Úvod do bioanalytickej chémie (N-bCAL-038/16)

Študenti chémie sa oboznámia s informáciami o súčasnom  postavení bioanalytickej chémie a odbere a metódach spracovania biologických vzoriek. Predmet je užitočný aj pre študentov biochémie alebo biológie so záujmom o analytické techniky určené na štúdium širokej škály biomolekúl, napríklad hormónov,aminokyselín, peptidov, proteínov, nukleových kyselín, sacharidov a podobne. Predmet podporuje interdisciplinárny charakter bioanalýzy pomocou elektroforézy, kvapalinovej chromatografie, hmotnostnej spektrometrie, biosenzorov, biotestov, metód sekvenácie DNK a proteínov, kombinácií PCR a koncových analytických metód. Náplň tohto predmetu je komplementárna ku poznatkom, ktoré obyčajne nie sú zahrnuté v bežných učebniciach analytickej chémie. Študent bude spoluriešiteľom ukážkových problémov z oblastí biochémie, biotechnológie a iných prírodných vied. Diskutované budú možnosti súčasných metód analytickej chémie a náčrt trendov vo vybraných oblastiach. Predmet sa vyučuje v dvoch formách. Teoretické a výpočtové základy sú vyučované v prednáške a na seminároch. 

Sylabus prednášok

  1. Definovanie oblastí záujmu, problémov, stratégií, postupov, metód, aplikácií a postavenia bioanalýzy vo vednom systéme analytickej chémie.
  2. Biologicky významné molekuly a potreba ich stanovenia v biologických vzorkách.
  3. Špecifické vlastnosti a charakteristika biologických vzoriek (mikrobiologické, biotechnologické, rastlinné, živočíšne, potravinové), pravidlá ich odberu, skladovania, spracovania a úpravy pre meranie.
  4. Klinické vzorky - krv, sérum, plazma, moč, sliny, mozgovo-miechový mok, tkanivá.
  5. Diagnostická a klinická analýza. Využívanie biochemických a biologických princípov na účely chemickej analýzy vybraných látok.
  6. Špecifické požiadavky na inštrumentáciu pre bioanalýzu.
  7. Extrakcia v systéme tuhá fáza-kvapalina v bioanalýze,biochromatografia, denaturačná chromatografia, elektroseparačné metódy, vysokorozlišovacia hmotnostná spektrometria. Špecifické požiadavky podmienené charakterom biovzoriek a obmedzeniami pri ich analýze.
  8. Bioanalýza v genomike. Vzťahy bioseparačných metód a PCR.
  9. Molekulové rozpoznávanie - biotesty, biosenzory, DNA-Arrays. Nukleové kyseliny - amplifikácia a sekvenácia z pohľadu základných parametrov chemickej analýzy.
  10. Bioanalýza v proteomike. Sekvenácia proteínov. Problémy validácie v bioanalýze biomakromolekúl.
  11. Chemická analýza metabolitov - metabolomika, metabolonomika. Iné „omika“. Kritériá kladené na vyhodnocovanie a interpretáciu výsledkov v bioanalýze. Biologická variabilita vzoriek.
  12. Trendy vo vývoji analytických prístrojov a zariadení. Biokompatibilita konštrukčných materiálov. Metódy sanitácie a sterilizácie prístrojov a zariadení v bioanalýze.
  13. Seminárna práca 

Hodnotenie predmetu

Maximálny počet 100 bodov

  1. Prednáška, max. 60 bodov:

    • povinná záverečná písomná skúška zložená z dvoch častí (písomnej a ústnej).

  2. Seminár, max. 40 bodov:

    • záverečný test zo seminárov (koniec semestra), max. 20 bodov
    • aktivita,
    • seminárna práca, max. 20 bodov
    • záverečný test je vytvorený na základe otázok a príkladov.

Celkové hodnotenie predmetu

92 - 100 bodov A
84 - 91 bodov B
76 - 83 bodov C
68 - 75 bodov D
60 - 67 bodov E
0 - 59 bodov FX

Podmienky pre absolvovanie cvičení a seminárov

  • ak študent príde na cvičenie nepripravený (VP UK č.8/2015, Článok 15, odsek 3, písmeno g a Článok 24, odsek 4) alebo v priebehu cvičenia sa bude chovať neadekvátne (VP UK č.8/2015, Článok 15, odsek 3, písmeno h), poruší bezpečnosť pri práci a ohrozí tým svoje zdravie alebo zdravie svojich kolegov (VP UK č.8/2015, Článok 47), vyučujúci ho môže vylúčiť z cvičenia bez nároku na náhradné odcvičenie úlohy
  • študent musí absolvovať všetky laboratórne cvičenia (VP UK č.8/2015, Článok 21, odsek 9),
  • v prípade neúčasti študenta na cvičeniach, musí študent dokladovať dôvod svojej neúčasti, inak mu vyučujúci nemusí uznať zápočet a študent následne nebude pripustený ku skúške (VP UK č.8/2015, Článok 21, odsek 9 a Článok 24, odsek 4),
  • ak študent vymešká cvičenie a vyučujúci uzná jeho dôvody ako opodstatnené, docvičovanie úloh resp. získanie bodov stratených kvôli neúčasti sa bude riešiť individuálne na základe okolností a písomnej dohody medzi študentom a vyučujúcim (VP UK č.8/2015, Článok 21, odsek 9),
  • študenti majú nárok na jeden náhradný termín (spravidla v 13. týždni semestra), počas ktorého si môžu docvičiť vymeškané úlohy (okrem prípadov menovaných v prvom bode) (VP UK č.8/2015, Článok 21, odsek 9).
  • študent je povinný nahlásiť ešte pred absolvovaním cvičenia každú skutočnosť, ktorá by mohla ohroziť bezpečnosť a zdravie ľudí v laboratóriu alebo spôsobiť materiálne škody (VP UK č.8/2015, Článok 15, odsek 3, písmeno b a Článok 47)
  • ak študent vymešká viac ako jeden seminár bez dôveryhodného dokladovania dôvodu neúčasti, vyučujúci mu nemusí uznať zápočet a študent následne nebude pripustený ku skúške,
  • ak niektorý seminár alebo cvičenie odpadnú v dôsledku sviatkov alebo dekanského/rektorského voľna, body získateľné za tieto aktivity sa odpočítajú z maximálneho počtu bodov a percentuálna úspešnosť študenta sa vypočíta pomocou zníženého maximálneho počtu dosiahnuteľných bodov.

Ostatné problémy sa budú riešiť v zmysle Študijného poriadku UK v Bratislave zverejneného na webovej stránke fakulty.

Študijný materiál a Obsluha prístroja

    Odporúčaná literatúra

    • Sádecká J., Netriová J., Májek P., Analytické metódy v klinickej chémii, ÚACH FCHPT STU v Bratislave 2008.
    •  Manz A, Pamme  N., Iossifidi D., Bioanalytical Chemistry, Imperial College Press, London 2004.
    •  Evans G. (ed.) A Handbook of Bioanalysis and Drug Metabolism, CRC Press 2004.
    • Mitchelson K., New High Throughput Technologies for DNA Sequencing and Genomics, Elsevier 2007.
    •  Venn R.F., Principles and Practice of Bioanalysis, CRC Press, 2003.
    •  www.analytika.sk
    • Aktuálne informácie v odborných a vedeckých časopisoch - Analytical and Bioanalytical Chemistry, Journal of Bioanalysis and Biomedicine, Bioseparation, Journal Chromatography B, Journal of Separation Science, Electrophoresis a iné.