UNIVERZITA SV. CYRILA A METODA V TRNAVE Fakulta prírodných vied INFORMAČNÉ LISTY

Transcription

1 UNIVERZITA SV. CYRILA A METODA V TRNAVE Fakulta prírodných vied INFORMAČNÉ LISTY študijného programu 3. stupňa vysokoškolského APLIKOVANÁ ANALYTICKÁ A BIOANALYTICKÁ CHÉMIA TRNAVA, október 200

2 Fakulta prírodných vied Názov: Metódy molekulovej a atómovej spektroskopie Garantuje: doc. Ing. Ernest Beinrohr, CSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Naučiť doktorandov teoretické princípy a experimentálne základy metód modernej molekulovej i atómovej spektroskopie používaných v analytických laboratóriách a v ďalších oblastiach chemickej praxe. Na príkladoch naučiť interpretáciu záznamov rôznych spektier s cieľom zistiť štruktúru a osobitné vlastnosti študovaných systémov. Súčasný stav v teórii molekulovej spektroskopie. Fyzikálna podstata spektier. Spektrálny prístroj. Základy optiky. Zdroje žiarenia. Monochromátory a detektory žiarenia. Analytické informácie získané zo spektier. Molekulová absorpčná a emisná spektrometria v oblasti viditeľného a UV žiarenia. Aplikácie v analytickej praxi. Infračervená spektrometria - princípy metódy. IČ spektrometria s Fourierovou transformáciou. Využitie IČ spektrometrie na štruktúrnu analýzu a na identifikáciu látok. NMR spektrometria. Chemický posun. Interpretácie NMR spektier a využitie NMR spektrometrie na zistenie štruktúry látok. Hmotnostná spektrometria. Iónový zdroj. Hmotnostné analyzátory. Využitie hmotnostnej spektrometrie na štruktúrnu analýzu a na identifikáciu látok. Atómová absorpčná a emisná spektrometria v oblasti viditeľného a UV žiarenia. Atomizácia a budenie vzoriek. Meranie absorpcie a emisie žiarenia. Analytické aplikácie. Rontgenová fluorescenčná spektrometria. Vlnovo-disperzné a energeticko-disperzné spektrálne prístroje. Aplikácie v analytickej praxi. S. Miertuš a kol.: Atómová a molekulová spektroskopia. ALFA, Bratislava, J. Garaj, D. Bustin, Z. Hladký: Analytická chémia. SNTL/ALFA, Bratislava, 197. I. Němcová, L. Čermáková, P. Rychlovský: Spektrometrické analytické metódy. Karolinum, Praha, úpravy listu:

3 Fakulta prírodných vied Názov: Separačné metódy Garantuje: prof. Ing. Jozef Lehotay, DrSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje doktorandov s aktuálnou teóriou a inštrumentáciou chromatografických separačných metód. Zaoberá sa jej najdôležitejšími metódami, využívanými na identifikáciu látok a kvantitatívnu analýzu v rôznych typoch vzoriek. Informuje o najdôležitejších praktických aplikáciach separačných metód, o ich kombinácii s inými analytickými technikami a o možnostiach využitia viacrozmernej analýzy pri identifikácii stopových a ultrastopových koncentrácií látok. Identifikácia látok v analytickej chémii. Súčasný stav v teórii chromatografického procesu. Modelovanie chromatografickej separácie. Základné charakteristiky. Derivatizácia látok, pred- a pokolónová derivatizácia. Stopová a ultrastopová analýza v analytickej chémii. Príprava vzoriek; odber vzoriek odpadných vôd a tuhých odpadov, spôsoby štatistického vyhodnotenia, medzinárodné normy. Predkoncentračné techniky na zníženie medze stanovenia, extrakcia tuhou fázou, extrakcia kvapalinou v nadkritickom stave, membránové extrakcie; predkoncentračné techniky on a off, automatizácia analýz. Nové separačné techniky, elektrochromatografia, micelárna elektrokinetická chromatografia, imunoafinitná chromatografia; ich využitie v analytike životného prostredia. Príprava biologických vzoriek, analýza liečiv, separácia enantiomérov. Detekčné techniky v stopovej analýze. Elektrochemická detekcia, detektory s diódovým poľom, nepriama detekcia. Najnovšie druhy detekcie: HPLC-NMR, HPLC-MS-MS, HPLC-FTIR, HPLC-AES, GC-MS, GC-AES- MS. Polarimetrický, viskozimetrický a membránový vodivostný detektor, detektor na princípe rozptylu žiarenia. Separácia enantiomérov vo farmaceutickej chémii. Preparatívna chromatografia. Chromatografické metódy s mobilnou fázou v nadkritickom stave, využitie IČ spektrometrie na identifikáciu. Kapilárna vysokoúčinná kvapalinová chromatografia. Elektroforetické metódy, zónová elektroforéza v spojení s identifikačnou detekciou. Viacrozmerné separačné techniky, spájanie detekčných techník. J. Churáček a kol.: Analytická separace látek. SNTL, Praha, R. Keller a kol.: Analytical Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim (Germany), Yong-Cheng Ning, Structural Identification of Organic Compounds with Spetroscopic Techniques. Wiley- VCH Verlag GmbH, Weinheim (Germany), úpravy listu:

