Detail předmětu

Metody analýzy biologických systémů

FCH-BCA_MABSAk. rok: 2019/2020

V rámci přednášek jsou studenti seznámeni s teorií jednotlivých separačních a instrumentálních metod používaných v chemii, biochemii a biotechnologiích k separaci, charakterizaci a identifikaci biomolekul. Ze separačních metod určených k hrubé purifikaci jsou probírány hlavně různé srážecí metody, centrifugace, dialýza a ultrafiltrace včetně postupů používaných ke stabilizaci nativních biomolekul. Podrobněji jsou probrány chromatografické metody (gelová filtrace, iontoměničová chromatografie, afinitní chromatografie) včetně HPLC uspořádání s různými typy stacionárních fází a detekce. Dále je věnována pozornost elektromigračním metodám, zejména gelové elektroforéze proteinů a nukleových kyselin a kapilární elektroforéze. Jsou probírány speciální metody určování relativní molekulové hmotnosti biopolymerů – SEC/FFFF, ultracentrifugace, elektroforéza PAGE-SDS a MALDI-TOF spektrometrie. V rámci analýzy struktury a funkce biomolekul budou probrány zejména spektrofotometrické metody, fluorimetrie, hmotnostní spektrometrie, EPR a NMR. Diskutovány jsou rovněž vybrané mikrofluidní techniky, průtoková cytometrie a imunochemické metody. V rámci předmětu je rovněž probrána světelná a elektronová mikroskopie. Ve cvičeních jsou probírány vzorové typové aplikace jednotlivých metod i jejich kombinace, vypracovávat purifikační schémata a řešit praktické příklady. Studenti se dále prakticky seznámí s jednotlivými metodami, a to buďto formou stáží na výzkumných pracovištích nebo formou praktické práce s vybranými přístroji.

Výsledky učení předmětu

Absolvováním teoretické a praktické části předmětu studenti získají základní i specializované vědomosti o vybraných analytických instrumentálních i separačních metodách, s nimiž se mohou setkat v praxi při analýze biomolekul a biologických systémů. Získají dovednosti v ovládání a řízení jednotlivých přístrojů, schopnosti pochopit aplikační potenciál probíraných metod a dovednosti v jejich aplikaci.

Prerekvizity

základy biologie, biochemie a molekulární biotechnologie, znalost základních vlastností biomolekul a základních principů a metod používaných v analytické chemii

Doporučená nebo povinná literatura

Králová B. : Bioanalytické metody. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Praha 2001. (CS)
Lodish H., Berk A., Matsudaira P., Kaiser C.A., Krieger M., Scott M.P., Zipursky L., Darnell J. : Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company, New York 2001. (CS)
Štulík K. : Analytické separační metody. Nakladatelství Karolinum, Praha 2004. (CS)
Voet D., Voetová J.G. : Biochemie. Victoria Publishing, Praha 1995. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně, Seminář - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemný test a ústní zkouška. Zpracování a prezentace seminárního projektu.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Charakterizace základních biomolekul (proteiny, DNA, RNA, lipidy atd.), jejich struktura, funkce a vlasnosti
2. Charakterizace, kvantifikace a purifikace proteinů, elektroforetické metody, stanovení aktivity, stanovení molekulové hmotnosti, základní metody využíváné v proteomice, sekvenování proteinů
3. Charakterizace, kvantifikace, purfikace a amplifikace nukleových kyselin, eletroforetické metody
4. Optická, fluorescenční, elektronová mikroskopie při analýze biologickcých systémů
5. Průtoková cytometrie a její využití při analýze buněčných populací
6. ELISA testy, imunoafinitní testy
7. Pokročilé fluorescenční metody pro analýzu biologických systémů
8. Metody pro sledování genové exprese

Cíl

Cílem předmětu je výuka instrumentálních metod používaných pro analýzu a separaci biologických systémů se zvláštním zřetelem na metody a systémy využívané v nanotechnologiích a nanobiotechnologiích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Povinná účast ve cvičení.

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Seminář

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor