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Vertiefung «Biologische Chemie»

Vertiefen Sie sich in Ihrer gewünschten Studienrichtung und bereiten Sie sich gezielt auf Ihre berufliche Laufbahn vor.

Die junge Disziplin der Biologischen Chemie agiert stark interdisziplinär und trägt dazu bei, die Geheimnisse des Lebens zu verstehen und zu nutzen. Inspiriert von der Natur, generieren Sie mit Hilfe der Biologischen Chemie Medikamente, Prozesse und Produkte in einem interdisziplinären Rahmen. Dazu benötigen Sie zusätzliche theoretische und praktische Kenntnisse aus der Biochemie, der Mikro- und Zellbiologie, der Bioingenieurtechnik und der Molekulargenetik. Gerade in der Life-Sciences-Branche ist dieses Wissen gefragt, denn das Erkennen von Zusammenhängen an der Schnittstelle von Chemie und Biologie trägt zur Beantwortung vieler industrieller und gesellschaftlicher Fragestellungen bei.

Zwei Drittel des Studiums beinhalten unabhängig von der Vertiefung Vorlesungen und Praktika in Chemie, Biologie, Analytik und Chemie-Ingenieurtechnik für ein breites chemisches Know-how sowie eine anwendungsorientierte Chemie.

Sie betonen in der Vertiefung Biologische Chemie mehr die biologische Seite mit Biochemie, Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik sowie Mikro- und Zellbiologie.

Sie lernen ...

«Mit dem reichgefüllten Werkzeugkasten der Natur begegnen Sie den Herausforderungen des 21. Jahrhunderts! Die Erforschung und Bekämpfung von Krankheitsursachen, die ressourcenschonende biotechnologische Produktion von hochwertigen Chemikalien und die Optimierung von enzymatischen Katalysatoren stehen im Fokus der biologischen Chemie und tragen zur Beantwortung gesellschaftlicher Fragestellungen bei.»

Prof. Dr. Rebecca Buller, Dozentin Chemie

Karriere

Sie möchten wissen, wo Sie der Berufsweg nach dem Studium hinführen könnte? Einen Ausblick präsentieren wir unserer Karriereseite.

Modulübersicht «Biologische Chemie»

Diese Modultafel ist gültig ab 13. September 2021

Modul Legende

Sprache und Kritik

Mathematik und Informatik

Naturwissenschaften

Chemie

Praktika und selbständige Arbeiten

Ingenieurtechnik

Kurse und Praktika «Biologische Chemie»

Minors zur Wahl (mind. 1, max. 2)

Arbeitswelt

1. Semester , Semester ECTS : 30

Digital Literacy

Digital Literacy

  • ECTS : 2

Englisch 1

Englisch 1

  • ECTS : 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Kultur, Gesellschaft, Sprache 1

Kultur, Gesellschaft, Sprache 1

  • ECTS : 2

Zum Studium an der ZHAW in Wädenswil gehört neben der Aneignung von Fachwissen auch Allgemeinbildung in einem weiten Sinn. KGS steht für Kultur, Gesellschaft, Sprache. Der KGS-Unterricht dient der Vermittlung von kultureller Kompetenz und historisch-politischem Bewusstsein und unterstützt die Studierenden darin, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. KGS 1 umfasst Themen wie zum Beispiel , «Das Fremde», «Transparenz und Geheimnis», «Politisches System Schweiz», «Kulturgeschichte der Natur», «Charakter und Entwicklung». Ausserdem lernen die Studierenden Anforderungen an wissenschaftliches Arbeiten und Schreiben kennen und setzen diese in einer schriftlichen Arbeit um.

Informatik 1

Informatik 1

  • ECTS : 2

Information und Datenverarbeitung bilden die Basis jedes Unternehmens. Der Informatikunterricht soll die Studierenden anleiten, die Standardwerkzeuge der Informatik professionell einzusetzen. Die Studierenden lernen, die gebräuchlichsten Computerwerkzeuge des Ingenieurs, der Ingenieurin zu beherrschen und problemadäquat einzusetzen. Der Informatikunterricht fördert das Verständnis für den Umgang mit Daten und bildet die Grundlage für die strukturierte Aufbereitung und Präsentation von Daten und Informationen. Der Informatikunterricht soll die Studierenden befähigen, Fachausdrücke aus dem Umfeld der Informationstechnologie zu verstehen und zu hinterfragen. Die Studierenden besitzen nach Besuch des Informatikunterrichtes Kompetenzen in den Bereichen Textautomation mit Word, Datenanalyse, Datenaufbereitung und Lösungssuche mit Excel, Grundlagen einer relationalen Datenbank am Beispiel Access, Grundlagen der Programmierung am Beispiel VBA oder VB.

Mathematik 1

Mathematik 1

  • ECTS : 4

Die Modellierung von Systemen gehört heute zu den wichtigsten Einsatzgebieten der Mathematik. Anhand solcher Modelle können Verhalten von Systemen, wie bspw. die zeitliche Abhängigkeit der Konzentration des Produktes bei einer Reaktion, vorausgesagt werden. Die Studierenden kennen grundlegende mathematische Werkzeuge der mathematischen Modellbildung sowie der Modellanalyse. Sie sind in der Lage, einfache Modelle von Hand zu untersuchen.

Biologie

Biologie

  • ECTS : 2

Die Biologie befasst sich mit den unterschiedlichen Organisationsformen und -stufen des Lebens. Für das Studium wichtig sind vor allem Prozesse auf der zellulären und molekularen Ebene und deshalb werden folgende Themen bearbeitet: Die Zelle als Grundbaustein des Lebens (Aufbau und Strukturen), Mikroskopie, Grundprinzipien des Stofftransports, des Stoffwechsels und der Vererbung.

