Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
SVK
iduzel: 28824
idvazba: 47802
šablona: stranka
čas: 5.12.2022 00:10:58
verze: 5243
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-prihlasovadlo.vscht.cz/svk/
branch: trunk
Server: 147.33.89.153
Obnovit | RAW
iduzel: 28824
idvazba: 47802
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'svk.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home'
iduzel: 28824
path: 1/28821/43620/28823/28824
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW

Studentská vědecká konference

Každoročně na podzim probíhá na VŠCHT Praha  Studentská vědecká konference, na které studenti bakalářských a magisterských programů prezentují výsledky svých výzkumných prací. Práce jsou rozděleny do cca 60 sekcí podle odborného zaměření, každý soutěžící student prezentuje svou práci před odbornou komisí formou krátké přednášky nebo posteru. Nejlepší práce ve všech sekcích jsou odměňovány hodnotnými cenami, často za přispění našich průmyslových partnerů.

Letošní SVK proběhne 24. 11. 2022.

Chcete-li se stát sponzory SVK na některé z fakult VŠCHT Praha, kontaktujte prosím příslušného fakultního koordinátora.

Seznam fakultních koordinátorů

V případě dotazů ohledně SVK se obracejte na příslušné ústavní či fakultní kordinátory.

Dotazy ohledně elektronického přihlašovacího systému směřujte na Jitku Čejkovou (Jitka.Cejkova@vscht.cz).

  

Přihlašovací formulář

Nejste zalogován/a (anonym)

101 - Ústav anorganické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Oskar Chmel B3 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Syntéza pinningových fází GdBCO-2411-M detail

Syntéza pinningových fází GdBCO-2411-M

Supravodiče jsou materiály s velkým potencionálním využitím kvůli jejich unikátním vlastnostem, jako je levitační síla a schopnost zachycení magnetického pole. Tyto vlastnosti lze zlepšit pomocí přidání pinningové (nesupravodivé) fáze do supravodivého krystalu. Selekce vhodné pinningové fáze je jeden z klíčových faktorů při přípravě supravodivých krystalů. Cílem práce je příprava pinningových fází Gd-2411-M (Gd2Ba4CMOx, kde M = Sm, Cr, W, V) pomocí reakce v pevné fázi. Tyto fáze budou poté charakterizovány a použity pro přípravu supravodivých krystalů GdBCO. Klíčové supravodivé vlastnosti budou poté studovány a porovnány s referenčním GdBCO krystalem.  
2 Bc. Dominik Chmelař M2 Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D. Elektrochemická exfoliace vrstevnatých materiálů detail

Elektrochemická exfoliace vrstevnatých materiálů

Vrstevnaté materiály se mohou vykazovat unikátními fyzikálními, tepelnými a chemickými vlastnostmi, diky nimž mohou najít uplatnění v různých aplikacích jako jsou senzory, baterie, solární články či tranzistory. Exfoliace těchto vrstevnatých materiálů vede ke změně jejich vlastností, např. zvýšení měrného povrchu, změna zakázaného pásu, vodivosti nebo magnetických vlasností. Exfoliace se nejčastěji dělá pomocí chemických a mechanických metod. Chemické metody většinou využívají interkalace alkalických kovů, které vyžadují inertní atmosféru. U mechanickým metod často dochází ke strukturním defektům. Z těchto důvodů je vhodné hledat metody, které jsou efektivnější, šetrnější a také bezpečnější. Elektrochemická exfoliace představuje jednoduchou a levnou metodou, která nevyžaduje použití nebezpečných látek pro přípravu exfoliovaného materiálu. Předmětem této práce je studium mechanismu elektrochemické interkalace a vliv ruzných parametrů, jako je např. typ rozpouštědla, interkalovaného ionty, aplikovaného napětí na vlasnosti efoliovaného materiálu.  
3 Tomáš Chvojka B3 doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D. Příprava tenkých vrstev Ce:GGAG pro optické aplikace detail

Příprava tenkých vrstev Ce:GGAG pro optické aplikace

Granáty jsou oxidové materiály, které lze popsat vzorcem A3B2C3O12, kde A jsou kationty s osmi-, B šesti- a C čtyřčetnou koordinací. Vlastnosti granátových materiálů je předurčují k využití v optice. Jsou navíc vhodnou matricí pro řadu dopantů, vytvářejíc tak perspektivní materiály (Nd:YAG lasery, Pr:LuAG fotodiody).   Gadolinito-hlinito-gallitý granát dopovaný cerem (Ce:GGAG) patří k nejvyspělejším scintilátorům. Jeho objemové monokrystaly jsou komerčně vyráběny Czochralského metodou. Růst monokrystalů ovšem provází řada úskalí. Řešením může být příprava Ce:GGAG ve formě tenkých vrstev. Tyto se řadí mezi 2D nanomateriály, jejich vlastnosti jsou tedy funkcí jejich rozměrů. Po nanesení na vhodný substrát vzniká kompozit, jehož chování lze ovlivnit tloušťkou nanášené vrstvy.   Tato práce se zabývá přípravou tenkých vrstev GGAG o různé míře dopování cerem s případným kodopováním hořčíkem metodou sol-gel. Realizovaná složení Ce:GGAG by byla jen velice obtížně připravená technologiemi růstu monokrystalů, připravené látky tedy umožňují studovat tento materiál v širším intervalu složení. Fázová čistota vzorků byla sledována rentgenovou difrakcí. Momentálně probíhá studium luminiscence připravených materiálů pro identifikaci optimálního složení a pro určení trendů v jejich optickém chování.
4 Bc. Oldřich Cicvárek M1 Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D. Exfoliace a aplikace ternárních chalkogenidů thalia detail

