saúde, o ambiente, a indústria alimentar e farmacêutica. Tomam consciência da interdisciplinaridade dos diversos saberes para atingir aquele fim, como sejam a química, a física, a electrónica e a engenharia em geral. Adquirem competências no sentido de interpretar e propor alternativas, metodologias e estratégias de conciliar o bioreconhecimento com a detecção de sinais, para aplicação a novos equipamentos de detecção ou à optimização dos já existentes.

Adquirem conhecimento dos principais transdutores para aplicações fisiológicos e ambientais, tendo contacto directo com alguns em trabalhos laboratoriais.

Adquirem conhecimento dos métodos de detecção, medição e registo de sinais biomédicos.

Familiarizam-se com as principais áreas de aplicação biomédica.

Estágio(s)

Não

Programa

1 – Biossensores

Definição de biossensor

Componentes do biossensor

Biossensores enzimáticos e imunossensores

Transdutores: eletroquímicos e outros

Imobilização de compostos biológicos: ligação física e ligação química

Projeto de biossensores

Revestimento com membranas sensoras

Estabilidade dos biossensores

Aplicações dos biossensores no ambiente, em medicina, na indústria alimentar e farmacêutica

2 - Transdutores fisiológicos e ambientais

Parâmetros estáticos e dinâmicos dos transdutores (força, deslocamento, pressão, fluxo e velocidade, aceleração, temperatura, radiação, etc). Estudo e aplicação de alguns sensores (Termopares, termístores, fotodíodos, extensómetros, etc)

Circuitos elétricos associados à leitura, acondicionamento e amplificação do sinal à saída dos sensores. Amplificadores

3 – Sinais biomédicos

Características do sinal biomédico.

Eletrocardiografia. Monitorização respiratória

Interferência e ruído. Filtros analógicos passivos e ativos

Digitalização.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 10.0%
Trabalho de síntese: 40.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

-“Biosensors – A Practical Approach”, Ed. by A.E.G. Cass, IRL Press, Oxford University Press, 1990 

- “Sensors in Bioprocess Control”, Ed. by John V. Twork & Alexander M. Yacynych, Marcel Dekker, Inc., 1990 

- “Applied Biosensors”, Donald L. Wise, Butterworths, 1989 

- “Biosensor Principles and Applications”, Ed. by Loic J. Blum & Pierre R. Coulet, Marcel Dekker, Inc., 1991 

- “Bioanalysis and Biosensors for Bioprocess Monitoring”, vol 66 of Advances in Biochemical Engineering Biotechnology, Spring, 2000

- “Interfacial Phenomena – Equilibrium and Dynamic Effects”, 2nd ed., Clarence A. Miller e P. Neogi, CRC Press, Taylor & Francis Group, vol. 139, 2008

- Medical Instrumentation: Application and Design, 3rd Edition, John G. Webster (Editor), 1997

- The Biomedical engineering Handbook, Ed. Joseph Bronzino, CRC Press, 2000

- Sensors and Tranducers A Guide for technicians, 2nd ed. Ian Sinclair, 1998

- Biomedical Signal Processing and Signal Modeling, Eugene N. Bruce, Wiley, 2001