Lokaverkefni (EFN441L)

Lokaverkefni

Skammtafræði 1 (EÐL509M)

Námsefni: Forsendur og formgerð skammtafræðinnar. Einvíð kerfi. Hverfiþungi, spuni, tvístiga kerfi. Ögn í miðlægu mætti, vetnisatómið. Nálgunaraðferðir. Tímaóháður og tímaháður truflanareikningur. Dreififræði.

Eðlisfræði þéttefnis 1 (EÐL520M)

Markmiðið er að kynna nemendum frumatriði í eðlisfræði þéttefnis. Námsefni: Efnatengi, kristallsgerð þéttefnis, samhverfa kristallsgrinda, nykurgrind. Titringshættir kristalla, hljóðeindir, eðlisvarmi kristallsgrindar, varmaleiðni. Frjálsar rafeindir, borðalíkan þéttefnis, virkur massi. Málmar, einangrarar og hálfleiðarar.  Þrjár verklegar æfingar.

Málstofa í efnafræði og lífefnafræði (EFN012F)

Erindi um nútíma rannsóknir í efnafræði, þar með talið lífefnafræði, sem ýmsir aðilar innan og utan háskólans halda. Skyldumæting er á fyrirlestrana. Nemandi verður að sækja minnst 8 málstofur til að ljúka hverju námskeiði.

1 ECTS námskeið á hverju misseri, að hámarki 6 ECTS fyrir hvern nema á námstímanum.

Reikniefnafræði F (EFN115F)

Aðferðir til að reikna út og spá fyrir um eiginleika efna og hraða efnahvarfa. Kennt verður á hugbúnað sem gerir nemendum kleift að setja upp og framkvæma útreikninga á ýmsum lífrænum og ólífrænum sameindum og túlkun á reikniniðurstöðum til að efla innsæi og þekkingu á efnafræði.
Meðal þeirra aðferða sem kynntar verða til að reikna út dreifingu rafeinda eru Hartree-Fock, þéttnifellafræði, og truflunarreikningar (MP2) og gerð grein fyrir ýmsu sem þarf að huga að í slíkum reikningum svo sem vali á grunnföllum og gæði nálgana. Farið verður í grundvallarhugtök efnafræðinnar þar með sameindasvigrúm, fylgni rafeinda
og eðli efnatengja. Meðal aðferða sem kynntar verða til að reikna út lögun sameinda og færslu atóma eru lágmörkunaraðferðir, klassískir ferlar, titringsháttagreining, Monte Carlo og virkjunarástandskenningin.
Verklegar æfingar sem fela í sér forritun og tölvureikninga.

Námskeið til meistaraprófs í efnafræði (EFN112F)

Kennarar velja í samráði við nemanda safn af vísindaritgerðum, yfirlitsritgerðum og bókarköflum um efni sem tengist sérsviði sem rannsóknarverkefni hans fjallar um en skarast ekki við það. Nemandi og kennari hittast vikulega til þess að ræða efni ritgerða sem lesnar hafa verið. Námskeiðinu lýkur með ritgerð og munnlegu prófi í lestrarefninu þar sem umsjónarkennari eða kennari úr umsjónarnefnd er prófdómari. Námskeiðið getur verið frá 1 - 15 ECTS einingar miðað við stærð lesnámskeiðs. Athugið skráning í námskeið fer í gegnum stofustjóra námsleiðarinnar.

Lífefnafræði 3 (LEF501M)

Verklegar æfingar af eftirtalinni gerð eru framkvæmdar: Hraðafræði ensíma og áhrif hindra. Einangrun og hreinsun ensíma með vatnsfælinni skilju, jónaskiptaskilju, sértækri skilju og hlaupsíun. Rafdráttur próteina og kjarnsýra. Stöðugleiki próteina gagnvart hita og þvagefnis metinn með virknimælingum, hringskautunarljósbreytingum og gleypnibreytingum. Sértæk efnahvörf próteina gerð til ákvörðunar breinnisteinsbrúa og þíólhópa. Verkunarmáti ýmissa hvarfgjarnra efna sem hindra serín eða cystein próteinasa kannaður. Mótefnafelling. Skerðiklipping DNA og ákvörðun bræðslumarks DNA við ýmsar aðstæður. Lífupplýsingafræði og greining stórsameinda í í tölvu (BLAST, ALLIGN, DeepView).

