Tartalom
I.
A MŰSZERES ANALITIKA SZAKIRÁNYÚ TOVÁBBKÉPZÉSI SZAK KÉPZÉSI ÉS
KIMENETI KÖVETELMÉNYEI.............................................................................................. 3 II. A SZAKIRÁNYÚ TOVÁBBKÉPZÉSI SZAK TANTERVE .............................................. 5 III. KÉPZÉSI PROGRAM ......................................................................................................... 6 IV. A RÉSZTVEVŐK TELJESÍTMÉNYÉT ÉRTÉKELŐ RENDSZER ................................. 7 V. A TANTÁRGYI PROGRAMOK ......................................................................................... 8 VI. A KÉPZÉSI PROGRAM VÉGREHAJTÁSÁHOZ SZÜKSÉGES TÁRGYI ÉS SZEMÉLYI FELTÉTELEK, EZEK BIZTOSÍTÁSÁNAK MÓDJA ...................................... 26
1
Tisztelt Hallgató! A Műszeres Analitika szakirányú továbbképzés célja a szakterület, a gazdaság és a munkaerőpiac igényeinek megfelelően olyan szakanalitikusok képzése, akik megfelelő szintű alaptudással és az ötéves képzési formákat meghaladó speciális, szakanalitikai kémiai ismeretekkel rendelkeznek, mely alapján alkalmasak összetettebb analitikai kémiai feladatok és problémák önálló tanulmányozására és megoldására elsősorban a kutatás és a műszaki fejlesztés területén. A képzés során a leggyakrabban alkalmazott analitikai kémiai eljárások oktatása történik, illeszkedve a régióban megvalósuló gyógyszeripari, környezetvédelmi, élelmiszeripari fejlesztésekhez. A négy féléves képzésen az ötéves egyetemi képzésben, vagy mesterképzésben megfelelő szakokon szerzett oklevéllel (kémia, vegyész, vegyészmérnök, gyógyszerész, biológus, mikrobiológus és környezettan) rendelkezők vehetnek részt. A képzés során a legkorszerűbb analitikai módszerek oktatására kerül sor, amelyek az egyetemek alapképzési tanterveiben nem, vagy csak érintőlegesen szerepelnek. Ezek a módszerek például a gyógyszergyártásban jelenleg, vagy a közeljövőben várhatóan alkalmazott analitikai és minőségbiztosítási munka során is nélkülözhetetlenek. A képzésbe bekapcsolódnak a TEVA Gyógyszergyár Zrt. munkatársai is, a Mérések minőségellenőrzése című tárgyat részben a gyógyszergyárban, az ottani szakemberek segítségével oktatjuk. A képzésről részletesebb és naprakész információkat az analitika.unideb.hu weblapon találhatnak.
Felsőfokú tanulmányaihoz sok sikert és a végzést követően az elképzelésének mindenben megfelelő állást kívánunk! Debrecen, 2012. április
Dr. Fábián István s. k. egyetemi tanár A szakirányú továbbképzési szak felelőse
Dr. Juhász László s. k. egyetemi adjunktus A DE TTK Kémiai Intézete oktatási felelőse
2
I. A Műszeres analitika szakirányú továbbképzési szakképzési és kimeneti követelményei (OM dokumentum)
1. A szakirányú továbbképzés megnevezése: Műszeres analitika szak 2. A szakirányú továbbképzési szakon szerezhető végzettségi szint és a szakképzettség oklevélben szereplő megnevezése: végzettségi szint: MSc. szintű szakképzettség: műszeres szakanalitikus 3. A szakirányú továbbképzés képzési területe: természettudomány 4. A felvétel feltétele: Az ötéves egyetemi képzésben, vagy mesterképzésben az alább felsorolt szakokon szerzett oklevél: − okleveles vegyész, okleveles vegyészmérnök, okleveles biomérnök, okleveles környezetmérnök, okleveles gyógyszerész, okleveles kémia szakos tanár, okleveles környezetkutató, okleveles molekuláris biológus, okleveles biotechnológus − vegyész MSc., vegyészmérnök MSc., biomérnök MSc., kémia szakos tanár MSc, környezettudomány MSc. 5. A képzési idő: 4 félév 6. A szakképzettség megszerzéséhez összegyűjtendő kreditek száma: félév: 4, óra: 590, kredit/félév: 29-31, összes kredit: 120 7. A képzés során elsajátítandó kompetenciák, tudáselemek, megszerezhető ismeretek, személyes adottságok, készségek, a szakképzettség alkalmazása konkrét környezetben, tevékenységrendszerben. 7.1. Elsajátítandó kompetenciák A képzés célja olyan korszerű analitikai ismeretekkel rendelkező szakanalitikusok képzése, akik a napi analitikai gyakorlat minden területén, a vegyiparban, szerves szintetikus iparban, a gyógyszeriparban, a szénhidrogén iparban, a környezetvédelemben, az élelmiszeriparban, a klinikai laboratóriumokban, tudományos intézetekben stb. képesek a kémiai elemzési feladatok megoldására, új módszerek kidolgozására, a meglévő módszerek adaptálására, analitikai laboratóriumok működésének szervezésére, irányítására. 7.2. Tudáselemek, megszerezhető ismeretek A szakképzettség birtokában a műszeres szakanalitikus − ismeri a legkorszerűbb műszeres analitikai módszerek (atomspektrometria, elektroanalitika, radiokémia, gázkromatográfia, tömegspektrometria, folyadékkromatográfia, immunanalitika, elektroforetikus technikák, lab-on-a-chip, királis elemzések, környezeti analitika) elméletét, a berendezések alapvető felépítését, alkalmazhatóságát, 3
− képes új ismeretek önálló megszerzésére, és az elsajátított analitikai ismereteket alkalmazására, nagy jártassága kell legyen az analitikai mérőrendszerek tervezésében és alkalmazásában, − adott analitikai feladatokhoz részletes mérlegelést követően megfelelő műszeres analitikai módszert képes kiválasztani, − új módszereket, eljárásokat tud kidolgozni, illetve ismert módszereket adaptálni, − képes a módszerek minősítését (validálását) elvégezni, a laboratórium minőségbiztosítási feladatait megszervezni és irányítani, − a műszeres analitikai elemzések eredményeinek kiértékeléséhez és tanulmányozásához korszerű kiértékelési módszereket és számítógépes programokat használ. 7.3. Személyes adottságok Probléma- és gyakorlatorientált látásmód a szakmai problémák megoldása terén; együttműködő-készség és partneri viszony kialakítása a feladatmegoldásban a más szakmai területek szakértőivel, hatóságokkal, gazdasági szférával, civil szervezetekkel. 7.4. A szakképzettség alkalmazása konkrét környezetben, tevékenységrendszerben A szakképzettség birtokában a műszeres szakanalitikus képes - a legkorszerűbb analitikai kémiai módszereket kreatív módon alkalmazni, - új módszereket, eljárásokat kidolgozni, ismert módszereket adaptálni, - a módszerek minősítését (validálás) elvégezni, ilyen munkát megszervezni és irányítani, - analitikai laboratóriumok munkáját megszervezni, vezetni, minőségbiztosítási rendszerét kidolgozni és működtetni, - magas szintű analitikai kémiai szakértői feladatokat ellátni. 8. A szakképzettség szempontjából meghatározó ismeretkörök és azok kreditértékei Alapozó ismeretek: 24 kredit (számítástechnika, matematika, analitikai elméleti alapjai, mintaelőkészítés, mintakezelés, atomspektrometria) Szakmai törzsanyag: 86 kredit (gázkromatográfia, folyadékkromatográfia, speciális kromatográfiás módszerek, elektroforetikus módszerek, környezetanalitika, tömegspektrometria, NMR, bioanalitika, lab-on-a-chip, validálás, laboratóriumok akkreditálása) 9. A szakdolgozat kreditértéke: 10
4
II. A szakirányú továbbképzési szak tanterve Tantárgyak
Tantárgy kódja
1.félév
Matematika számítástechnika alkalmazása az analitikai kémiában, statisztika Analitikai kémia elméleti alapjai, általános összefüggései Atomspektrometria
TKSE0001 TKSG0001
Elektroanalitika
Elm. órák
Gyak. órák
Össz. óraszám
12ea-k + 24gy-gy 2+6 kredit
12
24
36
TKSE0002
12ea-k + 0 2 kredit
12
0
12
TKSE0003 TKSL0003 TKSE0004 TKSL0004
16ea-k+8la-gy 3+2 kredit 16ea-k+14lagy 3+3 kredit 12ea-k+8la-gy 2+2 kredit
16
8
24
16
14
30
12
8
20
10ea-k+8lagy 2+2 kredit
20
22
42
24ea-k+24lagy 4+6 kredit 24ea-k+6lagy 4+1 kredit 24ea-k+30lagy 4+7 kredit
24
24
48
24
6
30
24
30
54
24
12
36
12
4
16
24
12
36
24
24
48
TKSE0005 TKSL0005
Radiokémia, röntgenanalitika Mintaelőkészítés, mintakezelés I-II.