Exfoliace a aplikace ternárních chalkogenidů thalia

Po objevení grafenu v roce 2004 přišel rozmach ve výzkumu vrstevnatých materiálů. Strukturně se jedná o jednotlivé vrstvy propojené van der Waalsovými interakcemi. V rámci jedné vrstvy jsou atomy spojeny mnohem silnější kovalentní vazbou. Toto může vést k velké anizotropii vlastností, jako je například šíře zakázaného pásu či elektrochemické vlastnosti. Materiály mohou najít uplatnění v elektrochemickém průmyslu, jde například o elektrokatalyzátory pro vývoj vodíku, kyslíku nebo redukci dusíku. Mohou nabízet alternativu k drahým kovům. Jedná se však o málo probádané materiály, což je ale hnací silou dalších výzkumů. Tato práce se zabývá exfoliací a aplikací ternárních chalkogenidů thalia se sumárním vzorcem TlMCh2 (M = Ga/In, Ch = S/Se/Te). Materiály byly exfoliovány ultrazvukem a pomocí střižných sil. Velikost exfoliovaných částic byla zjištěna pomocí metod dynamického rozptylu světla (DLS) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Dále byly strukturní vlastnosti zkoumány mimo jiné Ramanovou spektroskopií a rentgenovou práškovou difrakcí (XRD). Zkoumání elektrochemických vlastností těchto materiálů bylo zaměřeno na jejich inherentní elektrochemickou stabilitu a heterogenní přenos elektronů, pak na katalýzu pro redukci vodíku a kyslíku, a fotokatalýzu.  
5 Bc. Ivana Faltysová M1 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Ekologicky udržitelné kompozity na bázi reaktivního oxidu hořečnatého detail

Ekologicky udržitelné kompozity na bázi reaktivního oxidu hořečnatého

Tématem této práce je příprava a charakterizace pojiv na bázi oxidu hořečnatého šetrných k životnímu prostředí. Nejdříve byly připraveny referenční vzorky obsahující čistou fázi 5 Sorelova cementu. Následně byly připraveny kompozitní materiály s různým obsahem grafenu, oxidu grafenu a uhlíkových nanotrubic, ve kterých byla využita fáze 5 jako matrice. Bylo zjištěno, že grafen výrazně zvýšil pevnost materiálu v tlaku, oxid grafenu měl pozitivní vliv na Youngův modul pružnosti a pevnost v ohybu, a díky přídavku uhlíkových nanotrubic vzrostla odolnost materiálu vůči vodě. Následně byly vyrobeny lehčené kompozity na bázi MOC. Jako plnivo bylo použito pěnové sklo, které plně nahradilo běžně užívaný křemenný písek. Dále byl využit elektrárenský popílek jako náhrada skelného plniva v množství 5, 10, a 15 hm. %. Všechny připravené materiály byly analyzovány rentgenovou difrakční analýzou, skenovací elektronovou mikroskopií, energiově disperzní spektroskopií, laserovou difrakcí, optickou mikroskopií a simultánní termickou analýzou. Na závěr byly testovány mechanické vlastnosti. Připravené materiály vykazovaly dostatečnou mechanickou odolnost a vynikající tepelně-izolační vlastnosti, díky čemuž by mohly být využívány jako alternativa Portlandského cementu šetrná k životnímu prostředí.  
6 Adam Fiedler B3 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Příprava a charakterizace ReBCO supravodičů  detail

Příprava a charakterizace ReBCO supravodičů 

Vysokoteplotní supravodivé materiály na bázi směsných oxidů mědi se nejčastěji připravují postupem opakované kalcinace výchozích surovin. Ve formě krystalů se následně připraví z prekurzorového prášku metodou infiltračního růstu TSIG (top-seeded infiltration growth) či růstu z taveniny TSMG (top-seeded melt growth). Základními rozdíly mezi těmito postupy je nejen časová náročnost, ale i fázové a chemické složení, které úzce souvisí s materiálovými vlastnostmi. Nejdříve byly připraveny referenční vzorky vysokoteplotních supravodivých materiálů na bázi směsných oxidů mědi YBCO, EuBCO a GdBCO. S těmito vzorky budou následně srovnány materiály připravené metodou TSIG. Připravené vzorky budou studovány pomocí rentgenové difrakce (XRD), rentgenové fluorescence (XRF), laserové difrakce (LD), elektronově disperzního spektrometru (EDS) a skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Výsledky výzkumu by měly přispět k optimalizaci přípravy vysokoteplotních supravodičů a zvýšení dostupnosti těchto materiálů pro komerční využití.
7 Matyáš Jandík B3 Ing. Vít Jakeš, Ph.D. Příprava denzní aluminátové keramiky pomocí SPS detail

