Syllabus
Definice elektrického potenciálu, potenciál kapalinového rozhraní, difúzní potenciál (hrotový potenciál v elektrofyziologii), pohyblivost iontů Stav termodynamické rovnováhy a stacionární rovnováha. Definice elektrochemického potenciálu.
Odvození Nernstovy rovnice a fyziologický význam Nernstova rovnovážného potenciálu Odvození Gibbs-Donnanovy rovnováhy a její aplikace ve fyziologii. Definice osmotického tlaku, van’t Hoffova formule pro výpočet osmotického tlaku, rozdíl aktivita vs. koncentrace iontu, iontová síla Stacionární nerovnovážný potenciál na membráně a teoretický přístup k formálnímu popisu.
Teorellova rovnice a její omezení. Skalárové vs. vektorové pole, definice gradientu.
Nernst-Planckova rovnice elektrodifúze. Hendersonovo a Goldmanovo řešení rovnice elektrodifúze.
Hodkin & Huxley - úprava Goldmanovy rovnice pro membránový potenciál jako funkce extarcelulární a intracelulární koncentrace iontů. Nernstův rozdělovací koeficient.
Definice permeabilitního koeficientu. 1. Fickův zákon difúze jako zjednodušení rovnice elektrodifúze.
Vztah difúzního a permeabilitního koeficientu. Elektrody 1. a 2. druhu, pH elektroda, argentchloridová elektroda, kalomelová elektroda, iontově selektivní mikroelektrody.
Oxidačně-redukční potenciál, volná energie oxidačně redukčních reakcí. Modelování permeabilitních vlastností membrány jako elektrického obvodu, vodivost elektromotorická síla, převodové číslo, voltampérová charakteristika a její využití v elektrofyziologii.
Hodkin-Horowiczova rovnice. Biofyzika transportu vody, osmóza, objemový tok, hydraulická permeabilita, osmotická permeabilita, solvent drag.
Radioaktivita (izotopy a jejich stabilita, štěpné a termojaderné reakce, radioaktivní rozpad, poločas rozpadu, radioaktivní záření a jeho konverze, specifická aktivita, rozpadový zákon, použití izotopů v biologii) Principy kompartmentové analýzy, net uptake, one-way flux, tracer
Annotation
Please note, the lectures is given in Czech language only.
This is a combination of lectures and tutorials, where typical examples will be solved that can be encountered in experimental physiological research using physical chemical approaches from the field of electrochemistry, chemical thermodynamics and nuclear chemistry.