ПЛОВДИВСКИ УНИВЕРСИТЕТ ”ПАИСИЙ ХИЛЕНДАРСКИ”
България 4000 гр. Пловдив ул. “Цар Асен” № 24; Централа: (032) 261 261
Ректор: (032) 631 459, 631 449 факс (032) 628 390 e-mail: pduniv@pu.acad.bg
ХИМИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
УЧ Е Б Н А П Р О Г Р А М А
НАИМЕНОВАНИЕ НА УЧЕБНАТА ДИСЦИПЛИНА:
Компютърни методи за обработка и интерпретация на спектрална информация
ВИД: задължителна x избираема □ факултативна □
|
ХОРАРИУМ
|
Лекции
20 ч.
|
Практически занятия
20 ч.
|
Самостоятелна работа
110 ч.
|
ПРЕПОДАВАТЕЛ:
доц. д-р Пламен Пенчев
|
ЧАСОВЕ ЗА СЕДМИЦА:
2/2/0
|
БРОЙ КРЕДИТИ:
5
|
ПРОФЕСИОНАЛНО НАПРАВЛЕНИЕ:
4.2. Химически науки
|
СПЕЦИАЛНОСТ:
Спектрохимия |
ОБРАЗОВАТЕЛНО-КВАЛИФИКАЦИОННА СТЕПЕН:
Магистър
|
ФОРМИ НА ОБУЧЕНИЕ
|
РЕДОВНО: x ЗАДОЧНО: □ ДИСТАНЦИОННО: □
|
АУДИТОРНИ ЗАНЯТИЯ:
ЛЕКЦИИ x
СЕМИНАРИ x
УПРАЖНЕНИЯ /в т.ч лабораторни / □
ДРУГИ □
|
ИЗВЪНАУДИТОРНА ЗАЕТОСТ:
КУРСОВА РАБОТА □
ЕСЕ □
РЕФЕРАТ □
УЧАСТИЕ В СЕМИНАР /КОНФЕРЕНЦИЯ/ □
|
ФОРМИ НА ПРОВЕРКА И ОЦЕНКА НА ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ
|
ПИСМЕН x УСТЕН □ ПРАКТИЧЕСКИ □
|
ФОРМИРАНЕ НА ОЦЕНКАТА НА ПРИДОБИТИТЕ ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ
|
ФОРМИ НА ТЕКУЩ КОНТРОЛ 50 % САМОСТОЯТЕЛНА РАБОТА РЕЗУЛТАТИ ОТ ИЗПИТА 50 %
|
АНОТАЦИЯ
Курсът “ Компютърни методи за обработка и интерпретация на спектрална информация ” цели задълбочаване и надграждане на знанията на студентите по дисциплината «Инструментални методи за анализ». Това надграждане е по посока на систематизиране и разширяване на знанията им за разнообразните математични методи и техните компютърни реализации, които се прилагат при поддържането, обработката и търсенето на спектрална информация. Курсът е ориентиран към конкретни приложения на тези методи. Лекциите и упражненията обхващат приложението на методите за библиотечно търсене, използването на експертни системи и разнообразни хемометрични методи за интерпретация на спектрална информация, както и количествен анализ на компонентите на смеси.
Курсът е съобразен със съвременните тенденции за прилагане на компютърните методи в спектроскопията, една от които е химикът да е образован потребител на разнообразните програмни продукти за обработка на химична и спектрална информация.
ПРЕДВАРИТЕЛНИ ИЗИСКВАНИЯ:
Студентите трябва да знаят и/или да могат:
-
основен курс по статистика и метрология,
-
работа с операционни системи и файлове,
-
текстообработка и работа с електронни таблици.
-
основен курс по инструментални методи за анализ и основен курс по органична химия
Успешно завършилите обучението по тази учебна дисциплина:
1. ще знаят:
-
на по-високо ниво как се интерпретират ИЧ, Раман, 1Н и 13С ЯМР спектри,
-
как се поддържа спектрална и химическа информация на компютрите,
-
основите на методите за търсене на ИЧ, 13С ЯМР и масспектри,
-
основните методи за интерпретация на резултатите от търсене на спектрална информация,
-
някои от основните методи за компютърна интерпретация на спектрална информация,
-
комплексното прилагане на всички компютърни методи за интерпретация на спектрална информация.
-
основите на многокомпонентния анализ.
2. ще могат:
-
да работят със спектрални колекции в атласи от спектри и корелационни таблици със спектроструктурни корелации,
-
да интерпретират спектри на органични съединения,
-
да работят с програми за търсене на спектри и обработват резултатите от търсенето,
-
да работят с експертни системи,
-
да извършват многокомпонентен анализ на смеси.
ТЕХНИЧЕСКО ОСИГУРЯВАНЕ НА ОБУЧЕНИЕТО:
-
2 компютърни зали: 20 бр. компютри свързани в обща вътрешна мрежа;
-
сървъри: общо 6 специализирани компютърни системи;
-
ОС Windows XP (20 лиценза);
-
MS Office XP (20 лиценза);
-
PU_LIB – база данни от 611 инфрачервени спектри създадена от д-р П. Пенчев в ХФ на ПУ;
-
CC001000 – база данни от 1000 инфрачервени спектри закупена от Chemical Concepts;
-
IR13484 база данни от 13 484 предоставена на научна и учебна работа от Chemical Concepts;
-
C13NMR – спектрална библиотека от 38 225 напълно отнесени 13C-ЯМР спектри, предоставена за научна и учебна работа от проф. М. Мънк от Аризонския държавен университет (ASU), САЩ;
-
PhyChem – спектрална библиотека от 1 000 напълно отнесени 13C-ЯМР спектри, създадена от д-р Пенчев в ХФ на ПУ.
