Шифра предмета:
257B2		 Назив предмета:
Виши курс структурних инструменталних метода

Школска година:

2023/2024.

Услови похађања:

Нема услова.

ЕСПБ:

6

Врста студија:

мастер академске студије

Студијски програм:

Биохемија: 1. година, зимски семестар, изборни (E51B2), теоријско-методолошки предмет

Наставник:

др Љубодраг В. Вујисић
ванредни професор, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Сарадник:

др Ивана В. Софренић
асистент са докторатом, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Фонд часова:

Недељно: два часа предавања + два часа лабораторијских вежби (2+0+2)

Циљеви:

Упознати студенте са најсавременијим инструменталним методама које су од значаја за биохемију:

IR спектроскопија, ATR и IR имиџинг узорака биолошког порекла (Одређивање секундарне структуре протеина као и протеин-протеин и протеин-лиганд интеракција. Профилисање узорака компликованог матрикса, нпр. прополис).

Вишепулсне 1D, 2D, 3D и 4D NMR методе (Одређивање примарне, секундарне и терцијарне структуре протеина, протеин-лиганд скриниг. Профилисање узорака компликованог матрикса, нпр. крви и урина. Медицинска дијагностика).

Масена спектрометрија (MS), тандемна (MS/MS), вишестепена спектрометрија маса (MSn) и MALDI имиџинг у анализи узорака биолошког порекла (Одређивање структуре секундарних метаболита и биополимера масено-спектрометријским методама. Профилисање узорака компликованог матрикса, нпр. узорци ткива).

Исход:

Након завршетка курса студенти ће бити обучени за обраду снимљених спектара и решавање структура органских једињења применом вишепулсних NMR експеримената и модерних метода масене спектрометрије. Такође, овладаће начинима припремања и профилисања биолошких узорака савременим инструменталним техникама.

Облици наставе:

Предавања, лабораторијске вежбе, колоквијуми, семинарски, домаћи радови.

Ваннаставне активности:

Предавања гостујућих предавача.

Литература:

Основна литература:

  1. Слободан Милосављевић: Структурне инструменталне методе
  2. Веле Тешевић: Основе масене спектрометрије органских једињења
  3. Ernö Pretsch, Philippe Bühlmann and Martin Badertscher: Structure determination of organic compounds, Tables of Spectral Data
  4. L. D. Field, S. Sternhell, J. R. Kalman: Organic structures from spectra, fourth edition

Помоћна литература:

  • Актуелни научни радови.

Додатни материјал:

—

  Наставне обавезе и начин оцењивања

Предавања:

0 поена (2 часа недељно)

Програм рада:

1. NMR спектроскопија

  • Вишепулсне 1D NMR методе (INEPT, АPТ, DEPT, NOE, мерење T1 и T2, STD - saturation transfer difference експерименти).
  • Дводимензионалне (2D) NMR методе (2DJ разложен NMR, COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY, DOSY) и њихова примена за анализу биомолекула.
  • Тродимензионалне (3D) и четвородимензионалне (4D) NMR методе и њихова примена за одређивање структуре биополимера - протеина.
  • Детекција 15N и 31P NMR спектара и њихова примена у биохемији.
  • Протеин-лиганд скрининг NMR спектроскопијом.
  • Профилисање узорака компликованог матрикса (нпр. крв и урин) NMR спектроскопијом.
  • Комбинације течне хроматографије са NMR спектроскопијом (LC/NMR).

2. IR спектроскопија

  • Одређивање секундарне структуре протеина и деконволуција спектара.
  • Одређивање протеин-протеин и протеин-лиганд интеракција применом IR спектроскопије.
  • IR имиџинг узорака биолошког порекла.

3. Високоефикасна танкослојна хроматографија (HPTLC) у одређивању микробиолошке активности - биоаутографија

4. Масена спектрометрија

  • Јонски извори (EI, CI, FAB, SIMS, DART, MALDI, SELDI, ESI, APCI, APPI, CID/CAD).
  • Раздвајање јона - анализатори (јонска покретљивост, B, E, Q, јонска замка (ITD), TOF, ICR (MRMS), Orbitrap).
  • Тандемна спектрометрија маса (MS/MS или MS2) и вишестепена спектрометрија маса (MS/MS/MS..., MSn).
  • MS/MS експерименти квалитативне и квантитативне циљане анализе (MRM, SRM, daughter scan i neutral loss).
  • Одрeђивање структуре протеина MS/MS методама.
  • MALDI имиџинг у анализи узорака биолошког порекла.
  • Комбинације течне хроматографије са масеном спектрометријом (LC/MS, LC/MS/MS,LC/MSn).
  • Примена инструменталних метода у анализи хемијског оружја.

Лабораторијске вежбе:

10 поена (2 часа недељно)

Програм рада:

  1. Одређивање структуре органских једињења на основу H,H-COSY, HETCOR, DEPT, 2DJ, H,H-NOESY NMR спектара.
  2. Одређивање структуре органских једињења и протеина помоћу MS, MS/MS and MSn метода.
  3. Упознавање студената са постојећом опремом Хемијског факултета (IR, GC, LC, HPTLC, MS, GC/MS, LC/MS, NMR); припрема узорака, снимање спектара и њихова интерпретација.
  4. Рад у програмима за снимање спектара и обраду резултата SPECTRAL, OMNIC, CHEMSTATION, COMPAS, TOPSPIN, MESTRE NOVA, SIMCA.
  5. Aнтиоксидативна активност (DPPH тест) различитих производа широке потрошње.
  6. Примена HPTLC - Биоаутографија.
  7. Методе за откривање недозвољених супстанци у дијететским суплементима.
  8. Снимање FTIR спектара протеина и одређивање секундарне структуре протеина.
  9. Снимање STD NMR спектара - протеин-лиганд скрининг.

Семинарски радови:

20 поена

Колоквијуми:

10 поена

Писмени испит:

20 поена

Усмени испит:

40 поена