Detail předmětu

Chemie biopolymerů a supramolekul

FCH-MC_CBSAk. rok: 2024/2025

Studentům jsou představeny základní koncepce a terminologie z biopolymerní a supramolekulární chemie. Jsou podrobně probrány mezimolekulové interakce, které hrají v supramolekulární chemii klíčovou úlohu (vodíkové vazby, van der Waalsovy interakce, pi interakce ad.). Dále jsou seznámeni s reprezentativními biopolymerními a syntetickými supramolekulárními systémy.Součástí přednášek jsou analytické metody, využívané ve studiu biopolymerů a supramolekul.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Vstupní znalosti

Znalosti z vybraných kapitol z předmětu Organická chemie, Biochemie a Fyzikální chemie.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zkouška: studující písemnou a ústní formou prokáže student znalost a logické porozumění probírané látky.
Účast na přednáškách je nepovinná, ale doporučená.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnutí základních vědomostí z oblasti chemie biopolymerů a supramolekulové chemie, seznámení se s reprezentativními přírodními i syntetickýmii supramolekulovými systémy a oblastmi jejich hlavní aplikace.
Znalost základních pojmů chemie biopolymerů a supramolekulové chemie. Porozumění základním typům interakcí a jejich význam pro komplexaci v živých i neživých systémech. Znalost nejnovějších trendů v oblasti návrhu a realizace supramolekulárních systémů a zařízení na bázi biopolymerů.

Základní literatura

Abe A., Dušek K., Kobayashi S.: Biopolymers: Lignin, Proteins, Bioactive Nanocomposites. Berlin Heidelberg, Springer -Verlag GmbH, 2010 (CS)
Ariga K., Kunitake T.: Supramolecular chemistry: fundamentals and applications: advanced textbook. Berlin, Springer, 2005. (CS)
Schneider, H.J.: Application of supramolecular chemistry. Boca Raton, CRC Press 2012. (CS)
Steed J. W., Atwood J. L.: Supramolecular chemistry. Chichester, John Wiley & Sons Ltd, 2000. (CS)
Vandamme E. J., Steinbüchel A.: Biopolymers Vol. 5-6. Weinheim, Wiley-VCH, 2002. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program NKCP_CHCHTE magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_CHCHTE magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_CHMA magisterský navazující
specializace BF , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.

Osnova

Úvod do chemie biopolymerů a supramolekulární chemie (historie, základní koncepty a terminologie, aplikace).
Mezimolekulární interakce I (elementární interakce, interakční potenciál, kovalentní vs. nekovalentní interakce, interakce nabitých, polárních a nepolárních částic, van der Waalsovy interakce, H vazba).
Supramolekulární chemie vody (historie, anomálie vody, molekula vody, struktura ledu a kapalné vody, voda v organismu).
Supramolekulární chemie živých soustav (membránový potenciál, membránový transport, iontové a vodní kanálky, tetrapyrolové cykly, supramolekulární rysy fotosyntézy a respirace, (enzymová katalýza, neurotransmitery a hormony, nukleové kyseliny, další příklady přírodního self-assembly).
Biopolymery jako základ nosičových systémů.
Biopolymery ve tkáňovém inženýrství.
Vybrané polysacharidy (hyaluronan, chitosan, betaglukany).
Vybrané bílkoviny (kolagen, keratin, kasein).
Vybrané polyestery (polyhydroxyalkanoáty, polylaktid, polyglykolid).
Self-assembly v pevných látkách a kapalinách (krystalové inženýrství, tenzidy, kapalné krystaly, iontové kapaliny).
Analytické metody v biopolymerní a supramolekulární chemii.

Konzultace v kombinovaném studiu