Úvod do miniaturizovanej inštrumentálnej analýzy (N-mCAl-103/15)

Študenti sa oboznámia so základnými informáciami o miniaturizovaných analytických systémoch, súčasným stavom teórie, metodológie, inštrumentácie a aplikácie miniaturizovaných analytických systémov, ako aj s najnovšími trendmi v oblasti miniaturizovaných analytických systémov.

Sylabus prednášok

  1. Úvod a definovanie základných pojmov: totálny analytický systém (TAS), mikroTAS, “Lab-on-a-Chip“ (LOC), miniaturizované analytické systémy (MAS) z hľadiska všeobecnej schémy analytického postupu a integrácie jednotlivých krokov.
  2. Základné aspekty MAS. História, vývoj a súčasný stav.
  3. Teoretické základy prúdenia kvapalín v mikro- a makroškále, Reynoldsovo číslo.
  4. Separácie a transport látok v MAS.
  5. Neseparačné komponenty MAS: mikromixéry, mikroreaktory, prietoková injekčná analýza (FIA) určená pre MAS.
  6. Unifikovaná a jednoduchá charakterizácia elektromigračných, chromatografických a elektrochromatografických metód a možnosti ich miniaturizácie.
  7. Charakterizácia disperzných procesov v analytických separáciách.
  8. Úvod do mikročipovej elektroforézy (MCE). Definovanie základných pojmov a transportných procesov.
  9. Elektroseparačné metódy a ich vzťah s chromatografickými metódami. Elektroseparácie biopolymérov v polymérnych roztokoch a v géloch na mikročipoch. Izotachoforéza ako všeobecná analytická koncentračná technika v miniaturizovaných analytických systémoch. Miniaturizovaný systém pre izoelektrickú fokusáciu v separáciach biopolymérov.
  10. Možnosti miniaturizácie chromatografických metód, najmä na báze kvapalinovej chromatografie.
  11. Techniky spájania separačných kolón a ich použitie v miniaturizovaných analytických  systémoch.
  12. Detekčné techniky určené pre MAS. Spektrálne metódy (na báze absorbcie a fluorescencie svetla) na mikročipoch. Vodivostné a elektrochemické detektory pre MAS. Hmotnostná spektrometria pre MAS.
  13. Súčasné aplikačné možnosti použitia MAS v analýze environmentálnych a biologických vzoriek. Budúcnosť MAS.

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:

    • vypracovanie a obhájenie seminárnej práce, max. 10 bodov
    • záverečný test zo seminárov (koniec semestra), max. 30 bodov
    • aktivita,
    • neúčať na záverečnom teste seminára je študent povinný ohlásiť aspoň 1 deň dopredu (ak je to možné) resp. sa ospravedlniť najviac 5 pracovných dní po písomke (ak tomu nebránia zvláštne dôvody), inak stráca nárok na náhradný termín písania písomky,
    • 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.

Odporúčaná literatúra

  • Aktuálna monografická a časopisecká literatúra a informačné zdroje internetu
  • Pôvodné a prehľadové články z odborných časopisov
  • A. Castro, A. Escarpa, B. Simonet: Miniaturization of Analytical Systems: Principles, Designs and Applications, John Wiley & Sons, 2009
  • J. P. Kutter: Separation Methods In Microanalytical Systems, CRC Press, 2005

Študijný materiál a Obsluha prístroja