Instrumentalne tehnike v biomedicinskih laboratorijih
Visokošolski strokovni študij laboratorijske biomedicine
Obseg:
210 ur
Predavanja: 105 ur
Vaje: 105 ur
Cilji predmeta:
Predmet seznani študente:
- z osnovnimi principi dela v biomedicinskem laboratoriju, smotri instrumentalnih tehnik in njihovo evaluacijo ter z načini obdelav in vrednotenja laboratorijskih podatkov in rezultatov,
- s principi zgradbe in delovanja aparatur
- s posameznimi spektroskopskimi tehnikami kot so UV - VIS, FLUORIMETRIJA, MS, IR, NMR in optične metode (polarimetrija, refraktometrija) ter pomenom in uporabo teh metod v klinični biokemiji in farmaciji,
- s principi delovanja in uporabo separacijskih tehnik zlasti tekočinske, plinske in planarne kromatografije ter elektroforeze,
- z delovanjem in uporabo merilnih naprav (analizatorjev) v klinično biokemijskih laboratorijih, njihovim krmiljenjem, vključevanjem v informacijske sisteme, prenosom, shranjevanjem in vrednotenjem rezultatov ter s sistemom kontrole kakovosti v laboratorijih,
- z aplikacijo na analizatorjih v biomedicinskih laboratorijih
Vsebina predmeta:
Predavanja
1. Splošne osnove laboratorijskih tehnik (3 ure)
- splošna laboratorijska oprema in materiali v biomedicinskem laboratoriju
- obravnava enot pomembnih za laboratorijsko delo
2. Osnovni laboratorijski izračuni (6 ur)
- enote
- izračuni pri določanju encimske aktivnosti
- standardne krivulje
3. Priprava bioloških vzorcev za analizo (3 ure)
- opis posameznih bioloških vzorcev
- odvzem vzorcev ter postopki po odvzemu
- priprava vzorcev za analizo
- pošiljanje vzorcev
4. Analitski proces (3ure)
- koncep in struktura analitskega procesa
- pomen in obseg posameznih faz pri reševanju analitskega problema
- pretok in kontrola pretoka informacij v laboratorijskih informacijskih sistemih
5. Dobra laboratorijska praksa (4 ure)
- pridobivanje laboratorijskih podatkov
- statistična obdelava: deskriptivna statistika, testiranje hipotez ter interpretacija rezultatov
- validacija opreme in validacija metod
- ustreznost sistema kot celote
6. Spektroskopske metode (2 uri)
- uvod in področja
- absorpcijska spektroskopija
- emisijska spektroskopija
7. UV-VIS spektroskopija (5 ur)
- uvod
- kvalitativna in kvantitativna UV spektroskopija
- numerične modifikacije (diferenčna in derivacijska spektrofotometrija)
- uporaba v klinični biokemiji in farmaciji
- vrste inštrumentov (sestavni deli, delovanje in rokovanje)
- izvajanje meritev v UV - VIS območju
- možne napake, kontrola in optimiranje inštrumentov
- analiza biološkega materiala
- toksikološka analiza
8. Fluorimetrija (3 ure)
- uvod
- uporaba v klinični biokemiji in farmaciji
- vrste inštrumentov (sestavni deli, delovanje in rokovanje)
- izvajanje meritev
- možne napake, kontrola in optimiranje inštrumentov
- analiza biološkega materiala
- toksikološka analiza
9. IR spektroskopija (2 uri)
- uvod
- uporaba IR v klinični biokemiji in farmaciji
- analiza zdravil in bioloških vzorcev (identifikacija in kontrola identitete, kontrola čistosti in vsebnosti, toksikološka analiza, določanje identitete zdravil po farmakopejskih metodah), banke spektrov
- vrste inštrumentov (sestavni deli, delovanje in rokovanje)
- izvajanje meritev
10. NMR spektroskopija (2 uri)
- uvod in osnove
- pregled pomembnejših metod in uporaba v biomedicini
11. MS spektroskopija (3 ure)
- uvod in osnove
- uporaba MS v klinični biokemiji
- povezava s separacijskimi metodami (MS-GC)
- toksikološka analiza
12. Kirooptične metode (polarimetrija, refraktometrija) (3 ure)
- uvod in osnove
- uporaba v klinični biokemiji (sestavni deli, delovanje in rokovanje)
- izvajanje meritev
13. Separacijske metode (4 ure)
- pregled in značilnosti separacijskih metod (filtracije, dializa, centrifugiranje, ekstrakcija, kromatografija, elektroforeza)
- razvrstitev kromatografskih metod
- mehanizmi kromatografskega ločevanja
- parametri kromatografskega ločevanja
- parametri kromatograma, kvalitativna in kvantitativna analiza
14. Tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (4 ure)
