Phytochemical Methods - GAF226

• Anglický název: Phytochemical Methods
• Zajišťuje: Katedra farmakognozie a farmaceutické botaniky (16-16230)
• Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
• Platnost: od 2024 do 2025
• Semestr: zimní
• Body: 0
• E-Kredity: 2
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:písemná
• Rozsah, examinace: zimní s.:14/28, Zk [HS]
• Počet míst: 12 / 12 (12)
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Vysvětlení: (F 3.r.)
• Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán; povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Jaroslav Jenčo, Ph.D.

Anotace

čeština

V předmětu se posluchači seznámí se vztahy primárního a sekundárního metabolismu rostlin se zaměřením na studium sekundárních metabolitů a speciálními izolačními a analytickými postupy, které vyžaduje práce s rostlinným materiálem. V praktických cvičeních se seznamují s procesem zpracování výchozí suroviny od extrakce až po identifikaci jejích obsahových složek a stanovení obsahu vybraných sekundárních metabolitů moderními analytickými metodami. Výuka je směrována k invenčnímu přístupu při izolaci obsahových látek a metodami fytochemické analýzy. Předmět je určen především pro zájemce o diplomové práce s fytochemickou tématikou.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

angličtina

In the course, students will learn about the relationships between primary and secondary metabolism in plants, focusing on the study of secondary metabolites and special isolation and analytical procedures required when working with plant material. In practical exercises, they will learn about the process of processing the starting material from extraction to the identification of its components and the determination of the content of selected secondary metabolites using modern analytical methods. The teaching is directed towards an inventive approach to the isolation of components and methods of phytochemical analysis. The course is intended primarily for those interested in diploma theses on phytochemical topics.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Podmínkou je 100% účast na praktických cvičeních a složení zkouškového testu s minimální úspěšností >60%.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

angličtina

The condition for the successful passing of the subject is 100% participation in practical exercises and passing the exam with a minimum success rate of >60%.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

Literatura

čeština

Doporučená:

• Opletal L., Drašar P. . Fytochemické metody: 1. izolace obsahových látek (laboratorní technika). UK Praha: Karolinum, 1994, s. ISBN .
• Hrabálek, A., Kuneš, J., Klimešová, V., Macháček, M., Opletal, L., Palát, K., Roman, M., Vinšová, J.. Chemická laboratorní technika pro farmaceuty. Praha: Karolinum, 1977, s. ISBN .
• Ikan, R.. Natural Products. A Laboratory Guide, 2nd Edition. London: Academic Press, , 1991, s. ISBN .
• Cannell, R. J. P. (ed.). Natural Products Isolation. Totowa: Humana Press, 1998, s. ISBN .
• Harborne J.B.. Phytochemical Methods: a guide to modern techniques of plant analysis, 3rd Edition, . London: Chapman and Hall, 1998, s. ISBN .
• Šmejkal K, Muselík J, Mokrý P. . Laboratorní metody experimentální fytochemie. Brno: MUNI, 2013, s. ISBN 978-80-7305-649-0.
• Walton NJ, Brown DJ.. Chemicals from Plants: Perspectives on Plant Secondary Products. London: Iperial College press, 1999, s. ISBN 981-02-2773-6 .

Poslední úprava: prepocet_literatura.php (14.08.2025)

angličtina

Recommended:

• Walton NJ, Brown DJ. . Chemicals from Plants: Perspectives on Plant Secondary Products. London: Imperial College press, 1999, s. ISBN 981-02-2773-6.
• Harborne J.B.. Phytochemical Methods: a guide to modern techniques of plant analysis, 3rd Edition, . London: Chapman and Hall, 1998, s. ISBN .
• Cannell, R. J. P. (ed.). Natural Products Isolation. Totowa: Humana Press, 1998, s. ISBN .
• Ikan, R.. Natural Products. A Laboratory Guide. 2nd Edition. London: Academic Press, 1991, s. ISBN .

Poslední úprava: prepocet_literatura.php (14.08.2025)

Metody výuky

čeština

praktická laboratorní cvičení, přednášky.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (05.03.2025)

angličtina

practical laboratory exercises, lectures.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (05.03.2025)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Podmínkou získání zápočtu je 100 % účast na praktických cvičeních a minimálně

60% účast na přednáškách. Zkouška je písemná, je tvořena 15 otázkami.

Pro složení zkoušky jsou vyžadovány znalosti z přednášek a praktických cvičení.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

angličtina

The condition for obtaining credit is 100% participation in practical exercises and at least 60% participation in lectures.

The exam written at the end of the practical classes and lectures consists of 15 questions.