4 Fakulta prírodných vied Názov: Elektroanalytické metódy Garantuje: prof. Ing. Ján Mocák, DrSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje doktorandov s aktuálnou teóriou elektroanalytických metód a princípmi ich inštrumentácie. Podáva prehľad najdôležitejších elektroanalytických metód, využívaných v kvalitatívnej a kvantitatívnej analýze v rôznych typoch vzoriek. Informuje o možnostiach mechanizmu, rovnováh a kinetiky oxidačno-redukčných reakcií anorganických, organických a biologických systémov. Špecifikuje najdôležitejšie aplikácie elektroanalytických metód v praxi. Súčasný stav v teórii elektroanalytických metód; skúmanie oxidačno-redukčných procesov. Statické a dynamické elektrochemické techniky. Klasifikácia elektrochemických metód. Elektrochemická reakcia. Vlastný elektródový proces, transportné deje, chemické a fyzikálne procesy spriahnuté s reakciou na elektróde. Význam polarizačných kriviek pre štúdium oxidačno-redukčných dejov v okolí pracovnej/indikačnej elektródy, prípadne v celom analyzovanom roztoku. Minimalizovanie vplyvu nežiadúcich prúdov; zlepšenie pomeru signál/šum. Moderné elektrochemické techniky s optimalizovaným vzorkovaním prúdu. Elektrochémia s použitím mikroelektród a súborov mikroelektród. Chemicky modifikované elektródy. Zvýšenie selektivity elektrochemického stanovenia. Elektrochemická rozpúšťacia analýza. Zníženie medze stanovenia. Stopová analýza. Elektroanalýza v prietokových systémoch. Kombinácia elektrochémie s inými analytickými technikami. Spektroelektrochémia. Elektrochemická detekcia v kvapalinovej chromatografii a ďalších separačných technikách. Elektrochemické techniky s nulovým faradayickým prúdom. Potenciometrické techniky. Selektivita potenciometrických indikačných elektród. Využitie elektrického poľa na elektroanalytické stanovenia. J. Garaj, D. Bustin, Z. Hladký: Analytická chémia. SNTL/ALFA, Bratislava, 197. D. T. Harvey: Modern Analytical Chemistry. McGraw-Hill, Boston, P. Klouda: Moderní analytické metody. Nakl. P. Klouda, Praha, úpravy listu:

5 Fakulta prírodných vied Názov: Bioanalytická chémia Garantuje: prof. Ing. Ján Mocák, DrSc., doc. Ing. Ernest Šturdík, CSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Katedra biotechnológií Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje doktorandov s aktuálnym obsahom bioanalytických metód, teóriou a princípmi ich inštrumentácie. Podáva prehľad bioanalytických metód využívaných v kvalitatívnej a kvantitatívnej analýze v rôznych typoch biologických, veterinárnych a humánnych vzoriek. Informuje o vzniku, spracovaní a interpretácii analytického signálu s využitím biochemických resp. biologických metód a detekčných systémov a možnostiach využitia biochemických analytických senzorov a bioanalytických metód v praxi. Špecifikuje využitie klasických analytických princípov v analýze biologických systémov. Súčasný stav v teórii bioanalytických metód, diskusia širokých možností ich uplatnenia. Potenciometrické, voltampérometrické a spektrálne metódy analýzy využívajúce enzýmové reakcie, bakteriálne častice alebo katalytické účinky tkaniva. Separačné techniky spojené so spektrálnou alebo elektrochemickou detekciou. Základy imunochémie, imunoanalytické metódy. Metódy laboratórnej medicíny. Analýza s využitím DNA. Biosenzory a ich stavebné súčasti. Princípy a využitie elektrochemických, optických, termických a piezoelektrických biosenzorov. Aplikácia existujúcich fyzikálno-chemických analytických princípov a techník na štúdium biologických systémov živočíšneho, rastlinného a mikrobiálneho charakteru. Využitie biosenzorov v analytickom monitorovaní životného prostredia, potravinárstve, biotechnológii, medicíne a poľnohospodárstve. Využitie bioanalytických metód v biotechnológiach farmaceuticko-medicínskych, poľnohospodárskopotravinárskych a biotechnológiach chemicko-environmentálneho typu. Zisťovanie biologickej aktivity chemických zlúčenín. Bioštatistika. Mnohorozmerná analýza biochemických, klinických, farmaceutických a potravinárskych dát. V. Chromý a kol.: Bioanalytika. Masarykova univerzita, Brno, B. Králová a kol.: Bioanalytické metódy. VŠCHT, Praha, Časopisecká literatúra a materiály z internetu. úpravy listu:

6 Fakulta prírodných vied Názov: Magnetochémia Garantuje: prof. Ing. Roman Boča, DrSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Podmieňujúce predmety: žiadne Predmet pojednáva o magnetických vlastnostiach tuhých látok s dôrazom na koordinačné zlúčeniny prechodných prvkov a lantanoidov. Rozoberá termodynamiku magnetických javov a metódy merania magnetických veličín. Sústreďuje sa na molekulový magnetizmus (magnety na báze molekúl, vysokospinové molekuly a klastre, jednomolekulové magnety) a nové magnetické materiály, so zameraním na najmodernejšie aplikácie v záznamovej technike (vysokovýkonné pamäťové prvky). Makroskopické magnetické veličiny (magnetizácia, susceptibilita, permeabilita, demagnetizácia). Meranie magnetizácie a susceptibility (Faradayove váhy, AC-susceptometer, SQUID magnetometer, torque -magnetometria). Elektrónová spinová rezonancia. Klasická EPR vs. frekvenčne laditeľná HF-EPR. Magnetický cirkulárny dichroizmus, nepružný neutrónový rozptyl, NMR, meranie tepelnej kapacity v poli. Druhy magnetického správania, technické aplikácie magnetických materiálov (diamagnety, paramagnety, feromagnety, ferimagnety, antiferomagnety, a i.). Mikroskopické magnetické veličiny a štatistická termodynamika magnetizmu. Druhy magnetizácie a magnetickej susceptibility. Zeemanov jav. Orbitálny a spinový Zeemanov efekt, spinovo-orbitálna interakcia. Aplikácie. Curieho paramagnet. Brillouinova funkcia, Curieho zákon, molekulové pole, Curieho-Weissov zákon. Štiepenie v nulovom poli - spinový Hamiltonián, zložky magnetickej susceptibility, magnetická anizotropia. Orbitálny moment hybnosti v magnetizme (rôzne úrovne riešenia). Výmenné interakcie vo viacjadrových systémoch. Izotropná, asymetrická a antisymetrická interakcia. Molekulový magnetizmus (magnety na báze molekúl, vysokospinové molekuly a klastre, jednomolekulové magnety). Nové magnetické materiály. Spinový prechod. Teplotou, tlakom a žiarením indukovaný spin crossover. R. Boča, Theoretical Foundations of Molecular Magnetism, Elsevier, Amsterdam, O. Kahn, Molecular Magnetism, VCH, Weinheim, úpravy listu:

7 Fakulta prírodných vied Názov: Nukleárne analytické metódy a environmentálna analytická chémia Garantuje: doc. Dr. habil. Juraj Lesný, CSc. Zabezpečuje: Katedra biotechnológií FPV Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje doktorandov s aktuálnou teóriou nukleárnych analytických metód a ich inštrumentálnymi princípmi. Podáva prehľad najdôležitejších techník, využívaných v kvalitatívnej a kvantitatívnej analýze a v monitoringu zložiek životného prostredia. Informuje o funkcii, metódach a možnostiach hodnotenia stavu životného prostredia. Kladie špeciálny dôraz na nukleárnu analýzu environmentálnych vzoriek. Súčasná klasifikácia metód nukleárnej chemickej analýzy. Detektory ionizujúceho žiarenia a meranie rádioaktivity zdrojov. Spektrometria jadrového žiarenia. Analýza na základe merania rádioaktivity. Princípy a obmedzenia rádioindikácie. Špecifiká práce so stopovými koncentráciami rádioaktívnych látok. Členenie izotopovej zrieďovacej analýzy a jej aplikácie s dôrazom na environmentálne vzorky. Rádioreagenčné metódy. Princípy a aplikácie rádioimunoanalytických metód. Rádiochemické metódy na stanovenie biologickej aktivity enzýmov. Aktivačná analýza, jej súčasné možnosti a aplikácie. Metódy neaktivačnej interakčnej analýzy. Všeobecné a špecifické kritériá výberu analytických princípov, postupov a metód na stanovenie environmentálnych vzoriek. Vybrané analytické princípy, postupy a metódy stanovenia znečistenín a monitoringu atmosféry. Vybrané analytické princípy, postupy a metódy určenia charakteristík a monitoringu vôd. Emanometrické stanovenie rádia a stanovenie radónu. Princípy a aplikačné možnosti rádionuklidovej röntgenfluorescenčnej analýzy. Rádiochemické stanovenie 137 Cs v prírodných vodách. Identifikácia štiepnych produktov v okolí jadrových elektrární. Kritický a syntetizujúci pohľad na funkciu, možnosti a metódy analýzy stavu životného prostredia. J. Tölgyessy, M. Kyrš: Radioanalytical chemistry I, II. Ellis Horwood, Chichester & Veda, Bratislava, 199. K. Matějka a kol.: Vybrané analytické metody pro životní prostředí. ČVUT, Praha, 199. J. Tölgyessy, J. Lesný: Monitoring vody a ovzdušia pre potreby ochrany život. prostredia. UCM, Trnava, J. Tölgyessy, J. Lesný: The analysis of atmosphere. In: Chemistry and biology of water, air and soil. Ed. J. Tölgyessy. Elsevier, Amsterdam, úpravy listu:

8 Fakulta prírodných vied Názov: Chemometria a metodológia experimentu Garantuje: prof. Ing. Ján Mocák, DrSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje doktorandov s aktuálnou teóriou a princípmi chemometrie, ktorá integruje poznatky chémie, matematiky a informatiky s cieľom vytvoriť alebo zvoliť optimálny dizajn experimentu a poskytnúť maximálnu informáciu o skúmanom probléme. Ukazuje možnosti vytvárať koncept inteligentného chemického (biochemického) laboratória a získať užívateľsky orientované závery, zamerané na jednoznačnú a objektívnu výpoveď v rozhodovacom procese. Súčasný stav v chemometrii; predstavenie hlavného prúdu chemometrie. Analýza jednorozmerných dát. Využitie deskriptívnej štatistiky. Robustná štatistika. Prieskumová analýza dát. Aplikácie štatistických testov. Analýza rozptylu (ANOVA). Lineárna, mnohonásobná a nelineárna regresia. Lineárna a nelineárna kalibrácia. Pokročilé techniky regresnej analýzy. Porovnávanie laboratórnych metód s využitím regresie. Optimalizačné techniky. Gradientové metódy a metódy priameho hľadania. Spôsoby spracovania inštrumentálneho signálu. Transformácie signálu. Základy, rozdelenie a najdôležitejšie techniky mnohorozmernej analýzy dát. Prehľad zobrazovacích a klasifikačných techník. Umelé neurónové siete. Prípadové štúdie: analýza potravín, znečisťovanie ovzdušia, klinické laboratórne testy. Kvantitatívne vzťahy štruktúra - vlastnosti (QSAR). Molekulové deskriptory a biologická aktivita. Kontingenčné tabuľky. Miera citlivosti, miera špecifickosti, kritická hodnota. ROC krivky. Chemická metrológia. Štandardná, kombinovaná a rozšírená neistota. Zostavenie modelu merania. Prípadové štúdie výpočtu kombinovanej a rozšírenej neistoty merania. Pravidlá správnej laboratórnej praxe. Analytická kontrola v praxi. Riadenie kvality, zabezpečenie kvality. Validácia laboratórnych metód. Akreditácia chemického/biochemického laboratória. M. Meloun, J. Militký: Statistické zpracování experimentálních dat. East Publishing, Praha, 199. M. Otto: Chemometrics. Wiley-VCH Verlag, Weinheim, J. Mocák, D. Kordík, M. Máriássy, L. Vyskočil: Súčasné trendy pri vyhodnocovaní analytických metód a postupov. 2. vyd. CHEMIS, Bratislava, úpravy listu:

9 Fakulta prírodných vied Názov: Štruktúra, vlastnosti a a biologická aktivita Garantuje: doc. RNDr. Ján Halgaš, CSc. Zabezpečuje: Katedra chémie FPV UCM Obdobie Týždenný: 4 Za obdobie : 4 Predmet oboznamuje s aktuálnou teóriou a princípmi kvantitatívneho vzťahov štruktúra biologická aktivita (QSAR) a štruktúra - vlastnosti (QSPR). Ako štruktúrne parametre sa budú uvažovať rôzne topologické, fyzikálnochemické a kvantovochemické veličiny. Využijú sa počítačové programy na matematické a štatistické spracovanie príslušných viacparametrových korelácií a na základe vyhodnotenia súboru známych zlúčenín sa získa predpoveď biologickej účinnosti nových zlúčenín danej série. Kvantitatívne vzťahy medzi štruktúrou a biologickou aktivitou (QSAR) - princíp a historický vývoj. Spôsoby kvantitatívneho hodnotenia biologickej aktivity. Štruktúrne deskriptory - lipofilita, rozdeľovací koeficient. Elektrónové a stérické QSAR parametre. Kvantovochemické a topologické parametre. Hanschova metóda. Metóda Free - Wilsona, metóda Fujitu Bana; využitie indikátorových premenných. Matematické spracovanie lineárnych a nelineárnych závislostí biologickej aktivity od deskriptorov použitie mnohorozmernej lineárnej regresie a umelých neurónových sietí (ANN). Interpretácia regresných rovníc a výstupov ANN. Optimalizačné metódy a metódy mnohorozmernej analýzy dát, rozpoznávanie vzoru. M.Kuchař, V.Rejholec: Využití kvantitativních vztahů mezi strukturou a biologickou aktivitou. 1. vyd., Academia, Praha 197. M. Remko: Molekulové modelovanie. Slovak Academic Press, Bratislava M. Remko: Medicínska chémia, SAP, Bratislava M. Remko: Metódy výskumu a vývoja liečiv, SAP, Bratislava M. Meloun, J. Militký: Statistické zpracování experimentálních dat. East Publishing, Praha, 199. úpravy listu: