You are hereSZZM6

SZZM6


Předmět: Experimentální metody biofyziky

Katedra/Zkratka: KBF/SZZM6

Rok: 2018

Garant: 'doc. RNDr. Martin Kubala, Ph.D.'

Anotace: Princip magnetické rezonance, Nukleární magnetická rezonance, Elektronová paramagnetická rezonance, Experimentální technika měření magnetické rezonance a aplikace magnetické rezonance v biologii, Mössbauerova spektroskopie, Teorie interakce optického záření a hmoty. Klasická a kvantová teorie vibrací molekul. Absorpce molekul. Dispersní a FT metody. Rozšíření spektrálních čar.

Přehled látky:
1. Klasická teorie interakce optického záření a hmoty, důsledky pro spektroskopie. Obecný význam Kramers-Kronigových relací. Kvantová teorie interakce optického záření a hmoty. Výběrová pravidla ve spektroskopiích. Fermiho zlaté pravidlo. 2. Kvantově-mechanický popis stavů molekul (adiabatická a Born-Oppenheimerova aproximace), rozdělení spektroskopií. Teorie rotačních a vibračních spekter. Klasická a kvantová teorie malých vibrací. Normální vibrace. Teorie elektronově -vibračních absorpčních a luminiscenčních spekter. Franck-Condonův princip. Molekulové orbitaly a jejich projev ve spektrech. 3. Teorie symetrie a vliv symetrie na spektra molekul. Vztah mezi absorpčními a rozptylovými spektroskopiemi. Podstata disperzních a FT metod. Reálná spektra, rozšíření spektrálních čar, vliv přístrojové funkce. Využití teorie autokorelačních funkcí ve spektroskopiích rozptylů a fluorescence. 4. Teoretická podstata magnetických rezonančních spektroskopií, Blochovy rovnice, základy klasické a kvantové teorie, pravidla štěpení čar, relaxační časy. Rozdíl mezi NMR a EPR, anizotropní jevy. Teoretické základy Mössbauerovy spektroskopie. 5. Nukleární magnetická rezonance (NMR). Teorie NMR, stacionární, časově-proměnné a pulzní magnetické pole, klasická, kvantová a fenomenologická teorie. Spektra NMR, počet, intenzita signálů a poloha signálů , štěpení čar. 6. Metody NMR, jednorozměrá NMR, 1H-NMR, 13C-NMR, vícerozměrá NMR (homonukleární, heteronukleární), NMR zobrazování. Použití NMR v biologii a medicíně. 7. Elektronová paramagnetická rezonance (EPR). Teorie EPR, rozštěpení energetických hladin, podmínka EPR rezonance, volné radikály, přechodné kovy, spin-orbitální a spin-spinové interakce, přehled interakcí měřených pomocí EPR, porovnání EPR a NMR. Spektra EPR, poloha píku, intenzita píku, šířka linie. 8. Metody EPR, kontinuální EPR (high-field EPR, EPR spin-trapping, EPR labeling, cw ENDOR/ELDOR), pulzní EPR (FT-EPR, pulzní ENDOR/ELDOR, ESEEM), porovnání cw/pulzní ENDOR a ESEEM, EPR zobrazování. Použití EPR v biologii a medicíně. 9. Mössbauerova spektroskopie. Teorie Mössbauerova jevu, klasická teorie Mössbauerova jevu, emise a absorpce záření gama volným a vázaným jádrem. Mössbauerova spektra, hyperjemná interakce (monopolní, kvadrupólová, magnetická dipólová), kvalitativní a kvantitativní analýza. Metody Mössbauerovy spektroskopie. Použití Mössbauerovy spektroskopie v biologii. 10. Experimentální uspořádání v rezonančních spektroskopiích. Základní části NMR spektrometru, kontinuální NMR spektrometr, pulzní NMR spektrometr. Základní části EPR spektrometru, kryogenní technika, komerčně dostupné EPR spektrometry. Mössbauerovy spektrometry. 11. Zásady práce s biologickým materiálem. Homogenizace tkání a extrakce obsahu buněk. Extrakční a precipitační metody. Centrifugační metody. Preparativní a analytická centrifugace, centrifugace v hustotním gradientu. Dialýza a její provedení. 12. Chromatografické metody. Adsorpční, iontoměničová, gelová a afinitní chromatografie. HPLC a perfúzní chromatografie. Chromatofokusace. 13. Elektromigrační metody. Gelová elektroforéza. Isoelektrická fokusace a 2D elektroforéza. Blotting. Kapilární elektroforéza. 14. Metody studia proteinů a DNA. Stanovení koncentrace proteinů a DNA. Sekvenční analýza. Peptidové mapování, mapování DNA restrikčními endonukleasami. Hmotnostní spektrometrie proteinů, fingerprinting peptidových hmotností, de novo sekvenování. studium postranslačních modifikací proteinů, chemické modifikace proteinů, proteiny jako biomarkery v medicíně. 15. Imunochemické metody. Polyklonální a monoklonální protilátky. Imunodifúze a imunoelektroforéza. ELISA, imunoblotting. Průtoková cytometrie.