EMZM0511p Moderní zobrazovací a analytické metody - přednáška

Lékařská fakulta
podzim 2022
Rozsah
2/0/0. 30. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Petr Táborský, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Aleš Hrdlička, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (přednášející)
doc. RNDr. Jiří Urban, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Anna Týčová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 13:00–14:40 F01B1/519
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je předložit studentovi dostatečně zevrubné informace o rychle se rozvíjejících metodách analýz chemického složení živých struktur, které nově nalézají svoje uplatnění v klinické medicíně, a lze u nich očekávat aplikaci také v oblasti reprodukce člověka.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu:
- rozumět chemickým a fyzikálním principům dotčených analytických metod,
- schopen posoudit základní parametry jimi získaných dat
- orientovat se v relevantní instrumentaci.
Osnova
  • Přednáškovým cyklem budou pokryta následující témata:
  • Úvod (Jan Preisler)
  • 1. Úvod do analytické chemie (Tomáš Vaculovič): Definice a úloha analytické chemie. Obecný postup analýz. Chyby a statistické zpracování dat.
  • 2. Teoretické základy analytické chemie (Viktor Kanický): Chemická analýzy roztoku a pevné fáze. Roztoky a rozpouštění. Analytické reakce. Protolytické, komplexotvorné, srážecí a redoxní reakce. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Základy vážkové a odměrné analýzy.
  • 3. Molekulová absorpční spektroskopie v UV/Vis/IČ oblasti. Ramanova spektroskopie (Přemysl Lubal): Stručné teoretické základy – základní pojmy, popis instrumentace, praktické příklady využití v klinické analýze.
  • 4. NMR spektrometrie – tomografie magnetické rezonance (MRI) (Přemysl Lubal): Stručné teoretické základy – základní pojmy obou metod, popis instrumentace, praktické příklady využití v klinické analýze, MRI zobrazování.
  • 5. Fluorescenční spektrometrie a mikroskopie (Petr Táborský): Luminiscence, Jablonského diagram. Emisní a excitační spektra. Fluorescenční vlastnosti molekul. Fluorescenční značky a sondy. Spektrofluorimetr a fluorescenční mikroskop. Časově rozlišená fluorescence a FLIM.
  • 6. Atomová spektrometrie (Karel Novotný): Absorpce a emise elektromagnetického záření volnými atomy a ionty. Princip AAS a způsoby atomizace. Absorpční čáry. Způsoby excitace v OES a emisní spektra. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Spektroskopie laserem buzeného plazmatu LIBS. Využití atomové spektrometrie v zobrazovacích technikách.
  • 7. Hmotnostní spektrometrie (Jan Preisler): Úvod do hmotnostní spektrometrie. Ionizační techniky. Hmotnostní analyzátory. Iontová mobilita. Spojení se separačními technikami. Vybrané aplikace. Zobrazovací hmotnostní spektrometrie.
  • 8. Zobrazovací metody s využitím radioizotopů. Analytické a zobrazovací techniky na bázi RTG záření (Přemysl Lubal): Základní pojmy z radiochemie, základy instrumentace, SPECT/PET zobrazovací techniky a jejich využití v medicině. Absorpce a difrakce RTG záření a jejich využití v chemické a farnaceutické analýze. Základy instrumentace. Zobrazovací techniky (RTG jednoduchá varianta, CT).
  • 9. Elektronová mikroskopie, SPM: STM, AFM (Aleš Hrdlička) Princip a využití skenovací elektronové mikroskopie, elektronové mikrosondy s buzením a energiově disperzní detekcí Rentgenova záření, Augerovy-Meitnerové elektrony, prvkové mapování vzorků. Základy mikroskopie skenující sondou, tunelovací mikroskopie a mikroskopie atomových sil.
  • 10. Elektroanalytické metody (Libuše Trnková): Elektrochemický, elektrodový a membránový potenciál. Pokročilé elektroanalytické metody a jejich aplikace ve výzkumu biopolymerů. Elektrochemický senzor, biosenzor a nanosenzor.
  • 11. Chromatografie (Jiří Urban): Základy separačního procesu, retenční mechanismy a jejich popis. Typy stacionárních fází. Retenční charakteristiky a jejich vyhodnocení. Izokratická a gradientová eluce. Superkritická fluidní chromatografie.
  • 12. Elektromigrační metody (Anna Týčová) Principy pohybu látek v elektrickém poli. Obecný přehled elektromigračních metod. Kapilární zónová elektroforéza. Izoelektrická fokusace. Gelová elektroforéza. Izotachoforéza. Elektrochromatografie. Mikrofludická uspořádání elektromigračních metod.
Literatura
    povinná literatura
  • Výchozím materiálem ke studiu je prezentace, která je studentům k dispozici i v elektronické podobě.
Výukové metody
Výuka je organizována po dvouhodinových lekcích přednášených specialisty.
Metody hodnocení
Ukončení zkouškou formou, písemného testu.
Informace učitele
Doporučená literatura: 1. Skoog, Douglas A., West, Donald M., Holler, F. James, Crouch, Stanley R. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, 950. ISBN 9788075920430. info 2. Skoog, Douglas A., Holler, F. James, Crouch, Stanley R. Principles of instrumental analysis. Seventh edition. Boston: Cengage Learning, 2018, 959. ISBN 9781305577213. 3. Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Fundamentals of Analytical Chemistry, Cengage Boston 2022. 4. Harris, Daniel C., Lucy, Charles A. Quantitative chemical analysis. Tenth edition. New York: Macmillan International Higher Education, 2020. 1 svazek. ISBN 9781319324506. info 5. Christian, Gary D., Dasgupta, Purnendu K., Schug, Kevin. Analytical chemistry. 7th ed. Hoboken, N.J.: Wiley, 2014. xxii, 826. ISBN 9780470887578. info 6. Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Mermet, Jean-Michel, Otto, Matthias, Cases, M. Valcárcel. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, 11. ISBN 3527305904. info 7. Granger, Robert M., Yochum, Hank M., Granger, Jill N., Sienerth, Karl D. Instrumental nalysis. Revised first edition. New York: Oxford University Press, 2017, 846. ISBN 9780190865337. info 8. Schwedt, Georg. The essential guide to analytical chemistry. Translated by Brooks Haderlie. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 1997. xii, 248. ISBN 0471974129. info 9. Rouessac, Francis, Rouessac, Annick. Chemical analysis : modern instrumentation methods and techniques. 2nd ed. Hoboken, NJ: John Wiley, 2007, 574. ISBN 9780470859032. info 10. Encyclopedia of analytical chemistry : applications, theory and instrumentation. Edited by Meyers, Robert A.. 1st ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2011, 894. ISBN 9780470973332. info 11. Encyclopedia of analytical science. Edited by Worsfold, Paul, Townshend, A., Poole, C. F. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier, 2005, 5. ISBN 0127641017. info 12. Churáček, Jaroslav. Analytická separace látek, , SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1990. 13. Snyder, Lloyd R., Kirkland, Joseph J., Dolan, John W. Introduction to Modern Liquid Chromatography, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2010.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2023, podzim 2024.