Příprava denzní aluminátové keramiky pomocí SPS

Denzní keramika představuje novou generaci optických materiálů; při dostatečně kvalitní mikrostruktuře u ní lze dosáhnout translucence až transparentnosti pro viditelné záření. Ke slinování takového materiálu je možné použít proces Spark plasma sintering (SPS), pro nějž jsou nejvhodnější fáze s kubickou strukturou. Transparentní denzní keramika pak může posloužit jako matrice pro dopování různými ionty a v budoucnu by mohla najít uplatnění např. jako aktivní materiál pevnolátkových laserů a scintilátorů. Její výhoda oproti pěstování monokrystalů spočívá v jednodušší přípravě a modifikaci vstupních surovin. Mezi nadějné materiály pro průmyslově využívanou denzní keramiku patří i LiAl5O8, který lze připravit z LiAc a Al(NO3)3 metodou sol-gel, ko-precipitací či reakčním slinováním. Cílem této práce je příprava a charakterizace nedopovaných keramických tablet fáze LiAl5O8 metodou SPS a optimalizace procesu přípravy pro dosažení nejlepších možných výsledků, tj. co nejvyšší transmitance a zamezení praskání tablet.                 
8 Tereza Jilečková B3 Ing. Martin Pižl, Ph.D. Syntéza a charakterizace M(II) komplexů obsahující tetradentátní ligandy odvozené od vitaminu B6 detail

Syntéza a charakterizace M(II) komplexů obsahující tetradentátní ligandy odvozené od vitaminu B6

Vitamin B6 je označení pro soubor tří příbuzných pyrimidinových derivátů lišící se v poloze 4, kde může být -CH2-OH (pyridoxin, PN), -CHO (pyridoxal – PL) či -CH2NH2 (pyridoxamin, PM), a jejich 5-fosfátových analogů (např. pyridoxal-5-fosfát, PLP). Keto deriváty (PL a PLP) reagují s primárními aminy za vzniku Schiffových bází (SB), neboli iminů. SB se používají v organické syntéze, a mají také potenciál v terapii různých onemocnění. Díky volnému elektronovému páru na dusíku, se iminy mohou vázat na většinu kovových iontů. Například měďnaté a manganaté komplexy vykazují protinádorové účinky, zinečnaté a kobaltnaté komplexy mají antibakteriální účinky. U Zn(II) komplexů pak byla zjištěna selektivní fluorescenční detekce ADP a ATP ve vodných roztocích. Cílem této práce je studium Co(II), Ni(II) a Cu(II) komplexů obsahující tetradentátní ligandy, které jsou syntetizovány kondenzací pyridoxalu či pyridoxal-5-fosfátu s ethylendiaminem (– PL2en a PLP2en) nebo o-phenyldiaminem (PL2op a PLP2op). Srovnáním spektroskopických vlastností ligandů a jejich příslušných komplexů lze identifikovat a potvrdit donorové atomy ligandu a navrhnout struktury koordinačních sloučenin. To bude demonstrováno na příkladu Co(II) a Ni(II) komplexů obsahující PL2en a PLP2en.  
9 Bc. Anastasiia Korzhova M1 Ing. Vilém Bartůněk, Ph.D. Selenové kompozity pro farmakologické využití  detail

Selenové kompozity pro farmakologické využití 

V této práci jsou zkoumány nanočastice amorfního selenu pro jejich možné antimikrobiální účinky. Připravené nanočastice selenu byly charakterizovány pomocí vybraných analytických metod jako je Ramanova spektroskopie nebo rentgenová prášková difrakce. Antibakteriální vlastnosti selenových nanočástic byly zkoumány pomocí metody nejmenší inhibiční koncentrace. Následně byla vyzkoušena formulace lékové formy ve formě masti. Součástí práce je i důkladná patentová rešerše.
10 Petr Kupka B3 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Příprava MAX fáze Mo2TiAlC2 a MXenu Mo2TiC2 pro katalytický vývoj vodíku detail

Příprava MAX fáze Mo2TiAlC2 a MXenu Mo2TiC2 pro katalytický vývoj vodíku

Příprava MAX fáze Mo2TiAlC2 a MXenu Mo2TiC2 pro katalytický vývoj vodíku MAX fáze jsou vrstevnaté krystalické materiály obsahující vrstvy karbidů nebo nitridů přechodných kovů ze začátku d bloku spojených atomy kovů z p bloku. Obecnou strukturu MAX fází lze vyjádřit Mn+1AXn. M představuje přechodný kov ze skupiny 4 až 6. A zastupuje p kov a X je uhlík nebo dusík. MXeny jsou 2D materiály vzniklé exfoliací jednotlivých Mn+1X vrstev odstraněním atomů p kovu pomocí selektivního leptání. Vývoj vodíku (HER) v kyselém prostředí je reakce probíhající na katodě při elektrolýze vody. 2H+ + 2e- ↔ H2 Tato práce se zabývá přípravou MAX fáze Mo2TiAlC2 z prvků, karbidů prvků a hydridů prvků za různých teplot a následným zpracováním na MXene. Mo2TiAlC2 bylo připraveno ve stechiometrickém poměru Mo:Ti:Al:C 2:1:1.1:2. Výpal probíhal při teplotách 1500, 1550 a 1600 °C v bezkyslíkové atmosféře. Exfoliace byla provedena pomocí kyseliny fluorovodíkové. Fázové složení bylo určeno pomocí rentgenové difraktometrie a elektronové mikroskopie. Přepětí a proudová hustota byly změřeny nanesením připravených vzorků na elektrodu ze skleněného uhlíku. Bylo zjištěno, že po exfoliaci je materiál pro HER vhodnější. Nejpříznivější výsledky byly zaznamenány u vzorků vypálených na 1550 °C.
11 Bc. Fedor Lipilin M2 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Novel dielectrics for field effect transistors based on 2d materials detail

