Analiza instrumentalna

Celem nauczania jest zaznajomienie studentów kierunku Biologia z podstawowymi pojęciami oraz nowoczesnymi metodami i technikami analitycznymi stosowanymi w badaniach naukowych: technikami chromatograficznymi, spektrofotometrycznymi, metodami stosowanymi w proteomice, analizie kwasów nukleinowych, metodami służącymi do oznaczania hormonów i białek, metodami mikroskopii fluorescencyjnej.

Wykłady:

1. Analiza instrumentalna – definicja, metody instrumentalne, zasady pobierania, przygotowywania i przechowywania próbek biologicznych do badań laboratoryjnych. Metody ekstrakcji substancji biologicznych z tkanek zwierzęcych. Etapy procesu analitycznego. - 2 h.

2. Podział technik analitycznych. Metody optyczne i ich zastosowanie w badaniach laboratoryjnych (absorpcjometria, spektrofotometria UV/VIS, spektrofotometria w podczerwieni (IR)) - 2 h.

3. Metody chromatograficzne – typy chromatografii, chromatografia HPCL i jej zastosowanie w analizach biologicznych. - 2 h

4. Metody analityczne i urządzenia wykorzystywane w proteomice (strategie proteomiczne, przygotowanie próbek analitycznych, elektroforeza białek, analiza żeli, spektrometria masowa, zintegrowane systemy analityczne). - 2 h.

5. Metody analityczne i urządzenia wykorzystywane w genomice (elektroforeza kwasów nukleinowych, analizatory PCR, real-time-PCR, macierze molekularne). - 2 h

6. Technika ELISA i jej zastosowanie w diagnostyce laboratoryjnej i badaniach naukowych. - 2 h

7. Mikroskopia fluorescencyjna i jej wykorzystanie. - 2 h.

8. Egzamin - test wyboru - 1 h.

Ćwiczenia:

1. Wprowadzenie. Pobieranie materiału do badań. Chromatografia bibułowa i kolumnowa - 5 h.

2. Pomiary promieniowania gamma, metoda radioimmunologiczna – licznik promieniowania gamma (LKB) - 5 h.

3. Pomiar promieniowania beta (płynna scyntylacja), oznaczanie proliferacji komórek z zastosowaniem radioaktywnej tymidyny – licznik promieniowania beta (Beckman) - 5 h.

4. Badanie ekspresji genów na poziomie mRNA – metoda RT-PCR i Real time PCR – aparat StepOne Plus (Applied Biosystem) - 5 h.

5. Oznaczanie stężenia hormonów techniką ELISA - 5 h.

6. Badanie apoptozy – wykorzystanie mikroskopii fluorescencyjnej - 5 h.

7. Mikroskopia odwrócona w badaniu przeżywalności linii komórkowej - 5 h

Zaliczenie - na podstawie sprawozdań z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych.

Zygfryd Witkiewicz, „Podstawy chromatografii”, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992.

Andrzej Kozik, Maria Rąpała-Kozik, Ibeth Guevara-Lora, „Analiza instrumentalna w biochemii. Wybrane problemy i metody instrumentalnej biochemii analitycznej”, Instytut Biol. Mol., UJ, Kraków 2001.

Agnieszka Kraj i Jerzy Silberring, „Proteomika”, Wydział Chemii UJ, 2004.

A. Kraj, Anna Drabik, Jerzy Silberring, „Proteomika i metabolomika” Wyd, Uniwersytetu Warszawskiego, 2010.

Genowefa Ślósarek, „Biofizyka molekularna”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.

Wiedza:

1. Student potrafi scharakteryzować podstawowe metody analityczne i instrumentalne wykorzystywane w badaniach naukowych.

2. Posiada wiedzę o zasadach pobierania, przygotowywania i przechowywania próbek biologicznych do badań laboratoryjnych, opisać metody ekstrakcji substancji biologicznych z tkanek zwierzęcych.

