C8022 Separační metody B

Přírodovědecká fakulta
jaro 2016
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr. (přednášející)
Mgr. Pavla Pospíšilová (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Jan Havliš, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Čt 10:00–11:50 C14/207
Předpoklady
C7021 Separační metody A
C3100 + C4050 Analytická chemie (nebo alespoň C1660) C7021 Separační metody A
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Separace makromolekul (GPC, light scattering, hydrodynamic chromatography (HDC), frakcionace tokem v poli (FFF)). + Plynová chromatografie (GC), teorie a praxe. + Separace v silovém poli = Elektromigrační metody (kapilární zónová elektroforéza (CZE), izotachoforéza (ITP), micelární elektrokinetická chromatografie (MEKC), gelová kapilární elektroforéza (GCE)) a Hmotnostní spektrometrie + Membránové separace
Osnova
  • Separace makromolekul
  • Makromolekuly syntetické a biologické. Gyrační poloměr, relativní molekulová hmotnost, polydisperzita. Detekce optická, viskozimetrická. Ultracentrifugace, elektroforéza (GCE). Hmotnostní spektrometrie (+ Matrix Assistant Laser Desorption Ionization, MALDI). Separační metody pro makromolekuly: GPC (Gel permeation chromatography), HDC (Hydrodynamic chromatography), FFF =Frakcionace tokem v poli (Field-Flow Fractionation). Speciální detekční techniky. Rozptyl světla (statický) (Light scattering, LALLS, MALLS). Spojení separačních a detekčních technik.
  • Plynová chromatografie
  • Princip plynové chromatografie, difúze v plynné fázi, popis distribuce látek mezi fázemi a charakter interakcí látek ve stacionární a v mobilní fázi. Vliv teploty a tlaku plynu na retenční charakteristiky v plynové chromatografii. Základní prvky plynového chromatografu, způsoby zavádění vzorku. Tepelně-vodivostní detekce v plynové chromatografii (katharometr). Plamenový ionizační (FID). Detektor elektronového záchytu (ECD). Fotoionizační detektor, vodivostní detektor. Typy kolon v plynové chromatografii, nosiče stacionární fáze. Kapilární kolony v plynové chromatografii, vliv vnitřního průměru kapiláry a tloušťky filmu stacionární fáze na separaci. Adsorpční plynová chromatografie – používané adsorbenty. Zakotvené a chemicky vázané stacionární fáze v plynové chromatografii – jejich vlastnosti, příprava a volba. Požadavky na kvalitu kolon pro plynovou chromatografii. Plynová chromatografie s programovanou teplotou – účel, vliv teploty na separaci a charakterizace retence. Spojení plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií – výhody a možnosti využití.
  • Elektromigrační metody
  • Teoretické základy Typy molekul, které lze analyzovat kapilární elektroforézou. Proteiny. Náboj polypeptidů. Elektroforetická titrační křivka. Fyzikální principy kapilární elektroforézy: Elektroforetická pohyblivost. Elektroosmotický tok: elektroosmotická pumpa, modifikátory elektroosmotického toku: tenzidy Elektroforetické metody - základní techniky kapilární elektroforézy Separační módy v kapilární elektroforéze: CZE (FSCE), CITP, CGE, MEKC (MECC), CEC, CIEF, diskontinuální elektroforéza Elektroforetické metody - instrumentace Základy instrumentace - experimentální parametry: kapilára, regulace teploty, detektory (nepřímá detekce), dávkování vzorku, Redukce rozmytí zón v kapilární elektroforéze. Optimalizace: odvod tepla, elektroosmotický tok, on-capillary detekce, molekulární difúze, rozmytí způsobené dávkováním. Hodnocení účinnosti: výhody kapilární elektroforézy. Vyhodnocování dat kapilární elektroforézy: kvalita a kvantita. Detekční limit. Validace metod CE.
  • Elektroforetické metody - aplikace. SDS - Page Electrophoresis, CIE = kapilární iontová elektroforéza, nepřímá detekce, Chirální separace, CE v nevodném prostředí, analýza DNA, Laserem indukovaná fluorescence v kapilární elektroforéze, CE-MS
Literatura
  • CHURÁČEK, Jaroslav a Pavel JANDERA. Separace látek : kapalinová vysokoúčinná kolonová chromatografie. 1. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981, 140 s. info
  • CHURÁČEK, Jaroslav. Analytická separace látek. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1990, 384 s. ISBN 80-03-00569-8. info
  • POPL, Milan a Jaroslav KUBÁT. Separace látek. 3. přeprac. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 1986, 171 s. info
  • VESPALEC, Radim. Chirální separace v kapalném prostředí. 1995, 1 svazek. info
Výukové metody
výuka je založena na ppt prezentaci a jejím výkladu. prezentace bude dostupná jako studijní podklad (černobílý tisknutelný pdf s vysokým rozlišením a omezenými právy). vzhledem k výkladu, jenž prezentaci významně rozšiřuje, a neexistenci vhodných učebnic v českém jazyce pokrývajících některé části přednášky je vhodné přednášku navštěvovat.
Metody hodnocení
zkouška ústní; u studentů se předpokládá pochopení a znalost základních principů a jejich využití. zkouška se sestává ze tří základních otázek, které budou postupně v průběhu zkoušení rozvíjeny, aby student mohl prokázat míru porozumění tématu.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.