Betriebstechnik 1

• ECTS: 2

Im Kurs «Betriebstechnik 1» wird ein Überblick über die am häufigsten genutzten Werkstoffe und Normen für den Apparate- und Anlagenbau in der Biotechnologie, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie, den Aufbau von Produktionsanlagen und die Funktion ihrer Komponenten sowie die Erstellung von Fliessschemata nach der DIN-Norm vermittelt.

Biologie 1

• ECTS: 2

Das Ziel ist, dass sich die Studierenden eine solide Grundlage in der Biologie erarbeiten. Dazu gehört das Erkennen und Beschreiben der wichtigsten Strukturen der pflanzlichen und tierischen Zellen sowie die Fähigkeit, deren Funktionen zu erklären. Darauf aufbauend lernen die Studierenden die grundlegenden Prinzipien des Zellzyklus, der Biosynthese von Proteinen sowie einzelne Aspekte des Stoffwechsels, des Stofftransportes und der Zell-Zell Kommunikation zu erklären. Lerninhalte umfassen die grundlegenden Bausteine der Biologie, Aufbau und Funktion der Membrane, den Bau der eukaryotischen Zelle und Funktionen der Organellen. Einige Lektionen sind den einzelnen Phasen des Zellzyklus sowie den ersten Einblicken in die komplexen Themen des Wachstums und der Differenzierung gewidmet. Im Stoffwechselteil der Vorlesung wird die Photosynthese sowie der Krebs/Calvinzyklus behandelt.

Chemie 1

• ECTS: 3

Die Studierenden können den Atombau der Elemente erklären, zeichnerisch wiedergeben und physikalische und chemische Folgen des Atomaufbaus aufzeigen, Reaktionsgleichungen unter Einhaltung der Bindungsgesetze und der Stöchiometrie aufstellen und entsprechende Berechnungen (Molmassen, Probenmassen, Stoffmengen, Konzentrationen) durchführen. Sie kennen zudem den Einfluss von Druck, Konzentration und Temperatur auf das Reaktionsgleichgewicht. Zusätzlich können sie die Intermolekularen (Dispersionskräfte, Dipol-Dipol-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindungen, Ionen-Dipol-Kräfte) und intramolekulare Wechselwirkungen (kovalent, ionisch, metallisch) unterscheiden sowie deren Auswirkungen (z. B. auf den Schmelzpunkt) aufzeigen. Sie können die Molekülgestalt und Geometrie anhand der VSEPR-Theorie voraussagen und erklären. Die Studierenden können Gase, Flüssigkeiten, amorphe Stoffe und Feststoffe definieren und Merkmale nennen. Sie können die Anomalie des Wassers theoretisch anhand des Phasendiagramms aufzeigen, chemisch erklären und praktische Beispiele geben. Sie können Säure-Basen-Reaktionen aufstellen und starke von schwachen Säuren und Basen unterscheiden. Sie können Berechnungen rund um pH-Wert, Konzentration und Gleichgewicht durchführen, Puffersysteme erklären und berechnen, Redox-Reaktionen aufstellen und Oxidationszahlen bestimmen sowie Kinetik und Thermodynamik definieren und Beispiele (Katalysator / Enzym) geben. Sie können Energiediagramme aufzeichnen und einfache Berechnungen im Bereich der Thermodynamik durchführen.

Digital Literacy

• ECTS: 2

Die Digitalisierung führt in der Arbeitswelt, im Studium und Privatleben zu tiefgreifenden Veränderungen. Diese sind auf individueller wie gesellschaftlicher Ebene Chance und Herausforderung zugleich. Im Modul Digital Literacy werden sowohl technische, anwendungsorientierte Kompetenzen vermittelt als auch gesellschaftliche Veränderungen der Digitalisierung reflektiert. Themenschwerpunkte sind Aufbau, Wirkung und Funktionsweisen von Algorithmen, Nutzung und Organisation von Daten, der kritische analytische Umgang mit diversen wissenschaftlichen Textsorten und medialen Formaten, Strategien zum Schutz der eigenen Privatsphäre, der gegenwärtige Medienwandel sowie Reflexionen des eigenen Medienkonsums.

Einführung in die Biotechnologie

• ECTS: 2

Im Kurs «Einführung in die Biotechnologie» werden die Studierenden mittels ausgewählter Themenkomplexe mit den wichtigsten Definitionen, dem Entwicklungsstand und sich abzeichnenden Trends der roten, grünen, blauen und weissen Biotechnologie vertraut gemacht. Darüber hinaus wird der Aufbau biotechnologischer Produktionsverfahren gelehrt und die in industriellen Verfahren dominierenden Bioreaktortypen vorgestellt. Ziel des Kurses ist, dass die Studierenden grundlegende Begriffe der Biotechnologie kennen und in der Lage sind, Applikationen, Potentiale und Risiken der Biotechnologie zu erkennen, einzuordnen und zu bewerten.

Englisch 1

• ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von Vorteil nicht nur für die Welt der Arbeit, 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.

Gesellschaftlicher Kontext und Sprache 1

• ECTS: 2

Zum Studium gehören neben der Aneignung des Fachwissens die Vermittlung von kultureller Kompetenz und von historisch-politischem Bewusstsein. Die Studierenden werden unterstützt, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. Ausserdem lernen sie Anforderungen an wissenschaftliche Texte kennen und setzen sie in einer schriftlichen Arbeit um.

Informatik 1

• ECTS: 2

Das Modul leitet die Studierenden an, die Standardwerkzeuge der Informatik professionell und problemadäquat einzusetzen und fördert ihr Verständnis für den Umgang mit Daten und Informationen. Die Studierenden lernen Daten zu sammeln, zu speichern, zu verwalten, zu analysieren, aufzubereiten und zu visualisieren bzw. zu präsentieren. Anhand der Programmiersprache Python lernen sie die Grundlagen der Programmierung kennen, sodass sie Problemstellungen strukturiert analysieren und in Teilschritte aufteilen können.

Mathematik 1

• ECTS: 4

Im Modul Mathematik 1 werden zunächst einige Grundlagen repetiert und vertieft. Dazu gehören die Zahlenmengen und die Genauigkeit von Zahlen, algebraische Grundoperationen, das Umformen und Lösen von Gleichungen und Gleichungssystemen sowie Wurzeln-, Potenz- und Logarithmusregeln. Nach einem Abstecher in die Welt der Folgen, Reihen und Grenzwerte werden der Begriff der Funktion und ihre Darstellungen nochmals eingeführt. Es werden Potenzfunktionen, Polynome, Exponentialfunktionen, trigonometrische Funktionen und weitere wichtige Funktionen genauer unter die Lupe genommen. Zentral sind die Differential- und Integralrechnung und ihre Anwendungen: Mit der Ableitung werden Eigenschaften wie Extremstellen von Funktionen bestimmt und Näherungsverfahren hergeleitet. Das Integral wird z. B. dazu benutzt, Massenbilanzen auszurechnen.

Mikrobiologie 1

• ECTS: 2

Bakterien, Pilze und Viren sind die wichtigsten Gruppen von Mikroorganismen, die sich in ihren Merkmalen und Ansprüchen deutlich unterscheiden. Am Beispiel der prokaryotischen Zelle werden zentrale zelluläre Prozesse erklärt wie die DNA-Replikation, Genexpression oder Trophieformen, die für alle lebenden Systeme gelten. Optional können sich Studierende mit Vorkenntnissen in Biologie die Inhalte teilweise oder vollständig im Selbststudium erarbeiten. Dafür stehen digitale Trainingsmöglichkeiten, Lernvideos und ausführliche Kursunterlagen zur Verfügung.

Physik 1

• ECTS: 2

Die Studierenden kennen und verstehen die grundlegenden Gesetze der Physik (Mechanik, Strömungslehre, Wärmelehre, Elektrizitätslehre). Sie erkennen deren Anwendungen und Konsequenzen in Natur und Technik. Sie sind in der Lage, einfache Berechnungen auszuführen, die auf diesen Gesetzen beruhen.

Praktikum Allgemeine Chemie

• ECTS: 3

Studierende beherrschen die wichtigsten Chemielaborpraktiken. Sie kennen die in chemischen Labors geltenden Sicherheitsregeln und wenden sie an. Zusätzlich beherrschen sie die sachgemässe Handhabung einfacher Geräte und Apparate, den sauberen und verantwortungsbewussten Umgang mit Chemikalien, die selbständige Planung und Durchführung der Aufgaben, die Berechnung versuchsrelevanter Werte (Probenmasse, Stoffmenge, Molmasse, Konzentration, Ausbeute, Titer, Volumen …) sowie die zweckmässige Wiedergabe der Ergebnisse (Laborjournal, Versuchsprotokoll).

Praktikum Physik 1

• ECTS: 2

Es werden Versuche zu den Lerninhalten des Kurses Physik 1 durchgeführt.

Tutorat 1

• ECTS: 2

Die Studierenden arbeiten in Kleingruppen eigenverantwortlich und selbstorganisiert unter Anleitung von Studierenden höherer Semester an aktuellen Problemstellungen.

Betriebstechnik 2

• ECTS: 2

Im «Kurs Betriebstechnik 2» erhalten die Studierenden einen Überblick über die Strömungszustände in technischen Anlagen und die Art und Weise wie Flüssigkeiten und Feststoffe gefördert werden. Weiterhin lernen sie die Grundlagen zur Versorgung eines Betriebes mit elektrischer Energie, Wasser, WFI-Wasser, Dampf, Kältemittel, Druckluft und Vakuum kennen. Die Studierenden erhalten die Möglichkeit, in einem Kurzpraktikum Pumpen in ihrer Funktion und ihrem Aufbau näher kennen zu lernen.

Englisch 2

• ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von Vorteil nicht nur für die Welt der Arbeit, 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.

Gesellschaftlicher Kontext und Sprache 2

• ECTS: 2

Zum Studium gehören neben der Aneignung des Fachwissens die Vermittlung von kultureller Kompetenz und von historisch-politischem Bewusstsein. Die Studierenden werden unterstützt, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. Der Unterricht fördert ausserdem die Fähigkeit, Texte kritisch zu lesen, eigene Fragen zu stellen, Argumentationen plausibel zu entwickeln und angemessen zu formulieren.

Informatik 2

• ECTS: 2

Das Modul leitet die Studierenden an, die Standardwerkzeuge der Informatik professionell und problemadäquat einzusetzen. Mit Matlab lernen die Studierenden ein Werkzeug zur Lösung mathematischer und numerischer Probleme sowie für die grafische Darstellung der Ergebnisse kennen und einzusetzen. Anhand der Programmiersprache R lernen sie, statistische und mathematische Berechnungen durchzuführen und die Ergebnisse grafisch darzustellen. Ein weiterer Lerninhalt sind die Grundlagen der Datenspeicherung in relationalen Datenbanken.