Physik 1

Physik 1

  • ECTS : 4

Die Technik spielt im modernen Alltag eine wichtige Rolle. Das Fundament der Technik gründet auf physikalischen Gesetzmässigkeiten. Es ist somit notwendig, die Grundlagen der Physik zu kennen, um die Funktionsweise von Erfindungen wie Solarzellen, Flugzeug, Computer oder das Zustandekommen eines Regenbogens zu verstehen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die grundlegenden Begriffe der Physik und die physikalischen Grundgesetze. Der Fokus liegt dabei auf der kinematischen Betrachtungsweise.

Allgemeine Chemie 1

Allgemeine Chemie 1

  • ECTS : 4

Die Allgemeine Chemie dient der umfassenden Einführung in chemische Grundprinzipien, die im Verlauf des Studiums durch spezielle Kurse in Anorganischer, Organischer, Physikalischer und Analytischer Chemie sowie durch Praktika vertieft werden. Sie baut auf dem erworbenen Chemieverständnis aus Lehre und Mittelschule auf und ist in zwei Kurse geteilt. Wir beginnen mit der Begriffswelt der Atome und Moleküle. Zum chemischen Alphabet gehört sowohl der Umgang mit Masseinheiten wie dem Mol – das «Dutzend der Chemiker» – als auch der Umgang mit chemischen Formeln und Reaktionen. Im Weiteren wird der Aufbau der Atome und des chemischen Periodensystems behandelt. Bei der Auseinandersetzung mit Molekülen begegnen wir verschiedenen Modellvorstellungen: von Atomtheorien bis hin zu verschiedenen Bindungskonzepten wie Ionenbindung, Kovalente Bindung, Molekülstrukturen und Molekülorbitale. Es folgen Theorien zu zwischenmolekularen Kräften und es werden Bindungen und Strukturen von Festkörpern besprochen. Daran schliesst sich die Erörterung des chemischen Gleichgewichtes und chemischer Reaktionen in Wasser, wie Fällungsreaktionen, Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen an. Ergänzt werden die Kursinhalte durch Beispiele aus der aktuellen Forschung.

Analytische Chemie 1

Analytische Chemie 1

  • ECTS : 2

Die Studierenden erlernen in einem ersten Teil die Systematik und Grundoperationen des analytischen Prozesses Probenahme, Aufarbeitung, Messung, Auswertung) und die Validierung analytischer Verfahren (Auswertung, Messunsicherheit, Empfindlichkeit, Nachweisgrenzen). Anschliessend werden die mathematischen und thermodynamischen Grundbegriffe der Analytischen Chemie systematisch eingeführt. Zum Schluss wird eines der wichtigsten Analytischen rennverfahren, die Chromatographie (GC und HPLC) behandelt und ihre physikalischen Grundlagen als auch die technologischen Aspekte diskutiert. Integriert in die Vorlesung sind Übungen. Zum Selbststudium stehen viele Übungen in Form von E-learning-Modulen via Internet zur Verfügung.

Praktikum Allgemeine Chemie

Praktikum Allgemeine Chemie

  • ECTS : 6

Ziel dieses ersten Praktikums ist, Sie in die selbständige Bearbeitung von kleineren Aufgabenstellungen aus allen Bereichen der Chemie einzuführen. In der Regel erhalten Sie als Aufgabenstellung nicht eine fertige Vorschrift, sondern eine Problemstellung mit Literaturhinweisen. Der Vorbereitung und Planung Ihrer Experimente kommt dabei ein grosses Gewicht zu. Sie lernen dabei, eigene Ideen und Lösungsansätze zu entwickeln und Vertrauen in diese zu fassen. Aber keine Angst, kommen Sie einmal nicht weiter, steht Ihnen ein Coach zur Verfügung. Die wesentlichen Lerninhalte sind: Arbeiten mit der chemischen Literatur, Planen von Versuchen, Durchführen der Versuche aus der analytischen und synthetischen Chemie, Verfassen von adressatgerechten Dokumentationen, Präsentieren Ihrer Ergebnisse.

2. Semester , Semester ECTS : 30

Englisch 2

Englisch 2

  • ECTS : 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Kultur, Gesellschaft, Sprache 2

Kultur, Gesellschaft, Sprache 2

  • ECTS : 2

Zum Studium an der ZHAW in Wädenswil gehört neben der Aneignung von Fachwissen auch Allgemeinbildung in einem weiten Sinn. KGS steht für Kultur, Gesellschaft, Sprache. Der KGS-Unterricht dient der Vermittlung von kultureller Kompetenz und historisch-politischem Bewusstsein und unterstützt die Studierenden darin, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. KGS 2 umfasst Themen wie zum Beispiel «Psychologie in Literatur und Film», Schreibwerkstatt», «Ethik in Wissenschaft und Gesellschaft». Den Studierenden wird bewusst, dass Kunst- und Kulturgüter gesellschaftlich relevant sind. Der Unterricht fördert ausserdem die Fähigkeit, Argumentationen plausibel zu entwickeln und angemessen zu formulieren. Zum Kurs KGS 2 gehören auch die sogenannten Kulturtage. Diese finden gewöhnlich in einer Stadt des nahen Auslandes statt und bieten die Möglichkeit, selbständig ein kleines Projekt zu verfolgen und verschiedene Methoden, wie z.B. Interviews oder Literaturrecherchen, praktisch anzuwenden.

Informatik 2

Informatik 2

  • ECTS : 2

Mathematik 2

Mathematik 2

  • ECTS : 4

Die beiden technisch wichtigsten Anwendungen der Mathematik sind die Modellbildung und die Datenanalyse. Aufgrund von theoretischen Überlegungen werden Modelle gebildet, welche anschliessend mittels Datenanalyse verifiziert oder verworfen werden können. Die Studierenden können einfache Modelle aufstellen und analysieren. Sie sind in der Lage, eine Modellannahme mittels Experimenten zu testen.