TKSE0006 TKSL0006 TKSE0007 TKSL0007 TKSE0008 TKSL0008
Gázkromatográfia Tömegspektrometria (HPLC-MS, GC-MS)
TKSE0009 TKSL0009
Folyadékkromatográfia
TKSE0010 TKSL0010
Bioanalitika
TKSE0011 TKSL0011
Új trendek a kromatográfiában
TKSE0012 TKSL0012
Elektroforetikus technikák
TKSE0013 TKSL0013
NMR és más szerkezetvizsgáló módszerek (IR, UV) Királis anyagok sztereoizomerjeinek vizsgálata Mikrofluidika, lab-ona-chip
TKSE0014 TKSL0014
Környezeti analitika módszerei
TKSE0017 TKSL0017
Mérések minőségellenőrzése (validálás), laboratóriumok akkreditálása Záródolgozat I-II
TKSE0018 TKSG0018
Összes óra Vizsgák száma Gyakorlati jegyek Kredit pontok
10ea-k+14lagy 2+3 kredit
2.félév
3.félév
4.félév
24ea-k+12lagy 4+3 kredit 12ea-k+4lagy 3+1 kredit 24ea-k+12lagy 4+3 kredit 24ea-k+24lagy 4+6 kredit
TKSE0015
10ea-k +0 2 kredit
10
0
10
TKSE0016 TKSL0016
14eak+12la-gy 2+3 kredit 16eak+16la-gy 3+4 kredit 24eak+16gygy 4+4 kredit
14
12
26
16
16
32
24
16
40
0+45la-gy 9 kredit 64+89 4 4 31
0
50
50
308
282
590
TKSL0019 TKSL0020 78+68 6 5 30
82+68 4 4 30
0+5la-gy 1 kredit 84+57 4 5 29
ea = előadás, gy = gyakorlat/szeminárium, la = laboratóriumi gyakorlat k = vizsga, gy = gyakorlati jegy, a = aláírás, x+y = elm.+gyak. órák száma/félév
5
III. Képzési program Képzési cél: A képzés célja a szakterület, a gazdaság és a munkaerőpiac igényeinek megfelelően olyan szakanalitikusok képzése, akik megfelelő szintű alaptudással és az ötéves képzési formákat meghaladó speciális, szakanalitikai ismeretekkel rendelkeznek, mely alapján alkalmasak össszetettebb analitikai kémiai feladatok és problémák önálló tanulmányozására és megoldására elsősorban a kutatás és a műszaki fejlesztés területén. A képzés formája: levelező A képzés szerkezete: A levelező jellegű képzés kurzusai kötelezők, az elméleti és a (kísérletes laboratóriumi) gyakorlati órák aránya 55%-45%. A képzésben megjelenő 17 tantárgy elkülönített elméleti (előadás), tantermi gyakorlati (szeminárium) és laboratóriumi gyakorlati öszszetevőkből áll. Ezt egészíti ki a 10 kredit értékű szakdolgozat, melynek megírásával és megvédésével a szükséges 120 kreditet megszerezve a képzésben résztvevők teljesíthetik az oklevél megszerzéséhez szükséges követelményeket. A képzés módszerei: A képzés módszere levelező. A tanulók az egyes kurzusokhoz fűződő ismereteket a tanórákon elhangzottakon kívül az ajánlott irodalom, a képzést tartók által írt jegyzetek segítségével sajátíthatják el. A levelező foglalkozások során a képzésben résztvevők útmutatást kapnak a tanulás folytatásához. Mivel a képzés alkalmazott ismeretekre koncentrál, s jellegéből adódóan a műveletek bevésődéshez hosszú idő és sok gyakorlás kell, a vizsgák előfeltétele laboratóriumi gyakorlati, önálló munkák végzése az adott kurzusokhoz kacsolódóan. A segítségnyújtást megkönnyítendő, a képzés során folyamatos elektronikus kapcsolattartásra van lehetőség a hallgató és az oktató között. A korábban szerzett ismeretek beszámítása: A korábbi (MSc., illetve egyetemi szintű) szakirányú képzés során az azonos tematikájú tantárgyból szerzett közepesnél jobb – leckekönyvvel igazolt – érdemjegyet a továbbképzésben teljes értékkel elfogadjuk, mentesítve a hallgatót a vizsgakötelezettség alól.
6
IV. A résztvevők teljesítményét értékelő rendszer Az ismeretek ellenőrzési rendszere a tantervben előírt - részben egymásra épülő, részben egymástól független - tantárgyak kollokviumi jegyeinek a megszerzéséből, a választott szakdolgozat elkészítéséből és annak záróvizsgán történő megvédéséből tevődik össze. A tananyag elsajátítása közben a képzés résztvevőinek különböző, a tantárgyhoz kapcsolódó feladatokat kell megoldaniuk (pl. laboratóriumi gyakorlatok során önálló kísérlet végrehajtás, analitikai mérés, számítási feladat, évközi zárthelyidolgozat írás), amely egyrészt tájékoztatja a képzés résztvevőit arról, hogy milyen mértékben dolgozták fel az addig áttanulmányozott anyagot, másrészt visszacsatolást biztosít az oktató számára a neuralgikus pontokat illetően. A szakdolgozat: Tekintettel a szakirányú továbbképzés oktatási formájára és sokoldalú alkalmazási lehetőségeire a hallgatók zöme egy munkahelyi, analitikai kémiai probléma megoldásának kidolgozását választhatják témaként, az Intézet minősített oktatójával/kutatójával (mint konzulens) konzultálva. Azok a hallgatók, akiknek nincs lehetőségük megfelelő munkahelyi téma kiválasztására, az Intézet minősített oktatója/kutatója (mint témavezető) szakmai irányítása mellett dolgoznak ki szakdolgozati témát. A hallgatók téma- és témavezető választását a szakért felelős oktató (Dr. Fábián István tanszékvezető egyetemi tanár) hagyja jóvá. Az elkészült szakdolgozatok bírálatára az egyes tématerületek ismert szakembereit kérjük fel opponensként. Amennyiben a bíráló megítélése szerint a szakdolgozat valóban igazolja azt, hogy elkészítője képes az elsajátított ismeretanyag önálló, gyakorlati alkalmazására, a dolgozatot elfogadhatónak minősíti, ellenkező esetben átdolgozásra javasolja. A hallgatók a záróvizsgán bizottság előtt védik meg szakdolgozatukat. A záróvizsga: A záróvizsgára bocsátás feltétele: − 120 kredit megszerzése a tantervben előírt módon − a bíráló által elfogadott szakdolgozat. A záróvizsga részei: − A szakdolgozat tartalmának szóbeli bemutatása 10 perces előadás keretében a Záróvizsga Bizottság előtt − A szakdolgozat szóbeli megvédése a Záróvizsga Bizottság előtt a bíráló által feltett - a dolgozat témájához kapcsolódó - kérdés megválaszolásával. A záróvizsga eredménye (oklevél minősítése): A Záróvizsga Bizottság által a szakdolgozatra - annak megvédése eredményeként - adott érdemjegy, valamint a megszerzett kollokviumi érdemjegyek számtani középértékének átlaga.