Novel dielectrics for field effect transistors based on 2d materials

Nowadays transistors are present in almost in all electronic devices. This provides stable processes, high working speed and lower power consumption. For its future improvements, various enhancements are required, including shift in basic materials. In this work, novel dielectric materials based on Lanthanum oxide-bromide was synthesized for use in field effect transistors (FET) based on 2D materials. This material was predicted by density functional theory to possess high–κ values and layered structure, which allows it to be stacked with 2D channel materials. Using a mechanical exfoliation we prepared thin layers of hBN and LaOBr and placed them on top of gold electrodes and used them as top gates to control the channel based on multilayered graphene. Final contacting was achieved by electron beam lithography. The stack was characterized by atomic force microscopy, optical microscopy and the device was characterized in terms of its electronic properties. Our results show that the LaOBr exhibits better properties compared to the hBN, which could potentially play a crucial role in new generation of dielectric materials in FETs.
12 Pavlína Malečková B3 Ing. Martin Pižl, Ph.D. Syntéza kobaltnatých komplexů odvozených od pyridoxalu detail

Syntéza kobaltnatých komplexů odvozených od pyridoxalu

Pyridoxal (PL) je jednou ze tří forem vitamínu B6. Aktivní formou vit. B6 je pyridoxal-5‘-fosfát (PLP), který je koenzymem při metabolismu aminokyselin. PLP na sebe reverzibilně váže aminokyselinu, čímž vzniká Schiffova báze (imin). Schiffova báze obecně vzniká reakcí aminů se sloučeninou obsahující karbonylovou skupinu. Kobaltnaté komplexy s těmito ligandy jsou často předmětem studia pro své magnetické vlastnosti. Tato práce se zabývá syntézou kobaltnatých komplexů odvozených od pyridoxalu a jeho derivátů připravených substitucí OH skupiny v poloze 5 (červené kolečko na obrázku). Zvolili jsme tyto substituenty - fosfát (PLP), nitryl (PL-CN) a O-tercbutyl (PL-OtBut). Z těchto variant substituovaného pyridoxalu lze následně připravit Schiffovy báze, které vzniknou reakcí s vybranými aminokyselinami – alaninem (Ala) a tyrosinem (Tyr). Z těchto ligandů a vhodné kobaltnaté soli mohou být poté připraveny příslušné komplexy. Prozatím byly úspěšně syntetizovány tyto ligandy – PL-Ala, PLP-Ala, PL-Tyr, PLP-Tyr. Syntéza modifikovaných variant PL (PL-CN a PL-OtBut) v současné době teprve probíhá. Dále byly syntetizovány a charakterizovány kobaltnaté komplexy s ligandy PLP-Ala a PL-Ala.



13 Anna Mašková B2 Ing. Martin Pižl, Ph.D. Interkalátory DNA na bázi α-diiminových komplexů chromu detail

Interkalátory DNA na bázi α-diiminových komplexů chromu

Koordinační sloučeniny s dlouhotrvajícím excitovaným stavem jsou zajímavé pro své foto-oxidační účinky. Často studovanými komplexy jsou ty, které obsahují α-diiminové ligandy jako jsou bpy (2,2´-bipyridin), phen (1,10-fenantrolin) a také dppz ligand (dipyrido[3,2-a:2´,3´-c]fenazin), který se může interkalovat do DNA. Komplexy chromu(III) s těmito α-diiminovými ligandy vykazují silnější oxidační účinky než jejich ruthenaté analogy. Zatím byl podrobně studován komplex [Cr(phen)2dppz]3+, u kterého lze navýšit oxidační vlastnosti pomocí záměny ligandu phen za TAP (1,4,5,8-tetraaza-fenantren). V této práci jsme se zaměřili na komplexy Cr(III) obsahující rozdílné α-diiminové ligandy. Na základě literární rešerše byly vybrány tyto ligandy: TAP, phen, phen-CN (2-kyano-1,10-fenantrolin), dicnq (6,7-dikyanodipyridoquinoxalin), dppz (dipyridofenazin) a CN-dppz (11-kyanodipyridofenazin); díky jejich schopnosti vázat se na sekvence DNA (dppz, CN-dppz) a phen, TAP, phen-CN pro ovlivnění oxidační síly excitovaného stavu.  Připravené ligandy byly charakterizovány pomocí 1H NMR, UV-Vis a FTIR. Následně budou probíhat syntézy heteroleptických komplexů [Cr(diimin1)2(diimin2)]3+, kde diimin1 je TAP, phen nebo phen-CN a diimin2 je dppz, dppz-CN nebo dicnq.



14 Rebeka Morvaiová B2 Ing. Jan Holub, Ph.D. Supramolekulárne gridy ako multivaletný základ pre prípravu 1D a 2D štruktúr detail

Supramolekulárne gridy ako multivaletný základ pre prípravu 1D a 2D štruktúr

Supramolekulárne gridy sú organokovové zlúčeniny tvorené katiónmi kovov a na ne koordinovanými organickými ligandami, ktoré se skladajú do pravidelnej pravoúhlej mriežky. Vďaka tomuto pravidelnému geometrickému usporiadaniu kovov v priestore sú gridy využiteľné v spintronike a nanoelektronike. V tomto špeciálnu pozornosť priťahuje alternatívny koncept uchovávania informacií, takzvaný „quantum cellular automata“. Tu sa informácia uchovává vo forme  rôzne nabitých miest – napríklad v rôznych oxidačných stavoch katiónov kovov. Vhodne zvoleným dizajnom organických ligandov s odlišnými funkčnými skupinami na ich koncoch potom budeme schopní nielen kontrolovať a fixovať pozíciu kovovych iónov, ale aj kontrolovať dalšie chemicko-fyzikálne parametre. Moju prácu som začala prípravou gridov funkcionalizovaných na okrajoch aldehydmi a amínmi. Vyhodou týchto funkčných zlúčenin je ich kompatibilita a ľahká derivatizácia pomocou tvorby imínovej väzby. Vďaka tomuto bude v neskoršej fázy možné gridy nielen funkcionalizovať, ale aj spojovať do väčších štruktúr a tak zvýšiť šancu na praktické uplatnenie našich derivátov.  



