Pokročilá hmotnostní spektrometrie - MC230P91

• Anglický název: Advanced mass spectrometry
• Zajišťuje: Katedra analytické chemie (31-230)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2023
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:kombinovaná
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. RNDr. Josef Cvačka, Ph.D.
• Vyučující: doc. RNDr. Josef Cvačka, Ph.D.; Mgr. Martin Hubálek, Ph.D.

Anotace

čeština

Kurz hmotnostní spektrometrie, ve kterém jsou diskutována pokročilá témata důležitá pro moderní analytickou a bioanalytické chemii. Přednášky navazují na Základy hmotnostní spektrometrie (MC230P83). V rámci kurzu budou podrobněji vysvětleny ionizační procesy a způsoby analýzy iontů v plynné fázi. Pozornost bude věnována vysokorozlišujícím analyzátorům a analyzátorům iontové pohyblivosti. Diskutovány budou nové fragmentační metody včetně UVPA a EAD, a to zejména z pohledu strukturní analýzy organických (bio)molekul. Jedna z přednášek bude zaměřena na anorganickou hmotnostní spektrometrii. Představeny budou metody zobrazovací hmotnostní spektrometrie. Zevrubně budou probírány „omiky“, tj. podrobné analýzy biomolekul v rámci metabolomiky, lipidomiky a proteomiky. Důležitou součástí kurzu bude i téma hmotnostně-spektrometrické analýzy biologických léčiv a metod strukturní analýzy proteinů a proteinových komplexů. Přednáška bude uzavřena exkurzí do historie hmotnostní spektrometrie a výhledem na její další směřování. Pokud budou v platnosti epidemiologická opatření vylučující prezenční výuku, přednášky se uskuteční interaktivním způsobem v on-line režimu pomocí Google Meets nebo ZOOM.

Po absolvování předmětu student podrobně popíše procesy, které se uplatňují při ionizaci organických a anorganických látek. Objasní způsoby využití pokročilých hmotnostně-spektrometrických technik používaných pro fragmentaci a separaci iontů. Posoudí vhodnost omických a zobrazovacích technik pro hmotnostně-spektrometrickou analýzu biologických vzorků. Popíše metody pro strukturní analýzu proteinů a analýzu biologických léčiv.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (11.12.2023)

angličtina

A mass spectrometry course in which advanced topics important to modern analytical and bioanalytical chemistry are discussed. The lectures follow the Fundamentals of Mass Spectrometry (MC230P83). In the course, ionization processes and methods of ion analysis in the gas phase will be explained in more detail. Attention will be paid to high-resolution and ion mobility analyzers. New fragmentation methods, including UVPA and EAD, will be discussed, especially from the point of view of structural analysis of organic (bio)molecules. One of the lectures will focus on inorganic mass spectrometry. Methods of imaging mass spectrometry will be presented. "Omics," i.e., detailed analyses of biomolecules within the framework of metabolomics, lipidomics, and proteomics, will be discussed in depth. An important part of the course will also be the topic of mass spectrometric analysis of biological drugs and methods of structural analysis of proteins and protein complexes. The lecture will conclude with an excursion into the history of mass spectrometry and an outlook on its future direction. If epidemiological measures excluding face-to-face teaching are in force, the lectures will take place interactively online using Google Meets or ZOOM.

After completing the course, the students will describe the processes occurring during ionizing organic and inorganic compounds in detail. They will explain how to use advanced mass spectrometric ion fragmentation and separation techniques. They will assess the suitability of omics and imaging techniques for mass spectrometric analysis of biological samples. They will describe methods for structural analysis of proteins and analysis of biological drugs.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (11.12.2023)

Literatura

čeština

Mass Spectrometry – A Textbook, Gross, Jürgen H., Springer Heidelberg, 2017.

Ion Mobility-Mass Spectrometry: Fundamentals and Applications, Ashcroft, Alison E., Royal Society Of Chemistry, 2021.

Maldi Mass Spectrometry Imaging: From Fundamentals to Spatial Omics, Tiffany, Porta Siegel, Royal Society Of Chemistry, 2021.

Advanced Fragmentation Methods in Biomolecular Mass Spectrometry: Probing Primary and Higher Order Structure with Electrons, Photons and Surfaces, Lermyte, Frederik, Royal Society of Chemistry, 2020.

Inorganic Mass Spectrometry: Principles and Applications, Becker, Johanna Sabine, John Wiley & Sons, 2007.

Proteomics for Biological Discovery, Veenstra, Timothy D. & Yates III, John R., John Wiley & Sons, 2019.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (11.12.2023)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Předmět je zakončen zkouškou.

Zkouška je ústní a skládá se ze dvou vylosovaných otázek. Zkouší se vše, co bylo odpřednášeno.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (11.12.2023)

angličtina

The course ends with an exam.

The exam is oral and consists of two random questions. Everything that has been recited is tested.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (11.12.2023)

Sylabus

čeština

1/ Ionizační techniky organické hmotnostní spektrometrie.

2/ MALDI, ambientní ionizace a zobrazovací hmotnostní spektrometrie.

3/ Vysoké a ultravysoké rozlišení v hmotnostní spektrometrii.

4/ Iontová mobilitní spektrometrie.

5/ Aktivace iontů a tandemová hmotnostní spektrometrie.

6/ Zobrazovací hmotnostní spektrometrie a anorganická hmotnostní spektrometrie.

7/ Přístupy k analýzám pomocí MS, mobilní MS.

8/ Hmotnostní spektrometrie intaktních biomakromolekul a biologických léčiv. 

9/ Kvantifikace proteinů. Zpracování a interpretace dat v proteomice.

10/ Strukturní analýza proteinů a studium proteinových interakcí.

11/ Historie a perspektivy hmotnostní spektrometrie.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (22.01.2025)

angličtina

1/ Ionization techniques of organic mass spectrometry.
2/ MALDI, ambient ionization and imaging mass spectrometry.
3/ High and ultra-high resolution mass spectrometry.
4/ Ion mobility spectrometry.
5/ Ion activation and tandem mass spectrometry.
6/ Imaging mass spectrometry and inorganic mass spectrometry.
7/ Approaches to analysis by MS, mobile mass spectrometry.
8/ Mass spectrometry of intact biomacromolecules and biological drugs.  
9/ Quantification of proteins. Data processing and interpretation in proteomics.
10/ Structural analysis of proteins and study of protein interactions.
11/ History and perspectives of mass spectrometry.

Poslední úprava: Cvačka Josef, doc. RNDr., Ph.D. (22.01.2025)