Bioelectrónica e Biossensores
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2023-2024
03022168
Engenharia Eletrotécnica e de Sistemas Inteligentes
Inglês
Português
Presencial
6.0
Opcional
3º Ciclo - Doutoramento
Conhecimentos de Base Recomendados
Conhecimentos de eletromagnetismo e de componentes elétricos/eletrónicos, condensadores, resistências, circuitos elétricos, etc.
Métodos de Ensino
Será usada uma combinação de seminários juntamente com a realização de um projeto de investigação em laboratório onde o aluno com o apoio do seu tutor caracteriza ou desenvolve um determinado biossensor ou dispositivo bioeletrónico.
O aluno será avaliado em duas componentes; (a) um exame escrito com peso de 30% na nota final e (b) um trabalho de investigação experimental que incidirá sobre a caracterização de um biossensor ou de um componente bioeletrónico, ou sobre a aquisição e processamento de sinais bioeléctricos esta componente terá o peso de 70%na avaliação.
Resultados de Aprendizagem
A Bioeletrónica envolve a aplicação dos princípios da engenharia eletrónica à biologia, medicina e ciências da saúde. Um aspeto importante é o desenvolvimento de uma interface de comunicação entre materiais biológicos (células, tecidos e órgãos) e componentes eletrónicos. Este curso começa apresentando os conceitos de bioeletricidade e biossensores. São discutidos as fontes e o uso de campos e correntes elétricas no contexto de sistemas e problemas biológicos. As competências a adquirir são:
- Perceber os princípios de desenvolvimento de biossensores e dispositivos bioeletrónicos.
- Compreender os princípios da transdução de sinal entre biologia e eletrónica
- Conhecer os fatores que afetam o desempenho e os limites de deteção de um dispositivo bioelectrónico ou de um biossensor
- Tomar decisões de projeto e seleção em resposta a problema de medição e atuação no uso de biossensores e dispositivos bioelectrónicos
- Ser capaz de avaliar os desafios e as tecnologias emergentes na área.
Estágio(s)
NãoPrograma
1- Elementos fundamentais dos biossensores, dispositivos bio-inspirados, dispositivos híbridos que usam micro-organismos.
2- Componentes eletrónicos para operar em ambientes líquidos. Transístores com duplas camadas elétricas, aplicação e medição de potenciais elétricos em meios líquidos.
3- Biossensores eletroquímicos.
4- Sensores e técnicas óticas em biosensores e suas aplicações.
5- Técnicas de impedância de pequenos sinais, espectroscopia de impedância de células, resposta em frequência, extração de parâmetros usando circuitos elétricos equivalentes.
6- Fundamentos sobre ruído elétrico, ruído em sistema biológicos, ruído gerado por dupla camada elétrica, estratégias para minimizar ruído e melorar o limite de deteção.
7- Dispositivos para comunicar com microrganismos e células.
8- Sistemas micro-fluídicos e plataformas “Lab-on-chip”.
9- Dispositivos eletrónicos implantáveis.
10- Dispositivos eletrónicos bio-inspirados e computação neuromórfica.
11- Interfaces cérebro-computador.
Docente(s) responsável(eis)
Henrique Leonel Gomes
Métodos de Avaliação
Avaliação
Exame: 30.0%
Projecto: 70.0%
Bibliografia
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