15 Bára Parschová B3 Ing. Martin Pižl, Ph.D. Polypyridylové komplexy ruthenia pro interkalaci DNA detail

Polypyridylové komplexy ruthenia pro interkalaci DNA

V posledních letech jsou častým předmětem studia ruthenaté polypyridylové komplexy pro jejich rozsáhlé fotofyzikální a redoxní vlastnosti a také pro jejich potenciál (foto)oxidovat DNA. Zejména dipyrido[3,2-a:2´,3´-c]fenanzin (dppz) se ukázal jako vhodný polypyridylový ligand pro interakci s DNA. Interkalací do DNA dochází k výraznému zvýšení luminiscence u komplexů obsahujících dppz ligand. Většina studií se následně zaměřuje na modifikaci koordinační sféry Ru(II) komplexů pro dosažení vyšší afinity k duplexu DNA a pro změnu rozložení HOMO a LUMO, což vede k úpravě redoxního chování tak, aby bylo možné použít tyto komplexy k oxidaci DNA. Moje práce se věnuje syntéze polypyridylových ligandů (viz obrázek) - dipyrido[3,2-a:2´,3´-c]fenanzinu (dppz), 1,4,5,8-tetraazafenanthrenu (TAP), 2-kyano-1,10-fenantrolinu (phen-CN), 11-kyano-dipyrido[3,2-a:2´3´-c]fenanzinu (dppz-CN), 6,7-dikyanodipyrido[2,2-d:2´3´-f]quinoxalinu (dicnq). Dále se věnuje heteroleptickým komplexům s obecným vzorcem [Ru(L1)2(L2)]2+, kde L1 může být TAP, phen či phen-CN a L2 může být dppz, dppz-CN nebo dicnq. Momentálně se snažím připravit první komplexy z této série, konkrétně [Ru(phen)2dppz]2+ a [Ru(phen)2dppz-CN]2+.



16 Bc. Karin Paurová M1 Mgr. Maksym Buryi, Ph.D. Zvláštnosti záchytu nábojů v krystalických a amorfních komplexních oxidech kovů detail

Zvláštnosti záchytu nábojů v krystalických a amorfních komplexních oxidech kovů

Vlastnosti optických materiálů ovlivňují vedle složení matrice materiálu a opticky aktivních dopantů také defekty struktury, které mohou snižovat optický výkon. Mezi aplikace, kde je důležité nesnižovat výkon optických členů ztrátami na defektech, patří laserová technika a fotonika. V těchto oblastech se využívají např. europiem dopovaný yttrito-hlinitý granát (YAG) a telluritová skla. Dopovaný YAG je atraktivním materiálem v oblastech, kde se využívá luminiscence. YAG:Eu3+ je znám emisí červeného světla, ale nedávno byla pozorována i účinná a stabilní fotoluminiscence Eu2+. Telluritová skla se vyznačují dobrou tepelnou a mechanickou stabilitou a vysokou chemickou odolností. Velkou výhodu přináší možnost optimalizace jejich vlastností díky širokému rozsahu sklotvorby mezi binárními a ternárními skly. Kombinací těchto materiálů lze potenciálně dosáhnout produkce levné sklokeramiky s vysokým světelným výtěžkem. Cílem práce bylo porozumět faktorům ovlivňujícím optický výkon zmíněných materiálů. Bylo použito elektronové paramagnetické rezonance v korelaci s termálně stimulovanou luminiscencí a radioluminiscencí. Studována byla tvorba defektů v YAG:Eu a ve skle o složení TeO2-BaO-ZnO. Byly odhaleny nabité kyslíkové vakance a defekty typu O-, které byly charakterizovány.
17 Jiří Prikner B2 doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D. Keramické preformy yttriem stabilizovaného HfO2 pro rekrystalizaci pomocí OFZ detail

Keramické preformy yttriem stabilizovaného HfO2 pro rekrystalizaci pomocí OFZ

Oxid hafničitý je podobně jako oxid zirkoničitý aplikovatelný v mnoha oblastech. Zejména po stabilizaci kubické struktury se jejich použití ještě rozšiřuje. Hafnium jako těžký prvek je navíc vhodný pro detekci vysokoenergetického záření. Pro tyto účely se většinou používá právě ve formě oxidů. Oxid hafničitý má monoklinickou strukturu a vysokou teplotu tání, což ztěžuje jeho přípravu ve formě monokrystalů. Předmětem naší práce je stabilizovat kubickou krystalovou mřížku HfO2 dopováním Y2O3. Jelikož se nutné množství použitého yttria mění v závislosti na použité metodě přípravy, byly připraveny vzorky s různým zastoupením Y2O3. Část vzorků jsme se též rozhodli dopovat Ce3+, který je využitelný při detekci vysokoenergetického záření (má rychlý dosvit luminiscence ve viditelné části spektra). Byly připraveny vzorky ve formě polykrystalických preforem reakcí v pevné fázi několikanásobným žíháním. Byla sledována krystalová struktura v závislosti na obsahu yttria a také mikrostruktura pomocí SEM. V současnosti jsou vzorky zkoumány pomocí luminiscenčních měření. Tyto keramické preformy budou použity pro výrobu monokrystalů pomocí metody OFZ.
18 B.Sc Rahul Singh M2 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Selection and synthesis of pinning phases for the growth of high-temperature EuBCO superconductors.   detail

Selection and synthesis of pinning phases for the growth of high-temperature EuBCO superconductors.  