7
V. A tantárgyi programok MATEMATIKA ÉS SZÁMÍTÁSTECHNIKA ALKALMAZÁSA AZ ANALITIKAI KÉMIÁBAN, STATISZTIKA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 24 szemináriumi gyakorlat Kreditszám: 2+6 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A hallgatók matematikai ismereteinek bővítése elsősorban matematikai statisztikával. A megismert statisztikai eljárások és a műszeres analitikai szoftverekben használt egyéb matematikai módszerek a számítógépes gyakorlatokon való alkalmazása és megértetése. A tárgy tematikája: előadás: A szükséges matematikai alapismeretek (differenciál- és integrálszámítás, mátrixok, valószínűségszámítás) átismétlése, és újabb ismeretek a mátrixokról. Valószínűségi változó, eloszlásfüggvény, sűrűségfüggvény, várható érték, szórásnégyzet, kovariancia. Normális-, t-, χ2- és F-eloszlás, többdimenziós normális eloszlás. Statisztikai sokaság, minta, a minta jellemzői. Pontbecslés, megbízhatósági intervallum. Hipotézisvizsgálat, statisztikai próbák (t-, u, χ2-, F-próba). Regressziós probléma. Magyarázó függvény illesztése mérési adatokra a legkisebb négyzetek módszerével. A becsült paraméterek várható értéke, szórása, korrelációja, eloszlása. Súlyozás, a függvény linearizálása, regresszió, ha mindkét koordináta valószínűségi változó. Kalibrációs egyenes. A standard addíció és a belső standard módszere. Kimutathatósági határ. További statisztikai módszerekről röviden (pl. szórásanalízis, főkomponensanalízis, faktoranalízis, klaszteranalízis). szemináriumi, számolási gyakorlat: A gyakorlatokat számítógépes tanteremben tartjuk. Numerikus, statisztikai számításokat végző és grafikus megjelenítést lehetővé tévő programok (például MatLab, Maple, Excel, SPSS, Scientist) némelyikét használjuk. Matematikai ismétlés. Mátrix-számítások számítógéppel. Függvények kiszámítása abszcissza pontok sorozatán; egy- és kétváltozós függvények grafikus megjelenítése (görbék, felületek). Interpoláció polinomokkal, spline-nal, simítás Savitzky-Golay algoritmussal, numerikus deriválás, integrálás, Fourier-transzformáció alkalmazása. Véletlen hibával terhelt adatsorozatok generálása és statisztikai vizsgálata (hisztogramok készítése, átlag, szórás, konfidencia-intervallum számítása, statisztikai próbák végrehajtása). Legkisebb négyzetes illesztések végrehajtása, statisztikai vizsgálata. Kalibráció. Bonyolultab statisztikai elemzések az SPSS program segítségével. Ajánlott irodalom: 1. Lukács O.: Matematikai statisztika, Műszaki kiadó, Budapest, 2006, Bolyai-sorozat 2. Falus I., Ollé J. : Statisztikai módszerek pedagógusok számára, Okker kiadó, 2000. 3. Horvai Gy. (szerkesztő): Sokváltozós adatelemzés (kemometria), Nemzeti tankönyvkiadó, Budapest, 2001
8
AZ ANALITIKAI KÉMIA ELMÉLETI ALAPJAI, ÁLTALÁNOS ÖSSZEFÜGGÉSEI Óraszám/szemeszter: 12 elmélet Kreditszám: 2 Számonkérés módja: kollokvium A tárgy célja: Bemutatni, hogy az analitikai kémia, mint alkalmazott tudomány milyen logikai elvek szerint működik. Az analitikai információ hogyan kapcsolódik más tudományokhoz, a termelési technológiákhoz és a társadalmi folyamatokhoz. A tárgy tematikája: előadás: Az analízis lépéseinek hierarchikus egymásra épülése. A probléma megfogalmazása, célkitűzés. Analitikai stratégiák kidolgozásának elvei. Mintavételi technikák. A mintaelőkészítés infrastrukturális háttere, modern módszerei. A műszerek kalibrálási elvei, lehetőségei. A jel/zaj viszony javításának folyamata különböző műszeres módszereknél. Kiértékelési eljárások. Az elemzési módszerek teljesítőképessége. A hibák nyomonkövethetősége. Az adathűség, a pontosság ellenőrzési lehetőségei. A standard referencia anyagok előállítási technológiája. Az abszolút analitikai módszerek sajátosságai. Az analitikai információ gyakorlati hasznosíthatósága.
