Analýza a charakterizácia biomakromolekúl (N-mCAl-121/15)

Predmet je určený študentom zaujímajúcim sa o pochopenie vzťahov medzi chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami a štruktúrou polymérov a makromolekúl so špeciálnym dôrazom na biopolyméry a biomakromolekuly. Jednotlivé tématické oblasti predmetu sú zamerané na princípy a aplikácie analytických, najmä separačných metód na stanovenie a charakterizáciu polymérov a makromolekúl, medzi ktoré patria napr. základné charakteristické črty a vlastnosti biomakromolekúl z pohľadu potrieb ich separácia a detekcie, rozpustnosť biopolymérov a efekt inklúzie, mechanizmy najpoužívanejších metód na separáciu biopolymérov. Študenti sa oboznámia s informáciami o postavení metód kvapalinovej chromatografie, hmotnostnej spektrometrie a tiež elektromigračných metód v systéme analýzy a charakterizácie polymérov a biopolymérov, pri potrebe ich nevyhnutnej separácie vo výskume biomateriálov, v bioanalytických aplikáciách, v diagnostickej a klinickej analýze a v kriminalistickej vede.

Sylabus seminárov

  1. Vzťah medzi chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami a štruktúrou polymérov. Správanie sa makromolekúl v roztoku. 
  2. Distribúcia mólovej hmotnost a spôsoby jej vyjadrenia, metódy na stanovenie relatívnej mólovej hmotnosti. Výpočty.
  3. Analytické metódy stanovenia a charakterizácie polymérov (rozptyl svetla, osmometria, analytická ultracentrifugácia), Výpočty.
  4. Separačné metódy na charakterizovanie technických polymérov a biopolymérov, úvod, prehľad, rozsah použitelnosti, rozpúšťadlá.
  5. Chromatografické metódy - gélová chromatografia (GPC), teória chromatografického deja, separačné mechanizmy, interakcie v separačných systémoch, vedlajšie rovnováhy. Výpočty.

  6. Detektory použité v gélovej chromatografii, špecifiká detekcie polymérov, kalibrácie analytického zariadenia a vyhodnotenie analytického signálu. Výpočty.
  7. Využitie GPC v prostredí organických rozpúšťadiel a vodnom prostredí ( SEC), stacionárne fázy v GPC a SEC, charakteristika gélov
  8. Elektromigračné metódy pre charakterizovanie technických polymérov a biopolymérov, úvod, prehľad, rozsah použitelnosti, separačné systémy. 
  9. Hmotnostná spektrometria pre charakterizovanie technických polymérov a biopolymérov, úvod, prehľad, rozsah použitelnosti, MALDI, ToF). 
  10. Fokusácia tokom v silovom poli (FFF), úvod, prehľad, rozsah použitelnosti, separačné systémy, asymetrická FFF, termo FFF, odstreďovacia FFF.
  11. Aplikácie separačných metód na analýzu, charakterizáciu a čistenie polymérov.
  12. Budúce trendy vo vývoji metód na analýzu acharakterizáciu polymérov a biopolymérov, miniaturizácia, nano SEC, komprehenzívne techniky, multidimenzionálna HPLC a podobne podľa aktuálneho vývoja.
  13. Záverečný test (učivo precvičené na seminároch 1-12).

Odporúčaná literatúra

  • Wu C.S.: Handbook of Size Exclusion Chromatography and Related Techniques, Marcel Dekker Inc., New York, 2004;
  • S. Podzimek: Light Scattering, Size Exclusion Chromatography and Asymmetric Flow Field Flow Fractionation: Powerful Tools for the Characterization of Polymers, Proteins and Nanoparticles, Wiley New York, 2011; .
  • P. Klouda P.: Moderní analytické metody, Nakl. P. Klouda Ostrava, 2.vyd. 2002; Kellner R., Mermet J.M., M. Otto M.: Analytical Chemistry, John Wiley & Sons Australia, Ltd,  2013;
  • Lehotay J., Separačné metódy v analytickej chémii, STU v Bratislave, 2009; E. Plško, Všeobecná analytická chémia, 2 THETA, Český Těšín, 2011;
  • Sádecká J., Purdešová A.: Úprava vzorky v analytickej chémii, Slovenská technická univerzita v Bratislave, 2012; 
  • J. Labuda a kol., Príručka vybraných pojmov v analytickej chémii, STU v Bratislave, 2012;  

Hodnotenie predmetu

Maximálny počet 100 bodov

  1. Záverečný test, max. 60 bodov:

    • záverečný test zo seminárov (koniec semestra).

  2. Seminárna práca, max. 40 bodov:

    • seminárna práca na zadanú tému.

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.