High temperature superconductors caught wide attention among researchers, not only as the materials having transition temperatures as high as 135 K but also for it’s unique transport properties and ability to trap magnetic field. Although EuBCO is a well known high temperature superconductor whose critical current density and trapped magnetic field can be significantly influenced by adding a pinning (non-superconducting) phase to the primary (superconducting) phase. In this work, we synthesized  pinning phase,EuBCMO-2411 (Eu2Ba4CuMOx where, M= W, Ce, Zr and Mn) via conventional solid-state reaction. There-after, these obtained phases will be characterized and used to prepare the superconducting EuBCO crystals. Finally, the important superconducting properties of the synthesized materials will be determined and compared to a reference EuBCO crystal.  
19 Bc. Jan Sklenka M1 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Optimalizace a scale-up procesu recyklace REBCO materiálů   detail

Optimalizace a scale-up procesu recyklace REBCO materiálů  

Supravodivé materiály můžeme ve dnešním světě aplikovat v řadě oblastí. Jejich unikátních vlastností lze využít například ve vysokorychlostní dopravě, či při konstrukci vysokootáčkových ložisek nebo silných zdrojů magnetického pole. Keramické systémy REBCO (směsné oxidy vzácného kovu, barya a mědi; kde RE = Y, Eu, Gd…) patří do skupiny vysokoteplotních supravodičů. Kvůli náročnosti procesu výroby těchto materiálů vzniká při jejich produkci množství defektních kusů. Z důvodu významného rozšiřování jejich výroby a vysoké ceny těchto materiálů je třeba najít řešení, které umožní recyklaci REBCO materiálů v průmyslovém měřítku. V této práci byla vyvinuta univerzální metoda, která umožňuje REBCO materiály recyklovat. Cílem této práce bylo optimalizovat proces recyklace REBCO materiálů, zvýšit kapacitu tohoto procesu, využít produkty recyklace pro výrobu druhé generace REBCO disků a prozkoumat možnosti recyklace stříbra, které se přidává do GdBCO a EuBCO. Scale-up byl otestován v novém 5 l reaktoru, optimalizací byla snížena spotřeba chemikálií o 20 % oproti předchozím pokusům. Stříbro bylo selektivně vysráženo ve formě AgCl. Tato práce potvrzuje univerzalitu vyvinutého procesu recyklace REBCO materiálů a její závěry jsou stěžejní pro budoucí průmyslové aplikace této metody recyklace.  



20 Julie Slámová B3 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Příprava a vlastnosti kodopovaných kompozitních materiálů na bázi reaktivního oxidu hořečnatého detail

Příprava a vlastnosti kodopovaných kompozitních materiálů na bázi reaktivního oxidu hořečnatého

Cílem této práce byla příprava a analýza kompozitních materiálů pro náhradu Portlandského cementu. Byl zkoumán vliv 1D a 2D uhlíkových nanomateriálů na hořečnatý cement MOC (magnesium oxychloride cement). Pro přípravu byl použit kaustický MgO, MgCl2, voda a grafen, oxid grafenu, uhlíkové nanotrubice, a oxidované uhlíkové nanotrubice. Po 28 dnech byly vzorky analyzovány rentgenovou difrakční analýzou, skenovací a transmisní elektronovou mikroskopií, energiově disperzní spektroskopií a optickou mikroskopií. Dále byla testována jejich pevnost v ohybu a v tlaku, Youngův modul pružnosti a odolnost vůči vodě. Nejdříve byly připraveny vzorky obsahující jednotlivé typy nanoaditiv. Každý nanomateriál ovlivnil konkrétní vlastnost v závislosti na svém charakteru. Grafen zvýšil pevnost v tlaku, oxid grafenu zvýšil pevnost v ohybu a uhlíkové nanotrubice zvýšily odolnost vůči vodě. Dále byly připraveny vzorky kodopovaných materiálů, ve kterých byly využity 1D a 2D nanomateriály společně. Jejich kombinovaný efekt pomohl vylepšit více materiálových vlastností najednou. Na závěr byl proveden experiment s využitím taninu v kodopovaných kompozitech jako surfaktantu. Tyto vzorky vykazovaly 21,8% zlepšení v pevnosti v tlaku, 9,7% zlepšení v pevnosti v ohybu a 59,3% zlepšení v odolnosti vůči vodě.
21 Bc. Vojtěch Svoboda M1 Ing. Tomáš Hartman, Ph.D. Příprava a charakterizace komplexů germananů s ionty přechodných kovů detail

