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國立臺灣師範大學課程綱要【格式】 一、課程基本資料（任課教師不可異動部分，同一課程名稱此部分應相同） | 課程代碼 | OEC8151 | 課程名稱 | 生醫感測元件 | 應科大樓B1 | 英文名稱 | Bio-sensors | 週四 (2-4) | 全/半年 | 半年 | 必/選修 | 選修 | 學分數 | 3 | 每週授課時數 | 3小時 | 開課系級 | 碩士博士班 | 先修課程 | 光電工程導論, 光電電磁學 | 課程簡介 | 1.光學/電學/電化學/力學等生醫感測技術之工作原理、製作及應用。 2.生醫感測元件於生物介面技術及醫學上的應用。 3.蛋白質,DNA,病毒,酵素酶,生化,氣體等感測技術。 4. SPR,ELISA, Microarray, PCR,電泳等技術。 5.微流體及系統化生醫感測原理及應用。 The term “biosensor” is short for “biological sensor.” The device is made up of a transducer and a biological element that may be an enzyme, an antibody or a nucleic acid. The bioelement interacts with the analyte being tested and the biological response is converted into an electrical signal by the transducer. Depending on their particular application, biosensors are also known as immunosensors, optrodes, resonant mirrors, chemical canaries, biochips, glucometers and biocomputers. A commonly cited definition of a biosensor is: “A chemical sensing device in which a biologically derived recognition is coupled to a transducer, to allow the quantitative development of some complex biochemical parameter.” Parts of a biosensor Every biosensor comprises: - A biological component that acts as the sensor
- An electronic component that detects and transmits the signal
Biosensor elements A variety of substances may be used as the bioelement in a biosensor. Examples of these include: - Nucleic acids
- Proteins including enzymes and antibodies. Antibody-based biosensors are also called immunosensors.
- Plant proteins or lectins
- Complex materials like tissue slices, microorganisms and organelles
The signal generated when the sensor interacts with the analyte may be electrical, optical or thermal. It is then converted by means of a suitable transducer into a measurable electrical parameter – usually a current or voltage. Applications Biosensor probes are becoming increasingly sophisticated, mainly owing to a combination of advances in two technological fields: microelectronics and biotechnology. Biosensors are highly valuable devices for measuring a wide spectrum of analytes including organic compounds, gases, ions and bacteria. | 課程目標 | 對應系所核心能力 | 1 | 讓學生瞭解生醫感測技術原理及製作方式。 | | 2 | 使學生明瞭生醫感測技術的種類分析及生醫檢測規範。 | 2-1 具備對光電科技新知自我進修、學習、與發展的能力。 2-2 具備團隊合作與負責任的工作態度。 2-3 具有理性溝通、清楚表達的能力。 2-4 具有理解光電產業發展現況的能力。 | 3 | 讓學生認識分子檢測技術於未來新型生醫感測元件及系統發展。 | 3-1 能維持成熟穩定的情緒。 3-2 具備高度挫折耐受力。 3-3 具有系統化及邏輯思考的能力。 | 4 | 具備獨立思考與創新能力的養成。 | 4-1 具有誠實不造假的精神。 4-2 具有抱持懷疑的求知態度。 4-3 具有尊重智慧財產權的認知。 | | | | | | | | | |
二、教學大綱（任課教師可異動部分） 授課教師 | 邱南福 | 教學進度與主題: 【授課方式：16+2週】（可說明每週進度） 110學年度授課方式採「16+2週」，即「授課16週＋2週彈性教學（第17、18週）」。
【授課16週】
精實課程，於1～16週依排定時間授課，完成學期教學目標。
【彈性教學2週】
1.彈性補充教學(實作與專題補充教學或自主學習)等方式辦理。 上課網址Googlle meet： meet.google.com/jkx-zsds-mpp 授碼請來信索取 授課資訊將統一公告於Moodle平台，請選課學生自行查閱。 Facebook: (2021)-110-1生醫感測元件 Biosensors | 週 | 星期 (四) | 課程內容【授課方式：16+2週】 | (2021學年度) | 1 week | 9月23日 | 課程介紹說明 (說明教學方式, 人數統計人員分組)-實驗討論 | On-line | 2 week | 9月30日 | 生醫感測的應用及產業發展 生醫晶片介紹-目的與應用 | On-line | 3 week | 10月07日 | 光學式 生醫感測技術之工作原理、製作及應用。 | On-line | 4 week | 10月14日 | 電學/電化學式 等生醫感測技術之工作原理、製作及應用。 | 應科大樓B1 | 5 week | 10月21日 | 力學式 等生醫感測技術之工作原理、製作及應用。 | 應科大樓B1 | 6 week | 10月28日 | 生物介面技術 (固定化技術) Immunoassay Techniques et. al., (LFA技術) 生物介面技術及醫學上的應用 | 應科大樓B1 | 7 week | 11月04日 | 有機半導體Organic semiconductors in biosensor applications | 應科大樓B1 | 8 week | 11月11日 | 期中報告(英文) | 上台報告 30% | 9 week | 11月18日 | Protein, DNA, Virus, Enzyme(酵素酶),Bio-chemical, Gas, et.al.,-1 | 應科大樓B1 | 10 week | 11月25日 | Protein, DNA, Virus, Enzyme(酵素酶),Bio-chemical, Gas, et.al.,-2 | 應科大樓B1 | 11 week | 12月02日 | Surface plasmon resonance (SPR): principles and methods-1 | 應科大樓B1 | 12 week | 12月09日 | Surface plasmon resonance (SPR): applications in biomedical sciences-2 | 應科大樓B1 | 13 week | 12月16日 | Surface plasmon resonance (SPR): applications in biomedical sciences-3 | 應科大樓B1 | 14 week | 12月23日 | ELISA, or Microarray, PCR, electrophoresis(電泳), or LAMP or LFA | (實驗性教學) 光電314室 | 15 week | 12月30日 | ELISA or SPR (實驗314室) | (實驗性教學) 光電314室 | 16 week | 01月06日 | 期末報告(英文) | 上台報告30% | 17 week | 01月13日 | 繳交學期書報 彈性補充教學(實驗補充教學或自主學習) | 書面專題報告 20% | 18 week | 01月20日 | 彈性補充教學(實驗補充教學或自主學習) | | | | 課程內容會依本學期修課學生的領域及能力做適度調整! 如因疫情進入三級警戒以上，課程將配合學校改為線上講課。另外，實驗相關課程將提供影片或停止實體實驗課。 | 課堂討論參與20% |
| 教學方法 | 方式 | 說明 | ■ 講述法 | 講述基本原理,現象與技術之應用等,討論國內與國際間之現況與發展趨勢 | | 閱讀討論對生醫感測科技新知自我進修、學習、與發展的能力。 | | | | | | | | | | | | | | | 評量方法 | 方式 | 百分比 | 說明 | | | | | | | | | | ■ 課堂討論參與 | 20 | 閱讀討論對生醫感測科技新知自我進修、學習、與發展的能力。 | | | | ■ 報告 | 60 | 學期中末報告。訓練理性溝通、清楚表達的能力 訓練對生醫光電等基本知識。具備發現問題與獨立解決問題的能力。(每組30分鐘口頭報告) | | | | ■ 專題 | 20 | 專題論文書報，閱讀生醫感測科技基礎能力，訓練撰寫能力，抱持科技懷疑的求知態度與尊重智慧財產權的認知。 | | | | 參考書目 | - Keith E. Herold， Avraham Rasooly, Biosensors and Molecular Technologies for Cancer Diagnostics, CRC Press. (2012)
- Brian R. Eggins, John Wiley & Sons (1997), Biosensors: an Introduction.
- Alice J. Cunningham, John Wiley & Sons (1998) , Introduction to Bioanalytical Sensor.
- Handbook of Biosensors and Biochips. Edited by Robert S. Marks, David C. Cullen, Isao Karube, Christopher R. Lowe and Howard H. Weetall. (2007) John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 978-0-470-01905-4.
- Avraham Rasooly, Keith E. Herold, Biosensors and biodetection : methods and protocols (Volume 503: Optical-Based Detectors) / (Volume 504: Electrochemical and Mechanical Detectors, Lateral Flow and Ligands for Biosensors), Humana Press, 2009
- O. S.Wolfbeis, Springer Series on Surface Plasmon Resonance (Vol. 4, 2006)/ Springer Series on Frontiers in Chemical Sensors (Vol. 3, 2005 )/ Springer Series on Optical Sensors(Vol. 1, 2003)
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教學進度與主題附件
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| 參考書目 |
- Keith E. Herold， Avraham Rasooly, Biosensors and Molecular Technologies for Cancer Diagnostics, CRC Press. (2012)
- Brian R. Eggins, John Wiley & Sons (1997), Biosensors: an Introduction.
- Alice J. Cunningham, John Wiley & Sons (1998) , Introduction to Bioanalytical Sensor.
- Handbook of Biosensors and Biochips. Edited by Robert S. Marks, David C. Cullen, Isao Karube, Christopher R. Lowe and Howard H. Weetall. (2007) John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 978-0-470-01905-4.
- Avraham Rasooly, Keith E. Herold, Biosensors and biodetection : methods and protocols (Volume 503: Optical-Based Detectors) / (Volume 504: Electrochemical and Mechanical Detectors, Lateral Flow and Ligands for Biosensors), Humana Press, 2009
- O. S.Wolfbeis, Springer Series on Surface Plasmon Resonance (Vol. 4, 2006)/ Springer Series on Frontiers in Chemical Sensors (Vol. 3, 2005 )/ Springer Series on Optical Sensors(Vol. 1, 2003)
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