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

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