Ajánlott irodalom: 1. H.H. Willard, L.L. Merritt Jr., J.A. Dean, F.A. Settle Jr.: Instrumental methods of Analysis, Wadsworth Publ., Co., Belmont, CA, U.S.A., 1988. 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
9
ATOMSPEKTROMETRIA Óraszám/szemeszter: 16 elmélet + 8 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 3 + 2 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: Megismertetni a hallgatókat a ma legmodernebbnek számító atomspektrometriás készülékekkel, ismertetni azok teljesítőképességét, alkalmazhatósági területeit A tárgy tematikája: előadás: A különböző típusú minták nyomkomponenseinek meghatározására alkalmas atomspektroszkópiai módszerek fizikai és fizikai kémiai elve. A nagy teljesítőképességű módszerek kialakulása, az egyes módszerek jel/zaj viszonyának javítási lehetőségei. A lángatomabszorpciós spektrometria (FAAS), grafitkemencés atomabszorpciós spektrometria (GFAAS), hidrid (HG) és hideggőz technikás CV) atomabszorpciós módszerek, induktív csatolású plazma atomemissziós spektrometria (ICP-AES), induktív csatolású plazma tömegspektrometria (ICP-MS) elve és alkalmazási lehetőségei. A nagyfelbontású folyamatos fényforrású atomabszorpciós spektrométer (HR-CS-AAS), mint szimultán AAS módszer alkalmazásai. Esszenciális és toxikus komponensek nyomelem-analízise, elemspeciációs analízise. Minták előkészítése, dúsítása atomspektrometriás elemzésekhez. A módszerek automatizálási lehetőségei. A flow injection (FIA) módszerek az atomspektroszkópiában. laboratóriumi gyakorlat: A legkorszerűbb grafitkemencés atomabszorpciós spektrométer (GFAAS), hidrid (HG) és hideggőz technikás CV) atomabszorpciós módszerek, induktív csatolású plazma atomemissziós (ICP-AES) és induktív csatolású plazma tömegspektrométer (ICP-MS) megismerése demonstrációs gyakorlatok keretében
Ajánlott irodalom: 1. Záray Gyula (szerk): Az elemanalitika korszerű módszerei, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2006. 2. H.H. Willard, L.L. Merritt Jr., J.A. Dean, F.A. Settle Jr.: Instrumental methods of Analysis, Wadsworth Publ., Co., Belmont, CA, U.S.A., 1988. 3. Welz, B., Sperling, M.: Atomic Absorption Spectrometry,. Wiley-VCH, Weinheim, 1999. 4. B. Welz, H. Becker-Ross, S. Florek, U. Heitmann: High resolution continuum source AAS, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. 5. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
10
ELEKTROANALITIKA Óraszám/szemeszter: 16 elmélet + 14 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 3 + 3 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A tantárgy célja, hogy áttekintést adjon az elektroanalitika módszereiről, elméletének alapjairól és az elemzések gyakorlatáról, hangsúlyt fektetve a legújabb fejlesztések ismertetésére. A rendkívül sokfajta elektroanalitikai módszer megfelelő csoportosítása és az általános összefüggések megértése alapvető cél. A tárgy tematikája: előadás: Elektrokémiai, elektroanalitikai alapfogalmak. Ionszelektív elektródok. Potenciometriás mérési módszerek. pH mérése üvegelektróddal. Elektrokémiai bioszenzorok. Solid-state elektródok. Scanning Probe Microscopy. Elektrogravimetria. Coulometria. Coulometriás titrálás. Amperometria. (személyi vércukormérő, oxigén szenzorok). Dead-stop módszer. Voltammetria. Polarográfia. Stripping analízis. Ciklikus voltammetria. Mikroelektródok, ultramikroelektródok (sejtek belsejében való alkalmazások). Víz meghatározása coulometriás Karl Fischer titrálási módszerrel. Konduktometria. Oszcillometria. Vezetőképességi titrálások. laboratóriumi gyakorlat: ciklikus voltammetria és új típusú ionszelektív elektródok alkalmazása, coulometriás titrálás (Karl-Fischer) Ajánlott irodalom: 1. J.Wang: Analytical electrochemistry, 2. ed. John Wiley, New York, 2001 2. Pungor E.: Analitikai kémia, 7. kiadás, Tankönyvkiadó, Budapest, 1987 3. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
11
RADIOKÉMIA, RÖNTGENANALITIKA Óraszám/szemeszter: 12 elmélet + 8 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 2 + 2 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: Az atommagsugárzások kémiai analitikai alkalmazásainak megismerése. A modern kémiai gyors analízisben egyre inkább terjedő röntgen-fluoreszcens elemanalitika bemutatása. A kurzus során a hallgatók megismerkednek a röntgen-fluoreszcencia jelenségével, az analitikai felhasználás elméleti hátterével, a legújabb asztali és kézi spektrométerekkel. Sorra vesszük az egyes módszerek előnyeit, hátrányait, valamint a minta-előkészítés és a mérés buktatóit, lehetséges hibaforrásait. A tárgy tematikája: előadás: Az atommagsugárzások alkalmazása a kémiai analízisban. Roncsolásmentes és roncsolásos anyagvizsgálatok. Kvalitatív, kvantitatív elemzési módszerek. Kémiai formák és az anyagszerkezet vizsgálata radioaktív módszerekkel, ill. sugárzásokkal. Gyakorlati alkalmazások a környezetvédelemben, iparban, mezőgazdaságban, orvosi, biológiai felhasználások. Nem destruktív és destruktív analitikai technikák. A röntgen-sugárzás, és kölcsönhatása az anyaggal. Karakterisztikus fluoreszcens sugárzás keletkezése és abszorpciója. Rayleigh és Compton szórás, polarizáció. XRF spektrométerek típusai, és részegységei, hullámhossz- és energia-diszperzív technikák összehasonlítása. Röntgen-fluoreszcenciás mérés menete: minta-előkészítés, optimális mérési paraméterek meghatározása. Kvalitatív és kvantitatív kiértékelés alapjai, „standardless” mérési mód. laboratóriumi gyakorlat: A gyakorlaton a hallgatók megfelelő mátrixban kalibráló egyenest készítenek, majd egy környezeti mintán mérést végeznek, un. „standardless” és kalibrált mérési módban. A spektrumokat kiértékelik, és a két mérési móddal kapott eredményeket összehasonlítják.
Ajánlott irodalom: 1. Tölgyessy J.: Magsugárzás a kémiai analízisben, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1965. 2. D.De Soete, R. Gijbels, J. Hoste: Neutron activation analysis, Wiley-Interscience, London, 1983. 3. H.A. Das, A. Faanhof, H.A. van der Sloot: Environmental Radioanalysis, Elsevier, Amszterdam, 1983. 4. A. Vértes, S. Nagy, Z. Klencsár: Handbook of nuclear chemistry, Kluwer Academic Publishers, Boston, 2003. 5. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
12
MINTAELŐKÉSZÍTÉS, MINTAKEZELÉS I. Óraszám/szemeszter: 10 elmélet + 14 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 2 + 3 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: Az analitikai feladatok kulcsfontosságú lépése a mintaelőkészítés. A mintaelőkészítés folyamatának tervezésével, a kritikus és kulcsfontosságú lépések ismeretével, ill. a mintaelőkészítési hibák elméletének tárgyalása révén egységes képet alakítunk ki az analitikai kémia e tág és sokrétű területéről. A hagyományos mintaelőkészítési módszerek mellett az elmúlt évtizedekben jelentősen fejlődtek és elterjedtek a mikrohullámú és nagynyomású mintaelőkészítési eljárások. Célunk a a hagyományos technikák ismertetése mellett a környezetvédelemben, gyógyszer, élelmiszer és nehézipari laboratóriumokban alkalmazható legkorszerűbb mitaelőkészítési eljárások ismertetése. A tárgy tematikája: előadás: A mintaelőkészítés elmélete, különböző halmazállapotú (légnemű, folyadék, szilárd) minták oldatbavitele. Aprítás és homogenizálás. Darálók, malmok és sziták használata. Atmoszférikus nyomású nedves roncsolás. Hamvasztási módszerek. Nagynyomású mintaelőkészítés. Mikrohullámú technika alkalmazása a mintaelőkészítésben. On-line mintaelőkészítés lehetőségei. Milyen megoldások léteznek nagyszámú minta roncsolására? Növényi és állati szövetek, humánbiológiai és élelmiszer minták sajátságai. A roncsolás során végbemenő kémiai változások. Geológiai minták feltárásának módszerei. Fémek, ötvözetek előkészítése. Nehezen elroncsolható, különleges és veszélyes anyagok mintaelőkészítési módszerei. Gyógyszeripari minták roncsolása és feltárása. Speciációs analitikai alkalmazások, extrakciós módszerek. Speciális mintaelőkészítési problémák nyomelemek ICP-OES/MS és EDXRF analízisénél. Mintaelőkészítési módszerek higany, arzéz és szelén vizsgálatára. Leggyakoribb hibák és problémák a mintaelőkészítésben. A mintaelőkészítés minőségbiztosítási kérdései.
