C7858 Elektromigrační metody

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
2/0/0. 2 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
Čt 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, elektroosmotický tok, elektrolýza, faktory ovlivňující kvalitu separace.
  • 2. Kapilární zónová elektroforéza. (Anna Týčová) Hlavní charakteristiky metody, instrumentální uspořádání, úprava povrchu kapiláry, online koncentrační techniky, nevodná elektroforéza.
  • 3. 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.
  • 4. Detekční principy v kapilárním uspořádání. (Jan Přikryl) Přehled teoretických a praktických informací o vodivostní a optické detekci (UV, Vis, fluorescence) v kapilárním uspořádání.
  • 5. 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).
  • 6. Elektromigrační metody pracující se selektivní interakcí. 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).
  • 7. Izotachoforéza. (Ivona Voráčová) Specifika separace prostřednictvím izotachoforézy, instrumentace, kombinace izotachoforézy s dalšími separačními metodami, speciální případy izotachoforézy, aplikace.
  • 8. Izoelektrická fokusace. (Filip Duša) Charakterizace metody, isoelektrický bod, amfolyty a možnosti jejich zachycení v separačním prostředí, typy uspořádání izoelektrické fokusace, aplikační příklady.
  • 9. 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.
  • 10. Miniaturizace I. (Anna Týčová) Praktické aspekty miniaturizace, prostředí pro výrobu čipů. Obecné principy výroby skleněných mikrofluidických zařízení, leptání skla, fotolitografie, příklady úspěšných experimentálních designů. Volná elektroforéza. 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 (Roman Řemínek) Význam validace analytických metod, validační parametry. Proces validace na příkladu vybrané elektromigrační metody, specifika validace elektromigračních metod. Průmyslové užití elektromigračních metod.
  • 13. Závěrečné informace (Anna Týčová) Shrnutí nejdůležitejších informací o elektromigračních metodách. Práce s experimentálními záznamy z některých představovaných metod. Jednoduché výpočty spojené s elektromigračními metodami.
Literatura
    doporučená literatura
  • Electromigration techniques : theory and practice. Edited by Boguslaw Buszewski - Ewelina Dziubakiewicz - Michal Szumski. Heidelberg: Springer, 2013, xxi, 357. ISBN 9783642350429. info
    neurčeno
  • ČÁSLAVSKÝ, Josef a Jiří Georg Kamil ŠEVČÍK. Organická analýza. 1. vydání. Český Těšín: 2 Theta, 2022, 442 stran. ISBN 9788088279174. info
  • Gel electrophoresis of proteins : a practical approach. Edited by B. D. Hames - D. Rickwood. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 1990, xviii, 383. ISBN 0199630755. info
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.

Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2022, jaro 2024, jaro 2025.