Biossensores e Sinais Biomédicos

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Física I e II, Química Analítica, Química Orgânica, Bioquímica, Electromagnetismo, 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 projectos de carácter experimental relacionados com os tópicos leccionados.

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 características dos principais transdutores fisiológicos e ambientais e suas aplicações

- Conhecimento dos métodos de detecção, 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.

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

- Conhecimentos de métodos de detecção de eventos

- Caracterização 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 (inlcui wearables, implantes e microagulhas).

Transdutores. Factores de desempenho. Monitorização in vitro e in vivo. Lab-on-a-chip

Estabilidade dos biossensores. A evolução do biossensor da glucose. Biossensores de última geração. Perspectivas futuras

Sinais biomédicos: natureza e características.

Princípios físicos de sensores directos. 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.

Detecçao de eventos e análise de forma de onda.

Caracterização de sinais e sistemas no domínio da frequência.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Relatório de seminário ou visita de estudo: 15.0%
Trabalho de síntese: 15.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

Introduction to Biosensors, From Electric Circuits to Immunosensors, Second Edition, Ed. Jeong-Yeol Yoon, Springer, 2016.

Biosensors and Bioelectronics, Ed. Chandran Karunakaran, Kalpana Bhargava, Robson Benjamin, Elsevier, 2015.

Biosensors, a practical approach, Ed. Jonathan Cooper and Anthony Cass, Oxford University Press, 2004.

Biosensors and biodetection, Methods and Protocols, Ed. Ben Prickril and Avraham Rasooly, Humana Press, 2017.

Biosensors, E.Hall

Biomedical signal analysis : a case study approach. Rangaraj M. Rangayyan. IEEE Press, Wiley Interscience, 2nd edition: 2009.

Medical Instrumentation: Application and Design, 4rd Edition, John G. Webster (Editor).

John Wiley and Sons Ltd, 2009.

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