NMR og MS

2018/2019

Modulets indhold, forløb og pædagogik

I løbet af kurset bliver følgende temaer gennemgået:

NMR: Den fysiske baggrund for NMR:

  • kerne spin, spin i et magnetisk felt, CW-NMR, FT-NMR, radiofrekvens pulser
  • Spektrale Parametere: kemisk skift, skalar og dipolær kopling
  • Spectroskopisk Teknik: 1D eksperimenter med én eller flere pulser
  • Praktiske Aspekter: konstruktion af NMR spektrometere, praktisk eksperimentel NMR, signalbehandling, Kerne Magnetisk Relaxation: spin-gitter og spin-spin relaxation og disses afhængighed af molekylær mobilitet, Overhauser effekten
  • 2D-NMR: begrebet 'chemical shift labelling', magnetiserings overførsel mellem spin, hvorledes opnås den anden dimension, homonuclear 2D (COSY, TOCSY, NOESY), heteronuclear 2D (HSQC, HMQC)
  • Dynamisk NMR Spektroscopi: kemisk udveksling, linieform analyse, 'coalescence', tidsskala for NMR
  • Anvendelse af feltgradienter i NMR, Diffusion-Ordered Spectroscopy, Fortolkning af NMR Spektre: tilordning af signaler, bestemmelse af struktur af små molekyler
  • Udvalgte emner af moderne, anvendt NMR, fx: NMR af makromolekyler, 'magnetic resonance imaging', kvantemekanisk beskrivelse af NMR, metabolic profiling vha NMR
  • Opgaver: fortolkning af spektre, identifikation af forbindelser fra spektre, optagelse af spektre på eget spektrometer, teoretiske beregninger.

MS:

  • Historie for MS udvikling og anvendelses muligheder inden for Life Scienes, Bioteknologi og Kemi.
  • De fysiske principper bag MS ionisering (matrix-assisted laser desorption ionoization/elektro-spray)
  • Masse analysatorer (time-of flight, quadrupol, ion-fælde, Orbitrap)
  • MS/MS sekventering, iondetektering, reflektron.
  • Anvendelse af on-line kromatografi (HPLC, GC, CE).
  • Den konkrete anvendelse af forskellige MS vil blive gennemgået, f. eks. MALDI-TOF-MS og nano-spray fulgt af MS/MS til proteinanalyser.
  • Tolkning af spektre af organiske molekyler, proteiner, peptider og DNA sekvenser, kulhydrater) og regneopgaver til at støtte den teoretiske gennemgang.
  • Anvendelse af MS i targeted og untargeted metabolomics og proteomics. Introduktion til massespektrometri baseret bioinformatik.

Læringsmål

Viden

Studerende, der gennemfører modulet 

  • Skal kunne redegøre for de teoretiske grundlag for NMR og MS, herunder også hvordan de observerede signaler opstår
  • Skal kunne redegøre for den eksperimentelle fremgangsmåde ved måling af NMR og MS data

Færdigheder

  • Skal kunne fortolke 1D og 2D NMR spektre, herunder være i stand til at forudsige spektre fra en given struktur, finde en ukendt struktur fra et givent spektrum eller være i stand til at tilordne NMR signaler til atomer i strukturen
  • Skal kunne vurdere anvendeligheden af NMR og MS på givne kemiske/bioteknologiske/nanoteknologiske problemstillinger
  • Skal kunne fortolke MALDI MS og ESI MS spektre
  • Skal kunne benytte korrekte begreber, notationer og symboler fra NMR og MS litteraturen

Undervisningsform

Uddannelsen bygger på en kombination af faglige, problemorienterede og tværfaglige tilgange og tilrettelægges ud fra følgende arbejds- og evalueringsformer, der kombinerer færdigheder og faglig refleksion:

  • Forelæsninger
  • Klasseundervisning
  • Projektarbejde
  • Workshops
  • Opgaveløsning (individuelt og i grupper)
  • Lærerfeedback

Omfang og forventet arbejdsindsats

150 timer

Eksamen

Prøver

Prøvens navnNMR og MS
Prøveform
Skriftlig eller mundtlig
ECTS5
Bedømmelsesform7-trins-skala
CensurIntern prøve
VurderingskriterierEr angivet i fællesbestemmelserne

Fakta om modulet

Engelsk titelNMR and MS
ModulkodeK-BT-B6-14
ModultypeKursus
Varighed1 semester
SemesterForår
ECTS5
UndervisningssprogDansk
TompladsJa
UndervisningsstedCampus Aalborg
Modulansvarlig

Organisation

StudienævnStudienævnet for Kemi, Miljø og Bioteknologi
FakultetDet Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet