PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Bioreaktory - D409003
Anglický název: Bioreactors
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2012
Semestr: letní
Body: letní s.:0
E-Kredity: letní s.:0
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:0/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Hasal Pavel prof. Ing. CSc.
Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D.
Je záměnnost pro: AP409003, P409003
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)
Předmět slouží zejména k získání širšího rozhledu v problematice bioreaktorů. Studenti jsou seznámeni se stavbou buňky, její strukturou a funkcemi, se základními buněčnými pochody, buněčnou energetikou, typy buněčných produktů atd. V další části je probírána kinetika enzymových reakcí - enzymová inhibice, jedno- a vícesubstrátová kinetika, kinetika allosterických enzymů a enzymových kaskád. Navazuje popis různých typů růstových kinetik pro biomasu a přehled typů mikrobiálních interakcí. Studenti jsou seznámeni s vytvářením matematického/bilančního popisu běžných typů bioreaktorů s volnými enzymy, imobilizovanými enzymy a bioreaktorů s buňkami. Zvláštní důraz je kladen na popis transportu hmoty, tepla a reakčních dějů ve vícefázových fermentorech. Další část předmětu je věnována přehledu procesů získávání rozmanitých mikrobiálních produktů. Závěrem jsou předneseny principy vybraných DNA a proteinových technologií, například metody sekvenace DNA, amplifikace DNA, vytváření rekombinantních proteinů nebo mono/polyklonálních protilátek, principy imunoanalýzy atd. Předmět je pouze přednášen a zakončen ústní zkouškou. V průběhu semestru vypracovává každý student přednášku na zvolené téma.
Výstupy studia předmětu
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)

Studenti budou umět:

Orientovat se v problematice bioreaktorů.

Rozumět transportním a reakčním dějům probíhajícím v nejrůznějších typech bioreaktorů s enzymy a buňkami.

Zapisovat a řešit matematické modely bioreaktorů.

Orientovat se v moderních DNA a proteinových technologiích.

Literatura
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)

Blanch H.W., Clark, D.S., Biochemical Engineering, Marcel Dekker, New York, 1997.

Harrison R.G., Bioseparation science and engineering, Oxford, 2003.

Alberts B. et al., Molecular biology of the cell, Abingdon, 5th edition, 2008.

Kodíček M., Karpenko V., Biofyzikální chemie, skriptum VŠCHT, Praha, 1997.

Vodrážka Z. Biochemie, Academia, Praha 2002.

Studijní opory
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)

Nejsou.

Sylabus
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)

1. Typy buněk, eukaryotní a prokaryotní buňky, struktura buněk, chemické složení buněk, od DNA k proteinu, fáze

buněčného cyklu, získávání energie buňkami, energetika mikrobiálního růstu.

2. Rozdělení enzymů, enzymové reakce, kinetika enzymových reakcí, inhibice enzymů, vliv pH, iontové síly, teploty.

3. Imobilizované enzymy a mikrobiální buňky, metody imobilizace, vliv imobilizace na kinetiku enzymových reakcí.

4. Transport hmoty v systémech s imobilizovanými biokatalyzátory, limitující děje.

5. Kinetika mikrobiálního růstu a produkce metabolitů, modely mikrobiálního růstu.

6. Pohyb buněk a chemotaxe, matematický model chemotaxe v prostorově jednorozměrném systému.

7. Typy mikrobiálních interakcí, matematické modely mikrobiálních interakcí, soutěžení a vliv chemotaxe, systémy dravec-kořist.

8. Reaktory s enzymy a mikrobiálními buňkami a s enzymy, příklady použití reaktorů, jevy ovlivňující chod reaktorů, ideální chod reaktorů.

9. Přenos hmoty a tepla v bioreaktorech, transport kyslíku a jeho rozpustnost, kLa.

10. Tepelná sterilizace, zařízení pro sterilizaci, koeficient prostupu tepla.

11. Procesy získávání mikrobiálních produktů, separace buněk od kultivačního média, destrukce buněk, metody izolace

produktů, purifikace produktů.

12. Sekvence separačních kroků, ekonomické zásady při separaci buněčných produktů.

13. DNA a proteinové technologie. Sekvenování DNA, amplifikace DNA, cDNA knihovny, genové inženýrství.

14. Rekombinantní proteiny, geneticky modifikované organizmy (postup přípravy, přínosy a rizika, příklady), příprava speciálních proteinů v geneticky

modifikovaných organizmech, příprava monoklonálních a polyklonálních protilátek.

Studijní prerekvizity
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (26.08.2015)

Chemické inženýrství I

Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (22.02.2018)

Pro splnění ústní zkoušky musí student úspěšně zodpovědět tři otázky ze seznamu otázek.

 
VŠCHT Praha