Analitikai kémia II

Előadások témakörei:

Korszerű elválasztási módszerek:
Kromatográfiás alapfogalmak számszerű definíciói a kromatogramok segítségével értelmezve. Szorpciós és deszorpciós kölcsönhatások szerepe a kromatográfiás diszperzió kialakulásában, függése a lináris áramlási sebességtől, kis, közepes és nagymolekulás anyagok esetén. A megújuló vékonyréteg-kromatográfia módszertana.

Új töltetgeometriák szerepe és alkalmazása a modern folyadékkromatográfiában (nagyon kis méretű szemcsék, mag/héj-töltetek, illetve monolitkolonnák), UHPLC, gyors kromatográfia.

Fehérjék elválasztástechnikai vizsgálatai (natív, illetve részlegesen denaturálódó, részlegesen (enzimesen) vagy teljesen hidrolizált formában). Fehérjék speciálisan kivitelezett kromatográfiái: Gél(vagy méretkizárásos)kromatográfia (SEC); Hidrofób kölcsönhatási kromatográfia negatív ionerősség gradienssel (HIC); Ioncserés fehérjekromatográfia, növekvő sógradienssel (IEC); RP-HPLC; Affinkromatográfia; Elektroforézis módszerek;  kromatográfiával kombinált elektroforetikus elválasztási módszerek (kapilláris elektrokromatográfia, SDS-PAAGE, sít.). Lab-on-chip (dúsító, RP-HPLC-ESI-MS)

Bioszimiláris fehérjemolekulák proteomikai aminosav-sorrendi elemzésének, szerkezetfelderítésének, szerkezetazonosításának legfontosabb stratégiai eljárásai, s azok részlépései a fehérjék méretének függvényében („bottom up”, „middle up”, „middle down”, és „top down”). Monoklonális antigén-fehérjék fő szerkezeti vázának felépítési egységei.
A kromatografált oligopeptidek aminosav-sorrendjének felderítését szolgáló ütközőcellás (CID, ECD, ETD) MS-MS-módszerek fő jellemzői, fragmentálási jellegzetességei. Poszt-transzlációs glikozidálódási mintázatok felderítésének stratégiai lehetőségei, egyéb poszt-transzlációs változások (redukció, oxidáció, deamidáció) kimutatása fehérje-MS-MS-módszertanok segítségével.

A nagyhatékonyságú folyadékkromagráfiás módszerek áttekintése, csoportosítása. Az UHPLC műszerezettségi, detektálási, ill. töltetminőségi követelményei.
A direkt és indirekt királis kromatográfiás elválasztások kivitelezésmódjai, azok relatív előnyei és hátrányai.

Modern kapilláris gázkromatográfiás elválasztási és detektálási módok. A gőztéranalízises GC-MS módszertana és gyakorlati alkalmazása a gyógyszergyári minőség-ellenőrzés/minőségbiztosítás területén.

Termikus analitikai módszerek alkalmazási területei és fontosabb módszerei, egy-egy termoanalitikai berendezés felépítése, egységeinek ( kemence, mintatartó, hőmérő, fűtőegység, hőmérsékletprogramozó) ismertetése, a termogravimetriás(TG) és derivatív termogravimetriás (DTG) módszerek és berendezések (termomérleg) bemutatása, a mérési körülmények hatása a termogravimetriás görbék alakjára, példák a TG gyakorlati alkalmazására, a differenciális termoanalízis (DTA) és a differenciális pásztázó kalorimetria (DSC) módszereinek bemutatása, a DTA készülék felépítése, a hőáram DSC, ill. a teljesítménykompenzációs DSC készülékek működési elve és felépítése, a differenciális termoanalitikai módszerek gyakorlati alkalmazása (fázisátalakulások, módosulat-változások tanulmányozása, fázisdiagramok felvétele, fajhő meghatározása). A fejlődő gázelemzés módszerei (gáztitrimetria, FID, MS, FTIR csatolt detektorokkal, pirolízis-GC-MS)

A tömegspektrometria szervetlen és szerves analitikai, és fehérjeszerkezetvizsgálati alkalmazásai:
A töltéssel rendelkező részecskék elválasztásával előálló tömegspektrumok jellemző (ionáram vs. m/z, izotópok, izobárok, természetes izotópeloszlás, molekulaionok, fragmentációs mintázat, pontos tömegmérés, molekulatömeg definiciók. A tömegspektrométerek általános felépítése és az egyes egységek funkciói: mintabeviteli megoldások, ionforrások (EI, CI, APCI, APPI, MALDI, ESI), analizátorok (kvadrupól, kettős fókuszálású, TOF, ICR, ioncsapda, orbitrap, stb.), detektorok (IMP, ionreflexió), ütköző cellás megoldások (Ar, CID, ECD, ETD, stb.). Modern csatolási lehetőségek pl. HPLC-hez (MS-MS, QMSn).
Az ICP-hez csatolható kis- és nagyfelbontású tömegspektrométerek teljesítmény jellemzői (felbontóképesség, tömegtartomány, felvételi sebesség, érzékenység, kimutatási határ, tömegmérési pontosság, stb.).

            Az FTIR- (és FT-Raman) spektroszkópia jelentősége a szervetlen (összetett ionos) és szerves (molekuláris) vegyületek azonosításában, szerkezetfelderítésében ill. mennyiségi elemzésében. Az FT-IR-spektrométer felépítése, működési elve infravörös spektrum felvételére. Gáz, folyadék és szilárd halmazállapotú minták mérési technikái. Az IR spektrum elvi és gyakorlati értékelése, sávhozzárendelések.

            A röntgensugárzás felhasználása analitikai reagensként, ill. jelforrásként, röntgensugárzás keltése és keletkezése (röntgen-cső, szinkroton); a sugárzás jellemzése és eloszlása hullámhossz és energia szerint; a sugárzás és az anyag kölcsönhatásának alapjelenségei (abszorpció, fluoreszcens emisszió, foto- és Auger-elektronemisszió, diffrakció). A röntgensugárzás detektálása, intenzitásának mérése. A röntgensugárzás kristályrács-seregeken történő diffrakciójának alaptörvénye (Bragg-egyenlet); az összefüggés felhasználása, alkalmazási területei (XRD, XRF). Atomtörzsi elektronok energiaviszonyai (abszorpciós élek, karakterisztikus röntgenvonalak) és az emittált sugárzás rendszámfüggése (Moseley-törvénye). A röntgenfluoreszcenciás (XRF) elemzés gyakorlata (hullámhossz-, ill. energiadiszperziv spektrométerek felépítése, analitikai mintaelőkészítés, kalibrációs és belső viszonyító minták, mátrixhatások és korrekciójuk). Teljes visszaverődésen alapuló XRF, további emissziós módszerek (EMP, PIXE). Alkalmazási köreik.     

            Atomspektroszkópiák. Emissziós, atomabszorpciós módszerek. Induktív csatolású plazmaforráson (ICP) alapuló nagyteljesítményű atomspektroszkópiai (ICP-OES) és tömegspektrometriás (ICP-MS) elemanalitikai módszerek analitikai jellemzői, és berendezéseinek alapegységei, felépítése.

Laboratóriumi gyakorlatok az előadásokon elhangzottakhoz kapcsolódóan gyakorlati mérési és alkalmazási példákon keresztül hozzák közelebb az analitikai méréseket a hallgatókhoz.