Úvod do bioanalytickej chémie

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

Podmienky pre absolvovanie cvičení a seminárov

Študijný poriadok Univerzity Komenského v Bratislave, Prírodovedeckej fakulty Článok 4, odsek 9

• ak študent príde na cvičenie nepripravený alebo v priebehu cvičenia sa bude chovať neadekvátne, poruší bezpečnosť pri práci a ohrozí tým svoje zdravie alebo zdravie svojich kolegov, vyučujúci ho môže vylúčiť z cvičenia bez nároku na náhradné odcvičenie úlohy
• študent musí absolvovať všetky laboratórne cvičenia,
• 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
• 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
• 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)
• študent je povinný nahlásiť ešte pred absolvovaním cvičenia každú skutočnosť, ktorá by mohla ohroziť bezpečnosť a zdravie ľudí v laboratóriu alebo spôsobiť materiálne škody 
• 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.