生物物理工学 / Biophysics and Bioengineering

単位数: 2. 担当教員: 鳥谷部 祥一. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語（準英語対応）.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

A. 目的と概要
豊かで複雑な生命現象を明らかにするため，多様な生命工学技術や顕微鏡技術が開発されてきた．それらの技術は，感染症研究や創薬などにも利用されている．本講義では，生命現象に関する基礎知識を学習した後で，遺伝子工学および顕微鏡技術を中心に学ぶ．特に，各自の専門がどのように生かせるか想像しやすいように，基本的な技術から最新の技術まで幅広く講義する．

B. 授業の目標
応用物理学は，生命現象を観察，解析，制御するための技術の発展に大きく貢献してきた．最新の生命工学技術を学ぶことで，工学技術に関する知識の幅を広げるとともに，各自の専門とする知識・技術の新たな応用可能性を模索するきっかけを作る．

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

A. Purpose and Overview
Various bioengineering and microscopy techniques have been developed to reveal diverse and complex biological phenomena. These techniques are applied in various fields such as infectious disease research and drug discovery. In this course, students will learn basic knowledge of biological phenomena, followed by genetic engineering and microscopy. In particular, the lecture will cover a wide range of techniques from basic to the latest technologies so that students can easily envision how they can be applied to their own specialties.

B. Objectives of the class
Applied physics has contributed greatly to the development of techniques for observing, analyzing, and controlling biological phenomena. By learning the latest bioengineering techniques, students will broaden their knowledge of engineering techniques and will have an opportunity to explore new possibilities of application of their own specialized knowledge and techniques.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

生命科学に関する知識は前提としない．

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Prior knowledge about life science is not required.

授業計画

1. 生命システムの基礎1
2. 生命システムの基礎2
3. 遺伝子工学1 – PCR，電気泳動
4. 遺伝子工学2 – DNAシーケンシング
5. 遺伝子工学3 - 遺伝子組み換え
6 遺伝子工学4 - ゲノム編集
7. 顕微鏡技術1 - 光学の基礎
8. 顕微鏡技術2 - 顕微鏡観察の基礎
9. 顕微鏡技術3 - 多様な観察法
10. 顕微鏡技術4 - 蛍光顕微鏡，共焦点顕微鏡
11. 顕微鏡技術5 - 超解像顕微鏡，AFM，電子顕微鏡
12. 微小系の制御技術 - 光ピンセット，磁気ピンセット
13. DNA ナノテクノロジー１
14. DNA ナノテクノロジー2
15. まとめ

授業計画(Ｅ）

1. Basics of living systems 1
2. Basics of living systems 2
3. Genetic engineering 1 - PCR, electrophoresis
4. Genetic engineering 2 - DNA sequencing
5. Genetic engineering 3 - Gene recombination
6. Genetic engineering 3 - Genome editing
7. Microscopy 1 - Fundamentals of Optics
8. Microscopy 2 - Fundamentals of Microscopy
9. Microscopy 3 - Various methods of observation
10. Microscopy 4 - Fluorescence microscopy, confocal microscopy
11 Microscopy 5 - Super-resolution microscopy, AFM, electron microscopy
12. Microsystem control techniques - Optical tweezers, magnetic tweezers
13. DNA Nanotechnology 1
14. DNA Nanotechnology 2
15. Summary

授業時間外学習

講義の復習． レポートの作成．

授業時間外学習（Ｅ）

Review of lecture. Writing report.

成績評価方法及び基準

複数回のレポートにより評価する．

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation is based on several reports.

教科書および参考書

オフィスアワー

特に指定しない．あらかじめメールでアポをとるか，classroomで質問して欲しい．

オフィスアワー（Ｅ）

Not specified. Make an appointment by e-mail. You may ask questions on google clasroom.