- značilnost tehnik tekočinske kromatografije
- tekočinski kromatograf: sestavni del, delovanje in rokovanje
- stacionarne in mobilne faze
- izbira pogojev za optimizacijo separacije
- postopki priprave vzorcev, derivatizacija in detekcija
- možnosti in uporaba z ozirom na vrsto spojin, fizikalno-kemijske lastnosti in namen
15. Plinska kromatografija (2 uri)
- značilnosti tehnik plinske kromatografije
- plinski kromatograf: sestavni deli, delovanje in rokovanje
- izbira stacionarne faze
- postopki priprave vzorcev, derivatizacija in detekcija
- možnosti in uporaba za vrednotenje eksogenih in endogenih spojin
16. Planarna kromatografija (2 uri)
- značilnosti tehnik planarne kromatografije
- instrumentalna oprema: sestavni deli, delovanje in rokovanje
- stacionarne in mobilne faze
- priprava in aplikacija vzorcev ter metode razvijanja in detekcije
- uporaba v okviru raziskav in standardnih postopkov za različne vrste spojin in namene
17. Elektroforeza (10 ur)
- definicije
- uporaba električnega polja za ločbo nabitih delcev v raztopini
- dejaviki, ki vplivajo na gibljivost makromolekul
- nosilci
- separacijske tehnike
- izbira metode in pogojev
- lokalizacija iskane substance
- klinične aplikacije
- elektroforezni sistemi in denzitometri
- kapilarna elektroforeza
18. Imunološke reakcije in vitro (6 ur)
- antigeni
- protitelesa
- reakcije antigen - protitelo
- antigen - protitelo obarjalne reakcije
19. Imunokemijske tehnike (8 ur)
- reagenti in inštrumenti
- imunodifuzija
- imunoelektroforeza
- counterimunoelektroforeza
- radialna imunodifuzija
- dvodimenzionalna elektroforeza
- Lowellova imunoelektroforeza
- imunonefelometrija
- aglutinacijski testi
20. Izotopne tehnike (4 ure)
- izotopi in njihova stabilnost
- principi radiacije in radioaktivnosti
- detekcija izotopov - števci (sestava, delovanje, rokovanje)
- zaščita pred sevanjem
21. Kompetitivne tehnike (6 ur)
- definicija
- kvantifikacija antigen - antitelo reakcije
- kompetitivna vezava
- separacijske tehnike
- označeni ligandi
- afiniteta interakcij
- navzkrižna reaktivnost
- primeri specifičnih tehnik (FIA, EIA, RIA, LIA)
- prednosti in slabosti posameznih tehnik
22. Merjenje koligativnih lastnosti (3 ure)
- koligativne lastnosti
- klinična uporabnost ozmometrije
- ozmometer – principi merjenja
- koloidno ozmotski tlak
23. Uporaba elektrokemičnih metod v biomedicinskih laboratorijih (1 ura)
- potenciometrija
- amperometrija in kulometrija
24. Uporaba ion selektivnih elektrod v biomedicinskih laboratorijih (2 uri)
- aktivnost
- potenciometrični senzorji
25. Avtomatizirani analizatorji v klinični biokemiji (10 ur)
- definicija avtomatizacije
- avtomatizacija analiz
- koncepti avtomatizacije
- biokemični analizatorji
- hematološki analizatorji
26. Informacijski sistem v laboratoriju (4 ure)
- avtomatizacija delovnega procesa
- računalnik v laboratoriju
- povezava analizatorjev z računalnikom in
- računalnik z naročnikom
Vaje:
obdelava in interpretacija laboratorijskih podatkov
- validacija instrumentalne opreme in analitskih metod
- analiza enostavnih in kompleksnejših vzorcev z UV - VIS in IR spektrofotometrijo
- polarimetrija in refraktometrija
- analize večkomponentnih vzorcev s kromatografskimi metodami
- odvzem biološkega materiala
- analiza določenih parametrov v biološkem materialu
uporaba inštrumentov v biomedicinskih laboratorijih
Obveznosti študenta:
Opraviti mora vse predpisane vaje in dva pisna testa ter zaključni ustni izpit.
Temeljni študijski viri:
R. D. Braun: Introduction to Instrumental Analysis, McGraw – Hill Book Company, New York, 1987;
Ruecker, M. Neugebauer, G. Willems: Instrumentalle pharmazeutische Analytik, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft GmbH, Stuttgart, 1992;
D. A. Skoog, J. J. Leary: Principles of Instrumental Analysis, 4 ed, Saunders College Publishing, Worth, 1992,
G. Schill: Separation methods, Apotekarsocieteten, Uppsala, 1978;
L. A. Kaplan: Clinical Chemistry; Theory, Analysis and Correlation, C. V. Mosby Company St. Louis, 1984;