Knowledge from lectures and practical exercises is required to pass the exam.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

Sylabus

čeština

Přednášky

1.       Úvod do fytochemického výzkumu; vymezení pojmů

2.       Přehled sekundárních metabolitů rostlin

3.       Extrakce a izolace přírodních látek

4.       Separační metody v izolaci přírodních látek

5.       Separační metody v purifikaci přírodních látek

6.       Separační metody v analýze přírodních látek

7.       Identifikace přírodních látek – přehled metod, základy interpretace spekter (IR, NMR, MS,CD).

Praktická cvičení

1. Úvod, bezpečnost práce, příprava skla (Pasteurovy pipety, chromatografické pero, kapiláry), teoretické základy získávání obsahových látek z rostlin, Nalévání desek na preparativní TLC, Hledání vhodné soustavy pro TLC a FLASH chromatografii, Příprava sumárního extraktu

2. Preparativní TLC, Izolace přírodních látek - Příprava alkaloidního extraktu a příprava vzorku na GC-MS a GC-FID analýzu

3. HPTLC + FLASH chromatografie

4. GC-MS + GC-FID analýza připravených alkaloidních extraktů

5. Preparativní HPLC + HPLC/MS

6. NMR, polarimetrie, cirkulární dichroismus

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

angličtina

Lectures:

1. Introduction to phytochemical research; definition of terms

2. Overview of secondary plant metabolites

3. Extraction and isolation of natural substances

4. Separation methods in the isolation of natural substances

5. Separation methods in the purification of natural substances

6. Separation methods in the analysis of natural substances

7. Identification of natural substances – overview of methods, basics of interpretation of spectra (IR, NMR, MS, CD).

Practical exercises:

1. Introduction, work safety, glass preparation (Pasteur pipettes, chromatography pen, capillaries), theoretical foundations of obtaining plant constituents, Pouring plates onto preparative TLC, Finding a suitable system for TLC and FLASH chromatography, Preparation of a summary extract

2. Preparative TLC, Isolation of natural substances - Preparation of alkaloid extract and preparation of a sample for GC-MS and GC-FID analysis

3. HPTLC + FLASH chromatography

4. GC/MS + GC-FID analysis of prepared alkaloid extracts

5. Preparative HPLC + HPLC/MS 6. NMR, polarimetry, circular dichroism

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (23.09.2025)

Výsledky učení

The subject Phytochemical Methods builds on the knowledge and skills acquired in the subjects of pharmaceutical botany, organic chemistry, bioorganic chemistry, analytical chemistry and fundamentals of organic analysis. The aim of these learning outcomes is to equip students with the theoretical knowledge, technical proficiency and critical thinking required for phytochemical research with interdisciplinary application in phytochemistry. After completing the subject, students are able to use the basic properties of secondary metabolites in phytochemical studies. They are able to describe and use various modern extraction methods for their isolation. They are able to apply the latest techniques for the analysis of phytoconstituents and describe methods of extraction, analysis and commercial applications of various secondary metabolites.

At the end of this subject, students will be able to:

·         define the importance of phytochemistry as a field;

·         Explain the basic principles: Demonstrate a comprehensive understanding of the theoretical foundations of phytochemical methods, including the role of secondary metabolites in plants, the choice of solvents and the principles of extraction, isolation and characterization of substances;

·         Apply extraction techniques: Perform and compare traditional and modern extraction methods (e.g. maceration, Soxhlet extraction, supercritical fluid extraction, microwave extraction) while adhering to safety protocols for working with plant material and hazardous solvents;

·         Use separation methods: Master chromatographic techniques (TLC, HPTLC, flash chromatography, HPLC, GC) to separate and purify substances and interpret chromatograms to assess the composition of plant extracts;

·         Characterize isolated substances: Use spectroscopic and spectrometric methods (polarimetry, CD, NMR, MS) to identify and determine the structure of isolated substances with the integration of data from multiple techniques for accurate analysis;

·         Critically assess methods: Solve experimental challenges, critically compare the efficiency, sustainability and ethical aspects of different phytochemical procedures;

·         Perform quantitative analysis: Apply quantitative methods (e.g. HPLC/MS and GC-FID) to determine the concentration of bioactive compounds (e.g. alkaloids) in plant extracts;

·         Engage in current research: Analyze the latest advances in phytochemical research and discuss their impact on drug discovery and quality control of herbal products;

·         Communicate scientific results: Present experimental procedures, data, and conclusions in the form of structured laboratory reports and oral presentations with an emphasis on clarity, accuracy, and scientific standards.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (05.03.2025)

Vstupní požadavky

čeština

Osvojené základní znalosti z farmaceutické botaniky, organické chemie, bioorganické chemie, analytické chemie a základů organické analýzy.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (05.03.2025)

angličtina

Acquired basic knowledge of pharmaceutical botany, organic chemistry, bioorganic chemistry, analytical chemistry and fundamentals of organic analysis.

Poslední úprava: Jenčo Jaroslav, RNDr., Ph.D. (05.03.2025)