Физико-химические методы в медицине

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
«СОГЛАСОВАНО»
Зав. кафедрой общей и
биоорганической химии
к.б.н, доцент Е.А.Айвазова
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан лечебного факультета
д.м.н., проф. И.А. Турабов
________________________
__________________________
«___»_______________2012 г.
«___»_______________2012 г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В
МЕДИЦИНЕ
по направлению подготовки 060103 «ПЕДИАТРИЯ» (квалификация
«специалист»)
Курс 1
Вид промежуточной аттестации - зачет
Кафедра ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Трудоемкость дисциплины -72 часа, зачетных единиц - 2
Архангельск, 2012
2
1.Цель изучения дисциплины «Физико-химические методы в медицине» овладение знаниями о химических и физико-химических методах анализа и их
применении в современных клинических и медико-биологических
исследованиях, а также принципами понимания механизма действия,
современной лабораторно-клинической аппаратуры, что связано с
практической деятельностью врача, а также является основой для изучения
последующих дисциплин.
Задачи дисциплины:
- Изучение основ химических и физико-химических методов
исследования;
- получение навыков практической работы с химическими реактивами и
посудой, приборами;
- обучение студентов навыкам научного исследования;
- формирование навыков изучения научной литературы;
- формирование у студента навыков общения с коллективом.
2. Место дисциплины в структуре ООП
2.1. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки 060103 Педиатрия (квалификация «специалист»)
Учебная дисциплина (модуль) «Физико-химические методы в медицине»
входит в вариативную часть «Математического, естественнонаучного и
медико-биологического учебного цикла» дисциплин (цикл С. 2).
2.2. Для изучения данной учебной дисциплины (модуля) необходимы
следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими
дисциплинами:

Химия (правила техники безопасности в химических лабораториях,
физико-химическую сущность процессов происходящих в живом
организме, свойства воды и водных растворов, основные типы химических
равновесий
(кислотно-основные,
окислительно-восстановительные,
гетерогенные) в процессах жизнедеятельности, электролитный баланс
организма человека, строение и химические свойства основных классов
биологически важных органических соединений).

Физика (основы теории электричества, основные характеристики
электромагнитного
излучения,
взаимодействие
электромагнитного
излучения с веществом, основные понятия оптики и спектроскопии,
единицы измерения физических величин и их размерности).
Учебная дисциплина «Физико-химические методы в медицине» является
предшествующей для изучения дисциплин: нормальная физиология,
патологическая физиология, биохимия, клиническая биохимия.
3
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
3.1. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины:
Коды
Компетенции
формируемых
компетенций
ОК-№
Общекультурные компетенции
ОК-1
Способность и готовность анализировать социально значимые
проблемы и процессы, использовать на практике методы
гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и
клинических наук в различных видах профессиональной и
социальной деятельности.
ОК-5
Способность и готовность к логическому и аргументированному
анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики, к
редактированию текстов профессионального содержания, к
осуществлению воспитательной и педагогической деятельности, к
сотрудничеству и разрешению конфликтов, к толерантности.
ПК -№
Профессиональные компетенции
ПК-1
ПК-2
ПК-3
ПК-5
ПК-32
Способность и готовность применять основные методы, способы
и средства получения, хранения, переработки научной и
профессиональной информации; получать информацию из
различных источников, в том числе с использованием современных
компьютерных средств, сетевых технологий, баз данных и знаний.
способность и готовность выявлять естественнонаучную
сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной
деятельности, использовать для их решения соответствующий
физико-химический и математический аппарат
Способность и готовность к формированию системного подхода
к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие
принципы доказательной медицины, основанной на поиске
решений с использованием теоретических знаний и практических
умений
в
целях
совершенствования
профессиональной
деятельности
Способность и готовность
проводить и интерпретировать
результаты
современных
лабораторно-инструментальных
исследований
Способность и готовность к участию в освоении современных
теоретических и экспериментальных методов исследования с целью
создания новых перспективных средств, в организации работ по
практическому использованию и внедрению результатов
исследований
3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен
ЗНАТЬ:
- роль биогенных элементов и их соединений в живых организмах, применение
их соединений в медицинской практике;
4
- способы выражения концентрации веществ в растворах, способы
приготовления растворов заданной концентрации;
- сущность химических и физико-химических методов анализа
(титриметрического,
хроматографического,
электрохимического,
спектроскопического), их применение в современных клинических и медикобиологических исследованиях.
УМЕТЬ:
- пользоваться учебной, научной и научно-популярной литературой, сетью
Интернет для профессиональной деятельности;
- пользоваться мерной посудой, готовить растворы, работать с основными
типами приборов, используемых в анализе (фотоэлектроколориметры,
потенциометры);
- выполнять исходные вычисления, производить расчеты по результатам
эксперимента,
проводить
элементарную
статистическую
обработку
экспериментальных данных (среднее значение определяемой величины,
абсолютная ошибка, относительная ошибка среднего результата).