Mikrobiologie

Mikrobiologie

  • ECTS : 2

Trotz der Kleinheit sind die Mikroorganismen sehr wichtig. Einige erschweren uns zwar das Leben als Krankheitserreger, aber ohne die grosse Mehrheit und deren vielfältigen Fähigkeiten und Leistungen könnten wir gar nicht existieren. Um die Bedeutung der Mikroorganismen für Mensch und Umwelt zu erkennen, werden wir uns mit der Vielfalt der Mikroorganismen und deren unterschiedlichen Eigenschaften und Stoffwechselleistungen beschäftigen, mit Beispielen aus der Ökologie, Gesundheit und insbesondere der Biotechnologie.

Physik 2

Physik 2

  • ECTS : 4

Das chemische Labor bedient sich vielerlei physikalischer Prozesse. Beispielhaft erwähnt sei in diesem Zusammenhang die Analyse von Substanzen mittels NMR-Spektroskopie oder die Auftrennung von Substanzen mittels Destillation. Um diese Methoden verstehen zu können, sind vertiefte physikalische Kenntnisse Voraussetzung. Die Studierenden haben nach dem Kursabschluss grundlegende Kenntnisse der Wellenoptik und der elektrischen resp. magnetischen Felder. Sie sind in der Lage, einfache Probleme zu modellieren und zu analysieren.

Allgemeine Chemie 2

Allgemeine Chemie 2

  • ECTS : 4

Die Allgemeine Chemie 2 schliesst sich der Allgemeinen Chemie 1 an. Im Wesentlichen erfolgt die Erörterung der Thermodynamik und von Gleichgewichten gefolgt von der Beschreibung der dynamischen Natur von chemischen Vorgängen durch die Kinetik. In der Thermodynamik wird den Studierenden ein Verständnis für die Zusammenhänge von chemischer Arbeit, verschiedenen Formen von Energie und der Entropie vermittelt, mit denen chemische Gleichgewichte quantitativ beschrieben werden können. Darüber hinaus werden die Zusammenhänge mit Redoxreaktionen und elektrochemischen Vorgängen hergestellt. Der Begriff Temperatur wird eingeführt und es werden Eigenschaften von Gasen und Phasenumwandlungen untersucht. In der chemischen Kinetik wird die Dynamik chemischer Reaktionen durch geeignete Geschwindigkeitsgesetze beschrieben. An geeigneter Stelle werden Bezüge zu biochemischen Vorgängen gebildet. Ergänzt werden die Kursinhalte durch eine Einführung in die Nuklearchemie.

Analytische Chemie 2

Analytische Chemie 2

  • ECTS : 2

Dieser Kurs behandelt die Relevanz des chemischen Gleichgewichtes in der Analytischen Chemie, wobei Gleichgewichte verschiedenster Art behandelt werden: Säure-Base-Reaktionen, Fällungen, Redoxprozesse, Komplexbildung. Zum Schluss werden titrimetrische Verfahren eingeführt und anhand von Beispielen zu den im ersten Teil behandelten Gleichgewichtsprozessen diskutiert. Integriert in die Vorlesung sind Übungen. Zum Selbststudium stehen viele Übungen in Form von E-learning-Modulen via Internet zur Verfügung.

Organische Chemie 1

Organische Chemie 1

  • ECTS : 2

Die Vielfalt der Verbindungen in der Organischen Chemie kann systematisch strukturiert werden, indem man sie nach funktionellen Gruppen ordnet. Funktionelle Gruppen sind entscheidend für die Stoffeigenschaften und für die organisch-chemische Reaktivität der Kohlenstoffverbindungen. Im Laufe des Studiums werden die Studierenden eine ganze Reihe funktioneller Gruppen kennenlernen. Im Kurs Organische Chemie 2 werden zunächst solche funktionellen Gruppen besprochen, deren Reaktionsverhalten sich zum Vermitteln grundlegender Reaktionsmechanismen eignen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die Chemie der Alkene und der Halogenalkane sowie die sich daraus ableitenden Reaktionstypen wie Substitutions- und Eliminierungsreaktionen.

Praktikum Analytische Chemie 1

Praktikum Analytische Chemie 1

  • ECTS : 6

Das zweiteilige Analytische Grundpraktikum (Analytische Chemie 1 & 2) ist ein Einführungspraktikum in einige instrumentalanalytische Methoden. Es geht nicht darum, auf einem Gerät zum Experten zu werden, sondern darum, eine Übersicht über wichtige instrumentelle Analysetechniken zu erhalten. Wesentlich dabei ist das Kennenlernen des Funktions- und Messprinzips der verwendeten Geräte. Weiter soll die Auswertung und Beurteilung von Messdaten intensiv praktiziert werden. Dazu kommt das selbständige Inbetriebnehmen von vorher unbekannten Geräten in möglichst kurzer Zeit sowie das Verfassen klarer und präziser Untersuchungsberichte. Im 1. Teil des Praktikums (Analytische Chemie 1) wird ein «Spaziergang» durch die Grundzüge verschiedenster instrumentanalytischer Methoden angeboten. Pro Gerät stehen 2 – 3 Labortage zur Verfügung. Dabei können die folgenden Techniken erprobt werden: Chromatographie (GC, HPLC, IC, TLC), Spektroskopie (IR, UV/VIS, AAS, AES), Elektroanalytik (Potentiometrie), Polarographie, Voltammetrie, Automatisierung (Fliessinjektionsanalyse).

