C7858 Elektromigrační metody

Přírodovědecká fakulta
jaro 2022
Rozsah
1/0/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Anna Týčová, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jan Přikryl, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Filip Duša, Ph.D. (přednášející)
Ing. Mgr. Roman Řemínek, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Ivona Voráčová, Ph.D. (přednášející)
Ing. Markéta Laštovičková, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Kubáň, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, 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 12:00–13:50 C14/207
Předpoklady
Základní znalosti analytické chemie – tj. předmět Analytická Chemie I a II (C3100 a C4050) nebo jeho obdoby.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
V tomto předmětu jsou systematicky představeny hlavní analytické metody využívající separace látek v elektrickém poli. Důraz je kladen na pochopení principů diskutovaných metod a jejich uplatňování v analytické praxi. Konkrétní metody jsou proto představovány vysoce kvalifikovanými odborníky s bohatými zkušenostmi z laboratorní praxe.
Výstupy z učení
Student rozumí principům chování látek v elektrickém poli a základním faktorům, které toto chování ovlivňují. Student chápe tyto principy v kontextu konkrétních analytických metod.
Osnova
  • 1. Úvod do elektromigračních metod. (Anna Týčová)
  • Pohyb látek v elektrickém poli, historický vývoj, elektroosmotický tok, elektrolýza, faktory ovlivňující kvalitu separace, obecný přehled elektromigračních metod.
  • 2. Kapilární zónová elektroforéza. (Anna Týčová)
  • Hlavní charakteristiky metody, instrumentální uspořádání, úprava povrchu kapiláry, online koncentrační techniky, nevodná elektroforéza. Volná elektroforéza.
  • 3. Detekční principy v kapilárním uspořádání. (Jan Přikryl)
  • Přehled teoretických a praktických informací o vodivostní a optické detekci (UV, VIS, fluorescence) v kapilárním uspořádání. Multiplexní uspořádání pro CE-UV.
  • 4. Detekční principy mimo oblast kapiláry. Elektroforéza v plynné fázi. (Anna Týčová)
  • Možnosti spojení kapilárních metod s Ramanovou a hmotnostní spektrometrií, základy elektrochemické detekce. Představení iontové mobilitní spektrometrie (IMS) a analyzátoru elektroforetických mobilit v plynné fázi (GEMMA).
  • 5. Dávkování. Snímání dat a simulace elektroforetických procesů. Přenosné přístroje. (Petr Kubáň)
  • Dávkovací principy v kapilární elektroforéze a speciální aplikace spojené s dávkováním, on-line dávkování. Softwary pro simulaci elektroforetických procesů a snímání dat. Přenosné elektroforetické přístroje a jejich konstrukce a aplikace v praxi.
  • 6. Gelová elektroforéza. (Markéta Laštovičková)
  • Princip separace na nosičích, typy gelů a jejich zpracování po separaci, speciální typy gelové elektroforézy, kombinované elektroforetické metody, praktické aspekty gelové elektroforézy proteinů.
  • 7. Izoelektrická fokusace. (Filip Duša)
  • Charakterizace metody, isoelektrický bod, amfolyty a možnosti jejich zachycení v separačním prostředí, typy uspořádání izoelektrické fokusace, aplikační příklady.
  • 8. Elektrochromatografie. Elektrická frakcionace tokem v poli. (Jan Přikryl)
  • Využití chromatografického principu v elektromigračních metodách, elektrochromatografie, micelární elektrokinetická chromatografie, afinitní kapilární elektroforéza, chirální separace kapilární elektroforézou. Princip a aplikace elektrické frakcionace tokem v poli (EFFF).
  • 9. Izotachoforéza. (Ivona Voráčová)
  • Specifika separace prostřednictvím izotachoforézy, instrumentace, kombinace izotachoforézy s dalšími separačními metodami, speciální případy izotachoforézy, aplikace.
  • 10. Miniaturizace I. (Anna Týčová)
  • Praktické aspekty miniaturizace, prostředí pro výrobu čipů. Obecné principy výroby skleněných mikrofluidických zařízení, možné způsoby leptání skla, fotolitografie, příklady úspěšných experimentálních designů, EOF pumpování. Dielektroforéza.
  • 11. Miniaturizace II. (Jan Přikryl)
  • Obecné principy výroby plastových mikrofluidických zařízení, výroba čipů z PDMS, 3D tisku, formování plastů pomocí mikroobráběcích technologií a laserového paprsku, příklady úspěšných struktur.
  • 12. Validace elektromigračních metod I. (Roman Řemínek)
  • Význam validace analytických metod, validační parametry.
  • 13. Validace elektromigračních metod II. (Roman Řemínek)
  • Proces validace na příkladu vybrané elektromigrační metody, specifika validace elektromigračních metod. Průmyslové užití elektromigračních metod.
Metody hodnocení
Předmět je zakončen závěrečnou písemnou zkouškou. Otázky mají formu volné odpovědi. Pro absolvování předmětu je nutné získat alespoň 50% celkového bodového ohodnocení.
Informace učitele
http://www.iach.cz/cs/
Předmět je vyučován specialisty na elektromigrační metody. Všichni jsou zaměstnanci Ústavu analytické chemie AV ČR (IACH), kde elektromigrační separace tvoří jeden z tradičních pilířů výzkumu.


V případě zájmu je možné realizovat návštěvu IACH s praktickou ukázkou některých diskutovaných metod.

Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.