Mikrobioelektromagnetika

1. Biološke celice v električnem polju, mirovalna in vsiljena membranska napetost. Napetostno odvisni membranski kanali, elektrostimulacija vzdražnih celic. Elektroporacija celične membrane.
2. Analitično izvajanje vsiljene membranske napetosti v statičnem električnem polju: okrogle celice (Schwanova enačba), cilindrične, sferoidne in elipsoidne celice.
3. Analitično izvajanje vsiljene membranske napetosti v časovno spremenljivih elektromagnetnih poljih. Razširjena Schwanova enačba prvega in drugega reda. Analiza absorpcije energije polja v celici in njeni membrani.
4. Analitično izvajanje vsiljene napetosti na membranah znotrajceličnih organelov. Razmerje med vsiljeno napetostjo na zunanji in notranjih membranah celice.
5. Numerični izračun vsiljene membranske napetosti v statičnem polju: goste suspenzije okroglih celic, celice nepravilnih oblik, skupki električno izoliranih celic, skupki električno povezanih celic.
6. Numerični izračun vsiljene membranske napetosti v časovno spremenljivih elektromagnetnih poljih. Numerično modeliranje elektroporacije in transporta skozi elektroporirano membrano.
7. Simulacije molekularne dinamike: lipidni dvosloj v električnem polju, nastajanje in zapiranje por v membrani.
8. Eksperimentalno določanje membranske napetosti. Potenciometrična barvila, zajemanje slik in obdelava podatkov. Eksperimentalno spremljanje odpiranja in zapiranja napetostno odvisnih membranskih kanalov ter transporta skoznje. Eksperimentalno spremljanje elektroporacije in transporta skozi elektroporirano membrano.
9. Elektroporacija v naravi in njena morebitna vloga v evoluciji mikroorganizmov. Trije biokemični mehanizmi horizontalnega prenosa genov. Strela kot povzročitelj izlitja DNA iz  ireverzibilno elektroporiranih mikroorganizmov, gibanja izlite DNA v vodnem okolju (elektroforeze) in vnosa DNA v reverzibilno elektroporirane mikroorganizme.

Spoznati fizikalne osnove učinkov električnih polj na biološke celice. Pridobiti osnovno znanje za analitično, numerično in eksperimentalno obravnavanje teh učinkov. Spoznati molekularne osnove delovanja napetostno odvisnih kanalov v membranah in pojava elektroporacije membrane.

V primeru zadostnega števila vpisanih študentov (vsaj trije) predavanja skozi celoten semester, sicer del semestra predavanja in zatem samostojen študij z rednimi posveti, vaje z raziskovalnim delom, seminar.