Tematické okruhy pro státní závěrečné zkoušky v navazujícím magisterském studiu na Fakultě chemicko-inženýrské v akademickém roce 2015/2016 1. Průběh státní závěrečné zkoušky (SZZ) navazujících magisterských studijních programů a obhajob diplomových prací (DP) na FCHI se řídí aktuálně platným "Studijním a zkušebním řádem Vysoké školy chemicko-technologické v Praze" (Studijní a zkušební řád VŠCHT Praha, část třetí, články 16 a 17). 2. Státní závěrečná zkouška v magisterských studijních programech se skládá z obhajoby diplomové práce a ústní části SZZ, které se konají v jeden den. 3. Při ústní části státní závěrečné zkoušky odpovídá student na otázky ze čtyř tématických okruhů vypsaných děkanem fakulty. 4. Seznam tématických okruhů SZZ pro jednotlivé studijní programy a studijní obory magisterského studia je uveden v přiložených tabulkách včetně informace o volitelnosti jednotlivých tématických okruhů. 5. Některé tématické okruhy zahrnují učivo několika povinně volitelných předmětů. V takovém případě ústav, na kterém student bude SZZ konat, zajistí, aby studentovi byly kladeny otázky zahrnující učivo pouze těch předmětů, které v průběhu studia skutečně absolvoval. Upozornění: Jednotlivé ústavy FCHI VŠCHT Praha mohou průběh obhajob diplomových prací a SZZ přizpůsobit specifickým potřebám a podmínkám ústavu a studijního oboru. Dále uvedené informace je proto nutno chápat jako informace obecně platné, nikoli však zcela závazné. Obhajoba diplomové práce a státní závěrečná zkouška mají obvykle tento průběh: 1. Pověřený pracovník ústavu, na kterém SZZ a obhajoba probíhá, představí studenta komisi pro obhajoby DP a SZZ. 2. Student přednese teze své diplomové práce formou počítačové prezentace. Ve zdůvodněných případech přicházejí výjimečně v úvahu i jiné formy prezentace, vždy však po předchozí domluvě a se souhlasem předsedy komise. Maximální doba trvání prezentace je 10 minut. Prezentaci je nutno zaměřit především na: - uvedení cílů diplomové práce, - stručný popis prostředků, metod a postupů použitých k dosažení cílů práce, - přehled dosažených výsledků, jejich popis, charakterizaci a diskusi, 1/5
- formulování závěrů vyplývajících z dosažených výsledků a závěrů o splnění zadání a cílů diplomové práce. 3. Přečtení posudků vedoucího diplomové práce a oponenta diplomové práce. 4. Odpovědi studenta na dotazy a připomínky z posudků vedoucího a oponenta diplomové práce a na dotazy a připomínky členů komise k tématu a obsahu diplomové práce. 5. Zadání zkušebních otázek ze čtyř tématických okruhů SZZ podle studijního oboru a odpovědi studenta na zadané otázky a diskuse (trvání přibližně 40 minut). 6. Neveřejné hodnocení studenta komisí. 7. Oznámení výsledku obhajoby DP a státní závěrečné zkoušky studentovi. Seznamy tematických okruhů pro SZZ: (SP = studijní program, SO = studijní obor) SP: SO: TO1 TO2 TO3 TO4 TO5 TO6 Pozn.: Analytická a fyzikální chemie Analytická chemie a jakostní inženýrství Separační metody Spektroskopické metody Management jakosti a chemometrika Teoretické základy analytické chemie Bioanalytické metody Elektroanalytické metody a senzory TO1, TO2 a TO3 jsou povinné pro všechny studenty. Z TO4 TO6 si student volí jeden okruh. 2/5
Náplně tematických okruhů SO: Analytická chemie a jakostní inženýrství TO1 Separační metody Rozdělení separačních metod, základní pojmy. Destilace, rektifikace, extrakce - teorie a techniky; extrakce kapalina-kapalina a extrakce na pevnou fázi, membránová separace, separace v silovém poli. Elektroforéza - základní pojmy a principy, techniky, kapilární elektroforéza - teorie, techniky, instrumentace, kapilární elektrochromatografie. Základní vztahy v chromatografii, principy. Plynová chromatografie - teorie, techniky, instrumentace, kapalinová chromatografie - teorie, techniky, instrumentace, superkritická fluidní chromatografie, hmotnostní spektrometrie - základní pojmy, iontové zdroje, analyzátory, detektory. TO2 Spektroskopické metody Interakce atomů a molekul s elektromagnetickým zářením, základní principy optiky, konstrukce monochromátorů a polychromátorů. Atomová absorpční spektroskopie (AAS): zdroje a detektory záření, atomizace v plameni a elektrotermická atomizace, interference a korekce pozadí, generace hydridů, stanovení Hg, optimalizace a zpracování signálu. Atomová fluorescenční spektroskopie, plamenová emisní spektroskopie, spektrografie s buzením jiskrou a obloukem, optická emisní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem. Rentgenová spektrální analýza, Molekulová spektroskopie, společný teoretický základ. Populace kvantových stavů. Einsteinova teorie spektrálních přechodů. Teoretické principy kvantitativní analýzy, metody multikomponentní analýzy. Zdroje záření, detektory, optické materiály a jiné prvky spektroskopických přístrojů. Absorpce, emise, luminiscence, rozptyl, Ramanův rozptyl. Absorpční a luminiscenční spektroskopie v UV/VIS oblasti, vibrační spektroskopie a mikrospektroskopie (IR, NIR, Raman), NMR spektroskopie - vznik, počet, chemický posun, intenzita a multiplicita signálů, mikrovlnná spektroskopie. Hmotnostní spektrometrie - základní pojmy, iontové zdroje, analyzátory, detektory, kvalitativní a kvantitativní analýza. Hmotnostní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem, fotoelektronová spektroskopie (UPS, XPS, ESCA), analýza povrchů. TO3 Management jakosti a chemometrika Metrologie v chemii, metrologická návaznost, referenční materiály, jejich použití a příprava, nejistoty měření, porovnání s limitními hodnotami, způsoby odhadu nejistot 3/5
měření u analytických stanovení, statistická regulace, zkoušení způsobilosti. Analytická instrumentace, validace, úloha mezinárodních organizací v oblasti kvality analytických měření. Náhodný výběr a jeho charakteristika, testování hypotéz, neparametrické charakteristiky, optimalizační metody, analýza rozptylu, faktoriální pokusy, simplexová metoda, metoda největšího spádu, kalibrace analytické metody a odhad nejistoty měření. TO4 Teoretické základy analytické chemie Rozpouštědla, složení roztoku, termodynamický popis rovnoáhy, aktivita a aktivitní koeficienty (Debye-Hückelova teorie). Acidobazické rovnováhy výpočty ph vodných roztoků jedno a vícesytných kyselin a zásad, pufry, acidobazická titrace (titrační křivka, titrační chyba), distribuční a logaritmické diagramy. Měření kyselosti ve vodě a směsných rozpouštědlech. Komplexotvorné rovnováhy dílčí a celkové konstanty stability, podmíněné konstanty stability, distribuční diagramy, výpočet rovnovážného složení (COGS), diagramy oblastní převažující existence. Komplexometrické titrace (chelatometrie) titrační křivky, vliv ph, indikátory v chelatometrii. Metody stanovení stechiometrie komplexu a konstant stability (metoda kontinuálních variací, metoda látkových poměrů). Srážecí rovnováhy rozpustnost, vliv ph a vedlejších komplexotvorných reakcí. Diagram oblastí převažující existence. Srážecí titrační křivky. Gravimetrie. Redoxní rovnováhy elektrodové potenciály, formální potenciály, Nernstova rovnice, vliv acidobazických, komplexotvorných a srážecích rovnováh na elektrodové potenciály, redoxní titrace manganometrické a jodometrické, titrační křivka, systémy s více redoxními páry (diagramy oblastí převažující existence). TO5 Bioanalytické metody Definice bioanalytických metod, enzymy jako analytická činidla, využití enzymových metod v praxi, laboratorní diagnostika. Princip imunochemických metod; antigeny, hapteny, protilátky (výskyt, příprava, použití, funkce imunoglobulinu). Imunochemické metody rozdělení; imunoprecipitační metody a jejich využití (precipitace v roztoku, aglutinace, pasivní aglutinace). Citlivé imunochemické techniky (ELISA). Bioanalytické metody využívající radionuklidy vhodné radionuklidy, poločasy rozpadu, metody detekce, značení protilátek; RIA, radiometrické metody, práce s radionuklidy. Hmotnostní spektrometrie biomolekul. Proteomika příprava vzorku, separace, 2D elektroforézy, MALDI TOF MS, iontová past, proteinové mikročipy, vyhodnocení, bioinformatika, database. Bioafinitní chromatografie, afinitní precipitace, imunoafinitní biosenzory, FACS. Elektroforetické metody, imunoblot, barevná a cheminiluminiscenční detekce, imunoelektroforetické metody. Biochemické a mikrobiologické metody v analytice. Genetické metody, polymerazová řetězová reakce (PCR), detekce specifických sekvencí produktu in situ, RT-PCR, biočipy. Detekční limity a použití vybraných bioanalytických metod. 4/5
TO6 Elektroanalytické metody a senzory Elektroanalytické metody Principy a základní pojmy v elektrochemii, nefaradaické děje, polarizace elektrody, model elektrické dvojvrstvy, adsorpce, faradaické děje, dvou- a tříelektrodové zapojení, migrace, difuze a difuzní vrstva, reakce řízené látkovým přenosem, reverzibilita a Nernstova rovnice, referentní elektrody a jejich princip, elektrodové reakce řízené kinetikou, přepětí, výměnný proud, Tafelova rovnice a diagram, ireverzibilita a vliv předřazených a následných reakcí. Potenciostatické techniky, difuze k planární a kulové elektrodě, mikroelektrody, chronoampérometrie, chronocoulometrie, rovnice reverzibilní vlny, dc- a tastovaná polarografie, pulzní polarografické analytické metody, NPP, DPP, cyklická voltametrie, galvanostatické techniky, chronopotenciometrie, rotující disková elektroda a tzv. "ring-disk", detektory pro LC, senzory, ACvoltametrické techniky, měření faradaické impedance, elektrolýzy objemu roztoku, preparativní elektrolytické cely, coulometrie, gravimetrie, potenciometrické titrace, anodická a adsorptivní rozpouštěcí (stripping) analýza. U všech metod reversibilní, quasi-reverzibilní a irreverzibilní systémy, vliv nabíjecího proudu, vliv ostatních parametrů metody, vyhodnocení křivek, interpretace výsledků. Kombinace elektrochemie s jinými metodami. Senzory Senzory: definice, základní pojmy, požadavky. Výrobní technologie senzorů: základní aspekty technologických procesů, materiály, struktury. Receptory v senzorech: principy, detekční mechanizmy. Senzory na bází molecular imprinted polymers (molekulárně tisknutých polymerů). Lipidové vrstvy. Enzymové senzory. Protilátky a imunosensory. Senzory pro významné neutrální analyty. Nanotechnologie pro senzory. Možnosti inovací v senzorové technologii. Příklady senzorů využitelných ve farmacii a medicíně. 5/5