C7830 Kapilární elektroforéza

Přírodovědecká fakulta
jaro 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 11 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Separační metody hrají významnou roli nejen v analytické chemii ale i ve všech ostatních oblastech chemie, v chemické či biochemické technologii a ve farmacii. Kapilární elektroforéza je moderní separační metodou a jednou z nejúčinnějších separačních technik vůbec. Její nespornou výhodou kromě vysoké účinnosti je malá spotřeba vzorku a možnost separace i velmi podobných látek a i různých typů izomerů včetně látek chirálních. Hlavním cílem kurzu je studentům vysvětlit základy této elektromigrační techniky tak, aby byli schopni na základě nabytých znalostí tuto techniku racionálně používat v praxi a hlavně ji umět aplikovat i na v literatuře dosud nepopsané případy separací a stanovení látek anorganických, organických, farmak a léčiv a také ji používat v jiných oborech - biologických, medicinských a technologických. Součástí kursu jsou proto také praktická cvičení a řešení problémů na počítači a simulačních programech vybavených databazí látek, jejich konstant, atd. což dovoluje studenty učit myslet. Kurs je také doplněn základními postupy vývoje elektroforetických metod a jejich optimalisace včetně použití kombinace plánování pokusů a aplikace umělých neuronových sítí.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen: - rozumět základním principům jednotlivých módů kapilární elektroforézy (KE);
- být schopen take vysvětlit základní principy KE I ostatním kolegům či jiným studentům ;
- navrhnout metodu separace daných analytů a vysvětlit proč ji takto vybral;
- rozumět základním principům metod detekce v KE a umět doporučit vhodnou metodu detekce pro daný typ analytů;
- zejména rozumět principu nepřímé detekce v KE a navrhnout pro daný typ analytů vhodnout metodu nepřímé detekce;
- porozumět databázím vlastností analytů (pK, mobility atd.) u umět využít tyto fysikální a chemické vlastnosti k návrhu separace látek metodou KE;
Osnova
  • Historie vývoje, podstata elektromigrace Zařazení kapilární elektroforézy do separačních metod Základní módy elektroforézy Základní pojmy: iontová pohyblivost, efektivní pohyblivost Výpočty iontové a efekt. pohyblivosti, jejich stanovení Elektroosmotický tok, podstata. Sternova vrstva, Zeta potenciál Možnosti měření elektroosmotického toku Modifikace EOF různými technikami Základy instrumentace, schema přístroje, rozměry kapilár, detekční okénko Technické detaily, pokryté a nepokryté kapiláry DETEKTORY a detekční technika v CE Uv Vis, DAD, potenciometrie, vodivost, MS a LIF Spojení CE a MS ev, CE a MALDI Metody dávkování vzorků v CE. Hydrodynamické a elektrokinetické, rozdily. Základní elektrolyt v CE, změny pH, druhy elektrolytů Disperse v CE, základní faktory Ohmův zákon, vliv teploty, eliminace Elektrokinetická micelární chromatografie, principy a separace neutrálních látek Chemické rovnováhy a kinetika v CE Vliv chemických reakcí na separaci, komplexace a její využití Chirální separace, chirální selektory, možnosti ovlivnění APLIKACE CE v různých oblastech, stručný přehled OPTIMALISACE v CE a základní možnosti jejího provedení Jednofaktorové pokusy, multivariační přístupy a umělé neuronové sítě. Možnosti dalšího vývoje, chipová elektroforéza.
Literatura
  • JANDIK, Petr a Günther BONN. Capillary electrophoresis of small molecules and ions. New York: VCH Publishers, 1993, 298 s. ISBN 1-56081-533-7. info
  • KUHN, Reinhard a Sabrina HOFFSTETTER-KUHN. Capillary electrophoresis : principles and practice. Berlin: Springer-Verlag, 1993, x, 375 s. ISBN 3-540-56434-9-. info
  • CHANKVETADZE, Bezhan. Capillary electrophoresis in chiral analysis. Chichester: John Wiley & Sons, 1997, xiii, 555. ISBN 0471974153. info
  • Affinity capillary electrophoresis in pharmaceutics and biopharmaceutics. Edited by Reinhard Neubert - Hans-Hermann Rüttinger. New York: Marcel Dekker, 2003, xi, 362. ISBN 0824709519. info
  • KUHN, Reinhard a Sabrina HOFFSTETTER-KUHN. Capillary electrophoresis : principles and practice. Berlin: Springer-Verlag, 1993, x, 375. ISBN 0387564349. info
  • SCHWARTZ, Herb. Separation of proteins and peptides by Capillary Electrophoresis: Application to Analytical Biotechnology. Beckman Coulter, 1993, 119 s. info
  • Capillary electrophoresis in analytical biotechnology. Edited by Pier Giorgio Righetti. Boca Raton: CRC Press, 1996, 551 s. ISBN 0-8493-7825-7. info
  • LI, Sam F. Y. Capillary electrophoresis : principles, practice and applications. Amsterdam: Elsevier, 1993, 582 s. ISBN 0444815902. info
  • Capillary electrophoresis of proteins and peptides. Edited by Mark A. Strege - Avinash L. Lagu. Totowa, N.J.: Humana Press, 2004, xi, 332. ISBN 1588290174. info
  • Capillary electrophoresis of nucleic acids. Edited by Keith R. Mitchelson - Jing Cheng. Totowa, N.J.: Humana Press, 2001, xx, 408. ISBN 0896037657. info
Výukové metody
Přednášky a demonstrace separačních procesů a cvičení na počítači.
Metody hodnocení
Písemná zkouška doplněná ústním pohovorem
Informace učitele
Předmět si mohou zapisovat studenti jak magisterskeho tak i doktorskeho studia.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.