3. Semester , Semester ECTS : 30

Englisch 3

Englisch 3

  • ECTS : 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Mathematik 3

Mathematik 3

  • ECTS : 2

Zellbiologie

Zellbiologie

  • ECTS : 2

Um die Interaktionen von biologischen Systemen mit Chemikalien oder Materialien verstehen zu können, gilt es zunächst, zellbiologisches Grundlagenwissen aufzubauen. Da humane Zellen im Fokus relevanter Entwicklungen in der pharmazeutischen und medizintechnischen Industrie stehen, liegt der Fokus der Vorlesung auf dem tieferen Verständnis von menschlichen Zellen und Geweben. Die Prozesse, welche bei der Zellteilung wie auch dem Zelltod ablaufen, aber auch der Aufbau von Geweben und die Funktionsweise des menschlichen Immunsystems werden thematisiert. Sie erhalten ein umfassendes Verständnis der biologischen Vorgänge, um den Einfluss von äusseren Parametern auf humane Zellen beurteilen zu können. Neben den theoretischen Betrachtungen werden auch 2 praktische Kurseinheiten durchgeführt.

Analytische Chemie 3

Analytische Chemie 3

  • ECTS : 2

Die Analytische Chemie widmet sich im 3. und 4. Semester den instrumentellen Analysenverfahren. Neben den spektrometrischen Grundlagen werden die anorganische Elementanalytik und insbesondere die instrumentellen Methoden in der organischen Strukturanalyse vermittelt. Lernziel ist einerseits das Verständnis der analytischen Konzepte der instrumentellen Methoden, andererseits soll die Strukturaufklärung von organischen Verbindungen anhand von Spektren geübt werden. Die einzelnen Analysenverfahren werden anhand ihrer physikalischen Grundverfahren behandelt. Da die gewonnene chemische Information immer in engem Zusammenhang mit der gerätetechnischen Umsetzung des physikalischen Grundprinzips steht, wird die Gerätetechnik detailliert erörtert. Die isolierte Spektreninterpretation organischer Verbindungen ist als chemisches Kreuzworträtsel aufzufassen. Neben dem analytischen Handwerk der Spektreninterpretation soll deshalb die Kombinationsfähigkeit geschult werden: denn Plausibilitätsbetrachtungen sind eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung von komplexen analytischen Fragestellungen in der Praxis.

Organische Chemie 2

Organische Chemie 2

  • ECTS : 2

Die Vielfalt der Verbindungen in der Organischen Chemie kann systematisch strukturiert werden, indem man sie nach funktionellen Gruppen ordnet. Funktionelle Gruppen sind entscheidend für die Stoffeigenschaften und für die organisch-chemische Reaktivität der Kohlenstoffverbindungen. Im Laufe des Studiums werden die Studierenden eine ganze Reihe funktioneller Gruppen kennenlernen. m Kurs Organische Chemie 2 werden zunächst solche funktionellen Gruppen besprochen, deren Reaktionsverhalten sich zum Vermitteln grundlegender Reaktionsmechanismen eignen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die Chemie der Alkene und der Halogenalkane sowie die sich daraus ableitenden Reaktionstypen wie Substitutions- und Eliminierungsreaktionen.

Biochemie 1

Biochemie 1

  • ECTS : 2

Das Wissen über die molekularen Grundlagen der Lebensvorgänge ist in den letzten Jahren geradezu explosionsartig angewachsen. Vor 25 Jahren war kein einziges Genom sequenziert und kein einziges Membranprotein war kristallographisch aufgelöst. Heute werden wöchentlich neue Genomsequenzen bekannt gegeben, neue Proteinstrukturen sogar noch häufiger. Eine Vielzahl der Nobelpreisträger in Chemie haben auf dem Gebiet der Biochemie gearbeitet, so auch die Preisträger aus dem Jahr 2009, die den Preis für die Aufklärung der Struktur und Funktion der Ribosomen bei der Proteinbiosynthese erhalten haben. Auch im Jahr 2012 wurde der Nobelpreis für Chemie für biochemische Untersuchungen an G-gekoppelten Rezeptoren verliehen. Im Kurs Biochemie 1 werden die Strukturen, die Eigenschaften und Aufgaben der wichtigsten Biomoleküle - der Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nucleinsäuren - erläutert. Im Fall der Proteine werden insbesondere dreidimensionale Strukturen und deren Bedeutung für die Funktion besprochen. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Kurses die Strukturen und die Bedeutung der vier Stoffklassen der Biomoleküle.

Physikalische Chemie 1

Physikalische Chemie 1

  • ECTS : 2

Die Physikalische Chemie im Grenzbereich zwischen Chemie und Physik behandelt chemische Phänomene mit physikalischen Methoden. In diesem Kurs werden die Grundlagen der chemischen Reaktionskinetik vorgestellt. Die chemische Reaktionskinetik befasst sich mit der Frage «Wie ändern sich die Konzentrationen von Stoffen, die an einer (bio)chemischen Reaktion beteiligt sind, im Verlaufe der Zeit?» Um diese recht einfache Frage zu beantworten, muss zuerst das Konzept der Elementarreaktionen eingeführt werden. Dazu werden Begriffe wie Molekularität, Reaktionsordnung, Konzentrationsabhängigkeit und Halbwertszeit vorgestellt. Beobachtbare Reaktionen sind aus Elementarreaktionen zusammengesetzt. Bei einfachen zusammengesetzten Reaktionen wird das Konzept der Quasistationarität und des Quasigleichgewichts an praxisrelevanten Beispielen erläutert. Um den zeitlichen Ablauf einer Reaktion zu verstehen (und nicht nur zu messen), muss diese in Elementarreaktionen zerlegt werden. Daraus kann man Geschwindigkeitsgesetze erhalten, die beschreiben, wie Reaktionsgeschwindigkeiten von Parametern (z.B. Konzentrationen) abhängen. Bedauerlicherweise gibt es keine «Tachometer» für Reaktionsgeschwindigkeiten, weshalb man aus Messgrössen (Absorbanz, Druck, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit etc.) die Geschwindigkeiten indirekt ermitteln muss. Es werden Methoden zur Bestimmung der Geschwindigkeitsgesetze und zur korrekten Auswertung von Messdaten behandelt. Abschliessend wird auf Modelle zur Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit eingegangen.