Stoðfyrirlestrar tengja saman hagnýt atriði verklegu æfinganna og fræðilega undirstöðu þeirra, sem kemur fram í fjölrituðum vinnuseðlum og kennslubókum.

Vinnulag:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) einu sinni í viku. Verklegur tími einu sinni í viku í 6 klst. í 12-13 vikur.

Hagnýtt lífefnafræði (LEF509M)

Þessu námskeiði er ætlað að gefa stúdentum innsýn í nokkra þætti hagnýttrar lífefnafræði og lífefnatækni, með áherslu á prótein (protein biotechnology). Fyrirlestrar: Notkun próteina í iðnaði og til lækninga. Notkun ensíma í iðnaðarferlum. Kyrrsett ensím og hagnýting þeirra. Lífefnanemar (biosensors). Lífefnagreining. Sjálfvirkni í lífefnagreiningu. Hreinvinnsla lífefna og uppskölun vinnsluferla. Umræðufundir: Nýlegar vísindagreinar kynntar og ræddar. Erindi flutt af nemendum. Skoðunarferðir í nokkur framleiðslufyrirtæki.

Kennsluhættir/vinnulag:
Fyrirlestrar kennara (um 40). Erindi nemenda um efni tímaritsgreina.

Námskeiðið er samkennt með ILT102F - Inngangur að iðnaðarlíftækni. Ekki er hægt að taka bæði námskeiðin. 

Inngangur að lyfjavísindum (LYF107M)

Lyfjafræðin er fjölbreytt faggrein. Með samþættingu ólíkra raungreinafaga eins og lífrænnrar efnafræði, líffræði og lífefnafræði getum við skilið hvernig hægt er að þróa ný lyf sem geta bætt núverandi sjúkdómsmeðferðir eða verið alfarið ný á markaði. Rannsóknir á eðlisefnafræðilegum eiginleikum þeirra, formúleringu í hentug lyfjaform og áhrif lyfsins á líkamann eru því mikilvægar. Í þessu námskeiði verður farið yfir þessa þætti á yfirgripsmikinn hátt með það að markmiði að gefa heildarsýn á þessa faggrein og er ætluð þeim sem hafa ekki grunn í lyfjafræði eða lyfjavísindum. Þetta námskeið er ætlað þeim sem hafa ekki bakgrunn í lyfjafræði eða lyfjavísindum

Lyfjaefnafræði /Lyfjahönnun (LYF302F)

Í námskeiðinu er fjallað um ýmis grunnhugtök lyfjaefnafræðinnar og þær aðferðir sem eru notaðar við hönnun og efnafræðilega þróun á nýjum lyfjum. Í fyrirlestrum verður fjallað um eðli og einkenni lyfjaviðtaka, virknimælingar, uppruna lyfjaefna, hendni lyfja, lyfjakjarna, aðferðir til að hámarka virkni, sameindahermun í tölvum, hönnun og skilgreining efnasafna, frásogs-umbrots-dreifingar-útskilnaðar-eiturefnafræðilegir (ADMET) eiginleikar og nokkur dæmi um lyfjaþróun. Námskeiðið samanstendur af fyrirlestrum og verkefni.

Verkefnið er að gera Wikipedia síðu um efni sem tengist lyfjahönnun.

Hlutafleiðujöfnur (STÆ505M)

Markmið námskeiðsins er að veita rökréttan inngang og grunn fyrir frekara nám í hlutafleiðujöfnum. Efnisatriðin: Fyrstu stigs hlutafleiðujöfnur; Cauchy-Kowalevski setningin; undirstöðutækni í stærðfræðigreiningu (Lebesgue-heildi, földun, Fourier-ummyndun); dreififöll; undirstöðulausnir; Laplace-virkinn; hitavirkinn.  Námskeiðið er fyrst og fremst ætlað nemendum í framhaldsnámi sem hafa góðan grunn í stærðfræðigreiningu.

