Analýza a charakterizácia biomakromolekúl

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

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.