C8022 Separační metody B

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Jan Havliš, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
C7021 Separační metody A
C3100 + C4050 Analytická chemie (nebo alespoň C1660) C7021 Separační metody A
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
hlavním cílem kurzu je seznámit studenty se separačními metodami na principu separace v závislosti na velikosti analytu, v silových polích a na membránách, v závěru pak s dalšími aspekty analytických separací (chirální separace, optimalizace, validace).
Výstupy z učení
na konci tohoto kurzu bude student schopen:
zvládnout principy separace makromolekul, hmotnostní spektrometrie, elektromigračních a membránových separací
porozumět širokému záběru jejich současného využití
optimalizovat separační systém, vyhodnotit jeho účinnost a porozumět základním postupům validace metody.
Osnova
  • 1. separace makromolekul: historie, teoretické základy – popis makromolekuly, molekulová hmotnost; mody separace makromolekul – SEC (molekulová vylučovací chromatografie), provedení SEC – kolony,
  • 2. detektory (spektrofotometrie, viskozimetrie, osmometrie, rozptyl světla), HDC (hydrodynamická chromatografie), FFF (frakcionace tokem v poli) – principy, instrumentace, mody (SdFFF, ThFFF, EFFF, FFFF).
  • 3. elektromigrační metody: historie, teoretické základy – separace ve vnějším poli, popis separace (iontová mobilita, EOF elektroosmotický tok), účinnost a faktory ji ovlivňující (teplo, difúze, disperze); uspořádání elektromigračních metod – dávkování, zdroje napětí, separační prostředí (kapilára, membrána, gel, čip).
  • 4. detektory (spektrofotometrické, laserem indukovaná fluorescence, vodivostní detekce, hmotnostní spektrometrie atp.); preparativní módy; definice elektroforetického systému a analytické informace z elektroforetogramu; základní módy elektromigračních metod – kapilární zónová elektroforéza (CZE), kapilární gelová elektroforéza (CGE), plošná gelová elektroforéza (GE), kapilární izoelektrická fokuzace (CIEF), kapilární izotachoforéza (CITF), micelární elektrokinetická chromatografie, tenkovrstvá elektrochromatografie, kapilární elektrochromatografie;
  • 5. afinitní a nevodná elektroforéza; hmotnostní spektrometrie (jako separační metoda): historie, teoretické základy – separace ve vnějším poli, hmotnostní spektrum, základní pojmy; ionizace (kolize, chemická reakce, elektrosprej),
  • 6. hmotnostní analýza (elektrický sektor, magnetický sektor, kvadrupól, iontová past, průletový analyzátor, orbitální past, driftová cela, iontová cyklotronová resonance), tandemová hmotnostní analýza, hybridní hmotnostní analyzátory, detekce iontů (násobič, indukce), vakuová technika;
  • 7. membránová separace: historie, teoretické základy – nerovnovážná separace, membránové separační principy, uspořádání (vsádkové, kontinuální), membrány (selektivita, materiály, zanášení), separační prostor – moduly: membránový, spirálně vinutý, trubicový, s vinutými vlákny, rotační, základní mody membránových separací: mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace, obrácená osmóza, elektrodialýza, pervaporace, membránová destilace, permeace plynů, dialýza.
  • 8. chirální separace: definice chirality; optická rotační disperze; principy chirální separace – chirální selektory, chirální separační metody včetně preparativních, chirální selektory volné, imobilizované a derivatizační.
  • 9. vývoj separační metody, kritéria výběru a optimalizace separačního systému; jedno- a vícekriteriální posuzování kvality separace; validace analytické separační metody; proč a jak, základní pojmy – shodnost metody, přesnost metody, kalibrace, selektivita, robustnost
Literatura
  • CHURÁČEK, Jaroslav a Pavel JANDERA. Separace látek : kapalinová vysokoúčinná kolonová chromatografie. 1. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981, 140 s. info
  • CHURÁČEK, Jaroslav. Analytická separace látek. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1990, 384 s. ISBN 80-03-00569-8. info
  • POPL, Milan a Jaroslav KUBÁT. Separace látek. 3. přeprac. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 1986, 171 s. info
  • VESPALEC, Radim. Chirální separace v kapalném prostředí. 1995, 1 svazek. info
Výukové metody
výuka je založena na ppt prezentaci a jejím výkladu. prezentace bude dostupná jako studijní podklad (černobílý tisknutelný pdf s vysokým rozlišením a omezenými právy). vzhledem k výkladu, jenž prezentaci významně rozšiřuje, a neexistenci vhodných učebnic v českém jazyce pokrývajících některé části přednášky je vhodné přednášku navštěvovat.
Metody hodnocení
zkouška ústní; u studentů se předpokládá pochopení a znalost základních principů a jejich využití. zkouška se sestává ze tří základních otázek, které budou postupně v průběhu zkoušení rozvíjeny, aby student mohl prokázat míru porozumění tématu.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/C8022