Příprava a charakterizace komplexů germananů s ionty přechodných kovů

Monoelementární vrstevnaté materiály za grafenem se dostávají do popředí zájmu díky snadnější modifikaci, která může výrazně ovlivnit jejich vlastnosti, např. katalytické vlastnosti nebo šířku zakázaného pásu. Tato práce je zaměřena na přípravu germananů s alkylovou skupinou zakončenou OH, COOR a CN skupinou. U těchto materiálů byla dále testována jejich schopnost tvorby komplexů s ionty přechodných kovů, které by v budoucnu mohly sloužit jako katalyzátory reakcí nebo součásti baterií. Nedílnou součástí této práce je charakterizace připravených látek pomocí infračervené a Ramanovy spektroskopie a dalších metod.
22 Bc. Jakub Volf M2 doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D. Vliv optické bazicity borito-křemičitanových skel na luminiscenční vlastnosti iontů Ce a Mn detail

Vliv optické bazicity borito-křemičitanových skel na luminiscenční vlastnosti iontů Ce a Mn

Cílem práce je návrh a příprava skla s luminiscenčními vlastnostmi umožňujícími spektrální posun UV-VIS slunečního záření do červené oblasti za účelem podpory růstu jednobuněčných řas. V předchozím výzkumu byla zkoumána boritá nebo borito-křemičitanová skla kodopovaná ionty Ce3+ a Mn2+ za účelem nalezení kompromisu mezi luminiscenčními vlastnostmi a chemickou odolností skel. Jedním z klíčových parametrů, který ovlivňuje redoxní rovnováhu dopovaných iontů a výslednou luminiscenci, je optická bazicita (Λ).V systému skel Na2O–MO–B2O3–Al2O2–SiO2 dopovaných Ce a Mn byl studován vliv koncentrace Mn a obsahu různých modifikátorů skelné sítě MgO, CaO a BaO na optickou bazicitu skel a luminiscenční vlastnosti. Optická bazicita (Λ) použitých matric byla počítána z příspěvků jednotlivých oxidů ve skle, následně byla porovnána s Λ získanou experimentálně přes Lorentz-Lorenzův vztah a Duffyho korelaci, s použitím indexu lomu a hustoty skla. Index lomu byl zjištěn m-line spektroskopií, hustota pyknometricky. Dále byla měřena absorpční spektra v UV-VIS oblasti; fluorescenční spektra byla změřena pro široké rozsahy excitačních a emisních vlnových délek, a následně přesněji pro vybrané vlnové délky. Byla diskutována závislost mezi složením, Λ a luminiscencí skel.
23 Tomáš Vrba B3 doc. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Environmentální aplikace oxidu grafenu   detail

Environmentální aplikace oxidu grafenu  

Na základě svých unikátních optických, tepelných a adsorpčních vlastností nachází oxidy grafenu (GO) využití v mnoha odvětvích, mezi které patří například stavebnictví, lékařství nebo ochrana přírody. Tato práce se zabývá schopností GO vázat kationty těžkých kovů, které jsou, pro své toxické účinky, ve vodě nežádoucí. Suspenze GO byla připravena Tourovou metodou. Část GO byla vysušena, a následně charakterizována pomocí rentgenové difrakční analýzy, rentgenové fluorescence, simultánní termické analýzy a Ramanovy spektroskopie. Zbývající suspenze GO byla následně využita pro povlakování keramických filtrů z Al2O3 nebo z ytriem stabilizované zirkonie (YSZ). Pro povlakování filtrů byly využity dvě různé metody. Prvním postupem byl dip-coating, při němž byl filtr ponořen do suspenze GO, a následně vysušen. Druhou metodou je jeho upravená verze, při níž jsou keramické matrice nejprve ponořeny do roztoku ethanolu s (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilanem (GLYMO) za zvýšené teploty, a následně povlakovány suspenzí GO. Podle dosavadních publikovaných studií se předpokládá, že GLYMO bude mít pozitivní účinek na vazbu GO na matrici. Pokračováním tohoto experimentu bude zkoumání adsorpčních schopností GO ve vodných roztocích obsahujících ionty těžkých kovů.  
24 Antonín Ďurana B3 Ing. Tomáš Hartman, Ph.D. Funkcionalizace germananů organickými činidly a jejich využití pro lithium-iontové akumulátory detail

Funkcionalizace germananů organickými činidly a jejich využití pro lithium-iontové akumulátory

Germanan patří mezi 2D materiály 14. skupiny a je analogický grafanu. Jedná se o perspektivní materiály pro použití v oblasti elektroniky, katalýzy, optiky a řadě dalších odvětvích. Jednou z mnoha výhod je široká škála možných modifikací vedoucí k dalšímu zlepšování jejich unikátních vlastností. První část této práce spočívala v syntéze CaGe2 a jeho následné chemické exfoliaci za vzniku germananu (GeH). V dalším kroku byla modifikována Ge-H vazba bromoalkoholy Br-(CH2)n-OH (n = 2–7) za vzniku hydroxypropylgermananů, které byly analyticky charakterizovány. Stěžejní část práce spočívala v přípravě anodických materiálů z modifikovaných germananů a jejich následné testování v Li-ion akumulátorech.  
25 Bc. Petra Šnoblová M2 Ing. Vilém Bartůněk, Ph.D. Sorpční vlastnosti hydrolyzátů a precipitátů ceru a titanu detail

Sorpční vlastnosti hydrolyzátů a precipitátů ceru a titanu

V této práci je věnována pozornost využití hydrolyzátů a precipitátů ceru a titanu pro účely odstranění vybraných enviromentálních polutantů z životního prostředí. Připravené nanočástice byly charakterizovány pomocí rentgenové difrakce. Jako polutanty byly vybrány zástupci ze třídy steroidních hormonů, antibiotik a pesticidů. Roztoky jednotlivých látek byly přidány k hydratovaným nanočásticím a následně bylo porovnáno UV spektrum kontrolního roztoku a suspenze s nanočásticemi. Dále bude zkoumána možná adsorpce nebo katalytický rozklad polutantů vlivem hydrolyzátů pomocí dalších metod.  
26 Václav Špička B2 Ing. Hana Kotoučová, Ph.D. Pozorování neobvyklého chování isoalloxazinů v přítomnosti skanditých iontů. detail

Pozorování neobvyklého chování isoalloxazinů v přítomnosti skanditých iontů.