laboratóriumi gyakorlat: Az előadásokban ismertetett módszereket a gyakorlaton részletesen megismertetjük a hallgatókkal. Homogenizálási módszerek, aprítás, örlés, szitálás. Az atmoszférikus roncsolás és hamvasztási technikák, a lúgos feltárás, ömlesztési módszerek és mikrohullámú roncsolás. Ötvözetek oldása. Lehetőséget biztosítunk saját (pl. munkahelyről hozott) minták előkészítésére. Ajánlott irodalom: 1. Papp L.: Környezeti minták analitikai kémiai vizsgálata. KLTE jegyzet, Debrecen, 1995 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
13
MINTAELŐKÉSZÍTÉS, MINTAKEZELÉS II. Óraszám/szemeszter: 10 elmélet + 8 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 2 + 2 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A szerves analitikai vizsgálatokat megelőző mintaelőkészítés folyamatának tervezésével, a kritikus és kulcsfontosságú lépések ismeretével, ill. a mintaelőkészítési hibák elméletének tárgyalása révén egységes képet alakítunk ki az analitikai kémia e tág és sokrétű területéről. Célunk a a hagyományos technikák ismertetése mellett a környezetvédelemben, gyógyszer, élelmiszer és nehézipari laboratóriumokban alkalmazható legkorszerűbb mitaelőkészítési eljárások ismertetése. A tárgy tematikája: előadás: Mintavételezés. A minta méretének csökkentése. Mintavételezésnél előforduló hibák. A minták tárolása, tartósítása. Mintaelőkészítés (illékony, szilárd és folyadék minták). Extrakciós eljárások (folyadék-folyadék, folyadék-szilárd extrakció, szilárd fázisú extrakció, szilárd fázisú mikroextrakció, stir bar sorptive extraction, Soxhlet-extrakció, extrakció ultrahang segítségével, szuperkritikus fluid extrakció, microwave-assisted extraction, static headspace extraction, dynamic headspace extraction, purge and trap, membrán extrakció). Mintaelőkészítés DNS és RNS vizsgálatokhoz (oldószer extrakció és csapadékleválasztás, membrán szűrés, kromatográfiás módszerek. laboratóriumi gyakorlat: Az előadásokban ismertetett módszereket a gyakorlaton megismertetjük a hallgatókkal. Ajánlott irodalom: 1. S. Mitra: Sample preparation techniques in analytical chemistry 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
14
GÁZKROMATOGRÁFIA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 24 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 6 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A hallgatók megismerkednek a gázkromatográfiás technika elméleti alapjaival, a készülékek működési elvével és az alkalmazási lehetőségekkel. A gyakorlatok során alkalmazzák az elméleti órán tanultakat. A tárgy tematikája: előadás: Mérföldkövek a kromatográfia történetében: klasszikus GC, SCF kromatográfia, kapcsolt technikák. Komputeres adatfeldolgozás, készülékvezérlés és módszerfejlesztés. Hordozható rendszerek. A gázkromatográfia elméleti alapjai. Az elúciós görbe jellemzése. Felbontóképesség. Kolonnatípusok, hordozók, nedvesítő folyadékok. A készülék felépítése, gázrendszer, mintabevitel, detektor típusok. A minőségi és mennyiségi meghatározás lehetőségei, kalibrálás. Nagysebességű GC. Kapcsolt rendszerek: GC-MS, GC-FTIR. Mintaelőkészítés. Analitikai alkalmazások. Pirolízis GC. laboratóriumi gyakorlat: Töltetes kolonna készítés. Déligyümölcs elemzése töltetes és kapilláris kolonnán (CE; H-P készülék). Ismeretlen összetételű gázminta metán tartalmának meghatározása. Mennyiségi értékelés belső standard módszerrel. Oldószerkeverékek elválasztása apoláros és poláros kolonnán. Homológ sorok szénszám - lg tR görbe felvétele töltetes és kapilláris kolonnán. Retenciós index meghatározása grafikusan izoterm körülmények között. Különböző festék hígítók főkomponenseinek azonosítása retenciós idő alapján.
Ajánlott irodalom: 1. Az előadás ábraanyaga (power point fájl) 2. Balla József: A gázkromatográfia analitikai alkalmazásai. Abigél Bt. (1997) 3. Dr. Szepesy László: Gázkromatográfia, Műszaki Könyvkiadó, Budapest (1970) 4. V.G. Berjozkin: A gázkromatográfia kémiai módszerei, Műszaki Könyvkiadó, Budapest (1984)
15
TÖMEGSPEKTROMETRIA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 6 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 1 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A tantárgy célja, hogy áttekintést adjon a modern tömegspektrometria módszereiről, elméletének alapjairól és az elemzések gyakorlatáról, hangsúlyt fektetve a legújabb fejlesztések ismertetésére. A tárgy tematikája: előadás: A tömegspektrométerek felépítése. Ionforrások (EI, CI, FAB, LDI, MALDI ESI, APCI, APPI, DESI, DART). Tömeganalizátorok (E, B, Q, IT, TOF, ICR): Detektorok. Vákuumrendszer. Pontos tömegmérés, összetétel meghatározás. Tandem tömegspektrometria. Spektrumértelmezés, spektrumkönyvtárak. Elválasztástechnikai eszközök kapcsolása a tömegspektrométerhez (GC-MS, LC-MS, GPC-MS, CZE-MS). A tömegspektrometria alkalmazási lehetőségei peptidek, fehérjék nukleinsavak, szénhidrátok és szintetikus polimerek szerkezetvizsgálatára. Gyógyszeripari alkalmazások (metabolitvizsgálatok, szennyezésprofil meghatározása). Célvegyületek vizsgálata különböző eredetű mintákban (multi-target screening) tömegspektrometriás módszerekkel: biotechnológiai, gyógyszeripari, orvosi és környezetvédelmi alkalmazások. A 2D és 3D tömegspektrometria (tissue imaging and profiling).
laboratóriumi gyakorlat: Móltömegmeghatározás MALDI és ESI technikákkal (kis molekulatömegű anyagok, természetes és szintetikus makromolekulák.) Szerkezetmeghatározás (PSD, MS2, psuedo-MS3). Kapcsolt technikák bemutatása és alkalmazása (GC-MS, LC-MS, GFC-MS).