Lokaverkefni: verkefnastjórnun, ritfærni og kynning (VON001F)

Námskeiðið fjallar um inngang að vísindalegum aðferðum, siðfræði vísinda í háskólasamfélaginu. Einnig verður farið í hlutverk nemanda, leiðbeinanda og prófdómara. Tekin verða fyrir árangursrík og heiðarleg samskipti sem og gerð fræðilegrar umfjöllunar með notkun gagnasafna og réttri heimildanotkun. Gerð rannsóknaráætlunar og rannsóknaðferðir verða kynntar og einnig hagnýt framsetning tölulegra gagna. Farið verður í verklag við gerð fræðiritgerða, hvernig skipta á stóru verkefni niður í smærri einingar, gerð áætlunar og tímalínu og hvernig á að fylgja þeim. Lífið eftir brautskráningu og vinnumarkaðurinn.

Lokaverkefni (EFN441L)

Nútíma tilraunaeðlisfræði (EÐL616M)

Í námskeiðinu fá nemendur þjálfun í nútíma tilraunaeðlisfræði og rannsóknarvinnu. Gerðar eru 6 allviðamiklar tilraunir í tengslum við rannsóknir í eðlisfræði við Raunvísindastofnun Háskólans sem byggja á viðfangsefnum sem fjallað er um á öðru og þriðja ári í námi í eðlisfræði. Fyrirlestrar eru í nánum tengslum við þessi viðfangsefni og tilraunirnar hugsaðar til að auka skilning og færni í eðlisfræði og framkvæmd og skilningin flókinna tilrauna. Lögð er áhersla á sjálfstæð vinnubrögð í tilraunum og gagnaleit.

Líf í alheimi (EÐL620M)

Valgrein fyrir nemendur raunvísindadeildar og aðra sem áhuga hafa. Að öllu jöfnu kennt annað hvert ár. Markmið: Að kynna nemendum stjörnulíffræði (e. astrobiology), svið þar sem vísindamenn í stjörnufræði, líffræði, jarðfræði, eðlisfræði og efnafræði vinna saman að rannsóknum á uppruna efnisins, stjörnukerfa og lífsins. Námsefni: Myndun léttra frumefna í frumheimi og þyngri frumefna í sólstjörnum og umhverfi þeirra. Uppruni vetrarbrauta, sólkerfa, sólstjarna og reikistjarna. Myndun sameinda og rykkorna. Sameindir í efninu á milli stjarna og reikistjarna. Eiginleikar kolefnis og annarra frumefna sem virðast nauðsynleg fyrir lífið. Þættir úr lífefnafræði og varmafræði. Myndun og þróun jarðarinnar. Uppruni vatns. Lofthjúpurinn. Jörðin borin saman við aðrar reikistjörnur. Hvað er líf og hvers þarfnast það? Uppruni og þróun lífs á jörðinni. Líf við jaðaraðstæður í hverum, ís og djúpsjávarhverum. Áhrif loftsteinaárekstra og nálægra stjörnusprenginga á jörðina og lífríki hennar. Er líf annars staðar í sólkerfinu, t.d. á Mars, Evrópu eða Títan? Byggileg svæði í alheimi. Reikistjörnur í öðrum sólkerfum. Leitin að lífi utan sólkerfisins, þar á meðal vitsmunalífi. Þversögn Fermis. Mannhorf.

Inngangur að nanótækni (EÐL624M)

Fjallað verður um nanóagnir, nanóvíra og þunnar húðir. Ræktun þunnra húða þar með talið ræktunarhætti og flutningseiginleika í þunnum húðum. Greining nanóefna, ákvörðun á kristallagerð, agnastærð og formgerð yfirborðs þar sem beitt er smugsjá, kraftsjá, röntgengreiningu og rafeindasmásjám. Þróun rafeindatækni með sífelldri skölun smára, þar með talið MOSFET og finFET. Notkun kolefnis í nanótækni, graphene og kolrör. Lithography. Seguleiginleikar á nanó skala. Nanó-ljósfræði, plasmonics, metamaterials, möntull og ósýnileiki. Rafeindatækni sameinda.

