2020年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | ﾊﾞｲｵｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 4年 |
| 担当者 | 胡桃 聡 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I51S |
| クラス | A・B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 本講義では，生物の生理現象や生物模倣に関する概要を把握し，これらと電気技術を結びつける方法論を学ぶ。本講義を修得することによって，学生が将来の電気化学的分野におけるエンジニアとして活躍するための知識を得ることを目標とする。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心とした講義形式 |
| 履修条件 | なし 半導体デバイスの基礎・電子デバイスの知識があれば授業の理解は早い |
授業計画
| 第1回 | イントロダクション バイオエレクトロニクスの概略と体系的な特徴を歴史的な経緯や理論的な考え方などについてまとめ，バイオエレクトロニクスの基礎と応用に関する概要を講義する。 【事前学習】シラバス確認およびCSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１２０分） |
|---|---|
| 第2回 | 細胞の電位および等価回路 人間の細胞について概要を把握し，その電気的等価回路について，細胞膜と細胞液に関するレジスタンスおよびキャパシタンスを理解する。また細胞１個の交流電圧における周波数特性について講義する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第3回 | 人体の構造と機能 人体の構造について骨格・筋系・循環器系・呼吸器系・神経系・感覚器系・消化器会計系・泌尿器系・生殖器系・内分泌系について講義する。その中で人間の心拍に関して，Na-Kポンプと脱分極について説明し，心電図との関係性を理解する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第4回 | 代謝とATP合成酵素 アデノシン三リン酸（ATP）について概要を説明し，筋肉の収縮、物質のイオン輸送に関する概念を把握する。さらにATP合成酵素の回転運動と分子モータおよび回転触媒について内容を理解する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第5回 | バイオマテリアル バイオエレクトロニックデバイスの材料として有望視されている幾つかのタンパク質と，それを使って構成された生物素子などについて講義する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第6回 | バイオミメティクス１ 生物模範技術として、ヤマトタマムシおよびモルフォ蝶、カメレオンの変色についてフォトニック結晶の基礎から説明する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第7回 | 細胞への電気化学的刺激 細胞融合の手法として誘電体分極について内容を把握し、そこから細胞の配列（パールチェーン）、誘導得移動、パルス電圧による細胞融合技術について理解する。さらにエレクトロポレーション法と細胞へのDNA導入方法を講義する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第8回 | 中間試験及びその解説 第２回～第７回までの講義について１時間の理解度確認試験を行う。 【事前学習】試験範囲の内容の復習（３００分）試験後に解答例を説明する。 【事後学習】試験を通して理解が不足していたヵ所の復習（６０分） |
| 第9回 | ガスセンサー 嗅覚について、ヒトの嗅覚細胞とにおい受容体について説明する。さらににおい受容体の種類と脳がにおいの判定するまでの一連の流れを、Gタンパク質、アデニル酸シクラーセ、イオンチャネルなどそれぞれの機能について説明し理解する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第10回 | 電気メス・レーザメス 生体組織の温度上昇と組織構造の変化について説明し、電気メスまたはレーザメスによる切開および凝固の方法について説明する。具体的な応用例としてレーシックに関する概要を説明する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第11回 | X線CT・MRI 医療に用いられるＸ線ＣＴやMRIなどの各種画像とデジタル処理について講義する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第12回 | バイオミメティクス２ 生物模範技術として、はっ水性・親水性素材について講義する。その過程で表面張力について物理的意味合いと、Youngの式、Cussieの式、Wenzelの式を説明する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第13回 | DNAチップ DNAの複製および転写について説明し、そこから遺伝子解析法としてサザン部ロッド法について講義する。さらにDNAチップとその概要および遺伝子解析法について講義する。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（１８０分） |
| 第14回 | 理解度確認試験及びその解説 第９回～第１３回までの講義について１時間の理解度確認試験を行う。 【事前学習】試験範囲の内容の復習（３００分）試験後に解答例を説明する。 【事後学習】試験を通して理解が不足していたヵ所の復習（６０分） |
| 第15回 | プラズモニクスによるバイオセンサー及び総括 最先端技術としてプラズモニクスと局在表面プラズモン共鳴（LSPR）によるセンサー技術を紹介する。その後、講義の総括を行う。 【事前学習】CSTポータルの講義資料の予習（６０分） 【事後学習】CSTポータルの講義資料および講義中に板書した内容の復習（６０分） |
その他
| 教科書 |
本講義ではバイオエレクトロニクスに関する基礎から応用まで広く学ぶため、特定の教科書の設定はしない。その代わりCSTポータル上に講義の資料や参考文献を掲載する。
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| 参考書 |
高木建次監訳 『バイオエレクトロニクス～理論から応用まで～』 エヌ・ティー・エス 2008年 第1版
軽部 征夫，民谷栄一 『バイオエレクトロニクス』 朝倉書店 1994年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（6０％），中間試験（４０％）単位を修得するためには両方の試験を受験しなければならない。 |
| 質問への対応 | 講義中も可能。講義の後は電子メールを利用またはオフィスアワーにて対応。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラ１６１７室 駿河台校舎８号館８１１室 Tel: 03-3259-0760 E-mail: kurumi.satoshi@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 15:00 ～ 16:30 ８号館８１１在室
金曜 駿河台 15:00 ～ 16:30 ８号館８１１在室
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| 学生への メッセージ |
CSTポータルへ講義の資料を公開するので，これを予習復習の素材として活用すること。より深く学びたい学生は講義の資料中に記されている参考文献および上記の参考書を利用すると良い。単位修得のために平常試験と中間試験の両方を受験すること。 |