Ajánlott irodalom: 1. Wilfried M.A. Niessen: Liquid-Chromatography – Mass Spectrometry, Chromatographic Science Series, Vol. 97. CRC Press (2006), ISBN:0824740823 2. Franz Hillenkamp, Jasna Peter-Katalinic: MALDI-MS: A Practical Guide to Instrumentation, Methods and Application, Wiley-VCH (2007), ISBN:3527314407 3. Wilfried M.A. Niessen: Current Practice of Gas Chromatography – Mass Spectrometry, Chromatographic Science Series, Vol. 86. CRC Press (2001), ISBN:0824704738. 4. Előadás jegyzetek
16
FOLYADÉKKROMATOGRÁFIA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 30 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 7 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A hallgatók megismertetése a folyadékkromatográfia kezdetétől a legutóbbi időkig lezajlott fejlődésével, a modern folyadékkromatográfia elméletével és gyakorlatával, a folyadékkromatográfiák eszközeivel és eljárásaival. A tárgy tematikája: előadás: A folyadékkromatográfia története, főbb típusai, fordított és normál fázisú kromatográfia, gélpermeációs kromatográfia, ionkromatográfia. A folyadékkromatográfiás elválasztások mechanizmusa, azok matematikai leírása. A kromatogramok kiértékelése során használt paraméterek, azok jelentősége és megjelenése a szabványokban. A van Deemter egyenlet és alkalmazási köre. A folyadékkromatográfok szerkezeti felépítése általános áttekintésben. Az egyes részegységek részletes tárgyalása, a velük szemben támasztott követelmények, szerkezeti felépítési elvek, oldószertároló egység, csővezetékek, gázmentesítés, gradiensképzési lehetőségek, pumpák, automata és manuális mintaadagolók és injektorok, előtétkolonnák, analitikai kolonnák. Az analitikai kolonnák típusai, speciális kolonnatöltetek, normál és microbore kolonnák, a kolonnakiválasztás szabályai. A kolonnák más gyártótól származó kolonnával történő minél tökéletesebb helyettesítésére használható kísérleti és számítógépes módszer ismertetése. Az eluens megfelelő megválasztásának az alapvető elvei. A mintaelőkészítés fontossága, manuális és automatikus dúsítási módszerek. A származékképzés szükségessége, elmélete és gyakorlata. A folyadékkromatográfiás detektorok típusai, működési elvük, szerkezeti felépítésük, érzékenységük, stabilitásuk. A kapcsolt folyadékkromatográfiás technikák áttekintése, több detektor egyidejű használata, a tömegspektrometria szerepe a folyadékkromatográfiában. laboratóriumi gyakorlat: Különböző gyártóktól származó folyadékkromatográfiás rendszerekkel történő megismerkedés, a szerkezeti felépítéstől az alapvető üzemeltetésig. Alap folyadékkromatográfiás mérések kivitelezése, az adatok kiértékelése. Kromatográfiás szoftverek. Azonos típusú, de különböző gyártótól származó kolonnák tesztelése és összehasonlítása, pontos helyettesítőjük megtalálásához szükséges mérések, helyettesítők keresése adatbázisból. Standard minták elemzése különböző típusú kolonnákon, a kolonna típusának és az eluensnek a hatása az elúcióra. Közvetlen és származékképzéses folyadékkromatográfiás mérések. Ismeretlen elegy elemzése, komponensek számának, minőségének és mennyiségének meghatározása. Peszticidek és gyógyszer-hatóanyagok/maradványok kimutatása és analízise bonyolult mátrixban LC-MS technikával. Molekulasúly és molekulaméret-eloszlás meghatározása gélpermeációs kromatográfiával. Anionok és kationok meghatározása ionkromatográfiás technikával. Ajánlott irodalom: 1. Dr. Fekete Jenő: A folyadékkromatográfia elmélete és gyakorlata, Edison House Kft., Dabas, 2007 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
17
BIOANALITIKA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 12 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 3 Számonkérés módja: vizsga + gyakorlati jegy A tárgy célja: A korszerű bioanalitikai-molekuláris biológiai módszerek elvi alapjainak és műszeres hátterének bemutatása. A tárgy tematikája: előadás: A nukleinsavak (DNS, RNS) felépítése. A polimeráz láncreakció (PCR) elméleti alapjai és alkalmazási lehetőségei. Vektorok jellemzői és fajtái. Restrikciós enzimek, működésük és gyakorlati alkalmazásuk. Mikroorganizmusok (baktérium, gomba) transzformálása. Indítószekvencia (primer tervezése). Real-time PCR. DNS szekvencia meghatározása. Nukleinsavak izolálása. Génkönyvtár készítése. A cDNS alkalmazása a bioanalitikában. Nukleinsavak hibridizációja. Northern és Southern analízis. Fehérjék felépítése, szerkezeti szintjei. Fehérjék elválasztására alkalmas kromatográfiás módszerek: SEC, HIC, ioncserélő, affinitás kromatográfia. Fehérjék molekulatömegének meghatározása kromatográfiás, elektroforetikus és lágy ionizációs tömegspektrometriai módszerekkel. Bioanalizátor. Peptid, fehérje szekvenálás. Fehérje-ligand kötődési vizsgálatok: Mikrokalorimetria ITC, DSC és felületi plazma rezonancia SPR. laboratóriumi gyakorlat: A gyakorlatra a Genetikai és Alkalmazott Mikrobiológiai Tanszék molekuláris fiziológiai laboratóriumában kerül sor. Ennek során a hallgatók számítógépes program segítségével egy adott DNS szekvenciához indítószekvenciát (primerpárt) terveznek, mikroorganizmusból (penészgomba) DNS-t izolálnak, ellenőrzik a DNS minőségét-mennyiségét, PCR segítségével felszaporítják a génszakaszt, majd agaróz gélelektroforézis révén megállapítják az amplikon méretét. Ajánlott irodalom: 1. Molekuláris biológiai jegyzet (szerkesztő: Dombrádi Viktor) 2. Az előadás ábraanyaga (power point fájl)
18
ÚJ TRENDEK A KROMATOGRÁFIÁBAN Óraszám/szemeszter: 12 elmélet + 4 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 3 + 1 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A hallgatók megismertetése a kromatográfiás fázisok, módszerek és készülékek fejlesztésének legújabb irányzataival, azok lehetséges felhasználási körével. A tárgy tematikája: előadás: A gázkromatográfia legújabb készülékei, kolonnatípusai, azok jellemzői, felhasználási körük, molekulaszelektív dúsítási eljárások, automatikus mintaelőkészítő rendszerek. Nagy felbontású kétdimenziós gázkromatográfia. Vegyületek azonosítása minimális kromatográfiás elválasztással, ionmobilitás tömegspektrometriával kapcsolt gyors gázkromatográfiás rendszerek. A folyadékkromatográfiás állófázisok legújabb típusai, fejlesztési irányok. A szuperkritikus folyadékkromatográfia legújabb alkalmazásai. Mikroméretekben használható kromatográfiás rendszerek, chiptechnológia a folyadékkromatográfiában. Vékonyréteg kromatográfia. Ultranagynyomású folyadékkromatográfia, előnyök és hátrányok. Hordozható gáz- és folyadékkromatográfiás rendszerek, kromatográfiás vizsgálatok a világűrben. laboratóriumi gyakorlat: A legújabb gáz- illetve folyadékkromatográfiás készülékek megismertetése, újonnan kifejlesztett szelektív állófázisok bemutatása, tesztelése. Ajánlott irodalom: 1. Dr. Balla József: A gázkromatográfia analitikai alkalmazásai, Abigél Bt., Budapest, 1997, vagy Edison House kft, Dabas, 2007 2. Dr. Fekete Jenő: A folyadékkromatográfia elmélete és gyakorlata, Edison House Kft., Dabas, 2007 3. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
19