Litrófsgreiningar sameinda og hvarfgangur efnahvarfa (EFN010F)

Sameindabygging, orkuskipan og hraðafræði skv. litrófsgreiningum:

1. Gleypni,  flúrljómun, Raman litróf,  ljósjónun, Laser-litrófsgreining, Mössbauer greining og Röntgengreining. Kjarnarófsgreiningar (CW og FT NMR); víxlverkanir milli kjarna, hliðranir kjarna, kæliróf, slökunartímar, tvívíddar-NMR. Rafeindaspuni (EPR).
2. Hvarfslóð og hvarfgangur efnahvarfa ákvarðaður með litrófsmælingum og sameindabunum. Femtosekundu litrófsgreiningar.
3. Ljósefnafræði: stýring efnahvarfa með ljómun; ljósefnaferli háloftanna og geimefnafræði.

Verkefni eða heimildarýni (2ECTS) á sviði litrófsgreiningar sameinda og/eða hvarfgangs efnahvarfa.

Kynntar verða ýmsar litrófsaðferðir í formi æfinga og/eða sýnikennslu. Áhersla er lögð á tölvuúrvinnslu mæligagna og túlkanir með hermilíkönum.

Málstofa í efnafræði og lífefnafræði (EFN011F)

Erindi um nútíma rannsóknir í efnafræði, þar með talið lífefnafræði, sem ýmsir aðilar innan og utan háskólans halda. Skyldumæting er á fyrirlestrana. Nemandi verður að sækja minnst 8 málstofur til að ljúka hverju námskeiði.

1 ECTS námskeið á hverju misseri, að hámarki 6 ECTS fyrir hvern nema á námstímanum.

Námskeið til meistaraprófs í efnafræði (EFN214F)

Kennarar velja í samráði við nemanda safn af vísindaritgerðum, yfirlitsritgerðum og bókarköflum um efni sem tengist sérsviði sem rannsóknarverkefni hans fjallar um en skarast ekki við það. Nemandi og kennari hittast vikulega til þess að ræða efni ritgerða sem lesnar hafa verið. Námskeiðinu lýkur með ritgerð og munnlegu prófi í lestrarefninu þar sem umsjónarkennari eða kennari úr umsjónarnefnd er prófdómari. Námskeiðið getur verið frá 1 - 15 ECTS einingar miðað við stærð lesnámskeiðs. Athugið skráning í námskeið fer í gegnum stofustjóra námsleiðarinnar.

Lífræn efnafræði 4: Lífrænar efnasmíðar (EFN608M)

Í námskeiðinu verður fjallað um nýrri aðferðir sem beitt er við efnasmíði lífrænna efnasambanda og leitast við að byggja kerfisbundið upp þekkingu til að fjalla um nútímalegar lífrænar efnasmíðar. Byggt verður ofan á þá þekkingu sem þegar liggur fyrir hjá nemendum að loknum námskeiðunum LE 1, LE 2 og LE 3, sem eru forkröfur þessa námskeiðs. Fjallað verður um margvísleg kjarnsækin skiptihvörf og rafsækin álagningarhvörf, nútímalega málmlífræna efnafræði, heterohringi, afoxun og sértæka afoxunarmiðla, hringhverf efnahvörf og Woodward-Hoffmann reglurnar, oxanir og umraðanir. Fjallað verður um rúmefnafræði og stjórnun á henni og mikilvægi hennar í nútímalegum lífrænum efnasmíðum. Þá verður fjallað verður um notkun ensíma í lífrænum efnasmíðum. Fjallað verður um verndarhópa og mikilvægi þeirra í lífrænum efnasmíðum. Fjallað verður um ýmsar kerfisbundnar leiðir er koma við sögu við hönnun og útfærslu á lífrænum efnasmíðum eins og umskautun (umpolung), baksmíðar og baksmíðagreiningu ásamt hugtökum og fræðum þar að baki. Loks verður fjallað um allnokkrar klassískar fjölskrefa lífrænar efnasmíðar á flóknum náttúruefnum og hvernig þróunin hefur orðið í gegnum tíðina. Hugmyndin er að kryfja slíkar efnasmíðar niður í kjölinn.

Námskeiðið er einkum ætlað nemendum í framhaldsnámi í efnafræði, en einnig nemendum sem uppfylla forkröfurnar. Meginmarkmiðið er að gera nemendur læsa á lífrænar efnasmíðar eins og þær eru útfærðar í dag.