3. Umie scharakteryzować podstawowe metody optyczne, chromatograficzne wykorzystywane w analityce laboratoryjnej oraz metody wykorzystywane w genomice i proteomice.

4. Jest w stanie wytłumaczyć zasadę oraz określić zastosowanie metody ELISA i RIA.

5. Umie scharakteryzować technikę mikroskopii fluorescencyjnej oraz podać jej zastosowanie w badaniach naukowych.

Umiejętności:

W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć:

a) wykonać prosty rozdział chromatograficzny mieszaniny związków chemicznychi/lub białek przy zastosowaniu chromatografii bibułowej i/lub kolumnowej,

b) przeprowadzić analizę radioummonologiczną (RIA) określonego hormonu,

c) zaprojektować i wykonać test ELISA dla określonego białka lub hormonu,

d) przeprowadzić test proliferacji komórek stosując radioaktywną tymidynę,

e) zaprojektować i przeprowadzić analizę ekspresji mRNA danego genu przy zastosowaniu metody RT-PCR i qPCR,

f) posługiwać się mikroskopem fluorescencyjnym i zastosować go w badaniach histologicznych,

g) ocenić przeżywalność linii komórkowej przy zastosowaniu mikroskopii odwróconej.

Kompetencje:

- potrafi pracować w grupie i kierować małym zespołem.

- posiada świadomość odpowiedzialności, oraz ryzyka stosowanych metod analitycznych.

Po wysłuchaniu wykładów student powinien być w stanie scharakteryzować podstawowe metody instrumentalne, określić zasady pobierania, przygotowywania i przechowywania próbek biologicznych do badań laboratoryjnych, opisać metody ekstrakcji substancji biologicznych z tkanek zwierzęcych. Powinien scharakteryzować podstawowe metody optyczne i określić ich zastosowanie w badaniach laboratoryjnych (absorpcjometria, spektrofotometria UV/VIS, spektrofotometria w podczerwieni (IR)). Student powinien umieć opisać i zdefiniować podstawowe metody chromatograficzne (w tym metodę HPLC). Powinien umieć objaśniać i wytłumaczyć zasadę metod analitycznych i urządzeń wykorzystywanych w proteomice (znać podstawowe strategie proteomiczne, metody przygotowania próbek analitycznych, elektroforezy białek, analizy żeli, zintegrowane systemy analityczne). Powinien być w stanie zdefiniować metody analityczne i urządzenia wykorzystywane w genomice (elektroforezę kwasów nukleinowych, analizatory PCR, real-time-PCR, macierze molekularne). Student powinien również znać zasadę i zastosowanie metody ELISA i RIA oraz mikroskopii fluorescencyjnej.

W wyniku przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych student powinien umieć: wykonać prosty rozdział chromatograficzny mieszaniny związków chemicznychi/lub białek przy zastosowaniu chromatografii bibułowej i/lub kolumnowej, przeprowadzić analizę radioummonologiczną (RIA) określonego hormonu oraz obsługiwać licznik promieniowania gamma, zaprojektować i wykonać test ELISA dla określonego białka lub hormonu, przeprowadzić test proliferacji komórek stosując radioaktywną tymidynę oraz wykorzystując licznik promieniowania beta, zaprojektować i przeprowadzić analizę ekspresji mRNA danego genu przy zastosowaniu metody RT-PCR i qPCR, posługiwać się mikroskopem fluorescencyjnym i zastosować go w badaniach histologicznych, ocenić przeżywalność linii komórkowej przy zastosowaniu mikroskopii odwróconej.

Kryteria oceny: Wykłady: test wyboru;

na ocenę 5,0 - >90% poprawnych odpowiedzi

na ocenę 4,5 - 81-90% poprawnych odpowiedzi

na ocenę 4,0 - 71-80% poprawnych odpowiedzi

na ocenę 3,5 - 61-70% poprawnych odpowiedzi

na ocenę 3,0 - 55-60% poprawnych odpowiedzi

na ocenę 2,0 <55% poprawnych odpowiedzi

Ćwiczenia: zaliczenie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.