ELEKTROFORETIKUS TECHNIKÁK Óraszám/szemeszter: 24 elmélet +12 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4+3 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A tantárgy célja, hogy áttekintést adjon az elektroforézis történetéről, módszereiről, elméletének alapjairól és az elemzések gyakorlatáról, hangsúlyt fektetve a legújabb fejlesztések ismertetésére. A kapilláris elektroforézis, és újabban a chip elektroforézis olyan, napjainkban rendkívül gyorsan fejlődő analitikai kémiai elválasztási módszerek, melyek egyesítik a klasszikus elektroforézis technikáját a modern kromatográfiás detektálás és automatizálás műszeres lehetőségeivel, illetve a mikrofluidika legújabb eredményeivel. A tárgy tematikája: előadás: Elektroforézis elmélete, klasszikus elektroforetikus technikák (papírelektroforézis, agaróz gél elektroforézis, PAGE, izoelektromos fókuszálás). Kapilláris elektroforézis és legfontosabb technikái (kapilláris zónaelektroforézis (CZE), micelláris elektrokinetikus kapilláris kromatográfia (MEKC), kapilláris gélelektroforézis (CGE), kapilláris izoelektromos fókuszálás (CIEF), kapilláris izotachoforézisről (CTIP) kapilláris gélelektroforézis (CGE), affinitás kapilláris elektroforézis (ACE), elektrokromatográfia (EC)). Az elektroforetikus módszerek kifejlesztésének lépései. Az elektroforézis legújabb fejlődési irányai (mikrofluidikai analitikai eszközök, chip elektroforézis, lab-on-a-chip technológia). Jelöléses módszerek, származékképzés fluoreszcenciás detektáláshoz. Az elektroforetikus készülékek általános felépítése és működtetése. Minőségi és mennyiségi analízis módszerei. Gyógyszerészeti, klinikai, biotechnológiai, molekuláris biológiai alkalmazások. Speciális alkalmazási területek (királis elválasztások, single cell analysis, molekulák köcsönhatásainak vizsgálata, molekuláris felismerés). Kapcsolt technikák (CE-MS, CE-ICP/MS, CE-NMR). Az elektroferogramok kiértékelése (legújabb szoftverek). laboratóriumi gyakorlat: Az előadásokat követően az ismertetett módszerek megértését a laboratóriumi gyakorlaton tesszük teljessé (elválasztás paramétereinek kiszámítási módjai, gélelektroforézis és kapilláris elektroforézis készülék és módszer demonstrációk, elektroferogram kiértékelés módszerei). Ajánlott irodalom: 1. Rathore, A. and Guttman, A. (2003): Electrokinetic Phenomena: Principles and Applications in Analytical Chemistry and Microchip Technology. New York, Marcel Dekker. 2. Gáspár A.: Kapilláris zónaelektroforézis, Kossuth Egyetemi Kiadó, Debrecen, 2000. 3. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
20
NMR ÉS MÁS SZERKEZETVIZSGÁLÓ MÓDSZEREK Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 24 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 6 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A mágneses magrezonancia spektroszkópia (NMR), az ultraibolya-látható spektrofotometria (UV-VIS), az infravörös (IR) spektroszkópia valamint a röntgendiffrakción alapuló szerkezetvizsgáló módszerek korszerű analitikai alkalmazási lehetőségeinek ismertetése. A tárgy tematikája: előadás: Az NMR spektroszkópia klasszikus analitikai alkalmazásai. NMR gyógyszeripari alkalmazásai: enantiomer tisztaság és molekuláris kölcsönhatások vizsgálata. LC-NMR-(MS) kapcsolt technikák és analitikai alkalmazásai. Az NMR relaxáció és alkalmazásai. NMR a petrolkémiai analitikában. Kolloidok NMR spektroszkopiája: NMR diffúzió-metria. Folyadékfázisú NMR alkalmazása szilárd felületekre: NMR krio-porozimetria és Xe-NMR relaxometria. NMR az élelmiszer analitikában: izotóparány mérés és analitikai alkalmazása a hamisitások ellen. Az infravörös spektroszkópiában alkalmazott anyagok, az infravörös spektrométer felépítése, működése. (Interferogram, spektrum, a Fourier-transzformáció mint adatfeldolgozási módszer).Az infravörös spektrum jellemzői, a spektrumot befolyásoló tényezők a klasszikus IR spektroszkópiában (a mintaelőkészítés körülményei, oldószer- és koncentrációhatás, polimorfizmus, spektrális „műtermékek”, stb.). A reflexiós spektroszkópia (Total reflectance – teljes visszaverődés, Total internal reflectance – teljes többszörös belső visszaverődés) elvi alapjai, kivitelezése, alkalmazási példák. Az ATR spektroszkópia (Attenuated Total Reflectance – csillapított teljes visszaverődés) (HATR, UATR) elvi alapjai, kivitelezése, alkalmazási példák.A szórt visszaverődés (Internal diffuse reflectance – belső diffúz reflexió) elvi alapjai, kivitelezése, alkalmazási példák. Az UV-látható spektrofotometria alapelve és felhasználási lehetőségek (alapfogalmak, minőségi és mennyiségi analízis). Mérőműszer (felépítés, legfontosabb paraméterek). Röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálatok alapjai. Mintaelőkészítés és mérés (folyadék és szilárd minták, gyenge és túl erős abszorbancia, fotokémiai problémák, mintabomlás). Módszerfejlesztés és validálás. laboratóriumi gyakorlat: Enantiomer tisztaság, molekuláris kölcsönhatások NMR vizsgálata. NMR diffúziómetria. Az UATR egység használata (porok, folyadékok, paszták, gélek, kompozitok, műanyag fóliák, rétegelt csomagolóanyagok vizsgálata) Minőségbiztosítási esettanulmányok. A részleges belső reflexiós egység használata (porok, porkeverékek analízise, speciális terepi mintavételi technikák). UV-VIS spektrofotometriás mérés gyakorlata. Röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat.
Ajánlott irodalom: 1. Derome: Modern NMR Techniques for Chemistry Research. Pergamon Press, 1987. 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
21
MIKROFLUIDIKA, LAB-ON-A-CHIP Óraszám/szemeszter: 14 elmélet + 6 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 2 + 3 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A tantárgy célja, hogy a hallgatók megismerhessék az analitikai kémiában legújabban kidolgozott eljárásokat, módszereket és azok alkalmazási területeit. A tárgy elsősorban azokra a módszerekre koncentrál, melyeket 2000 után fejleszettek ki, és amelyek várhatóan nagy jelentőségre tesznek szert a következő évtizedekben alkalmazott analitikai vizsgálatok során. Az előadásokon következő témakörökről lesz szó: A tárgy tematikája: előadás: Analitikai mérőrendszerek miniatürizálása. µ-TAS. Mikrofluidikai chipek előállítása (kemény és lágy technikák, litográfiás, rétegképzési eljárások, száraz és nedves maratásos módszerek. Lab-on-a-chip technológia. Pikoliter-attoliter térfogatú mintaoldatok analitikája. (Bioanalyzer 2100, Agilent). Automatizált chip analitikai rendszerek DNS, RNS, fehérjék, sejtek vizsgálatához. Flow injection – kapilláris elektroforézis mikrofluidikai megvalósításai: (mintaelőkészítés, mintakezelés, kromatográfiás, elektroforetikus elválasztások chipeken, chipek kapcsolása tömegspektrométerekkel). Single cell analysis: vírusok, baktériumok elemzése, egyetlen sejt belső térfogata elemzésének lehetőségei. Bioszenzorok alkalmazása mikrofluidikai chipekben. Affinitás elektroforézis alkalmazása chipekben (kötődési állandók meghatározása számítógépes szimulációval és kísérletesen gyógyszervegyületek és fehérjék, illetve vírusok és ligandumok közötti kölcsönhatások vizsgálata). laboratóriumi gyakorlat: Mikrofluidikai chip előállítása (csatorna mintázat tervezése AutoCAD programmal, PDMS chip elkészítése meglévő öntőformáról. Festékminta injektálása és elektroforetikus elválasztása a chipben nagyfeszültségű tápegység alkalmazásával. Az elválasztás követése mikroszkóppal.
