Biossensores e Sinais Biomédicos

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Física I e II, Química Analítica, Química Orgânica, Bioquímica, Eletromagnetismo, Análise e Processamento de Sinais e Programação (Matlab) ao nível do 1º ciclo de estudos.

Métodos de Ensino

Aulas teórico-práticas.

Seminários de assistência obrigatória.

Trabalhos de laboratório e mini projetos de caráter experimental relacionados com os tópicos lecionados.

Resultados de Aprendizagem

- Desenvolvimento de dispositivos biossensores para identificação de compostos específicos em áreas tão importantes como a saúde, ambiente, indústria alimentar e outras afins.

- Conhecimento das caraterísticas dos principais transdutores fisiológicos e ambientais e suas aplicações.

- Conhecimento dos métodos de deteção, medição e registo de sinais biomédicos.

- Conhecimento de métodos para análise de sinais biomédicos.

- Familiarização com as principais áreas de aplicação biomédica.

- Aquisição de sinais biomédicos usando um sistema de aquisição de dados.

- Parametrização da aquisição: frequência de amostragem em função da largura de banda.

- Projeto de filtros digitais nos domínios do tempo e da frequência.

- Conhecimentos de métodos de deteção de eventos.

- Caraterização de sinais e sistemas no domínio da frequências.

Estágio(s)

Não

Programa

Introdução ao conceito de biossensor.

Desempenho analítico (seletividade, sensibilidade, reprodutibilidade, limite de deteção e tempo de resposta).

Elementos de bioreconhecimento: tipos; imobilização.

Materiais e superfícies para integração.

Transdução de sinal.

Aplicações (inclui wearables, implantes e microagulhas).

Perspetivas futuras

Sinais biomédicos: natureza e caraterísticas.

Princípios físicos de sensores diretos. Parâmetros estáticos e dinâmicos de instrumentação.

Análise de processos concorrentes, acoplados e correlacionados.

Interferência e ruído. Filtragem. Amostragem. Erros de quantização e de “aliasing”.

Filtragem óptima. O filtro de Wiener. Filtragem adaptativa.

Deteçao de eventos e análise de forma de onda.

Caraterização de sinais e sistemas no domínio da frequência.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 50.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

- Biosensing: Methods, Application and Technology. Rushika Patel, Editor, Nova Science Publishers, 2023.

- Biosensors: Fundamentals and Applications. BD Malhotra, CM Pandey, 2nd edition, Kindle Edition, 2019.

- Biosensors: An Introductory Textbook. J Narang, CS Pundir, Pan Stanford Publishing, Taylor & Francis, 2017.

- Biosensors: Essentials, G Evtugyn, Springer, 2014.

- Principles of Chemical Sensors, Ed. Jirí Janata, 2nd editon, Springer, 2009.

- Artigos científicos recentes relacionados com os temas leccionados / Recent scientific papers related to the lectured topics.

- Biomedical Signal Analysis : A Case Study Approach. Rangaraj M. Rangayyan. IEEE Press, Wiley Interscience, 3rd edition: 2024.

- Medical Instrumentation: Application and Design. Ed. John G. Webster and Amit J. Nimunkar, 5th edition, John Wiley and Sons, 2020.