Біобезпека та методи контролю в біотехнології
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 7.162.03.O.008
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Технологія біологічно-активних сполук, фармації та біотехнологія
Лектор: к.х.н., доц. Швед Ольга Василівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
- інтегральна компетентність: ІНТ - здатність розв’язувати складні задачі і проблеми біотехнологій та біоінженерії, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інновацій та характеризується невизначеністю умов і вимог;
- загальні компетентності: ЗК3 -здатність мотивувати людей та рухатися до спільної мети;
- фахові компетентності: ФК4 - здатність розробляти та реалізовувати комерційні та науково-технічні плани і проекти в галузі біотехнології з урахуванням всіх аспектів вирішуваної проблеми, включаючи технічні, виробничі, експлуатаційні, комерційні, правові, питання охорони праці і навколишнього середовища; ФК10 - здатність застосовувати проблемно-орієнтовані методи аналізу та оптимізації біотехнологічних процесів, управління виробництвом, мати навички практичного впровадження наукових розробок.
Результати навчання: знати:
- нові принципи та концепції біобезпеки використання біотехнологій та організації ефективної системи управління персоналом відповідно до вимог безпеки праці;
- альтернативні методи та новітні термінами і поняття у контексті біотехнологічних процесів, біологічні об'єкти та мікроорганізми, які застосовуються у біотехнологічних процесах для формулювання заходів біозахисту;
- релевантні принципи роботи сучасних приладів, схеми та принципи різних біотехнологічних процесів; параметри біотехнологічних схем; способи реєстрації біотехнологічних параметрів;
- нові підходи до методів дослідження та експериментальної роботи з біотехнологічними об’єктами у виробничих і лабораторних умовах;
- сучасні уявлення про методи контролю біотехнологічних процесів та якості біотехнологічної продукції;
- поєднання біоетики та екологічні проблеми через модернізовані системи моніторингу та шляхи відновлення екосистем з використанням методів біосинтезу, біотрансформації, біоіндикації та біотестування біотехнології;
- нові виклики біотероризму щодо бізбезпеки, біозахисту.
вміти:
- критично і правильно підбирати методи дослідження при проведенні наукових дослідів;
- вибирати та застосовувати передові принципи при контролі біооб’єктів, якості сировини та готової біотехнологічної продукції та здійснення контролю біотехнологій згідно нормативних документів для забезпечення необхідної їх якості;
- використовувати сучасні інструментальні біотехнологічні методи для ідентифікації мікроорганізмів різних систематичних груп за допомогою сучасних приладів;
- систематизувати та досліджувати хімічну будову первинних та вторинних метаболітів мікроорганізмів за допомогою інструментальних методів;
- вибирати та визначати, яка робота з валідації необхідна для підтвердження контролю критичних аспектів конкретних технологічних операцій;
- планувати релевантні методи при валідації технологічних процесів;
- досліджувати та визначити проблему і ідентифікувати обмеження, включаючи ті, що пов’язані з проблемами охорони природи, сталого розвитку, здоров'я і безпеки та оцінками ризиків;
- критично оцінювати токсичну безпеку сировини, що використовується для виготовлення біотехнологічної продукції;
- систематизовано проводити екологічний моніторинг у біотехнології і оцінювати стан екосистем;
- сплановано надавати професійні послуг контролю біопроцесів для галузей господарства, охорони здоров’я і захисту довкілля;
- засвоювати і реалізовувати наукові та культурні досягнення світової цивілізації з шанобливим відношенням до різних культур, релігій, прав народів і людини, ідеї збереження миру;
- проявляти креативність і продукувати нові ідеї і абстрактно та системно мислити, аналізувати і синтезувати;
- сприймати і дотримуватись етичних норм поведінки відносно людей та природи та розуміти наслідки впливу діяльності організацій і підприємств на довкілля.
ПРН 9. Вміти розробляти, обґрунтовувати та застосовувати методи та засоби захисту людини та навколишнього середовища від небезпечних факторів техногенного та біологічного походження.
ПРН17. Розуміти принципи та методи і мати навички розробки та управління науковими і науково-технічними проектами, у тому числі міжнародними.
КОМ1. Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською та іноземною мовами (англійською, німецькою, італійською, французькою, іспанською та іншими).
КОМ2. Здатність до використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
АіВ4.Здатність демонструвати розуміння основних екологічних засад, охорони праці та безпеки життєдіяльності та їх застосування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити - Гігієна, діагностика людини та екомоніторинг Загальна біотехнологія
кореквізити – Сучасне застосування біотехнологічних методів.
Короткий зміст навчальної програми: Зміст дисципліни спрямований на формування знань щодо біобезпеки, біозахисту та біоекспертизи та екологічних проблем біотехнологічної промисловості та визначення біотехнологічних підходів, що передбачають екобезпечність застосування відходів виробництв як сировинних матеріалів. На основі універсальної схеми та постадійного контролю параметрів керованих та некерованих біотехнологічні процесів виробництв вивчається можливість здійснювати контроль посівного матеріалу, біологічних рідин, біокомпонентів, біопродукції, біопрепаратів. Формування знання щодо ідентифікації субстанцій метаболітів спектроскопічно, потенціометрично, хроматометрично та електрофоретично, використання методів контролю протікання біопроцесів та якості продукції; оволодіння методами та методиками визначення якісних та кількісних характеристик біопрепаратів та біопродукції; вироблення навиків та вмінь використання інструментальних фізико-хімічних та біотехнологічних методів аналізу та узагальнення результатів експериментів з застосуванням аналізів органічної, аналітичної, фізико-колоїдної хімії, мікробіології, біофізики, клітинної та генетичної інженерії для визначення параметрів біотехнологічних процесів.
Викладаються основи аналітичного, біохімічного та мікробіологічного контролю культури. Екомоніторинг довкілля, біомоніторинг природних та штучних екосистем навколишнього середовища; моніторниг виробничого середовища з визначенням критичних точок; еко генетичний моніторинг з враховуванням принципу біоетики та етичні аспекти і проблеми біобезпеки лабораторій та виробництва, біоризиків, подвійного використання та біотероризму та фальсифікації продукції.
Опис: В контенті дисципліни розглядається еко- та біомоніторинг довкілля та виробництва. Біобезпека, біозахист, біоризики, подвійне використання винаходів, та біоетика і екоекспертиза. Екологічний менеджмент довкілля, біотехнологічного виробництва, ресурсо- та енергозбереження. Типи та засоби біомоніторингу: біомоніторинг, біоіндикація, біотестування, біосенсори для діагностики та тестування.
Екобезпечна біопродукція харчування та фармацевтичні біопрепарати. Біологічна трансформація та утилізація відходів. Біобезпека та біозахист проти біотероризму. Розвиток біоіндустрії та біоекономіки для захисту довкілля та охорони здоров’я. Урбаноекологія. Використання нормативних рекомендацій для контролю біопроцесів, біопродукції та біопрепаратів. Загальні методи контролю біологічних рідин та об’єктів (якісні та кількісні, хімічні, фізико- і електро-хімічні методи- хроматографія, спектрометрія, електрофорез, та біологічні методи - секвенування, імуноферментний аналіз тощо), контроль за універсальною схемою виробництва та постадійний контроль параметрів керованих та некерованих біотехнологічні процесів виробництв. Аналітичний, біохімічний та мікробіологічний контроль посівного матеріалу, біопродуцентів та метаболітів. Сучасні методи системної, клітинної та генетичної біології та принципи автоматизовані системи індикації мікрокультур. Перспективи забезпечення біотехнологій засобами контролю.
Методи та критерії оцінювання: Лекції, лабораторний практикум (ЛР), усна співбесіда та фронтальне опитування; індивідуальне завдання (ІндЗ); експрес-тестування (ЕО), контрольна робота (КР) тощо.
Підсумковий семестровий диференційний контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) – ЛР (виконання, захист та оформлення звіту лабораторних робіт – 20%); ІндЗ (оформлення доповіді та усний захист з мультимедійною презентацією – 20%), мождива участь у науковій роботі ( в т.ч. до 5 балів) - 40%
Контрольний захід (КЗ) - ЕО ( 10%); КР (50 %) - 60%
Підсумковий семестровий контроль (СК) – диференційований залік : сума ПК та КЗ ( в тому числі можлива усна компонента – не більше 10 балів) - 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Основна
1. Швед О.В., Петріна Р.О., Комаровська-Порохнявець О.З., Новіков В.П. Екологічна біотехнологія. Кн.І.,Кн.ІІ, – Львів: НУ “ЛП”.- 2018.– 424 с.; 368с.
2. Біологічна безпека України: монографія / за заг.ред. М.В. Величка, Р.Г. Радченка. – Київ: Нац. акад. СБУ,2016. – 784 с.
3. Пирог Т.П., Пенчук Ю.М. Біохімічні основи мікробного синтезу: підручник – К.: Видавництво Ліра-К, 2019. – 304 с.
4. Швед О.В., Миколів О.Б., Комаровська-Порохнявець О.З., Новіков В.П. Екологічна біотехнологія. Кн.І.,Кн.ІІ, – Львів: НУ “ЛП”.- 2010.– 424 с.; 368с.
5. Жуковкіна О.В., Шульга І.В. Промислова екологія. –Харків: НФаУ «Золоті сторінки». - 2004. -143с.
6. Бойчук Ю.Д., Солошенко Е.М., Бугай О.В. Екологія і охорона навколишнього середовища. – Суми: Університетська книга.- 2002. – 123 с.
7. Векірчик К.М.Мікробіологія з основами вірусології. - К.:Либідь, 2001-312с.
8. Векірчик К.М. Практикум з мікробіології.- К.: Либідь, 2001 - 144с.
9. Кучеренко М.Є. та ін. Сучасні методи біохімічних досліджень.- К.: Фітосоціоцентр, 2001 - 424с.
10. Соколенко А.І. та ін. Фізико-хімічні методи обробки сировини та продуктів харчування. - К.: АртЕк, 2000-306с.
Додаткова:
11. Андрейцев В.І., Пустовой М.А. Екологічна експертиза, право і практика. – К.: Наук, думка.- 1992. – 152 с.
12. Nagodawithana, T.W.; Wasileski, J.W. Media Design for Industrial Fermentations. In Nutritional Requirements of Commercially Important Microorganisms; Nagodawithana, T.W., Reed, G., Eds.; Esteekay Associates Inc.: Milwaukee, WI, USA, 1998; pp. 18–45.
13. Лабораторний практикум з хімії і фізики молока і молочних продуктів / Укладачі: В.П. Ясній, Т.А. Довбуш. – Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2018. – 182 с.
14. Король Ц. О. Застосування селективних середовищ для встановлення видової належності молочно-кислих бактерій – Інститут продовольчих ресурсів НААН, 2015 – с. 90-98.
15. Закон України «Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої сировини» від 05.11.2002 № 44 (371).
16. Закон України «Про забезпечення санітарного епідеміологічного благополуччя населення» від 15.11.2005 № 3078-IV
17. Kimman, T.G.; Smit, E.; Klein, M.R. Evidence-based biosafety: Are view of the principles and effectiveness of microbiological containment measures. Clin. Microbiol. Rev. 2008, 21, 403–425.
18. Zaki, A.N. Biosafety and biosecurity measures: Management of biosafety level 3 facilities. Int. J. Antimicrob. Agents 2010, 36, S70–S74.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).