Analiza instrumentalna

Celem nauczania jest zapoznanie studentów kierunku Biologia stosowana 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 oraz mikroskopią fluorescencyjną.

Wykłady:

Analiza instrumentalna – definicja, metody instrumentalne, zasady pobierania, przygotowywania i przechowywania próbek biologicznych do badań laboratoryjnych. Etapy procesu analitycznego. Podział technik analitycznych. Metody optyczne i ich zastosowanie w badaniach laboratoryjnych (absorpcjometria, spektrofotometria UV/VIS).

Spektrofotometria w podczerwieni (IR). Metody chromatograficzne – typy chromatografii, chromatografia HPCL i jej zastosowanie w analizach biologicznych.

Metody analityczne i urządzenia wykorzystywane w genomice (elektroforeza kwasów nukleinowych, analizatory PCR, real-time-PCR).

Metody analityczne i urządzenia wykorzystywane w proteomice (strategie proteomiczne, przygotowanie próbek analitycznych, elektroforeza białek, analiza żeli, zintegrowane systemy analityczne).

Metody immunochemiczne (wykorzystanie przeciwciał w wybranych technikach): immunohisto- i cytochemia, western blot, immunoprecypitacja.

Technika ELISA i jej zastosowanie w diagnostyce laboratoryjnej i badaniach naukowych.

Wykorzystanie mikroskopii fluorescencyjnej w badaniach naukowych

Ćwiczenia:

Wprowadzenie. Metody kolorymetryczne; oznaczanie stężenia cholesterolu, triacylogliceroli i enzymów wątrobowych w osoczu krwi.

Pomiary promieniowania gamma, metoda radioimmunologiczna (RIA), oznaczanie stężenia hormonów tarczycy w osoczu krwi zwierząt – licznik promieniowania gamma.

Badanie ekspresji genów na poziomie mRNA – metoda Real time qPCR – termocykler StepOne Plus

Oznaczanie stężenia hormonów techniką ELISA.

Izolacja białka z tkanek zwierzęcych oraz ilościowa analiza jego stężenia metodą BCA - opracowanie wyników.

Rozdział elektroforetyczny białek (SDS-PAGE). Technika Western blot.

Podstawowa

1. Witkiewicz Z., Kałużna-Czaplińska J. Podstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2017.

2. Kraj A., Drabik A., Silberring J., Proteomika i metabolomika. Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, 2010.

Kozik A., Rąpała-Kozik M., Guevara-Lora I. Analiza instrumentalna w biochemii. Wybrane problemy i metody instrumentalnej biochemii analitycznej”, Instytut Biol. Mol., UJ, Kraków 2001.

Uzupełniająca

1. Ślósarek G. Biofizyka molekularna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.

2. Kraj A. i Silberring J. Proteomika. Wydział Chemii UJ, 2004.

3. Publikacje naukowe prowadzących zajęcia: PubMed.

Wiedza: - zna i rozumie

-metody analityczne i instrumentalne wykorzystywane w badaniach naukowych

-zasady pobierania, przygotowywania i przechowywania próbek biologicznych do badań laboratoryjnych; metody ekstrakcji substancji biologicznych z tkanek zwierzęcych

-teoretyczne podstawy najważniejszych metod spektroskopowych i chromatograficznych

-zasady najważniejszych metod proteomicznych (w tym metodę western blot) i genomowych (elektroforeza kwasów nukleinowych, real-time-qPCR)

- zasadę oraz zastosowanie metody immunoenzymatycznej i immunofluorescencyjnej w badaniach naukowych

-technikę mikroskopii fluorescencyjnej oraz jej zastosowanie w badaniach naukowych

Umiejętności - student potrafi:

- posługiwać się podstawowymi urządzeniami laboratoryjnymi, pobierać i przygotowywać tkanki zwierzęce do dalszych analiz laboratoryjnych - izolować białko z tkanki zwierzęcej, oznaczyć jego stężenie metodą BCA, przygotować próbki do rozdziału elektroforetycznego, wykonać analizę Western blot

-przeprowadzić analizę radioimmunologiczną (RIA) w celu oznaczenia stężenia hormonu we krwi lub tkance

-oznaczyć stężenie glukozy i podstawowych metabolitów we krwi stosując metody kolorymetryczne, a także hormonu stosując metodę ELISA

-potrafi zaprojektować i przeprowadzić analizę ekspresji mRNA danego genu przy zastosowaniu metody RT-qPCR

Kompetencje społeczne - jest gotów do:

- pracy w grupie i potrafi kierować małym zespołem wykonującym analizy laboratoryjne

- posiada świadomość odpowiedzialności, oraz ryzyka stosowanych metod analitycznych

- ma świadomość znaczenia zasad etycznych w przeprowadzaniu doświadczeń na zwierzętach, wykonywania analiz laboratoryjnych oraz właściwej interpretacji wyników badań

Egzamin w formie testu obejmującego zagadnienia omawiane na wykładach; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 55% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%.

Ćwiczenia:

Na ocenę pozytywną należy zaliczyć poszczególne ćwiczenia laboratoryjne i odpowiedzieć na pytania kolokwiów zaliczeniowych; udział oceny z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych w ocenie końcowej wynosi 40%.

nie dotyczy