Učební pomůcky vytvořené společně s financováním projektu
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023
Název projektu Partnerská síť centra excelentního bionanotechnologického výzkumu
UP21: Měření Cl- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran.
UP20: Měření Br- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran.
UP19: Měření NO2- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran.
UP18: Měření NO3- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran. EMF membrány je určeno jako rozdíl koncentrace stanovovaného iontu mezi měřeným roztokem a vnitřním plnícím roztokem.
UP17: MALDI hmotnostní spektrometrie pro analýzu kovy značených proteinů
ANOTACE: Laserová desorpce/ionizace za účasti matrice (MALDI) – měkká ionizační technika; převážně dochází k tvorbě molekulárních iontů [A+H]+, kde A je analyt a H je atom vodíku. Na MALDI destičku je nanesen analyt smíchaný s matricí (převážně organické kyseliny), která je v nadbytku, aby absorbovala většinu energie laseru. Po vysušení nanesené směsi a vytvoření vrstvy krystalků matrice s analytem se vloží MALDI destička do iontového zdroje. Následně se vzniklá skvrna ozáří nanosekundovými laserovými pulsy. Po absorbování energie laseru matricí dochází k desorpci matrice spolu s analytem; matrice se zároveň ionizuje a předává svůj náboj (proton) molekulám analytu. Díky vloženému extrakčnímu napětí dochází k transportu iontů analytu do průletového hmotnostního analyzátoru.
UP16: OLYMPUS invertovaný mikroskop
ANOTACE: Vzhledem ke zvyšujícím se nárokům vědců na zařízení, která ve svých výzkumných projektech používají, patří i mikroskopy do skupiny přístrojů neustále se rozvíjejících. V současnosti jsou mikroskopy již nezbytnou součástí biologických, případně biochemických laboratoří. V souvislosti s rozvojem zobrazovacích technik využívajících fluorescenčního záření je vyvíjena řada nových fluorochromů (fluorescenčních barviv, která se používají k barvení preparátů) Dále jsou testovány nové excitační zdroje a způsoby manipulace v souvislosti s experimenty s biomolekulami nebo živými buňkami. V těchto experimentech je vyžadována nízká toxicita použitého záření, zejména v blízké infračervené oblasti. Nový optický systém v popisovaném mikroskopu splňuje všechny výše zmíněné požadavky. Vysoký poměr signál/šum, kompenzace chromatické aberace přes širší spektrum vlnových délek a vysoká transmitance řadí tento systém k nejmodernějším zejména v oblasti použití fluorescence. Tento systém dále umožňuje detekovat i slabé fluorescenční signály bez poškození buňky optimalizací vícebarevného pozorování.
UP15: Sestavení kompletní aparatury pro měření iontů, pH a teploty
ANOTACE: pH, též vodíkový exponent je číslo, kterým v chemii vyjadřujeme, zda vodný roztok reaguje kysele či naopak alkalicky. Jedná se o logaritmickou stupnici s rozsahem hodnot od 0 do 14; přitom neutrální voda má pH rovno 7. Teplota je charakteristika tepelného stavu hmoty. V obecném významu je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého.
UP14: Měření Cl- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran. EMF membrány je určeno jako rozdíl koncentrace stanovovaného iontu mezi měřeným roztokem a vnitřním plnícím roztokem.
UP13: Izolace nukleových kyselin pomocí automatické pipetovací stanice EP motion
ANOTACE: Magnetické částice jsou částice s velikostí od nm do mm, reagující na vnější magnetické pole. Nejčastěji jsou tvořeny z oxidu železnatého či železitého, podle toho jsou buď paramagnetické, nebo ferromagnetické. Povrch takovýchto částic lez modifikovat biologickými látkami a tím usnadnit vazbu bioaktivních molekul. Modifikace povrchu částice může být dvojího charakteru, modifikace vznikem elektrické obalové vrstvy nebo modifikace biomolekulou (specifická vazba k cílové molekule). Jednou z největších výhod je široké spektrum využití modifikovaných magnetických částic pro separaci nejrůznějších látek anorganické (ionty těžkých kovů) až po organickou povahu (biomolekuly, proteiny). Magnetické částice mohou hrát klíčovou roli i v průběhu jiných procesů, např. při hledání vhodného aptameru pro cílovou molekulu. V tomto případě je možné částice využít na separaci analytu ve vzorku a usnadnění procesu SELEX, při kterém se vyhledává vysoce selektivní a specifická oligonukleotidová sekvence pro určitou cílovou molekulu.
UP12: Experimenty s deoxyribonukleovou kyselinou vykazující peroxidázovou aktivitu
ANOTACE: DNA obsahující na guanin bohaté sekvence se může sestavit do čtyřvláknových struktur známých jako G-kvadruplexy. Tyto útvary jsou tvořeny skládáním planárních guaninových tetrád (G-tetrád) nad sebe. G-tetráda je tvořena čtyřmi guaninovými bázemi, které jsou mezi sebou propojeny dvěma vodíkovými můstky Hoogsteenovými vazbami. G-kvadruplex tvoří několik těchto tetrád uspořádaných nad sebou. Udržení stability G-kvadruplexů napomáhá přítomnost iontů alkalických kovů, které se nacházejí uprostřed mezi dvěma G-tetrádami. Nejčastěji je tímto iontem kation draslíku. V lidském genomu, se tyto na guanin bohaté sekvence schopné tvořit G-kvadruplexy vyskytují v telomerách, i v promotorových oblastech některých onkogenů. G-quadruplexy mohou sloužit také jako ligandy pro kovové ionty a aptamery pro různé molekuly. Zajímavé je, že G-quadruplexy vykazují peroxidázou aktivitu ve spojení s aniontovým porfyrinem heminem. Komplexy G-kvadruplexů s heminem umožnily rozvoj citlivých technik pro detekci těžkých kovů.