Mathematik 2

• ECTS: 4

Das Modul Mathematik 2 baut auf dem Kurs Mathematik 1 auf. Nach einer kurzen Vertiefung der Integration führen wir grundlegende Elemente aus der linearen Algebra ein. Wir werden mit der Vektor- und Matrizenrechnung vertraut. Dann beschäftigen wir uns mit sogenannt gewöhnlichen Differentialgleichungen. Diese ganz neue Art von Gleichungen beschreiben die Dynamik von Funktionen und können nur mit dem Know-how aus dem 1. Semester gelöst werden. Als Anwendungen von Differentialgleichungen betrachten wir einfache Modelle von chemischen Reaktionen und biologischen Populationen. In der multivariaten Analysis beschäftigen wir uns danach mit Funktionen, die von mehreren Variablen abhängen. Hier werden wir wieder Ableitungen, Optimierungsprobleme und Integrale antreffen. Zuletzt geht es um die Fourier-Entwicklung, mit deren Hilfe periodische Funktionen in ihre einzelnen Schwingungsbestandteile zerlegt werden und das Frequenzspektrum berechnet wird. Punktuell benutzen wir das Computerprogramm Matlab, das auch in den Modulen Informatik 1 und 2 eingesetzt wird.

Mikrobiologie 2

• ECTS: 3

Im Modul werden die grundlegenden mikrobiologischen Arbeitstechniken und theoretischen Grundlagen vermittelt, die für spätere biotechnologische Tätigkeiten benötigt werden. Im Zentrum stehen vier Themenbereiche: Biosicherheit und Biosicherung, die Steriltechnik, die „biotechnologische“ Mikrobiologie und die Umweltmikrobiologie. In einem selbständig durchgeführten Wachstumsversuch werden anschliessend die erlernten Techniken umgesetzt.

Molekularbiologie 1

• ECTS: 3

Der Kurs Molekularbiologie 1 ist der Einstieg in die Gentechnik und vermittelt das theoretische Verständnis für die Herstellung rekombinanter Proteine in Expressionssystemen. Die Studierenden erlernen die Grundlagen für die Entwicklung einfacher Klonierungsstrategien. Behandelt werden Grundlagen des Genaufbaus bei Bacteria und Eukarya und der DNA-Regulation. Als Vorbereitung für künftige Klonierungsstrategien werden die PCR-Methode und der Aufbau von DNA-Vektoren behandelt. Mittels DNA-Ligation erfolgt die Integration eines PCR-Produktes in einen ausgewählten DNA-Vektor über die Verwendung von Restriktionsenzymen. Die Übertragung von DNA durch Agrobacterium tumefaciens auf Pflanzen ist ein konkretes Beispiel eines natürlichen Gentransfers. Die Vorgehensweise für die rekombinante Expression einer pflanzlichen Protease in der Hefe Pichia pastoris als eukaryotisches Expressionssystem wird als Klonierungsstrategie detailliert behandelt.

Organische Chemie und Biochemie 1

• ECTS: 3

Studierende können einfache Kohlenstoffgrundgerüste und funktionelle Gruppen, die auch in der Biotechnologie Relevanz haben, in Struktur und physikalischen Grössen unterscheiden und nach IUPAC benennen. Die behandelten Kohlenstoffgrundgerüste und funktionellen Gruppen sind Alkane, Alkene, Alpine, Cycloalkane, spiro- und bicyclische Verbindungen, Benzene, Halogene, Alkohole, Phenole, Thiole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Amine, Amide, Ether und Thioether. Die Studierenden können Reaktionsgleichungen und Mechanismen für die Darstellung und typische Reaktionen besagter funktioneller Gruppen aufschreiben und erklären, Merkmale von SN1, SN2, E1, E2, aromatischer, elektrophiler Substitution, Oxidation und Reduktion benennen und Reaktionen entsprechend analysieren. Die Studierenden kennen die Definitionen und Einfluss der Stereochemie auf Mensch und Umwelt, können chirale Moleküle und chemische Strukturen entsprechend analysieren und Stereozentren korrekt benennen.

Physik 2

• ECTS: 3

Fortsetzung des Kurses Physik 1. Die Studierenden lernen weitere Gesetze aus der Thermodynamik und der Elektrotechnik kennen sowie auch aus der Wellenmechanik inkl. Optik. Die physikalische Arbeitsweise, aufbauend auf der Differentialrechnung, kommt zunehmend zum Zug.

Praktikum Mikrobiologie

• ECTS: 3

Im Praktikum werden mikrobiologische Arbeitstechniken eingeübt und vertieft. Dazu gehören u. a. die Arbeitssicherheit, die mikrobiologische Analytik, das Herstellen, Sterilisieren und Prüfen von Nährmedien, Instrumenten und Geräten, das Kultivieren, Konservieren und Identifizieren von Bakterien und Pilzen, mikrobiologische Analysen sowie einfache Wachstumsexperimente im Schüttelkolben.

Organische Chemie und Biochemie

• ECTS: 3

Studierende beherrschen die wichtigsten Chemielaborpraktiken für die Synthese von organischen Verbindungen und deren Analyse, die sachgemässe Handhabung von spezifischen Geräten und Apparaten, den sauberen und verantwortungsbewussten Umgang mit Chemikalien, die Berechnung versuchsrelevanter Werte (Probenmasse, Stoffmenge, Molmasse, Konzentration, Ausbeute, Titer, Volumen…), die selbständige Planung und Durchführung der Aufgaben sowie die zweckmässige Wiedergabe der Ergebnisse (Laborjournal, Versuchsprotokoll).