Anorganische Chemie

Anorganische Chemie

  • ECTS : 2

In dieser Vorlesung der Anorganischen Chemie liegt der Fokus auf der Stoffchemie. Die metallischen, halbleitenden, aber auch nichtmetallischen Elemente mit ihren spezifischen Eigenschaften spielen in unserem heutigen und wohl auch zukünftigen Alltag eine unerlässliche Rolle: angefangen von Aluminium über Siliciumhalbleiter bis zum Wasserstoff als Energieträger. Systematisch werden die verschiedenen Elemente der Hauptgruppen vorgestellt. Dabei wird neben dem Vorkommen, der Gewinnung und der Verwendung der Elemente auch die Systematik im Periodensystem, d.h. Ähnlichkeiten und Unterschiede im chemischen Verhalten betrachtet. Vorausgesetzt werden in diesem Kurs elementare Kenntnisse aus der Allgemeinen Chemie über den Aufbau des Periodensystems, Bindungsmodelle, Strukturen und Thermodynamik von Festkörpern, Säuren / Basen und Oxidation/Reduktion. Während der Vorlesung werden exemplarisch konkrete Fragestellungen in Form von Übungen zu den unterschiedlichen Themen bearbeitet.

Chemische Verfahren 1

Chemische Verfahren 1

  • ECTS : 2

Die Bedeutung der chemischen Industrie ist vor allem für die Export- und Hightechorientierte Schweiz enorm. Dieser Kurs soll die Grundlagen für die darauf aufbauenden Fächer wie Chemieingenieurtechnik, Industrielle Chemie (in der Vertiefungsrichtung «Chemie») bzw. Bioprozesstechnik (in der Vertiefungsrichtung «Biologische Chemie») legen: neben der Darstellung von Apparaten und Anlagen, der Erstellung und Berechnung von Stoff- und Energiebilanzen werden die verschiedenen Betriebsweisen von Anlagen sowie deren Misch- und Verweilzeitverhalten analysiert. Wichtige Aspekte der Reaktionstechnik wie Selektivität, Ausbeute und Umsatz werden behandelt. Dazu kommt eine grundsätzliche Vorstellung technischer Reaktoren inklusive Bioreaktoren, die quantitative Behandlung von Stoff- und Energietransfer und des Leistungseintrages in Reaktionsgemische. Von Steriltechnik müssen heute auch Chemiker zumindest Basiswissen mitbringen und die Aspekte der Massstabsveränderung (Scale up & Scale down) sind für beide Vertiefungsrichtungen wichtig. Die Studierenden sollen danach unterschiedlich detaillierte Schemata lesen und verstehen können sowie die möglichen Betriebsweisen von Anlagen samt Vor- und Nachteilen kennen. Sie sollen Bilanzen selbständig erstellen und berechnen können, die Einflüsse von Misch- oder Verweilzeitverhalten auf Umsatz, Ausbeute und Selektivität abschätzen und beurteilen können. Zudem sollen sie eine sichere Prozessführung aufgrund kalorischer Daten oder Berechnungen gewährleisten können.

Praktikum Analytische Chemie 2

Praktikum Analytische Chemie 2

  • ECTS : 6

Im 2. Teil des Analytischen Praktikums (Analytische Chemie 2) werden pro Gruppe nur noch drei Projekte bearbeitet, in denen vertieft mit einer der obigen Methoden gearbeitet werden kann und zusätzlich die folgenden Aspekte berücksichtigt werden: Massenspektrometrie, Kernresonanzspektroskopie, Umweltanalytik, Projektmanagement und Arbeitsplanung, Probenaufarbeitung, Verfassen von Berichten.

Praktikum Organische Chemie 1

Praktikum Organische Chemie 1

  • ECTS : 6

Die Organische Chemie ist eine experimentelle Wissenschaft. Deshalb nimmt die Ausbildung der Studierenden im Labor zum sicheren synthetischen Arbeiten eine zentrale Rolle innerhalb der organisch-chemischen Lehre ein. Im Praktikum Organische Chemie 1 haben die Studierenden die Aufgabe, unter Anleitung eine mehrstufige Synthese durchzuführen und über ihre Arbeit einen Bericht zu verfassen. Um die organisch-chemischen Hintergründe der durchgeführten Synthese zu verstehen, lernen die Studierenden den Gebrauch elektronischer Literaturdatenbanken. Neben der Synthese nimmt die Analytik eine wichtige Rolle im Praktikum ein. Hervorzuheben ist dabei die NMR-Spektroskopie, die im Labor von den Studierenden eingesetzt wird und deren theoretischen Hintergründe in einem praktikumsbegleitenden Seminar vertieft werden.

4. Semester , Semester ECTS : 30

Englisch 4

Englisch 4

  • ECTS : 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Analytische Chemie 4

Analytische Chemie 4

  • ECTS : 2

Die Analytische Chemie widmet sich im 3. und 4. Semester den instrumentellen Analysenverfahren. Neben den spektrometrischen Grundlagen werden die anorganische Elementanalytik und insbesondere die instrumentellen Methoden in der organischen Strukturanalyse vermittelt. Lernziel ist einerseits das Verständnis der analytischen Konzepte der instrumentellen Methoden, andererseits soll die Strukturaufklärung von organischen Verbindungen anhand von Spektren geübt werden. Die einzelnen Analysenverfahren werden anhand ihrer physikalischen Grundverfahren behandelt. Da die gewonnene chemische Information immer in engem Zusammenhang mit der gerätetechnischen Umsetzung des physikalischen Grundprinzips steht, wird die Gerätetechnik detailliert erörtert. Die isolierte Spektreninterpretation organischer Verbindungen ist als chemisches Kreuzworträtsel aufzufassen. Neben dem analytischen Handwerk der Spektreninterpretation soll deshalb die Kombinationsfähigkeit geschult werden: denn Plausibilitätsbetrachtungen sind eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung von komplexen analytischen Fragestellungen in der Praxis.