UP11: Elektrochemický skenovací mikroskop (SECM) pro charakterizaci kovových částic
ANOTACE: SECM je technika, kdy nad zkoumaným povrchem je diskontinuálně pohybováno sondou (mikroelektrodou) a v každém bodě jsou změřeny elektrochemické vlastnosti – tok faradaických proudů vyvolaných elektrochemickými procesy. Během pohybu mikroelektrody je z měřených elektrochemických vlastností získávána informace o skenovaném povrchu. Tato informace je spojena buď s elektrochemickými vlastnosti nebo s topografií studovaného povrchu. Rozlišení této metody je jako u podobných technik odvíjí od velikosti sondy, nejčastěji v řádech mikrometrů až nanometrů. Nejčastěji se měří ve dvou základních režimech. Ten první se nazývá negativní zpětná vazba. K té dochází k redoxní recyklaci elektrochemicky aktivní látky během měření. Pokud se mikroelektroda přibližuje k nevodiči, který brání přístupu mediátoru a nebude volně difundovat z okolí a odezva bude tak klesat. V opačném případě, kdy se mikroelektroda bude přibližovat ve vodivému povrchu situace bude opačná a proto bude odezva, v našem případě proudová hladina, klesat. Tento jev se nazývá pozitivní zpětná vazba jako druhý ze základních měřících režimů.
UP10: Izolace nukleových kyselin pomocí různých magnetických částic
ANOTACE: Magnetické částice jsou částice s velikostí od nm do mm, reagující na vnější magnetické pole. Nejčastěji jsou tvořeny z oxidu železnatého či železitého, podle toho jsou buď paramagnetické, nebo ferromagnetické. Povrch takovýchto částic lez modifikovat biologickými látkami a tím usnadnit vazbu bioaktivních molekul. Modifikace povrchu částice může být dvojího charakteru, modifikace vznikem elektrické obalové vrstvy nebo modifikace biomolekulou (specifická vazba k cílové molekule).
UP9: Měření Cl- pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran. EMF membrány je určeno jako rozdíl koncentrace stanovovaného iontu mezi měřeným roztokem a vnitřním plnícím roztokem
UP8: Měření Ca2+ pomocí ISE elektrody
ANOTACE: Princip testu Iontově selektivní elektrody (ISE) využívají ojedinělou vlastnost membránových materiálů, vytvářejících elektrický potenciál (elektromotorickou sílu, EMF) při stanovení iontů v roztoku. Selektivní membrána elektrod je v kontaktu se stanovovaným roztokem a roztokem vnitřní náplně. Roztok vnitřní náplně má stálou koncentraci stanovovaných iontů. Podle vlastností membrány se stanovované ionty dostávají do těsného kontaktu s membránou z obou stran. EMF membrány je určeno jako rozdíl koncentrace stanovovaného iontu mezi měřeným roztokem a vnitřním plnícím roztokem.
UP7: Sestavení kompletní aparatury pro měření iontů, pH a teploty
ANOTACE: pH, též vodíkový exponent je číslo, kterým v chemii vyjadřujeme, zda vodný roztok reaguje kysele či naopak alkalicky. Jedná se o logaritmickou stupnici s rozsahem hodnot od 0 do 14; přitom neutrální voda má pH rovno 7. Teplota je charakteristika tepelného stavu hmoty. V obecném významu je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého.
UP6: Kapalinová chromatografie s různými typy detekce pro analýzu biologicky významných látek
Teoretická část: vysvětlení základů kapalinové chromatografie, různé typy detektorů.
Praktická část: ukázka analýzy na elektrochemickém, UV/VIS a hmotnostním detektoru.
UP5: Určení koncentrace celkových proteinů v krevním séru za využití různých metod
Teoretická část: krátký úvod k metodám pro stanovení, analýzu a separaci proteinů.
Praktická část: test tří různých technik pro stanovení koncentrace celkových proteinů v krevním séru. K analýze bude použito automatického analyzátoru a UV-Vis spektrometrie.
UP4: Princip ionexové chromatografie a analýza aminokyselin
Teoretická část: vysvětlení principu ionexové (iontové) chromatografie, příprava vzorku pro analýzu aminokyselin (kyselá a alkalická hydrolýza), derivatizace
Praktická část: předvedení analýzy reálného vzorku s ohledem na obsah aminokyselin.
UP3: Současné stanovení toxických a esenciální iontů těžkých kovů
Teoretická část: metody pro stanovení těžkých kovů, jejich instrumentace, výhody a nevýhody různých postupů pro přípravu vzorků.
Praktická část: elektrochemická analýza zinečnatých, olovnatých, kademnatých a měďnatých iontů.
UP2: Stanovení obsahu glukosy v kapilární krvi
Teoretická část: detekce glukosy a její význam.
Praktická část: K určení obsahu krevního cukru bude využito automatizované analýzy a senzorového glukometru. Bude sledován efekt požití glukosy na změnu její hladiny v krvi – glukosový toleranční test.
UP1
LEŠ – Letní elektrochemická škola