生命センシング化学 / Biosensing Chemistry  

  阿部 博弥, 珠玖 仁, 伊野 浩介  

  工  

   

   

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。

生体内プロセスを化学反応の観点から理解するために，生体分子の反応， 生体膜の機能，電気化学的手法によるバイオセンシングの基礎を学ぶ。また，バイオセンシングに関わる最近の研究動向を調査，調査結果のとりまとめの能力涵養も目的としている。

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")

This course is intended to understand: (1) the reactions of biomolecules. (2) functions of bio-membranes. (3) basics of biosensig from the electrochemical view points. Also important aims of this course are to enhance the ability for: (4) investigating recent progress of biosensing researches from literature. (5) summarize the investigation results.

  環境生命機能化学 / Biofunctional Chemistry for Environmental Science  

  珠玖 仁  

  環境  

   

  後期 火曜日 3講時  

生体関連分子の機能、物性、計測法の概要を理解することを達成目標とし、(1) 生体分子の反応、(2) 生体膜の機能、(3) 電気化学的手法によるバイオセンシングの基礎を学ぶ。また、(4) バイオセンシングに関わる最近の研究動向を調査、(5) 調査結果のとりまとめの能力涵養も目的としている。

  バイオセンシング工学 / Biosensing  

  吉信 達夫, 平野 愛弓, 宮本 浩一郎  

  工  

   

   

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。

本科目では、さまざまなバイオセンサの原理、技術、応用に加え、生体分子に関連した電気化学および生化学の基礎を学ぶ。

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")

In this course, students will learn various principles, technologies and applications of biosensors as well as the basics of electrochemistry and biochemistry related to biomolecules.

  界面電気化学 / Interfacial Electrochemistry  

  珠玖 仁, 伊野 浩介  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

界面が関与する固体の物性と，固体／液体界面での電荷移動を伴う化学反応（電気化学反応）あるいは、電極界面現象についての理解を深め、基礎的知識を修得することを目標とする．

２．概要

電気化学反応とは、電極（固体）側にある電子の溶液側のイオン・分子への電子移動を含む反応であり、反応の起こる場所である電極・溶液界面の電気二重層の構造、速度論について講義する。

３．達成目標等

電解質溶液の性質、電気化学平衡、界面電気二重層、電極反応速度について説明できる。

こうした基礎的知識を基に、電極表面科学、燃料電池、リチウム電池等の応用分野への展開原理が理解できる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

This class aims to learn about basics of electrochemical reaction and behaviors of electrons and ions at solid-liquid interface. Students will learn about property of electrolyte, electric double layer, redox potential, and kinetics of electrode. The basic knowledges will help us to understand practical electrocatalysis, corrosion, photoelectrochemistry, bioelectrochemistry, principle of fuel cell and lithium ion battery.

  生体情報化学 / Bioinformation Chemistry  

  珠玖 仁, 伊野 浩介  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

生体関連分子の機能と物性を理解することを目的とする。

２．概要

基礎生物物理化学、生体膜の物性と機能、細胞膜での物質輸送、細胞間シグナル伝達、神経細胞系における情報処理。また、生体材料やバイオセンシングの基礎に関しても学ぶ。

３．達成目標等

生体膜の物性と機能を理解すること。

細胞間のシグナル伝達を理解すること。

生体材料、バイオセンシングの基礎を理解すること。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective

This course is intended to understand structures and functions of biomolecuels.

2. Outline

The lecture consisted of; biophysical chemistry basics, functions of biomembranes, cellular signal transduction, nerve cell systems. Basics of biomaterials and biosensing is also lectured.

3. Goal

This course is intended to help students to understand; properties and functions of biomembranes, cellular signal transduction, basics of biomaterials and biosensing.

  先端物理化学特論Ⅳ / Physical chemistry of liquid interfaces  

  森田 明弘  

  理  

  前期  

  前期 月曜日 4講時  

液体界面は我々の周りに広く見られ、気液界面、液液界面、固液界面と多岐にわたり、蒸発や凝縮はもとより、抽出や分離、センサー、電気化学反応など多くの例で重要な対象である。本講義では、これらの液体界面の現象を理解するための理論および計測方法の基礎を概説する。

学部で学んだ物理化学、とくに熱力学をもとに不均一な界面系に応用する発展を扱い、界面を特徴づける量を熱力学の観点から理解する。そして界面の熱力学を基盤として、さらに統計力学、電気化学、分光学、分子シミュレーションなどの手法と知見と取り扱う。

Liquid interfaces, including gas-liquid, liquid-liquid and solid-liquid, are ubiquitous in our life, and play important roles in a number of phenomena, such as vaporization, condensation, extraction, separation, sensing, electrochemical reactions, etc. This course deals with fundamental aspects of theory and measurements for liquid interfaces.

This course is based on physical chemistry, particularly thermodynamics, in undergraduate level, and extend the physical chemistry to heterogeneous systems including interfaces. We further treat statistical mechanics, electrochemistry, spectroscopy and molecular simulation to explore the detailed structure and dynamics at liquid interfaces.

  化学・バイオ工学演習Ｂ / Exercises B  

  中澤 光  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

関連する応用化学・有機化学・バイオ工学の講義より得られた知識を各種の問題に応用することにより、多面的かつ有機的に理解を深める。

２．概要

有機化学および生物工学関連の講義により得られた知識をもとに、有機分子、生体分子の構造決定・機能解析に用いられる方法論の基礎的な考え方、応用について演習する。界面化学および材料物性化学の講義により得られた知識をもとに、無機化学関連の構造化学、物性評価の問題の演習をする。

３．達成目標等

化学系研究で必須の、各種測定機器より得られる化合物・生体分子に関するスペクトルを解釈して、分子構造・機能に関する情報を得ることができる。無機化学の基本的な考え方を理解し、応用することができる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Purpose

By solving exercises in applied chemistry, organic chemistry, and biotechnology, students gain a further understanding of the knowledge obtained from related lectures.

2. Overview

Based on the knowledge obtained through lectures related to organic chemistry and biotechnology, students practice fundamental concepts and applications of methodologies for structure determination and functional analysis of organic molecules and biomolecules. Based on the knowledge obtained through lectures related to surface chemistry and material physical chemistry, students practice inorganic chemistry-related structural chemistry and physical property evaluation problems.

3. Learning Goals

Students will interpret spectra of compounds and biomolecules obtained from various measuring instruments, which are essential in chemical research, and obtain information on molecular structures and functions. Students will understand the basic concepts of inorganic chemistry and apply it.

  電気化学 / Electron Transfer Chemistry of Materials  

  武藤 泉  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

この科目ではGoogle Classroomを使用して、講義資料と講義情報を発信します。

クラスコード: hswkzyo

1．目的

固体電極/電解質系においては，電極界面を通しての電子移動過程を伴う化学反応が生ずる。このような反応は電極反応と呼ばれ，エネルギー変換，情報変換および物質変換において重要な役割を果たしている。ここでは電極反応の基礎概念を学ぶことを目的とする。

2．概要

電気化学ポテンシャルの概念，起電力の発生機構，電極反応の熱力学，電極反応の速度論等の基礎知識について講義を行う。

3．達成目標等

・本学科の学習・教育目標のA，B，C，Dに関する能力を含めて修得する。

・電極電位の概念を理解し，電池の起電力を説明する事ができる。

・電極反応速度の概念を理解し，反応速度を決める要因を説明する事ができる。

・化学電池や金属腐食の原理を理解し，説明する事ができる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

This course uses Google Classroom to provide lecture materials and lecture information.

Google Classroom: hswkzyo

Objective:

The purpose of this course is to acquaint students with fundamental knowledge about electrochemistry. This course deals with four aspects of electrochemical systems:

1. Ionics describing ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes;

2. Electrode potentials describing Nernst equations and their applications;

3. Theories of electrode/electrolyte interfaces;

4. Kinetics of electrochemical reactions describing Butler-Volmer equations.

Outcomes:

Describe ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes

Explain the concepts of electrochemical potential and current density, and to apply Nernst equation to electrochemical systems.

Describe the electrochemical double layer based on common models

Explain relationships between current density and electrode potential, and to extract kinetic parameters from electrochemical data.

This course includes our program outcomes of A, B, C, D.

  反応生物化学 / Biological Reactions  

  魚住 信之, 珠玖 仁  

  工  

   

   

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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

バイオテクノロジーの基礎的知識として、糖質、核酸などの生体分子、生体膜ならびに代謝反応に関連する基礎的事項を習得することを目的とする。

２．概要

糖質、脂質と生体膜、代謝とエネルギー、解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路について、それらの構造、機能、および反応生物化学的基礎を中心に学習する。

３．達成目標等

・糖質、脂質などの生体分子の種類、構造を理解し、書けること。

・生体膜の構成要素、構造、機能を理解し説明できること。

・代謝反応の種類、相関、制御方法について理解し説明できること。

・代謝反応を自由エネルギー、酸化還元電位などを用いて定量的に理解し説明できること。

・解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路のエネルギーおよび物質代謝における役割、その戦略、機構を理解し、具体的に説明できること。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. The purpose

As a basic knowledge of biotechnology, it aims to acquire biomolecules such as carbohydrates and nucleic acids, biological membranes and fundamental matters related to metabolic reactions.

2. Overview

Learn about carbohydrates, lipids and biological membranes, metabolism and energy, glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways, their structure, function, and reaction biochemical basis.

3. Goal

· To understand and write the types and structures of biomolecules such as carbohydrates and lipids.

· To be able to understand and explain the constituent elements, structures and functions of biological membranes.

· To understand and explain the type of metabolic reaction, correlation, control method.

· Be able to quantitatively understand and explain metabolic reactions using free energy, redox potential and so on.

· To be able to understand and explain specifically the role of glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways in energy and substance metabolism, its strategy and mechanism.

  材料電気化学 / Materials Electrochemistry  

  武藤 泉, 朱 鴻民, 竹田 修  

  工  

   

   

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。

この科目ではGoogle Classroomを使用して、講義資料と講義情報を発信します。

クラスコード：6o3f2k5

1.目的

電極／電解質系においては、電極界面を通しての電子移動過程を伴う化学反応が生ずる。このような反応は電極反応と呼ばれ、エネルギー変換、情報変換および物質変換において重要な役割を果たしている。ここでは電極反応の基礎概念と応用技術について学ぶことを目的とする。主な内容は、金属および半導体電極などに関する電気化学の平衡論と速度論、電気化学反応を利用した物質合成の基礎と応用である。

2.概要

電子移動に着目した金属電極の電気化学、電化学計測法、半導体電気化学、および工業電解の基礎と応用について講義する。

3.達成目標等

水溶液と金属電極の平衡論と速度論を電子移動に着目して理解し、その特徴を説明することができる。電化学計測技術の原理、特徴を説明することができる。半導体電極、光電気化学反応の原理を理解できる。工業電解（ソーダ電解、亜鉛電解、アルミニウム電解）の特徴を理解し、工業電解が成立するための要件を説明できる。

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")

This course uses Google Classroom to provide lecture materials and lecture information.

Google Classroom: 6o3f2k5

The purpose of this course is to understand the theory and practical application of electrochemistry in materials science. This course is arranged into three parts. The first part deals with fundamentals of electrochemical equilibrium and reaction kinetics on metal electrodes in terms of electron transfer. In the second part, method of electrochemical measurements is described. Third part covers characteristics of industrial electrolysis (chlor-alkali process, electrowinning of zinc, electrowinning of aluminum) and key points for establishing industrial electrolysis.