-
InferCNMR – програмна система, работеща под Windows, за библиотечно търсене на 13C-ЯМР спектри, програмирана от д-р Пенчев в ASU.
-
NIST – спектрална библиотека от около 60 000 масспектри на NIST, предоставена за научна и учебна работа от проф. Вармуца от Техническия университет във Виена, Австрия;
-
IRIS – програмна система, работеща под Windows, за библиотечно търсене и интерпретация на инфрачервени спекри, програмирана от д-р П. Пенчев в ХФ на ПУ;
-
EXPIRS – експертна система за разкриване на структурни фрагменти въз основа на инфрачервени спектри, програмирана от доц. д-р О. Аргиров и нейната база от данни (спектро-структурни корелации), създадена доц. д-р О. Аргиров и проф. Г. Андреев в ХФ на ПУ.
ТЕМАТИЧНО СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ДИСЦИПЛИНА:
А/ Лекции
1. Обзор на спектралните методи за анализ. Физични основи на инфрачервената и Раман спектроскопии.
|
1 ч.
|
2. Обзор на спектралните методи за анализ. Физични основи на електронната спектроскопия.
|
1 ч.
|
3. Обзор на спектралните методи за анализ. Физични основи на спектроскопията на ЯМР.
|
1 ч.
|
4. Обзор на спектралните методи за анализ. Физични основи на масспектроскопията на органични съединения.
|
1 ч.
|
5. Интерпретация на спектрални данни (ИЧ, Раман, УВ/Вид, ЯМР и мас-спектри от спектроскопистите. Работа с колекции от спектри и спектро-структурни корелации във вид на атласи и таблици.
|
1 ч.
|
6. Компютърни програми, реализиращи адитивна схема за предсказване на химическото отместване в 1H- и 13C ЯМР спектри. Програмата ChemOffice.
|
1 ч.
|
7. Поддържане на спектрална информация от компютрите. Обхват, формат и нормиране на спектралните данни. Спектрални криви, пикови таблици и ЯМР сигнали. Поддържане на неспектрална информация (химична структура, молекулна формула, физикохимични и библиографски данни). Спектрални библиотеки.
|
3 ч.
|
8. Търсене на ИЧ спектри в спектрални библиотеки по спектралната крива. Мерки за спектрално подобие.
|
2 ч.
|
9. Търсене на ИЧ спектри в спектрални библиотеки по пикове. Мерки за спектрално подобие.
|
2 ч.
|
10. Компютърна интерпретация на ИЧ спектри. Експертни системи. Използване на хемометрични методи.
|
2 ч.
|
11. Търсене на 13C ЯМР спектри в библиотека от напълно отнесени 13C ЯМР спектри.
|
2 ч.
|
12. Търсене на масспектри в спектрална библиотека.
|
1 ч.
|
13. Идентификация на химични съединения. Анализ на спектри на смеси. Количествен анализ на смеси (многокомпонентен анализ).
|
1 ч.
|
14. Обработка на резултатите от търсенето в спектрални библиотеки. Метод на максималната обща подструктура.
|
1 ч.
| Общо |
20 ч.
|
Б/ Упражнения (семинари)
1. Работа със спектрални атласи и корелационни таблици. Интерпретация на ИЧ спектри от експерт/спектроскопист.
|
2 ч.
|
2. Работа с компютърната програма IRIS, която поддържа библиотека ИЧ спектри.
|
3 ч.
|
3. Търсене на ИЧ спектри с компютърната програма IRIS в спектрални библиотеки по спектралната крива.
|
2 ч.
|
4. Търсене на ИЧ спектри с компютърната програма IRIS в спектрални библиотеки по пикове. Мерки за спектрално подобие.
|
2 ч.
|
5. Компютърна интерпретация на ИЧ спектри с компютърната програма IRIS. Експертни системи. Използване на хемометрични методи - класификация на ИЧ спектри по центроидите на класовете.
|
2 ч.
|
6. Търсене на 13C ЯМР спектри в библиотека от напълно отнесени 13C ЯМР спектри. Работа с програмата InferCNMR.
|
2 ч.
|
7. Търсене на масспектри в спектрална библиотека с компютърната програма MaSpIS.
|
2 ч.
|
8. Идентификация на химични съединения. Анализ на спектри на смеси. Количествен анализ на смеси. Многокомпонентен анализ на електронните спектри на смеси от фенилаланин, триптофан и тирозин с помощта на Excel.
|
3 ч.
|
9. Обработка на резултатите от търсенето в спектрални библиотеки. Прилагане на метода на максималната обща подструктура с помощта на програмата ToSiM.
|
2 ч.
| Общо |
20 ч.
|
ЛИТЕРАТУРА:
-
Г. Андреев. Молекулна спектроскопия, Изд. ПУ “П. Хилендарски”, Пловдив, 1999.
-
Г. Крисчан, Д. О’Райли. Инструментален анализ. Изд. СУ “Кл. Охридски”, 1993.
-
Ст. Спасов, Л. Каменов. Ядрен магнитен резонанс в органичната химия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1973.
-
D. Massart, B. Vandenginste, S. Deming, Y. Michotte, L. Kaufman. Chemometrics: a textbook. Elsevier, 1988.
-
В. Симеонов. Принципи на обработка на химичните данни. Издателство при СУ, София, 2000 г.
-
Л. Футеков, П. Пенчев. Теория на експеримента. Издателство при ПУ, Пловдив, 1994 г.
-
Материали от списание “Коснос”, www.kosnos.com.
КОНСПЕКТ: Изпитът е под формата на тест, въз основа на дадената програма.
Сподели с приятели: |