Bioanorganische Chemie

Bioanorganische Chemie

  • ECTS : 2

Aufbauend auf der Anorganischen Chemie werden in dieser Vorlesung zunächst die für die Bioanorganische Chemie unabdingbaren Grundlagen der metallorganischen Chemie, der Übergangsmetalle und der Komplexchemie behandelt. Die metallorganische Chemie vor allem der Hauptgruppenelemente hat sich in den letzten Jahrzehnten enorm weiterentwickelt. Diese Entwicklung wird anhand theoretisch interessanter, aber auch konkret für die Industrie relevanter Beispiele aufgezeigt. Für die Chemie der Übergangsmetalle ist besonders die Komplexchemie von Bedeutung. Anhand verschiedener Modelle wie die Kristallfeldtheorie, MO-Theorie und Ligandenfeldtheorie wird die theoretische Basis für das Verständnis der Komplexchemie erarbeitet, nicht jedoch ohne auch die Stoffchemie der 3d-Elemente zu beleuchten. Schliesslich wird damit an einigen ausgewählten Beispielen der Bogen zur Chemie biologischer Prozesse gespannt und die Bedeutung der klassisch anorganischen Elemente für diese Prozesse aufgezeigt.

Biochemie 2

Biochemie 2

  • ECTS : 2

Charakteristische Vorgänge des Lebens wie Wachstum, Teilung oder Bewegung sind offenkundig mit einem Umsatz von Energie verbunden. Selbst im Ruhezustand erbringt der menschliche Organismus eine Leistung von etwa 100 Watt. Die biochemische Beschreibung des Lebens basiert daher unweigerlich auf der Thermodynamik. Im Kurs Biochemie 2 werden die Energiegewinnung und Energieverwendung im Stoffwechsel besprochen. Da Glucose ein Schlüsselmolekül bei der Deckung des Energiebedarfs bei vielen Organismen ist, wird zunächst ein umfassender Überblick zur Funktionsweise und Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels vermittelt. So werden Glykolyse, Gluconeogenese, Glykogenstoffwechsel, Pentosephosphatweg, Tricarbonsäurezyklus und oxidative Phosphorylierung behandelt. Dabei werden viele Verbindungen zur Physiologie des Menschen hergestellt, ebenso wird die Bedeutung des Stoffwechsels z.B. bei der Anzucht von scherichia coli oder Säugerzellen klar. Die Studierenden können nach Abschluss des Kurses die Prinzipien der Bioenergetik und die verschiedenen Wege des Kohlenhydratstoffwechsels sowie deren Regulation erläutern.

Organische Chemie 3

Organische Chemie 3

  • ECTS : 2

Im Fokus des Kurses Organische Chemie 3 steht die Chemie der Alkene, Alkohole und Ether. Diese funktionellen Gruppen zeichnen sich durch vielfältige Möglichkeiten der organisch-chemischen Transformationen aus. Alkohole z. B. finden eine breite Anwendung als Lösungsmittel, als Intermediate in komplexen Umsetzungen oder als interessante Zielverbindungen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss eine Reihe von Synthesen, um Alkene, Alkohole bzw. Ether herzustellen sowie diese in weitere funktionelle Gruppen umzuwandeln. Anhand dieser funktionellen Gruppen werden grundlegende Reaktionstypen wie Additionsreaktionen, organisch-chemische Redoxreaktionen bzw. metallorganische Reaktionen vermittelt.

Physikalische Chemie 2

Physikalische Chemie 2

  • ECTS : 3

Im Kurs Physikalische Chemie 2 wird die chemische Reaktionskinetik abgeschlossen mit Beiträgen zu diffusionskontrollierten Reaktionen, homogener und heterogener Katalyse und der Enzymkinetik (Grundlagen und praktische Aspekte wie Anfangsgeschwindigkeitsmethode, Derivatisierung, gekoppelte Assays, Enzymtitration, pre-steady state Kinetik (burst) etc.). Danach werden die Grundlagen der chemischen Thermodynamik eingeführt. Dazu gehören zunächst mathematische Begriffe wie «totales Differential», Zustandsfunktionen, Zustandsvariablen und Konzepte hermodynamischer Systeme, Temperatur, thermisches Gleichgewicht etc. Danach werden thermische und kalorische Zustandsgleichungen vorgestellt. Mit der Besprechung der thermodynamischen Hauptsätze erfolgt die Beschreibung der für die Chemie wichtigen thermodynamischen Grössen (innere Energie, Enthalpie, Entropie, Gibbsenergie etc.); ihre experimentelle Bestimmung wird anhand von Wärmekapazitätsmessungen erläutert. In der chemischen Thermodynamik wird das chemische Potential vorgestellt.

Biologische Verfahren

Biologische Verfahren

  • ECTS : 2

Chemische Verfahren 2

Chemische Verfahren 2

  • ECTS : 2

Mess- und Regeltechnik

Mess- und Regeltechnik

  • ECTS : 2

Die Messtechnik befasst sich mit den theoretischen und praktischen Grundlagen vom Messen verschiedenster physikalischer Grössen und dem Umgang mit Messabweichungen. Die Regeltechnik befasst sich mit den theoretischen und praktischen Grundlagen der Regelung und Steuerung von Prozessen mit elektronischen Hilfsmitteln. Ziel des Kurses ist eine Einführung in diese Gebiete und in das systemtheoretische Denken.

Biochemie für Fortgeschrittene

Biochemie für Fortgeschrittene

  • ECTS : 2

Praktikum Biochemie

Praktikum Biochemie

  • ECTS : 3

Eine Vielzahl von pharmazeutisch relevanten Proteinen wird heute in prokaryontischen Zellen - wie z.B. Insulin für Diabetiker - oder in eukaryontischen Zellen - wie z.B. EPO für Dialysepatienten - produziert. Im Downstream Processing werden diese Zielmoleküle aus den Zellen oder aus der Kulturlösung aufgereinigt, um sie als Therapeutikum im Menschen einzusetzen. Die Überprüfung des Zielmoleküls im Endpräparat hinsichtlich Reinheit, Menge und biologischer Funktionalität spielt dabei eine immens wichtige Rolle. Im Praktikum erfolgt die Aufreinigung eines cytoplasmatischen Proteins aus Escherichia coli. Dabei wenden die Studierenden ein breites Spektrum präparativer biochemischer Methoden, insbesondere aus dem Bereich der Proteinbiochemie an. Zur Charakterisierung des Zielproteins werden darüber hinaus diverse bioanalytische Verfahren eingesetzt, wie SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese oder Western Blotting. Im Anschluss wird ein selbstständig geplantes Projekt unter Verwendung der erlernten Methoden durchgeführt. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Praktikums die wichtigsten proteinbiochemischen Verfahren, können diese anwenden und auf ihre Einsatzmöglichkeiten prüfen. Ziel des Kurses ist es, dass die Studierenden eine Proteinaufreinigung selbstständig planen, durchführen und eine Bilanzierung eines Downstream Prozesses vornehmen können.

Praktikum Biol. & Chem. Verfahren

Praktikum Biol. & Chem. Verfahren

  • ECTS : 3

Praktikum Mikro- und Zellbiologie

Praktikum Mikro- und Zellbiologie

  • ECTS : 3

Dieses Praktikum gliedert sich in zwei Teile: einen mikrobiologischen und einen zellbiologischen. In der ersten Hälfte beschäftigen wir uns mit verschiedenen mikrobiellen Arbeitstechniken, wobei Bakterien und Pilze aus dem Boden, der Luft und dem Wasser untersucht werden. Kultivierung, Anreicherung und Isolation bestimmter Organismen und quantitative und qualitative Untersuchungen werden durchgeführt. In der anderen Hälfte wenden wir aktuelle Methoden der animalen und humanen Zellkulturtechnik praktisch an. Dabei lenken wir das Augenmerk auf relevante Forschungsthemen, welche in der Vergangenheit als Projekte in der Fachstelle durchgeführt wurden. Dabei erhält jede Gruppe ein eigenes abgegrenztes Projekt, welches sie selbständig planen und durchführen muss. Am Ende werden die Daten präsentiert und ein Bericht verfasst.

5. Semester , Semester ECTS : 30

Biochemie 3

Biochemie 3

  • ECTS : 2

Im Kurs Biochemie 3 der Vertiefung Biologische Chemie werden die anabolen und katabolen Reaktionen im Stoffwechsel bei der Synthese und dem Abbau der komplexen Biomoleküle Lipide, Proteine und Nucleinsäuren detailliert besprochen. Die Kenntnisse der biochemischen Reaktionswege dienen dabei als Grundlage für das Verständnis physiologischer Vorgänge. An ausgewählten Stoffwechselerkrankungen, wie z.B. Diabetes und ihren Therapien wird dabei das Verständnis der komplexen physiologischen Zusammenhänge erweitert. Anschliessend werden Funktion, Struktur und Klassifizierung von Enzymen und wichtigen Coenzymen besprochen. An ausgewählten Beispielen werden die molekularen Reaktionsmechanismen der Enzymkatalyse erarbeitet. Die Studierenden verstehen nach Abschluss des Kurses die Reaktionen und die Regulation des Fettsäure-, Aminosäure- und Nucleotidstoffwechsels und können molekulare Mechanismen der Enzymkatalyse darstellen.

Organische Chemie 4

Organische Chemie 4

  • ECTS : 2

Im Mittelpunkt des Kurses Organische Chemie 4 steht die Chemie der Aldehyde und der Ketone. Diese werden auch als Carbonylverbindungen bezeichnet. Die Chemie der Carbonylverbindungen ist durch deren elektrophile wie auch nucleophile Eigenschaften äusserst vielfältig. Man spricht bei der Carbonyl-Chemie auch vom «Rückgrat» der organischen Chemie. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss eine Reihe von Synthesen, um Aldehyde und Ketone herzustellen bzw. in andere funktionelle Gruppen umzuwandeln. Dies beinhaltet Additions-Eliminationsreaktionen an der Carbonylgruppe sowie Reaktionen über Enolate, Redoxreaktionen und Umlagerungen. Dieser Kurs führt hin zum darauffolgenden Kurs über Carbonsäurederivate und Peptide.

Physikalische Chemie 3

Physikalische Chemie 3

  • ECTS : 2

Im Kurs Physikalische Chemie 3 werden verschiedene, in der Praxis verwendete Referenzsysteme und Konventionen (chemische, biochemische, umweltchemische) des chemischen Potentials, speziell bei Lösungen und Mischungen, aufbauend auf dem Kurs Physikalische Chemie 2, vorgestellt und erläutert. Das chemische Gleichgewicht und dessen quantitative Beschreibung (Druck- und Temperaturabhängigkeit) mit Hilfe der Gibbsenergie sind Gegenstand des vorletzten Kapitels. Die einführenden Grundlagen der Elektrochemie mit einigen speziellen Anwendungen aus der biologischen Richtung und der aktuellen Forschung bilden den Abschluss der Ausbildung in physikalischer Chemie für Studierende der biologischen Vertiefungsrichtung.

Modellbildung & Simulation

Modellbildung & Simulation

  • ECTS : 2

Chemische Verfahren 3

Chemische Verfahren 3

  • ECTS : 2

Bioverfahrenstechnik 1

Bioverfahrenstechnik 1

  • ECTS : 2

Praktikum Bioverfahrenstechnik

Praktikum Bioverfahrenstechnik

  • ECTS : 6

Nach einer Einführung in Labor- und Biosicherheit wird der Umgang mit Bioreaktoren in Klein(st)gruppen praktisch geübt: Aufbau, Funktion, Steriltechnik, Peripherie, Trouble-shooting, Checklisten, SOPs und natürlich Laborhygiene. Dabei kommen wichtige Aspekte der Prozess-Sensorik und -Messtechnik zur Anwendung: Funktion, Wartung, Unterhalt, Kalibration, Auswertung. Komplexe wie chemisch definierte Medien müssen hergestellt und sterilisiert werden. An Kultivationstechniken werden Batch, Fed-batch und – wenn es zeitlich möglich ist – Chemostat-Technik geübt. Dem Problem des Sauerstofftransfers wird durch dedizierte Experimente zur Ermittlung und Beeinflussung Beachtung geschenkt. Gasbilanzen und Kohlenstoffwiederfindung müssen jeweils ermittelt werden. Als Organismen werden nur Klasse-1-Mikroben verwendet, insbesondere Escherichia coli und Saccharomyces cerevisiae. Am Ende des Praktikums sollten Kenntnis und Verständnis der Maschinen, Apparate und Techniken soweit verinnerlicht sein, dass die Fähigkeit zur selbständigen Durchführung biologischer Produktionen im Labor- und Pilotmassstab besteht, d.h. Projekte ganzheitlich zu bearbeiten inklusive Planung, Ausführung, Auswertung und schriftlicher Berichterstattung.

Minorpraktikum

Minorpraktikum

  • ECTS : 6

6. Semester , Semester ECTS : 30

QM, Kommunikation & Personalführung

QM, Kommunikation & Personalführung

  • ECTS : 3

Biochemie 4

Biochemie 4

  • ECTS : 2

In der Schweiz sind über 130 Wirk- und Impfstoffe für den Einsatz im Menschen von der Swissmedic zugelassen, die mit gentechnisch veränderten Organismen hergestellt werden. In Escherichia coli produziertes humanes Insulin war das erste zugelassene Therapeutikum dieser Art. Bei diesen Molekülen handelt es sich in der Regel um „Large Active Molecules“, wie z.B. ein monoklonaler Antikörper mit der Summenformel C6452 H9992 N1720 O2008 S40. Solche Moleküle können mittels chemischer Synthese nicht hergestellt werden. Im Kurs Biochemie 4 werden daher die verschiedenen Strategien und Methoden zur Herstellung rekombinanter Proteine behandelt. Am Beispiel der Antikörpertechnologie werden zunächst beispielhaft die Bedeutung und Funktion von Antikörpern für Therapie und Diagnostik erläutert. Im Anschluss werden die Herstellungsmöglichkeiten von poly- über monoklonalen bis hin zu 100 % humanen Antikörpern besprochen. Nach einem Überblick zu auf dem Markt befindlichen rekombinanten Proteinen werden die verschiedenen Expressionssysteme in Pro- und Eukaryonten dargestellt. Besondere Bedeutung kommt dabei den verfahrenstechnischen Aspekten beim Downstream Processing zu. Die Studierenden haben nach Abschluss des Kurses einen Überblick über relevante Prozesse und Methoden der rekombinanten Proteintechnologie für einen im Bereich Life Sciences tätigen Absolventen.

Ökologie & Rohstoffe

Ökologie & Rohstoffe

  • ECTS : 2

Die Umweltchemie behandelt an ausgewählten Beispielen den Einfluss der technologischen Entwicklung auf die Umwelt. Der globale Verbrauch an Rohstoffen und Energie führt zu Umweltbelastungen, die in der Atmosphäre, Hydrosphäre und Pedosphäre nachweisbar sind. Die Auswirkungen der Umweltbelastung spiegeln sich im Bereich Luft, Wasser und Boden in der Umweltgesetzgebung wider und zeigen eine Rückkopplung in die Abfallwirtschaft und in die Recyclingindustrie. Das Bedürfnis nach Mobilität erfordert bei zunehmender Rohstoffknappheit umweltgerechte Technologien bei der Abgasnachbehandlung, in der Wasseraufbereitung oder bei der Energiegewinnung.

Bioverfahrenstechnik 2

Bioverfahrenstechnik 2

  • ECTS : 2

Projektarbeit

Projektarbeit

  • ECTS : 6

Bachelorarbeit

Bachelorarbeit

  • ECTS : 15

Die Bachelorarbeit bildet den krönenden Abschluss des Bachelorstudiums. Inhalt der Arbeit ist eine konkrete Aufgabenstellung, die in einer der verschiedenen Arbeitsgruppen des Instituts für Chemie und Biotechnologie und in der Regel in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner bearbeitet wird. Ziel ist es, selbständig ein Forschungs- bzw. Entwicklungsprojekt zu bearbeiten, d.h. selbständig die Arbeit zu planen, abzuwickeln und zu dokumentieren. Für die Lösung sollen dabei die während des Studiums erlernten Methoden, besonders die des gewählten Fachgebietes eingesetzt, aber auch Aspekte wie z.B. Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit berücksichtigt werden. Das Projekt wird mit dem Verfassen eines Berichtes (Bachelorarbeit) abgeschlossen, der in Gegenwart des Betreuers und eines externen Experten zu verteidigen, d.h. vorzustellen und zur Diskussion zu stellen ist.