Tutorat 2

• ECTS: 2

Die Studierenden arbeiten in Kleingruppen eigenverantwortlich und selbstorganisiert unter Anleitung von Studierenden höherer Semester an aktuellen Problemstellungen.

Analytische Chemie

• ECTS: 2

In vielen biotechnologischen Prozessen werden Sensoren zur Online-Überwachung und Regelung von wichtigen Messgrössen eingesetzt. Im Modul «Analytische Chemie» werden die Grundlagen in der Sensortechnik mit einem Fokus auf Anwendungen in Bioprozessen erarbeitet. Zunächst werden die wichtigsten Grundbegriffe und Kenngrössen der analytischen Chemie vermittelt. Der Schwerpunkt liegt dann in den Funktionsprinzipien, den Anwendungen und der Handhabung von Sensoren, die in der Biotechnologie häufig für die Online-Analytik im Einsatz sind. Dazu zählen Sensoren und Biosensoren mit elektrochemischen oder optischen Messprinzipien, die unter anderem zur Messung des pH-Werts so- wie der Sauerstoff-, Glucose- oder Biomassenkonzentration dienen. Wichtig sind dabei der Einsatz der Messtechnik in der Praxis und die Kenntnis der Anforderungen, die Sensoren im Routineeinsatz erfüllen müssen.

Biochemie 2

• ECTS: 2

Nachdem die Studierenden den molekularen Aufbau sowie die biochemischen Prozesse von Zellen verstanden haben, lernen sie im Modul «Biochemie 2», in welchen Komplexitäten Zellen untereinander sowie mit ihrer Umwelt interagieren. Die Studierenden erfahren, wie durch integrale Membranproteine oder in Signaltransduktionswegen eine Änderung der Zellfunktion, des Metabolismus, der Zellbewegung sowie der Genexpression ausgelöst oder Entwicklungsprozesse in Gang gesetzt wer- den können. Weiter lernen sie den Unterschied zwischen Primär- und Sekundärstoffwechsel kennen. Während einer Vorlesung mit Exkursion in die Gärten der ZHAW wird die Rolle von sekundären Pflanzenstoffen für die Pflanzen selbst sowie für Menschen und Tiere beleuchtet.

Biostatistik 1

• ECTS: 2

Im Modul «Biostatistik 1» werden die statistischen Methoden vermittelt, welche für die Auswertung und Interpretation von Messdaten in den Life Sciences eine zentrale Rolle spielen. Ausgestattet mit dem grundlegenden Verständnis der wichtigsten Elemente der deskriptiven und induktiven Statistik, können die Studierenden statistische Methoden selbstständig und im fachwissenschaftlichen Kontext korrekt anwenden. Mit Hilfe der statistischen Funktionen von Excel und weiterer Softwarepakete werden einführende Beispiele aus der deskriptiven Statistik, parametrische Hypothesentests sowie lineare und nichtlineare Regression mit einem direkten Bezug zu den Anwendungen in den Life Sciences behandelt.

Bioverfahrenstechnik 1

• ECTS: 2

Im Modul «Bioverfahrenstechnik 1» lernen die Studierenden die wichtigsten verfahrenstechnischen Arbeitsmethoden und Grundoperationen (Unit Operations) der Prozessindustrie kennen. Sie kennen die Kennzeichnung grobdisperser Systeme, mechanische Trenn- und Zerteilprozesse, die mechanische Vereinigung von Stoffen sowie die Grundlagen von Wärme- und Stoffübertragungsprozessen und können dieses Wissen bei der Auswahl, Bewertung und Auslegung von verfahrenstechnischen Apparaten, Anlagen und Prozessen in der Biotechnologie richtig anwenden bzw. übertragen.

Englisch 3

• ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von Vorteil nicht nur für die Welt der Arbeit, 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.

Mess- und Regelungstechnik 1

• ECTS: 2

Das Modul vermittelt die Grundlagen der Messtechnik und bildet damit den ersten Teil der Lehrveranstaltung, die insgesamt über zwei Semester geht. Behandelt werden u.a. die Prinzipien der Entstehung von digitalen Messwerten, basierend auf der Messung von physikalischen Grössen wie z.B. Druck und Temperatur. Darüber hinaus liegt ein Schwerpunkt auf der Entstehung von Messabweichungen und der Beurteilung dieser in Form von Unsicherheiten. Ziel ist es, dass Sie am Ende des Semesters in der Lage sind, einen geeigneten Sensor auszuwählen, die Umwandlung der Messgrösse berechnen und die Unsicherheiten im Messergebnis abschätzen können. Diese Punkte bilden die Basis zur Einstellung moderner Messsysteme mit analoger oder digitaler Messwertanzeige.

Pharmakologie

• ECTS: 2

Die Wirkungen eines Arzneimittels auf den Organismus, welche in der Pharmakologie untersucht wer- den, sind das Ergebnis zahlreicher, meist sehr komplexer physiologischer Vorgänge. Prozesse wie die Aufnahme, Verteilung, Metabolisierung und Ausscheidung von Arzneistoffen im Körper spielen dabei eine zentrale Rolle und werden in der Pharmakokinetik, einem Teilgebiet der Pharmakologie, analysiert. Ausserdem wird der Effekt von Arzneistoffen durch die Interaktion mit ihren Rezeptoren und ihrem Wirkungsmechanismus bestimmt, welche in der Pharmakodynamik beschrieben werden. Nach einer Einführung in die Prinzipien der allgemeinen Pharmakologie (Pharmakokinetik, Pharmakodynamik) werden im zweiten Teil des Moduls Organ- bzw. Funktionsbezogene Wirkstoffe oder Wirkstoffgruppen behandelt.