Ajánlott irodalom: 1. P.Tabeling: Introduction to microfluidics, Oxford UP, 2005. 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
22
KÖRNYEZETI ANALITIKA MÓDSZEREI Óraszám/szemeszter: 16 elmélet + 16 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 3 + 4 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A környezetanalitikia vizsgálatok tervezése, megfelelő mintavételi és analitikai technikák kiválasztása. Módszerek validálása, mérési eredmények kiértékelése. A tárgy tematikája: előadás: A félév során esettanulmányok feldolgozásán keresztül bemutatjuk a környezetanalitikai vizsgálatok, hatástanulmányok tervezésének kivitelezésének, az eredmények értékelésének legfontosabb szempontjait. Részletesen foglalkozunk a mintavételi tervek kidolgozásának, a megfelelő analitikai módszerek kiválasztásának problémakörével, valamint az eredmények kiértékelésének kemometriai módszereivel. Tárgyaljuk a levegő, víz és talaj szervetlen és szerves komponenseinek vizsgálati módszereit. Részletezzük a mintavétel tervezésének és kivitelezésének problémáit, a különböző mintaelőkészítési módszereket. Ismertetésre kerülnek a környezetanalitikában használatos műszeres analitikai módszerek. Bemutatjuk a terepen is használható analitikai módszereket, berendezéseket (hordozhat müszerek, gyorstesztek). Tárgyaljuk a mérési módszerek validálását, az eredmények közlését és értékelését. laboratóriumi gyakorlat: A gyakorlatokat tömbösítve tartjuk, 3-4 fős csoportokban. A környezetanalitikai célú mintavétellel, minták előkészítésével és analízisével részletesen foglalkozunk. A hallgatóknak irányítottan, de önállóan kell egy környezetanalitikai vizsgálatot megtervezniük. Össze kell gyűjteniük és fel kell dolgozniuk a téma irodalmát. A terv megvitatását követően végre kell hajtani a kiválasztott feladatot. A feladat a mintavételt, mintaelőkészítést, műszeres elemzést (FAAS, ICPOES, EDXRF. GC-MS, MAS) és az eredmények kiértékelését foglalja magában. A mérési eredmények kiértékelését követően az eredményekből írásos és szóbeli beszámolót kell készíteni. Ajánlott irodalom: 1. Papp L.: Környezeti minták analitikai kémiai vizsgálata. KLTE jegyzet, Debrecen, 1995 2. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
23
KIRÁLIS ANYAGOK SZTEREOIZOMERJEINEK VIZSGÁLATA Óraszám/szemeszter: 10 elmélet Kreditszám: 2 Számonkérés módja: kollokvium A tárgy célja: Királis anyagok sztereoizomerjeinek elválasztása és detektálása és ezek elméletének megismerése. Optikailag aktív anyagok sztereokémiájának meghatározása alkalmas kiroptikai módszerek alapjainak elsajátítása. előadás: Analitikai módszerek optikailag aktív vegyületek szeterokémiájának meghatározásához: HPLC, CE, OR, ECD, VCD. Optikailag aktív anyag és elektromágneses sugárzás kölcsönhatása; cirkuláris dikroizmus jelenség értelmezése. Elektronikus cirkuláris dikroizmuson (ECD) és optikai forgatáson (OR) és vibrációs cirkuláris dikroizmuson (VCD) alapuló konfiguráció meghatározás módszerei. Online HPLC-CD módszer alkalmazási lehetőségei példákkal bemutatva.
Ajánlott irodalom: 1.
Hollósi Miklós, Laczkó Ilona, Majer Zsuzsa: A sztereokémia alapjai
2.
az előadás ábraanyaga (power point fájl)
24
MÉRÉSEK MINŐSÉGELLŐRZÉSE (VALIDÁLÁS), LABORATÓRIUMOK AKKREDITÁLÁSA Óraszám/szemeszter: 24 elmélet + 12 laboratóriumi gyakorlat Kreditszám: 4 + 3 Számonkérés módja: kollokvium + gyakorlati jegy A tárgy célja: A tárgy célja, hogy áttekintést adjon a minőségbiztosításról és annak szerepéről, a termelés és szolgáltatás területén, továbbá az integrált ISO rendszerről és ennek helyéről a laboratóriumi munkában, továbbá a GLP-ről a vizsgáló és kalibráló laboratóriumokkal szembeni követelményekről, a laboratóriumok akkreditálásáról és az ezzel kapcsolatos jogszabályokról, rendeletekről, szabványokról. A tárgy tematikája: előadás: A minőségbiztosítás története: az integrált ISO rendszer bevezetése, jelentősége főbb jellemzői: A TQM és szerepe a minőségirányításban. A GLP, helye, szerepe, alkalmazási területei. Az MSZ EN ISO 9001:2001 S szabvány követelményei a dokumentációról és a mérésről, a mérésügyi törvény (1991/XLV.), hitelesítés, kalibrálás. A minőségbiztosított laboratóriumi munka általános ismérvei (mintavétel, mintakezelés, mérési módszer, validálás, kalibráció, standardok, értékelés, mérési hibák, dokumentáció, munkakörülmények). A 9/2001 EüM-FVM együttes rendelet a GLP-ről. A kapcsolódó törvények, jogszabályok (2000/XXV., 1993/XLIII.), a REACH, a biztonságos munkavégzés feltételei (RS mondatok). A vizsgáló és kalibráló laboratóriumok követelményei. Az MSZ EN ISO/IEC 17025:2005–ös szabvány lényegének ismertetése. A laborakkreditálás törvényi szabályozása (2005/LXXVIII.). Minőségbiztosítás a gyógyszeriparban, a GMP alapjai. Gyógyszeripari minőségbiztosítás általános kérdései, a gyógyszeripari minőségbiztosítás illeszkedése az általánosan alkalmazott minőségbiztosítási rendszerekhez, elvekhez.
laboratóriumi gyakorlat: Módszerfejlesztés, módszervalidálás HPLC/UPLC technikákkal. Hibakivizsgálás gyakorlata a gyógyszerellenőrző laboratóriumban.
Ajánlott irodalom: 3. DE TTK felnőttképzési GLP tanfolyam tananyaga 4. az előadás ábraanyaga (power point fájl)
25
VI. A képzési program végrehajtásához szükséges tárgyi és személyi feltételek, ezek biztosításának módja A képzésért felelős kar megnevezése: Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar A szakért felelős oktató: Dr. Fábián István tanszékvezető egyetemi tanár, DE Szervetlen és Analitikai Kémai tanszék A képzésben résztvevő oktatók döntően a Debreceni Egyetem oktatói, de a szakmai munkában külső tagok is részt vesznek (pl. TEVA ZRt (Gyógyszeripari Kihelyezett Tanszék).
A Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék feladata: - a képzési program végrehajtásához szükséges marketing-feladatok, reklámanyagok készítése, - oktatáskoordináció, kapcsolattartás a hallgatókkal, órarend szervezése, - a gyakorlatok technikai megszervezése, - az oktatás tárgyi feltételeinek (laboratóriumok) biztosítása. A szak indításának tervezett időpontja: 2009. szeptember A képzés költsége: 200.000.-Ft/félév
26