Ólífræn efnafræði 4 (EFN610M)

Markmið námskeiðsins er að veita nemendum innsýn í fjölbreytileika ólífrænnar efnafræði. Námskeiðinu er skipt í þrennt. 1) Ólífræna efnafræði í lífheiminum með áherslu á nútímalegar rannsóknir efnahvarfa og hvarfganga málma í próteinum; 2) Málm-lífrænar þrívíddarbyggingar (MOF’s): kenndar efnasmíðar og greiningar á byggingu MOFs og eiginleikar þeirra eins og gasgleypni og ósamleit hvötun. 3) Efnafræði og lotubundnir eiginleikar málma og málmleysingja. Ólífræn búr, hringir og klasar. Ólífrænar fjölliður. Iðnaðarferlar til framleiðslu málma og málmleysingja. Ólífrænn efnaiðnaður á Íslandi.

Markmiðið er að nemendur geti sjálfir aflað sér þekkingar og hæfni til að þróast í sjálfstæða rannsakendur. Námskeiðið mun gera nemendum kleift að skilja og rökræða gefið efni og nýta sér birt efni til að styðja greiningar sínar.

Lágmarkskröfur eru að hafa lokið þremur námskeiðum í ólífrænni efnafræði (ÓE 1, 2 og 3), þó að námskeiðið sé ætlað framhaldsnemum í efnafræði þá er það opið fyrir aðra nemendur sem uppfylla lágmarkskröfur.

Litrófsgreiningar sameinda og hvarfgangur efnahvarfa (EFN612M)

Sameindabygging, orkuskipan og hraðafræði skv. litrófsgreiningum:

1. Gleypni, flúrljómun, Raman litróf, ljósjónun, Laser-litrófsgreining, Mössbauer greining og Röntgengreining. Kjarnarófsgreiningar (CW og FT NMR); víxlverkanir milli kjarna, hliðranir kjarna, kæliróf, slökunartímar, tvívíddar-NMR. Rafeindaspuni (EPR).

2. Hvarfslóð og hvarfgangur efnahvarfa ákvarðaður með litrófsmælingum og sameindabunum. Femtosekundu litrófsgreiningar.

3. Ljósefnafræði: stýring efnahvarfa með ljómun; ljósefnaferli háloftanna og geimefnafræði.

Kynntar verða ýmsar litrófsaðferðir í formi æfinga og/eða sýnikennslu. Áhersla er lögð á tölvuúrvinnslu mæligagna og túlkanir með hermilíkönum.

Hönnun efnahvarfa (EVF602M)

Hönnun efnahvarfa og hvarfklefa þeirra fyrir efnaferli í efnaiðnaði. Undirstöðuatriði úr varmafræði, hraðafræði og flutningsfræðum eru notuð til að hanna efnahvörf í kerfum með og án efnahvata. Einnig eru grundvallaratriði í massaflutningi í tengslum við efnaverkfræðileg kerfi kynnt fyrir nemendum svo sem massavarðveislulögmálið og hvernig diffurjöfnur eru settar upp og leystar fyrir slík kerfi.

Bygging og eiginleikar próteina (LEF616M)

Fjallað er um einkenni 1.-4. stigs byggingastiga prótein og hvernig þau ákvarða ýmsa eiginleika þeirra. Flokkun próteina á grundvelli myndbygginga og einkenni. Leitast er við að skýra samband myndbyggingar og eiginleika próteina með mismunandi líffræðileg hlutverk. Farið er yfir helstu byggingarþætti sem ákvarða stöðugleika myndbyggingar próteina, sem og afmyndun þeirra og svipmótunarferli. Fjallað er um áhrif þátta á borð við hitastig, sýrustigs, salta og afmyndara á stöðugleika próteina. Kynntar eru helstu aðferðir sem notaðar eru við rannsóknir á byggingar- og eðliseiginleikum próteina. Fjallað verður um valin dæmi um samband prótein byggingar og eiginleika.

Kennsluhættir. Fyrirlestrar tvisvar í viku (2x40 mín. hvort skipti). Tölvuver einu sinni í viku (2x40 mín.). Í tölvutímum er í fyrstu kynnt hagnýting veraldarvefsins við öflun og vinnslu upplýsinga á hinum margvíslegu vefsetrum sem fjalla um byggingu og eiginleika próteina. Þjálfuð er færni í notkun forritsins SwissPDBviewer til skoðunar og rannsókna á próteinum. Þetta forrit er notað til að leysa ýmis verkefni um byggingu próteina og eru valin með hliðsjón af yfirferð í fyrirlestrum.

Lífefnafræði 4 (LEF617M)

Áherslur í þessu námskeiði er að kynnast aðferðafræði og þeim helstu nýjungum í greiningar- og reikniaðferðum sem nýttar eru í rannsóknum í lífefnafræði. Námskeiðið er byggt upp af nokkrum námskeiðshlutum þar sem sérfræðingar á sínu sviði sinna kennslu hvers hluta. Námsefnið byggir að mestu á fyrirlestrum en einnig getur verið lagt fyrir nemendur annað námsefni, s.s. greinar eða bókarkaflar þegar við á. Einnig er mögulegt að sumir kennarar standi fyrir sýnikennslu á rannsóknartæki eða leggi fyrir hagnýt verkefni í tímunum. Nokkur skrifleg verkefnaskil verða lögð fyrir nemendur meðan námskeiðið er þreytt.

Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum lífefnafræðinnar verða til umfjöllunar en námshlutar geta breyst hverju sinni.

Dæmi um sérsvið sem fjallað er um: Einsameinda litrófsgreining, massagreining próteina, byggingafræðileg lífefnafræði, bindisækniaðferðir og varmafræði, ensímefnafræði og reiknifræðileg lífefnafræði.

Inngangur að kerfislíffræði (LVF601M)

Kerfislíffræði er þverfaglegt svið sem rannsakar líffræðileg fyrirbæri byggt á samverkandi líffræðilegum þáttum. Í kerfislíffræði er sérstök áhersla lögð á það hvernig líffræðileg kerfi breytast yfir tíma. Í þessu námskeiði munum við fjalla sérstaklega um þá þætti kerfislíffræðinnar sem snúa að heilsu og sjúkdómum manna.

Þetta námskeið mun kynna 1) notkun líkana fyrir líffræðileg ferli (bæði genastjórnunarlíkön og efnaskiptalíkön); 2) frumulíffræðileg fyrirbæri sem stuðla að samvægi (e. homeostasis), t.d. þroskun vefja og seiglu örvera og 3) greiningu á sameindamynstri sem finnast í stórum erfðagreiningargögnum, sem tengjast sjúkdómum í mönnum og geta nýst í flokkun sjúklinga og uppgötvun lífmerkja. Þannig mun námskeiðið fjalla um notkun kerfislíffræðilegra aðferða á þremur helstu stigum líffræðinnar, þ.e. á sameindum, frumum og lífverum.

Námskeiðið felur í sér lestur og túlkun vísindagreina, útfærslu reiknirita, vinnslu á rannsóknarverkefni og kynningu á vísindalegum niðurstöðum.

Fyrirlestrar munu samanstanda af bæði (1) kynningu á grunnhugtökum kerfislíffræðinnar og (2) tölvukennslu þar sem Python forritunarmálið er notað. Námskeiðið verður kennt á ensku.

Þættir úr sögu og heimspeki vísindanna (SAG817M)

Markmið: Að kynna nemendum þróun vísinda og eðli með því að rekja dæmi úr vísindasögunni og nýleg viðhorf til vísinda og sögu þeirra. Að þjálfa nemendur í erindaflutningi og ritgerðasmíð um fræðileg efni á íslensku. -- Námsefni: Saga stjörnufræði og heimsmyndar fram yfir byltingu Kópernikusar og Newtons. Saga þróunarkenningarinnar. Nýleg viðhorf sem varða eðli, markmið og þróun vísinda, vísindi og samfélag. -- Hver nemandi flytur erindi á umræðufundi um efni, sem valið er í samráði við kennara, og skilar ritgerð í lok misseris. Áhersla er lögð á að þjálfa nemendur í að vinna með heimildir. Námsefni getur breyst með hliðsjón af nemendahópi, kennurum og öðrum aðstæðum.