Detail předmětu

Metody analýzy biologických systémů

FCH-BC_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)

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. Úvod do předmětu - definice živých systémů, variabilita živých systémů, motivace k analýze živých systémů
2. Mikroskopické techniky - optická, fluorescenční a elektronová mikroskopie
3. Průtoková cytometrie
4. Spektrofotometrie, využití enzymů jako analytických činidel
5. Analytické využití luminiscenčních technik v biologických vědách
6. Úvod do separačních technik - centrifugace, ultrafiltrace, precipitace biomolekul, extrakční techniky, dialýza
7. Chromatografické separace biomolekul
8. Isolace a purifikace proteinů
9. Elektromigrační techniky jako nástroj pro studium proteinů a nukleových kyselin
10. Hmotnostní spektometrie a její využití k analýze proteinů a dalších biomolekul
11. Imunochemické analytické metody
12. Vybrané molekulárně biologické metody
13. Biosenzory

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHCHT bakalářský

    obor BPCO_CHMN , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program BPCP_CHTPO bakalářský

    specializace BT , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

  • Program BKCP_CHTPO bakalářský

    specializace BT , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný
    specializace CHPL , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program BPCP_CHTPO bakalářský

    specializace CHPL , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program AKREDITACE revize bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Seminář

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor