Metody Chemii Analitycznej

III rok MSOŚ

1 Organizacja wykładu, cel: przegląd zasad pomiaru i metod analitycznych

2. Podział chemii analitycznej

3. Etapy procesu analitycznego (pobieranie próbek, przygotowanie próbek, pomiar i opracowanie wyników)

4. Podstawy klasycznej analizy -
a) metody grawimetryczne
b) metody analizy objętościowej
c) zasady opracowania wyników ( elementy analizy statystycznej)

5. Wybrane metody rozdzielania
a) wymiana jonowa,
b) ekstrakcja
c) rozdzielanie elektrolityczne
d) chromatografia gazowa
e) chromatografia cieczowa (odmiany)
f) kierunki rozwoju metod rozdzielczych

6. Metody elektrochemiczne
a) potencjometria (elektrody jonoselektywne)
b) elektroliza
c) metody prądowe (amperometria, polarografia, woltamperometria)
d) metody elektrochemiczne połączone z wstępnym zatężaniem analitu

7. Metody oparte na oddziaływaniu promieniowania elektromagnetycznego i korpuskularnego
a) spektroskopia cząsteczkowa,
b) spektrometria atomowa,
c) spektrometria masowa,
d) metody mikroskopii elektronowej w analizie powierzchni

8. Metody tandemowe (GC-MS, ICP-MS)

9. Sensory (chemiczne, biosensory, miniaturyzacja układów sensorowych)

10. Metody analizy przepływowej

11. Automatyzacja postępowania analitycznego

12. Elementy analizy procesowej

13. Uwagi końcowe ( miejsce i organizacja laboratorium analitycznego, kierunki rozwoju analizy chemicznej)

Samoorganizacja na stałych podłożach

Wykład monograficzny

1. Podział warstw molekularnych (warstwy Langmuira, Langmuira-Blodgett, samoorganizowane)

2. Technika otrzymywania monowarstwy na powierzchni międzyfazowej woda-powietrze
(Warstwy Langmuira)
- rola subfazy
- cząsteczki amfifilowe i ich rozpuszczalniki
- izoterma ciśnienie powierzchniowe - powierzchnia na molekułę

3. Badania właściwości warstw molekularnych Langmuira
- Napięcie i ciśnienie powierzchniowe
- Potencjał powierzchniowy
- Lepkość powierzchniowa

4. Modyfikacja substratów warstwami Langmuira-Blodgett
- rodzaje i przygotowanie podłóż
- sposoby pokrywania substratów warstwami
- trwałość układów warstwowych
- przykłady warstw L-B ( warstwy węglowodorowe, kwasów tłuszczowych, fluorowęglowe, warstwy zawierające jonofory, warstwy ciekłokrystaliczne, warstwy zawierające porfiryny i ftalocyjaniny, warstwy polimeryczne, warstwy fosfolipidów.)

5. Samoorganizacja cząsteczek organotiolowych na stałych podłożach
- kinetyka tworzenia monowarstw
- wpływ długości łańcucha i rozpuszczalnika na tworzenie monowarstwy i jej trwałość
- badania struktury monowarstwy
- tunelowanie elektronowe
- modelowanie warstwy metodami dynamiki molekularnej

6. Właściwości układów warstwowych
- badania grubości i właściwości warstw (metodami dyfrakcji promieni X, elektronowej, neutronowej, spektroskopii FTIR i Ramana)
- analiza powierzchni pokrytych monowarstwami (badania metodami SEM,TEM,AFM,STM, mikroskopii plazmonów powierzchniowych, pomiarów kąta zwilżania i spektroskopii Auger)

7. Elektryczne i elektrooptyczne właściwości układów warstwowych
- przewodnictwo i pojemność
- fotoprzewodnictwo
- elektrochromizm
- wykorzystanie metod prądowych (woltamperometrii, chronokulometrii i chronoamperometrii)

8. Zagadnienia transportu przez warstwy - warstwy jako membrany.

9. Zastosowania warstw molekularnych
- modelowanie błon biologicznych
- elementy urządzeń elektroniki molekularnej (warstwy oporowe, piezzoelektryczne, półprzewodnikowe)
- warstwy o właściwościach sensorowych
- warstwy przydatne w elektrokatalizie
- układy do optyki nieliniowej

Wykład powinien być poprzedzony wykladami/ćwiczeniami zaznajamiającycmi z podstawami technik opisanych w punkcie 6.

Bioinorganic Chemistry

IV rok

1. What is bioinorganic chemistry?
Elements important in biological systems and their speciation: typical complexes. Physical chemistry methods used in bioinorganic research.

2. Properties of of biological complexes.
Types of metalloproteins: Redox, hydrolytic, atom and group
transfer enzymes. The role of metal ion center in the enzyme.
Structural functions. Functions of metal complex as active centers
of proteins. Oxygen binding, transport and catalytic reduction.
Typical group transfer reactions. Electron transfer reactions.
Electron carriers, long range electron transfer. Binding and
reduction of nitrogen.

3. Interactions of metal ions with proteins and nucleic acids.
Application of metal ion complexes in probing the structure of
nucleic acid.

4. Metal ion uptake, transport in organisms and removal.
Metal ion concentration gradients (ion-channels, voltage gated channels)
Beneficial and toxic effects of metal ions. Application of metal
complexes in medicine.

5. Biomimetics: metal complexes and ligands used as models of
active centers of enzymes and ion channels.

Chemia Bionieorganiczna

IV rok

1. Zakres i cele chemii bionieorganicznej

2. Pierwiastki istotne w układach biologicznych i formy ich występowania
a. kompleksy metali w układach biologicznych

3. Właściwości cząsteczek biologicznych
a. białka zawierające centra metaliczne
b. kompleksy metali z kwasami nukleinowymi i ich składnikami
c. inne biocząsteczki zawierające centra metaliczne (koenzym B12, syderofory)

4. Przegląd metod fizycznych przydatnych w chemii bionieorganicznej

5. Podział metaloenzymów
a. enzymy hydrolityczne
b. enzymy redoks
c. przegrupowania

6. Funkcje metali w metaloproteinach
a. transport tlenu
b. inne reakcje przenoszenia atomów i grup
c. transport elektronowy
d. wiązanie i redukcja tlenu
e. wiązanie i redukcja azotu
f. rola strukturalna jonów metali w białkach

7. Oddziaływania jonów metali z kwasami nukleinowymi
a. wiązanie jonów metali z kwasami nukleinowymi
b. wiązanie kompleksów metali z kwasami nukleinowymi

8 Transport i przechowywanie metali w organizmach żywych

9 Usuwanie metali z organizmów żywych

10. Enzymy redoks w bioelektronice
a. metaloenzymy w bioogniwach i biosensorach
c. biomimetyczne modele kanałów jonowych

11. Wybrane przykłady zasosowań metali w medycynie

12. Kierunki rozwoju chemii biomimetycznej