Umweltbiotechnologie 1

• ECTS: 2

Das Modul vermittelt die Grundlagen des Denkens in Kreisläufen am Beispiel von Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Wasser. Es zeigt die Konsequenzen von Eingriffen des Menschen in die natürlichen Kreisläufe und Lösungsansätze für eine nachhaltige Entwicklung auf. Betrachtet wer- den dabei alle Bereiche der Umwelt: die Hydrosphäre, die Geosphäre, die Atmosphäre und die Energie. Das Modul gibt zudem einen Überblick über zentrale mikrobielle Reaktionen in der Umwelt und zeigt Schnittstellen zur Umweltbiotechnologie auf. Dabei werden Möglichkeiten zur stofflichen und energetischen Nutzung von Biomassen aufgezeigt. Weiter werden mikrobiologische Bestimmungs- und Quantifizierungsmethoden im Trinkwasser als natürliche Ressource und Lebensmittel vermittelt.

Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

• ECTS: 2

Das Modul besteht aus einem Teil Zellbiologie und einem Teil Zellkulturtechnik. In der Zellbiologie lernen die Studierenden, wie sich Säugerzellen einzeln und in Verbundsystemen (Organen) verhalten. Sie können wichtige Funktionen der Zellmembranen, den Ablauf wichtiger Synthese- und Transportwege, die Funktionen der extrazellulären Matrix und den Zellzyklus erklären. Darauf aufbauend erarbeiten sie einzelne Abläufe von komplexen Mechanismen wie den programmierten Zelltod (Apoptose). Der Teil Zellkulturtechnik vermittelt die wichtigsten Arbeitstechniken und die damit in Verbindung stehenden Gerätschaften zur Etablierung, Charakterisierung und Kultivierung pflanzlicher Zell- und Gewebekulturen sowie von Säugerzellen.

Praktikum Bioverfahrenstechnik

• ECTS: 3

Das Praktikum Bioverfahrenstechnik ist Teil des Moduls «Bioverfahrenstechnik 1». Die Studierenden vertiefen im Praktikum durch Rechen- und Auslegungsübungen sowie mittels Experimente ihre Kenntnisse in den verfahrenstechnischen Arbeitsmethoden und in den wichtigsten Grundoperationen der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik sowie ihre Anwendungen in der Biotechnologie. Das Praktikum beinhaltet vier Blöcke: die Charakterisierung grobdisperser Systeme, das Abtrennen von Biomasse, den Biomasseaufschluss sowie statistische Versuchsplanung und verfahrenstechnische Charakterisierung, Stoff- und Wärmeaustausch und Auslegung.

Praktikum MAT 1

• ECTS: 3

In diesem Praktikum werden die Studierenden mit den wichtigsten Grundlagen der Mess- und Sensortechnik vertraut gemacht. Sie lernen Grundprinzipien der Prozessanalytik wie kontinuierliche Echtzeiterfassung und Signalumformung an praktischen Beispielen kennen und können eine Messkette aufbauen, charakterisieren und anwenden. Sie lernen die in biotechnologischen Prozessen wichtigen Online-Messgrössen (z.B. pH, pO2, Leitfähigkeit, Glucose) und die entsprechenden elektrochemischen oder optischen Sensoren bzw. ihre Funktionsprinzipien in der praktischen Anwendung kennen. Dazu nutzen sie Sensoren, wie sie in der Prozessindustrie tagtäglich im Einsatz stehen und lernen, diese in Betrieb zu nehmen, zu konfigurieren, betreiben und zu warten sowie die Messdaten auszuwerten und korrekt zu dokumentieren.

Praktikum Molekularbiologie 1 und Biochemie 2

• ECTS: 3

Ein Schwerpunkt des Praktikums liegt im Bereich der Erarbeitung von Klonierungsstrategien, des Vektoraufbaus von Bakterien und der Expression, Aufreinigung und Charakterisierung von einem rekombinanten Protein. Im Rahmen des Praktikums wird die Lipase als Enzym aus Pseudomonas tolaasii rekombinant in Escherichia coli hergestellt. Das rekombinante Protein wird aus E. coli gereinigt und im SDS PAGE dargestellt und anschliessend werden die spezifische Aktivität und die Enzymkinetik des rekombinanten Proteins bestimmt. Verschiedene molekularbiologische Techniken werden erlernt und angewendet, so dass die Studierenden im Anschluss selbstständig Klonierungsstrategien für die rekombinante Herstellung von Proteinen in E. coli designen und durchführen können.

Praktikum Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

• ECTS: 3

Das Praktikum ist Bestandteil des Moduls «Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1». Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, die grundlegenden Arbeitstechniken zur Lagerung, Etablierung, Erhaltung und Vermehrung pflanzlicher Zell- und Gewebekulturen sowie tierischer und humaner Zellen selbstständig zu planen und durchzuführen. Neben der aseptischen Arbeitsweise wird auf die Einhaltung der Good Laboratory Practice geachtet. In der Zellbiologie werden Säugerzelllinien kultiviert, ihre biologischen Eigenschaften charakterisiert sowie eine Antikörperproduktion im mL-Massstab durchgeführt. Die Zellkulturtechnik beinhaltet einen Block zur Pflanzenzell- und Gewebekulturtechnik und einen Teil zur tierischen Zellkulturtechnik.

Tutorat 3

• ECTS: 2

Die Studierenden arbeiten in Kleingruppen eigenverantwortlich und selbstorganisiert unter Anleitung von Studierenden höherer Semester an aktuellen Problemstellungen.

Bioprozesstechnologie 1

• ECTS: 2

Das Modul «Bioprozesstechnologie 1» baut auf Grundkenntnissen aus der Chemie, Mathematik, Physik und Biologie auf. Mit dem Ziel, biotechnologische Produktionsprozesse und umwelttechnische Prozesse durchzuführen, vereinigt das Fach verfahrenstechnische, physiologische und molekularbiologische Aspekte. Im Vordergrund des ersten Moduls steht die Batch-Kultur. Die Studierenden sind mit der gängigen fachspezifischen Nomenklatur und den Grundlagen zur Bilanzierung und Dimensionierung idealer Reaktoren vertraut. Sie verstehen die Bedeutung und Grundkonzepte zur Berechnung biotechnologisch relevanter Grössen und können die kinetischen und stöchiometrischen Parameter üblicher Wachstumsmodelle und Stoffumwandlungsmodelle aus Messreihen von Prozessdaten bestimmen. Gestützt auf die mathematische Beschreibung des Batchprozesses, können die Studierenden einen Versuch im Bioreaktor oder Schüttelkolben planen und auswerten bzw. interpretieren. Über die Theorie hinaus wissen sie die physiologischen Bedürfnisse eines Organismus (einer Zelle) und die geeignete Zusammensetzung der Nährmedien und Substrate in Zusammenhang zu bringen. Geübt wird das Prozessverständnis mittels einfacher Rechenbeispiele.

Biostatistik 2

• ECTS: 2

Ausgehend von «Biostatistik 1» werden in diesem Modul ausgewählte Themen der angewandten Statistik vertieft, damit die Studierenden wissenschaftliche Daten korrekt auswerten und statistische Tests planen und durchführen können. Dazu zählen z.B. nichtparametrische Tests, die Varianzanalyse, die Festlegung der Nachweis- und Bestimmungsgrenzen, die Poweranalyse und Design of Experiments.

Englisch 4

• ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von Vorteil nicht nur für die Welt der Arbeit, 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.

Mess- und Regelungstechnik 2

• ECTS: 2

Das Modul befasst sich im zweiten Teil der Lehrveranstaltung mit den Grundlagen der Regelungstechnik. Hierzu zählen u.a. die Darstellung von Mess- und Regelaufgaben in R&I-Fliessbildern, die Charakterisierung von Regelstrecken sowie die Auswahl und Funktion von Reglern. Ziel ist es, dass Sie regelungstechnische Aufgaben in technischen Unterlagen darstellen und interpretieren können sowie einen Regler auswählen und einstellen können.

Molekularbiologie 2 und Immunologie 1

• ECTS: 2

Im Rahmen der Vorlesung werden der Aufbau und die Funktion des Immunsystems vermittelt. Die Studierenden erlernen die Grundlagen des Immunsystems sowie das Zusammenspiel des angeborenen und des erworbenen Immunsystems und können erklären, wie eine Immunantwort zustande kommt. Der Schwerpunkt liegt in der Beschreibung der Struktur und Funktion von Antikörpern sowie der Interaktion mit B-Zellen und T-Zellen. Antikörper werden in der Medizin und Diagnostik vielfältig eingesetzt, wobei die Herstellung monoklonaler Antikörper sowie Antikörperfragmente und ihre Anwendungen im Vordergrund stehen.

Toxikologie und Ökotoxikologie

• ECTS: 2

Die Toxikologie beschäftigt sich mit schädlichen oder unerwünschten Wirkungen von Substanzen oder Umweltfaktoren auf lebende Organismen, insbesondere auf den Menschen. Aufbauend auf dem Modul Pharmakologie behandelt die Vorlesungsreihe drei Bereiche: die allgemeine Toxikologie, die Ökotoxikologie sowie Testverfahren und Risikobewertung. In der Toxikologie gilt ein Augenmerk dem sogenannten Fremdstoffmetabolismus (Biotransformation schädlicher Substanzen in ausscheidbare Stoffe), zudem werden anhand ausgewählter Beispiele Organ- und Organsystem-spezifische toxikologische Wirkungen diskutiert. In der Ökotoxikologie geht es um die Wechselwirkung zwischen chemischen Substanzen und der Umwelt (Deposition, Anreicherung in Organismen sowie der negativen Wirkung auf Organismen, Populationen und ganze Ökosysteme). Im dritten Teil betrachten wir experimentelle Strategien und Tests, die zur Risikobewertung durchgeführt werden (z.B. Monitoring von aquatischen Systemen, Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln).

Wissenschaftskommunikation

• ECTS: 2

Zellkulturtechnik 2

• ECTS: 2

Das Modul vermittelt in erster Linie die theoretischen Grundlagen zur Planung und Realisierung von Antikörperproduktionen mit in Suspension wachsenden CHO-Zellen. Darüber hinaus beschäftigen sich die Studierenden mit der Modellierung des CHO-Zellwachstums und lernen wichtige Hebel für die Erhöhung der Prozesseffizienz im Upstream Processing kennen. Nach Abschluss des Moduls sollen die Studierenden in der Lage sein, die richtige Strategie zur Prozessintensivierung zu evaluieren und in der Praxis anzuwenden. In diesem Zusammenhang sollen sie auch Einflussfaktoren auf die Produktqualität beschreiben können. Das Modul besteht aus drei Blöcken: (1) mAb Produktion mit CHO-Suspensionszellen; (2) Microcarriertechnologie und ihre Herausforderungen bei der Kultivierung von in Suspension und adhärent wachsenden Säugerzellen; (3) Produktionsprozesse mit Insektenzellen und Baculoviren.

Analytische und Bioanalytische Chemie

• ECTS: 3

Aufbauend auf dem Modul «Analytische Chemie» werden die wichtigsten Methoden- und Gerätekenntnisse in der instrumentellen Analytik (Chromatographie und Spektrometrie) vermittelt. Dabei wird der gesamte analytische Prozess beleuchtet (u.a. Probenahme, korrekte Auswertung und Interpretation der Messdaten sowie Methodenoptimierung). Ein wichtiger Schwerpunkt des Moduls liegt im Downstream Processing und der Anwendung der entsprechenden bioanalytischen Methoden. Hier stehen die zentralen Schritte des Aufreinigungsprozesses vom Zellaufschluss über die Säulenchromatographie bis zum hinreichend aufgereinigten Protein im Vordergrund.

Praktikum Analytische und Bioanalytische Chemie

• ECTS: 3

Anhand von Fallbeispielen werden in diesem Praktikum analytische und bioanalytische Fragestellungen von der Probenaufbereitung bis zur Auswertung und Interpretation der Messdaten in praktischen Versuchen bearbeitet. Methoden der quantitativen Instrumentalanalytik (insbesondere Chromatographie und Spektroskopie) stehen dabei im Vordergrund. Zum Praktikum gehört die wissenschaftlich korrekte Protokollierung und Erstellung von schriftlichen Berichten über die durchgeführten praktischen Arbeiten in Anlehnung an Prinzipien der guten Laborpraxis. Im Bereich Downstream Processing entwickeln die Studierenden eine der Fragestellung angepasste Aufreinigungsstrategie, die sie dann in praktischen Versuchen anwenden. Dabei werden intrazellulär vorliegende Proteine aus verschiedenen Quellen aufgereinigt und mit begleitenden bioanalytischen Methoden die Reinheit, Quantität und Aktivität der Proteine laufend überprüft.

Praktikum Bioprozesstechnologie 1

• ECTS: 3

Im Praktikum, das als Ergänzung zum Modul «Bioprozesstechnologie 1» konzipiert ist, werden das Wachstum und die Produktbildung in Batch-Kulturen mit verschiedenen rekombinanten Mikroorganismen untersucht. Dazu wird mit Hilfe von E. coli ein rekombinantes Protein hergestellt und andererseits die Verstoffwechselung von Zucker und Ethanol in Hefen genauer untersucht. Ein grosser Teil der Aufmerksamkeit gilt dabei der Planung und (statistischen) Auswertung des Laborversuchs sowie der graphischen Darstellung der beobachteten Phänomene. Die Studierenden können Messreihen von Prozessgrössen (u.a. Biomasse-, Produkt- und Substratkonzentrationen) aufnehmen und auswerten. Konzepte zur Prozessüberwachung (Monitoring), Regelung/Steuerung der Zielgrössen und Datenmanagement werden veranschaulicht. In einem schriftlichen Bericht werden die online und offline ermittelten Informationen qualitativ und quantitativ beschrieben und in Zusammenhang mit Erkenntnissen gebracht, die in wissenschaftlichen Artikeln publiziert sind. So kann beispielsweise die Regulation von Promotoren und der Produktbildung eruiert werden.

Tissue Engineering

• ECTS: 2

Das Modul «Tissue Engineering» ist Teil der Vertiefung «Molekular-, Mikro- und Zellbiologie». Die Studierenden kennen die Grundprinzipien des Tissue Engineerings und seine Komponenten, sie wissen, wie sich Gewebe bilden und welche Herausforderungen in vitro bestehen, sie kennen verschiedene Biomaterialien, die für das Tissue Engineering in Frage kommen, und ihre Vor- und Nachteile, sie können Nutzen und Nachteil verschiedener Stammzelltypen und Quellen für die Nutzbarkeit im Tissue Engineering gegenüberstellen und sie können publizierte Tissue Engineering Berichte in den Medien und in der Fachpresse kritisch würdigen im Hinblick auf die skalierbare industrielle und klinische Verwendbarkeit.

Zellbiologie 2

• ECTS: 2

Das Modul baut auf dem Modul «Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1» auf. Im Zentrum stehen zellbiologische Schwerpunkte zum Verständnis, wie sich Säugerzellen einzeln und zum Teil in Verbundsystemen (Organen) verhalten. In einem ersten Schritt werden die Bedeutung wichtiger Synthese- und Transportwege und deren Anwendung in der Praxis sowie die molekulare Regulation des Zellzyklus vertieft. Darauf aufbauend werden Beispiele komplexer Mechanismen der Physiologie des Menschen und die Entstehung von Krankheiten wie Krebs sowie Ansätze zu deren Behandlung erläutert. Des Weiteren erfolgt ein erster Einblick in die Stammzellbiologie und deren praktische Anwendung in der Pharmaindustrie und Medizin.

Praktikum Mikrobielle Analytik

• ECTS: 3

Das Praktikum «Mikrobielle Analytik» gehört zur Vertiefung «Molekular-, Mikro- und Zellbiologie». Mikroorganismen werden genutzt, um biotechnologisch sowie pharmazeutisch relevante Stoffwechselprodukte zu produzieren, Schadstoffe abzubauen, aber auch um Substanzen bzw. deren Wirkung zu untersuchen und zu quantifizieren. Das Praktikum ist in drei thematisch eigenständige Blöcke unterteilt. Im ersten Block wird die Enzymaktivität aus selbst isolierten und/oder kultivierten Mikroorganismen analysiert. In einem weiteren Block wird die östrogene Aktivität im Abwasser entlang den Behandlungsstufen einer Kläranlage mit einem hefebasierten Bioassay quantifiziert. In einem dritten Block wird die Wirkung eines mikrobiologisch produzierten Stoffes auf Säugerzellen untersucht.

Tutorat 4

• ECTS: 2

Die Studierenden arbeiten in Kleingruppen eigenverantwortlich und selbstorganisiert unter Anleitung von Studierenden höherer Semester an aktuellen Problemstellungen.

Interkulturelle Kompetenz

• ECTS: 2

Das Wahlmodul richtet sich an Studierende, die einen Auslandaufenthalt planen oder sich auf ihre spätere Tätigkeit in kulturell gemischten Arbeitskontexten vorbereiten möchten. Kursthemen sind unter anderem Ansätze zu kulturellen Unterschieden, die Zusammenarbeit in interkulturellen Teams und interkulturelle Konflikte. Zudem setzen sich die Teilnehmenden mit dem Zielland ihres Auslandaufenthalts oder mit interkulturellen Arbeitskontexten im Inland auseinander. Hinzu kommt das Tandem-Programm, ein moderierter Online-Erfahrungsaustausch. Ziel des Moduls ist die Entwicklung von interkulturellen Kompetenzen, etwa der Fähigkeit zu Selbstreflexion, Perspektivenwechsel und Empathie.

Bioinformatik

• ECTS: 2

Biotechnologische Produktionsprozesse 1

• ECTS: 2

Bioprozesstechnologie 2

• ECTS: 2

Single-use-Technologie

• ECTS: 2

Umweltbiotechnologie 2

• ECTS: 2

Aufbauend auf den Kurs Umwelttechnologie 1 befasst sich dieser Teil im Rahmen von Vorlesungen, Exkursionen und Laborpraktika mit der technologischen Umsetzung mikrobiologischer Verfahrensschritte in abfall-, abwasser- und ablufttechnischen Anlagen. Aufbauend auf einem Überblick über den Stand der Technik von Anlagen zur Abwasserreinigung, Biogasherstellung, Kompostierung und Abluftreinigung werden die Studierenden befähigt, umweltbiotechnologische Verfahrensschritte als biologische Systeme zu erkennen, zu erläutern sowie quantitativ zu analysieren und zu bilanzieren. Nebst den wichtigsten Grössen zur Bilanzierung und Dimensionierung stehen dabei Parameter zur Prozesskontrolle im Vordergrund.

Molekularbiologie 3 und Immunologie 2

• ECTS: 2

Praktikum Molekularbiologie 3 und Immunologie 2

• ECTS: 3

Praktikum Zellbiologie 2 und Tissue Engineering

• ECTS: 3

Minors zur Wahl

• ECTS: 12
• Details zu diesem Modul

Dank interdisziplinären Minors verleihen Sie Ihrem Studium ein individuelles Profil. Einer ist Pflicht, ein zweiter kann belegt werden.

Mentorat 1

• ECTS: 2

Mentorat 2

• ECTS: 2

Biotechnologie der Naturstoffe

• ECTS: 3

Cosmetic Sciences and Technology

• ECTS: 4

Bachelorarbeit

• ECTS: 21

Mit der Bachelorarbeit sollen die Studierenden zeigen, dass sie in der Lage sind, selbstständig eine Aufgabe in einer bestimmten Zeit zu lösen und in der Form eines wissenschaftlichen Berichts und Posters darzustellen.

Biotechnologische Produktionsprozesse 2

• ECTS: 3

Personalführung und Projektmanagement

• ECTS: 2

Das Richtziel des Kurses ist die Vermittlung von Kompetenzen im Kontext der Führung von Mitarbeitenden. Konkretes Führungsverhalten ergibt sich aus der wechselseitigen Einflussnahme von Organisationen, Personen und Situationen. Im Zusammenhang damit werden auf folgenden Themen und Fragen Antworten gegeben. Wie findet Führung statt, wie funktionieren Teams, worauf ist bei der Kommunikation zu achten, wie gestalten wir einen konstruktiven Umgang mit Konflikten und was geschieht, wenn wir uns von linearen Ursache-Wirkungs-Konstrukten verabschieden?

Qualitätsmanagement

• ECTS: 2

Am Ende des Kurses sollen die grundlegenden Konzepte des regulatorischen Umfelds bei der Herstellung von pharmazeutischen Produkten verstanden und die Grundlagen für deren Umsetzung in die industrielle Praxis gelegt sein. Dabei werden diese Konzepte auf der Grundlage des Lebenszyklus von Anlagen und Verfahren in der pharmazeutischen Industrie mit den notwendigen Schritten in der Qualifizierung und Validierung betrachtet. Das theoretische Wissen wird durch eine Projektarbeit zur Reinigungsvalidierung von pharmazeutischen Anlagen anhand von Laborgeräten in der Fachstelle Pharma vertieft.

Wissenschaftskommunikation

• ECTS: 2