Overordnede kursusmål
Optiske biosensorer dækker et bredt anvendelsesområde – lige fra
simple test, der bruges i lægehuset, til avancerede målemetoder,
der anvendes inden for life science og biomedicin. Formålet med
dette kursus er at sætte den studerende i stand til at analysere de
optiske og biomedicinske aspekter af denne type sensorer. For at
kunne opnå dette mål vil emner som specificitet, sensitivitet og
signal-støj forhold (detektionsgrænse) blive gennemgået i kurset.
Det er også kursets formål at sætte den studerende i stand til at
vurdere i hvilke brugssituationer forskellige optiske biosensor
designs kan anvendes. Dette er baseret på en analyse af samspillet
mellem materialer, komponenter, systemer og signalbehandling i de
optiske biosensorer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- beskrive grundlæggende optiske egenskaber som; total indre
refleksion (TIR), brydning, diffraktion, dispersion og interferens,
der anvendes i optiske biosensorer.
- beskrive teorien for metoder som; optiske bølgeledere,
luminescens spektroskopi, Raman spektroskopi og overflade
plasmoner.
- illustrere hvorledes valg af detektionskemi, f.eks.,
antistof-antigen reaktioner, og den optiske detektionsmetode,
f.eks. luminescens spektroskopi bestemmer specificitet,
sensitivitet og signal-støj forhold af den optiske biosensor.
- udvælge forskellige håndteringsmetoder af væske i relation til
anvendelsessituationen.
- vurdere hvordan ”label-free” metoder som Raman spektroskopi
virker i forhold til et affinitetsbaseret detektionsprincip som
antistof-antigen reaktioner.
- analysere hvilke faktorer, som bidrager til hhv. falsk-positiv
og falsk-negativ respons af en optiske biosensor.
- analysere forskellige optiske principper, der anvendes i
optiske biosensorer.
- finde den brugergrænseflade, der gør en målemetode brugbar i en
reel målesituation f.eks, klinisk sammenhæng
- argumentere for anvendeligheden af en specifik optisk
sensorteknologi for et givent måleproblem
- kritisere de videnskabelige artikler, som gennemgås i kurset og
vurdere valg af teknologi, og hvis muligt, foreslå alternative
metoder.
Kursusindhold
Kurset omfatter den biologiske baggrund for affinitetsbaserede
kemiske reaktioner som antistof-antigen reaktioner, der udgør
grundstammen i mange optiske biosensorer, især dem som er baseret
på optiske bølgeledere, deriblandt også overflade plasmon sensorer.
I løbet af kurset vil der også blive givet en omfattende gennemgang
af luminescensbaserede sensorer, der fungerer både i det spektrale
og tidslige domæne, samt af anvendelser af de forskellige
sensorteknologier i både biomedicin og life science. Som en del af
kurset vil de studerende også skulle præsentere videnskabelige
artikler i Journal Clubs, hvor de kritisk skal kunne forholde sig
til metodevalg og konklusionerne, som disse artikler beskriver. Så
vidt det er muligt vil der blive givet praktiske demonstrationer af
de forskellige emner, vi gennemgår i kurset. Der vil ligeledes være
firmabesøg til nogle af de danske virksomheder, der udvikler,
producerer og sælger optiske biosensorer. Formålet med disse besøg
er at gøre de studerende bekendt med de overvejelser, sådanne
virksomheder gør sig, når anvendelighed og skalerbarhed af en
sensorteknologi skal vurderes i kommerciel sammenhæng. Ligeså vil
også de regulatoriske aspekter blive nævnt ved besøget.
Bemærkninger
Forelæsere fra DTU Sundhedsteknologi og eksterne forelæsere
underviser på kurset
Sidst opdateret
02. maj, 2024