- Nazwa przedmiotu:
- Zastosowanie spektroskopii NMR w medycynie
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Hanna Krawczyk , dr inż. Dominika Kubica
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Technologia Chemiczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- -
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2016/2017
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe 40h, w tym:
c) obecność na wykładach – 15h
d) obecność na ćwiczeniach – 15h
b) nieobligatoryjna obecność na konsultacjach – 10h
2. Zapoznanie się ze wskazaną literaturą – 15h
3. Przygotowanie do zaliczenia – 25h
Razem nakład pracy studenta: 30h + 15h + 25h = 70h, co odpowiada 3 punktom ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1. Obecność na wykładach i ćwiczeniach – 30h
2. Obecność na konsultacjach – 10h
Razem: 30h + 10h = 40h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Planowane zajęcia nie mają charakteru praktycznego (0 punktów ECTS).
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- -
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Po ukończeniu kursu student powinien:
• Mieć ogólną wiedzę teoretyczną na temat współczesnych technik NMR wykorzystywanych w farmacji i medycynie,
• na podstawie dostępnych źródeł literaturowych i internetowych zapoznać się samodzielnie z wybranym zagadnieniem.
- Treści kształcenia:
- 1. Podstawy teoretyczne magnetycznego rezonansu jądrowego.
2. Aspekty praktyczne pomiarów NMR: budowa spektrometru, oprogramowanie, wykonywanie pomiarów widm jedno i dwuwymiarowych.
3. Obróbka danych uzyskiwanych w wyniku pomiaru - od sygnału FID do widma w domenie częstości.
4. Spektroskopia 1H NMR: przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia spinowo-spinowego (stałe geminalne i wicynalne, stałe sprzężenia dalekiego zasięgu), układy spinowe, widma pierwszego i wyższego rzędu (metody analizy widm, wpływ stosowanego pola na wygląd widma), sygnał rozpuszczalnika, widma w D2O i w H2O (wygaszanie wody).
5. Zastosowania spektroskopii magnetycznego rezonansu protonowego w medycynie: widma 1H NMR leków, diagnostyka wrodzonych chorób metabolicznych (NMR płynów fizjologicznych).
6. Spektroskopia 13C NMR: przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia spinowo-spinowego 13C-1H i 13C-13C, widma z odsprzęganiem szerokopasmowym i bez odsprzęgania, czułość w zestawieniu z metodą 1H NMR, analiza widm w oparciu o pomiary np. techniką DEPT.
7. Zastosowania techniki 13C NMR w diagnostyce medycznej i w badaniu struktury związków biologicznie czynnych.
8. Jądrowy efekt Ouverhausera: wyjaśnienie zjawiska, znaczenie w spektroskopii 1H i 13C NMR, zastosowania.
9. Spektroskopia NMR jąder 15N, 19F i 31P jako narzędzie wykorzystywane w farmacji i w diagnostyce medycznej.
10. Rozpoznawanie enancjomerów związków organicznych za pomocą spektroskopii NMR; zastosowania m. in. w diagnostyce genetycznych wad metabolizmu.
11. Spektroskopia 2D NMR: omówienie podstawowych technik homojądrowych (np. 1H-1H) i heterojądrowych (np. 1H-13C) wykorzystujących oddziaływania przez wiązania (np. HMBC) lub przez przestrzeń (np. NOESY).
12. Zjawisko relaksacji jądrowej: znaczenie, czasy relaksacji podłużnej i poprzecznej (T1 i T2), mechanizmy relaksacji, sposoby pomiaru czasów relaksacji.
13. Obrazowanie MRI: wybrane techniki pomiarowe, zastosowanie do obrazowania tkanek miękkich takich jak mózg, serce, mięśnie oraz zmienionych nowotworowo wielu narządów, badania funkcji mózgu, mapy przepływu.
14. Krótkie omówienie zagadnień związanych z badaniem struktury białek.
- Metody oceny:
- zaliczenie pisemne
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. K.H. Hausser, H.R. Kalbitzer. NMR in Medicine and Biology: Structure Determination, Tomography, In Vivo Spectroscopy (Physics in Life Sciences), Springer, 1991.
2. T. Jue, NMR in Biomedicine: Basic and Experimental Principles, Humana Press (Springer) 2011.
3. W. Zieliński, A. Rajcy, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2000.
4. A. R. Silverstein, F. Webster, D. Kiemle, Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013.
5. A. Ejchart, A. Gryff-Keller, NMR w cieczach. Zarys teorii i metodologii, Wydawnictwo: OWPW, 2004.
6. K. Hausser, H. Kalbitzer, NMR w biologii i medycynie, Wydawnictwo Naukowe UAM, 1993.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W01
- Zna techniki NMR jedno i wielowymiarowe stosowane dla różnych jąder
Weryfikacja: zaliczenie pisemne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W01, K_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03
- Efekt W02
- Zna właściwości i podstawowe metody analizy związków organicznych, włączając w to ogólną znajomość technik spektroskopowych
Weryfikacja: zaliczenie pisemne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W02, K_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W03
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U01
- Posiada umiejętność korzystania ze źródeł literaturowych oraz zasobów internetowych dotyczących rozwiązywanego zadania
Weryfikacja: zaliczenie pisemne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U01, K_U03
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U01, T1A_U05, T2A_U03, T2A_U06
- Efekt U02
- Umie dokonać wyboru techniki NMR w celu identyfikacji określonego związku-leku, białka etc.
Weryfikacja: zaliczenie pisemne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U04, K_U08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U02, T2A_U03, T2A_U06, T2A_U08, T2A_U09
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt K01
- Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych; ma umiejętności pozwalające na prowadzenie efektywnego procesu samokształcenia
Weryfikacja: zaliczenie pisemne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K01, K_K02
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K01, T2A_K02, T2A_K05