ВЛАДЕТЬ:
- навыками работы с химическими реактивами и посудой;
- техникой выполнения основных аналитических операций при качественном и
количественном анализе вещества;
- навыками работы с научной и научно-популярной литературой.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы:
Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестр
№ _1_
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Самостоятельная работа (всего)
Экзамен
Общая трудоемкость (час.)
№ _2_
48
48
14
34
14
34
24
24
72
72
5
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/
п
1
I
1
2
Наименование
раздела
дисциплины
2
Основные
понятия
аналитической
химии.
Качественный
анализ
биогенных
элементов.
Титриметрически
й анализ
Содержание раздела
3
Химические методы анализа
Метод анализа, методика анализа, качественный химический
анализ, количественный химический анализ, аналитическая
реакция, аналитические признаки веществ, аналитический сигнал.
Качественные реакции биогенных элементов.
Закон эквивалентов. Основные понятия: титрование, рабочий
раствор, точка эквивалентности, индикатор, кривая титрования.
Способы выражения концентрации в титриметрическом анализе:
молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента
(эквивалент,
фактор
эквивалентности,
молярная
масса
эквивалента). Расчеты: концентрации и массы определяемого
вещества по результатам титрования.
3
Кислотноосновное
титрование.
4
ОкислительноСущность метода.
восстановительно Перманганатометрическое титрование. Сущность метода.
е титрование.
Условия проведения титрования. Титрант, его приготовление,
стандартизация. Установление конечной точки титрования.
Применение.
Йодиметрическое титрование для определение восстановителей
прямым титрованием. Сущность метода. Условия проведения
титрования. Титрант, его приготовление, стандартизация.
Установление конечной точки титрования. Применение.
Йодометрическое титрование. Сущность метода. Титрант, его
приготовление, стандартизация. Установление конечной точки
титрования. Применение.
Физико-химические методы анализа
Спектроскопичес Принцип метода.
кие методы
Классификация спектроскопических методов анализа.
анализа
Молекулярная абсорбционная спектроскопия в УФ и видимой
области спектра. Цвет и спектр. Закон светопоглощения Бугера-
II
1
Сущность метода. Типы метода (ацидиметрия, алкалиметрия),
титранты метода.
Индикаторы метода кислотно-основного титрования. Теория
индикаторов
кислотно-основного
титрования.
Интервал
изменения окраски индикатора.
Анализ типичных кривых титрования сильной кислоты щелочью,
слабой кислоты сильным основанием, слабого основания сильной
кислотой. Выбор индикаторов по кривой титрования.
6
Ламберта-Бера. Оптическая плотность, светопропускание, связь
между ними. Молярный коэффициент поглощения света. Методы
абсорбционного анализа: колориметрия, фотоколориметрия.
Количественный
фотометрический
анализ.
Условия
фотометрического определения. Определение концентрации
анализируемого раствора методом калибровочного графика.
Применение метода в современных клинических и медикобиологических исследованиях.
Хроматографичес Принцип метода. Классификация хроматографических методов
кие методы
анализа. Приемы хроматографирования.
анализа
Газовая хроматография. Сущность метода, применение.
Жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная
хроматография. Сущность метода, применение.
Адсорбционная
хроматография.
Распределительная
хроматография.
Ионообменная
хроматография
(иониты).
Бумажная хроматография. Молекулярно-ситовая хроматография.
Аффинная (биоспецифическая) хроматография. Сущность
методов. Применение
хроматографического метода в
современных
клинических
и
медико-биологических
исследованиях.
Электрохимическ Классификация электрохимических методов анализа.
ие методы
Потенциометрический анализ. Сущность метода. Электроды,
анализа
применяемые в потенциометрии (электроды 1, 2 и 3 рода;
электроды
индикаторные
и
электроды
сравнения).
Гальванический элемент, ЭДС гальванического элемента.
Применение потенциометрического метода для определения
концентрации ионов в биологических жидкостях.
2
3
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1
1
Наименование раздела
Л ПЗ С ЛП
дисциплины
2
3
4
5
6
I Химические методы анализа
Основные понятия аналитической
химии. Качественный анализ
1
10
биогенных s-, p-, d-элементов.
КПЗ
СРС
7
8
Всего
часов
9
11
2
3
4
1
2
Количественный
1
2
титриметрический анализ
Кислотно-основное титрование.
1
4
Окислительно-восстановительное
1
2
титрование.
II Физико-химические методы анализа
Спектроскопические методы
3
4
анализа
Хроматографические методы
3
4
анализа
1
2
2
4
7
5
7
7
7
3
4
5
Электрохимические методы
анализа
Контрольная работа. Химические
и физико-химические методы
анализа в медицине.
Итоговая конференция.
