English | Log ind

10856 LabChip: Fysik i Lab-on-a-chip systemer

2020/2021

Kursusinformation
LabChip: Physics of Lab-on-chip systems
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E4B (fre 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, teoretiske og numeriske øvelser samt projektarbejde. Kursets første to tredjedele er to afløsningsopgave forløb, et teoretisk og et numerisk forløb med realistiske lab-on-a-chip problemstillinger. Eksamensrelevante færdigheder øves gennem studenterpræsentationer. Sidste tredjedel af kurset består af et projektforløb, som løses i grupper af to indenfor en valgt lab-on-a-chip problemstilling og afsluttes med en rapport.
13-uger
E4B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Mundtlig eksamination og rapporter. Den mundtlige eksamen tager udgangspunkt i de skriftelige afleveringer, samt det tilhørende pensum. Karakteren gives ved en helhedsbedømmelse med følgende vægtning: De skriftlige opgaver (40%), mundlig eksamen (60%).
30 min.
Uden hjælpemidler
7-trins skala , ekstern censur
Basal viden om klassisk mekanik, elektromagnetisme, vektoranalyse og differentialligninger
Minimum 5
Rafael Taboryski , Lyngby Campus, Bygning 347, Tlf. (+45) 4525 8101 , rata@dtu.dk
10 Institut for Fysik
27 Institut for Bioteknologi og Biomedicin
56 DTU Nanolab
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Lab-on-a-chip systemer er enheder som integrerer og nedskalerer en eller flere laboratoriefunktioner på en enkelt mikro-chip. Et lab-on-a-chip system kan håndtere ekstremt små væskemængder (mikrostrømning) helt ned til subnanoliter området og kanaldimensioner er typisk i området fra 1 millimeter ned til 100 nanometer.

Det er kursets overordnede mål, at du med en fysikrelateret tilgang til stoffet bliver i stand til at analysere og modellere virkemåden af udvalgte lab-on-a-chip systemer. Endvidere er det målet, at du bliver i stand til numerisk at modellere og designe nye lab-on-a-chip systemer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Benytte generel strømnings- og diffusionsteori til at beskrive og designe mikrofluide systemer
  • Benytte numerisk simulering til at designe og modellere mikrofluide systemer
  • Benytte dimensionsanalyse til at estimere strømningsegenskaberne i mikrofluide systemer
  • Benytte teorien for kapillarkræfter i mikrofluide systemer til at designe kanaler til kapillarfyldning og kapillarstop
  • Benytte teorien for faradaiske og ikke-faradaiske elektrokemiske reaktioner i saltopløsninger til at konstruere modeller bestående af diskrete elektriske komponenter for elektrokemiske elektroder
  • Benytte teorien for iondiffusion i en væske til design af elektrokemiske mikroelektroder
  • Benytte numerisk simulering til modellering af tidsafhængige lab-on-a-chip systemer
  • Opstille matematiske modeller for udvalgte aspekter af biofysiske fænomener, herunder f.eks. osmolaritet og Nernsts ligning, ion-kanaler, elektroporation, og eksocytose
  • Benytte ækvivalente kredsløbsmodeller til estimering af væsketransport i lab-on-a-chip systemer
  • Benytte generel teori for mikrofluide systemer og numerisk simulering til at analyserer resultater præsenteret i nye "lab-on-a-chip" forskningsartikler
Kursusindhold
Med udgangspunkt i udvalgte lab-on-a-chip systemer (dvs. f.eks. til cellemanipulation og separation af biomolekyler) og numerisk simulering, vil du med en ingeniørmæssig tilgang kunne anvende fysiske modeller at designe nye lab-on-a-chip systemer.
Litteraturhenvisninger
Henrik Bruus, ”Theoretical Microfluidics”, Oxford, samt
Forelæsningsnoter
Bemærkninger
Dette kursus vil give dig praktisk erfaring i brugen af metoder til design, modellering og brug af lab-on-chip systemer. Endvidere vil du få indsigt i forskningsarbejdet inden for lab-on-a-chip ved DTU Nanotech. Endelig vil kurset give dig et godt udgangspunkt for at gå i gang med et eksamensprojekt omhandlende lab-on-a-chip systemer.
Sidst opdateret
07. maj, 2020