Применение современных
физико-химических методов в
клинической практике и медикобиологических исследованиях
Итого
4
4
8
2
9
11
14
2
10
34
24
12
72
6. Интерактивные формы проведения занятий
№
Наименование
Интерактивные формы
п/п раздела дисциплины
проведения занятий
Основные
понятия
Выполнение
лабораторных работ:
1.
аналитической
Качественный
биогенных s-,
элементов.
Длительность
(час.)
6
химии. «Качественный анализ ионов sанализ элементов», «Качественный анализ
p-, d- ионов р-элементов», «Качественный
анализ ионов d-элементов».
Выполнение учебноисследовательской работы
«Качественный анализ соли на
содержание ионов s-, p-, dэлементов».
2.
Количественный
титриметрический анализ
Работа в малых группах при
решении расчетных и ситуационных
задач.
1
3.
Кислотно-основное
титрование.
3
4.
Окислительновосстановительное
титрование.
5.
Спектроскопические
методы анализа
Работа в малых группах при
решении расчетных и ситуационных
задач.
Выполнение лабораторных работ
«Приготовление раствора кислоты
заданной
концентрации»,
«Определение
концентрации
и
массы КОН или NaOH в растворе
методом титрования».
Выполнение лабораторной работы
«Определение
концентрации
и
массы FeSO4 в растворе при помощи
рабочего раствора KMnO4».
Выполнение лабораторных работ в
малых группах:
«Фотоколориметрическое
определении концентрации и массы
Сu 2+ в растворе»,
«Фотоколориметрическое
определение рН раствора».
2
4
8
6.
Хроматографические
методы анализа
Выполнение
учебноисследовательских
работ:
«Разделение красителей методом
распределительной
хроматографии», «Разделение и
определение катионов методом
распределительной
хроматографии».
Работа в малых группах при
решении ситуационных задач.
4
7.
Электрохимические
методы анализа
Итоговая конференция.
Применение современных
физико-химических
методов в клинической
практике и медикобиологических
исследованиях
Работа в малых группах при
решении ситуационных задач.
Работа в малых группах, подготовка
рефератов
и
сообщений,
мультимедийных презентаций
2
8.
Итого (час.)
Итого (% от аудиторных занятий)
2
24
33 %
9
7. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов
№
п/п
1.
Наименование
раздела
дисциплины
Виды самостоятельной работы
I Химические методы анализа
Качественный анализ Оформление протоколов анализа
биогенных s-, p-, dэлементов.
2.
Количественный
титриметрический
анализ
Решение расчетных задач, выполнение
заданий, перечисленных в методических
указаниях
3.
Кислотно-основное
титрование.
Выполнение расчетов по результатам
эксперимента
4.
Окислительновосстановительное
титрование.
Решение расчетных задач, выполнение
заданий, перечисленных в методических
указаниях. Выполнение расчетов по
результатам эксперимента
5.
II Физико-химические методы анализа
Спектроскопические
Подготовка к итоговой конференции
методы анализа
(составление плана по теме выступления,
написание тезисов, подготовка аннотаций
статей, рефератов, мультимедийных
презентаций)
6.
Хроматографические
методы анализа
7.
Электрохимические
методы анализа
Формы
контроля
Проверка
выполненных
заданий.
Контрольная
работа.
Проверка
выполненных
заданий.
Контрольная
работа.
Проверка
выполненных
заданий.
Контрольная
работа.
Проверка
выполненных
заданий.
Контрольная
работа.
Проверка
выполненных
заданий.
Выступление на
конференции.
Контрольная
работа.
Подготовка к итоговой конференции
Проверка
(составление плана по теме выступления, выполненных
написание тезисов, подготовка аннотаций заданий.
статей, рефератов, мультимедийных
Выступление на
презентаций)
конференции.
Контрольная
работа.
Подготовка к итоговой конференции
Проверка
(составление плана по теме выступления, выполненных
написание тезисов, подготовка аннотаций заданий.
статей, рефератов, мультимедийных
Выступление на
презентаций). Решение расчетных и
конференции.
ситуационных задач
Контрольная
работа.
10
8. Формы контроля
8.1. Формы текущего контроля
- устные: собеседование, опрос, итоговая конференция
- письменные: контрольная работа, решение задач.
- проверка практических навыков пользоваться учебной и научной
литературой; пользоваться мерной посудой, готовить растворы, работать с
основными
типами
приборов,
используемых
в
анализе
(фотоэлектроколориметры); выполнять исходные вычисления, производить
расчеты
по
результатам
эксперимента,
проводить
элементарную
статистическую обработку экспериментальных данных (среднее значение
определяемой величины, абсолютная ошибка, относительная ошибка среднего
результата).
8.2. Формы промежуточной аттестации (зачета)
Зачет проводится в форме собеседования по вопросам.
11
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
9.1. Основная литература
1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Книга 1. Общие теоретические
основы. Качественный анализ.– М.: Высш. Школа, 2011. - 559 с
2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Книга 2. Количественный анализ.
ФХМА. – М.: Высш. Школа., 2011.- 615 с.
3. Основы аналитической химии. В 2 книгах / Под ред. Ю.А.Золотова. - М.:
Высш. школа, 2000.
4. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. В 2т. Т.1:
учебник для студентов учреждений высшего профессионального
образования /[Ю.М.Глубоков и др.]; под ред.А.А. Ищенко – М.:
Издательский центр «Академия», 2010. - 352с.
5. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. В 2т. Т.2:
учебник для студентов учреждений высшего профессионального
образования /[Н.В.Алов и др.]; под ред.А.А. Ищенко – М.: Издательский
центр «Академия», 2010. - 416с.
9.2. Дополнительная литература
1. Мухина Е.А. Физико-химические методы анализа / Е.А. Мухина. - М.:
Химия,1995. - 315с.
2. Пискарева С.К. Аналитическая химия / С.К.Пискарева, К.М. Барашков,
К.М. Ольшанова. - М.:Высшая школа, 1994. - 384 с.
3. Цитович И.К. Курс аналитической химии / И.К. Цитович. - М.:Высшая
школа, 1994. - 495 с.
4. Отто.М. Современные методы аналитической химии. Перевод с
немецкого под ред. А.В.Гармаша.- М.:Техносфера, 2006. – 543с.
9.3. Программное обеспечение и Интернет ресурсы
Информационно-справочная и поисковая медицинская система
www. studmed-lib.ru
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
10.1. Оборудованные аудитории.
10.2. Аудиовизуальные, технические и компьютерные средства обучения
Мультимедийные презентации лекций:
1. Физико-химические методы анализа в медицине. Сущность.
Классификация. Общие представления.
2. Химический титриметрический анализ.
3. Физико-химические методы анализа в медицине. Хроматографический
анализ.
12
10.3. Обучающие компьютерные
практических занятиях (отсутствуют)
программы,
используемые
на
10.4. Наглядные пособия:
1.Таблицы, схемы и рисунки по темам,
2. Правила работы в химической лаборатории.
3.Периодическая система химических элементов.
10.5. Приборы и оборудование, необходимое для проведения практических
занятий:
1. рН-метр-милливольтметр рН-410 (3 шт.).
2. Весы безрычажные (1шт.).
3.
Весы ВЛР-200 (3 шт.).
4.
Весы порционные НК-100(1шт.).
5.
Весы электронные АД (1шт.).
6.
Иономер (кондуктометр АНИОН -4154 (1шт.).
7.
Кондуктометр АНИОН 4120 (1шт.).
8.
Микроскоп «Биомед -2» (1шт.).
9.
Фотоэлектроколориметр КФК-2 (4шт.).
10. Муфельная печь (1шт.).
11. Сушильный шкаф (1шт.).
12. Центрифуга Опн-3 (1шт.).
13. Электрод ионоселективный «Элит-NO3-»
14. Аквадистилятор Д-10 (1шт.)
15. Набор ариометов.
16. Компьтер.
17. Шкаф вытяжной (3шт.)
18. Набор посуды и химических реактивов для всех лабораторных
работ.
11. Оценка студентами содержания и качества учебного процесса по
дисциплине
Анкета-отзыв на
медицине» (анонимная)
дисциплину
«Физико-химические
методы
в
Просим Вас заполнить анкету-отзыв по прочитанной дисциплине
«_____________». Обобщенные данные анкет будут использованы для ее
совершенствования. По каждому вопросу поставьте соответствующие оценки
по шкале от 1 до 10 баллов (обведите выбранный Вами балл). В случае
необходимости впишите свои комментарии.
13
1. Насколько Вы удовлетворены содержанием дисциплины в целом?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
2. Насколько Вы удовлетворены общим стилем преподавания?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
3. Как Вы оцениваете
методических материалов?
качество
подготовки
предложенных
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий_____________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Насколько вы удовлетворены использованием преподавателем
активных методов обучения (моделирование процессов, кейсы, интерактивные
лекции и т.п.)?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий______________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Какой из разделов дисциплины Вы считаете наиболее полезным,
ценным с точки зрения дальнейшего обучения и/или применения в последующей
практической деятельности?
____________________________________________________________________
________________________________________________________________
6. Что бы Вы предложили изменить в методическом и содержательном
плане для совершенствования преподавания данной дисциплины?
____________________________________________________________________
________________________________________________________________
СПАСИБО!
14
Автор:
Занимаемая должность
Доцент кафедры общей и
биоорганической химии
Фамилия, инициалы
Журавлева Е.А.
Подпись
Рецензент (ы):
Место работы
Занимаемая должность
Фамилия,
инициалы
Подпись