Chování isoalloxazinů v přítomnosti skanditých iontů. Isoalloxazinový sklet je základem přírodních látek zvaných flaviny, které se vyskytují například jako kofaktory některých enzymů. Tyto látky mají ve své molekule konguovaný elektronový systém, který je příčinou jejich charakteristického žlutého zabarvení. Zároveň tento systém zajišťuje jejich redoxní aktivitu. Přírodní i synteticky připravené isoalloxaziny mohou vystupovat při interakci s přechodnými kovy jako ligandy. Zajímavou je interakce těchto látek se skanditými ionty, které mohou s molekulou isoalloxazinu interagovat ve dvou místech. Buď prostřednictvím atomu kyslíku v poloze 4 a atomu dusíku v poloze 5 nebo může vzhledem ke svému tvrdému Lewisovsky kyselému charakteru skanditý kation interagovat pouze s kyslíkem v poloze 2. Interakce mezi skanditými ionty a ligandem byla sledována pro sérii N3-aryl-isoalloxazinů (viz obázek). Zajímavým pozorovaným jevem bylo zcela neočekávané vratné odbarvení roztoku flavinu a skandité soli po přidání vodivostní soli s hexafluoridofosfátovým aniontem.  



105 - Ústav anorganické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Nela Adamová M2 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Optimalizace nosné elektrody na bázi Ni pro články s pevnými oxidy detail

Optimalizace nosné elektrody na bázi Ni pro články s pevnými oxidy

Vodíkové technologie představují jeden z perspektivních směrů v energetické sféře. Jednu z vodíkových technologií reprezentují vysokoteplotní články s pevnými oxidy (SOC).  SOC jsou schopné vratné přeměny energie. V případě elektrolytických článků dochází k přeměně elektrické energie na energii chemickou, naopak v režimu palivového článku dochází k opačné přeměně. Provozní teplota SOC se zpravidla pohybuje kolem 800 °C, což umožnuje rychlou kinetiku reakcí, na druhou stranu způsobuje vyšší nároky na použité materiály. Článek SOC se skládá z elektrolytu, vodíkové a kyslíkové elektrody. Elektrolyt nebo jedna z elektrod musí plnit funkci nosiče, aby byla zajištěna mechanická pevnost. Rozlišují se dva typy uspořádání článků, elektrodou nebo elektrolytem nesené články. Tato práce byla zaměřena na vyvinutí vodíkové elektrody pro elektrodou nesené články. Připravovaná elektroda musí splňovat vlastnosti mechanické pevnosti, elektronové vodivosti a dostatečné porozity. Elektrody byly připravovány z NiO-YSZ komerčního prášku s poměrem 50:50. Prášek byl smíchán s různými pojivy nebo byly elektrody připravovány z prášku smíchaného z NiO a YSZ prášku v různém poměru. Získané výsledky umožňuji hlubší pochopení vlivu pojiva a zastoupení YSZ prášku na vlastnosti výsledné elektrody.  
2 Bc. Vojtěch Domín M2 Ing. Martin Prokop, Ph.D. Vliv H3PO3 na výkon vysokoteplotního PEM palivového článku detail

Vliv H3PO3 na výkon vysokoteplotního PEM palivového článku

Vysokoteplotní vodíkové palivové články, využívající Pt katalyzátor na elektrodách a membránu na bázi polymeru dopovaného H3PO4, jsou perspektivní zdroje energie pro stacionární aplikace. Mezi jejich výhody patří větší odolnost vůči nečistotám ve vodíku či možnost rekuperace tepla, jejich rozšíření ale brání degradace komponent. To se týká i membrány, kde je dopant, H3PO4, redukován na H3PO3, jejíž dopad na výkon palivových článků je jedním ze zkoumaných degradačních procesů. Cílem této práce bylo stanovit vliv této kyseliny na článek s elektrodami s komerčním platinovým katalyzátorem. V jejím rámci byly naměřeny zátěžové křivky, elektrochemická impedanční spektra a elektrochemicky aktivní povrchy určené pomocí U-I křivek, a to pro palivový článek bez přídavku H3PO3, s přídavkem na anodu, na katodu a na obě elektrody. Bylo prokázáno, že H3PO3 má významný vliv na funkci palivového článku. Přídavek H3PO3 vedl ke zvýšení vodivosti membrány, a tím snížení ohmického odporu článku, zároveň ovlivnil elektrochemicky aktivní povrch. Po přídavku na anodu pak došlo ke zhoršení přístupnosti plynu k reakční oblasti a docházelo dříve k dosažení limitace reakce transportem hmoty.  
3 Bc. Vojtěch Drobný M2 Ing. Martin Prokop, Ph.D. Stabilita mikroporézní vrstvy na anodě pro PEM elektrolýzu vody detail

Stabilita mikroporézní vrstvy na anodě pro PEM elektrolýzu vody

Mezi hlavní komponenty elektrolytické cely pro kyselou elektrolýzu vody patří dvě plynově difuzní elektrody oddělené polymerní, protonově vodivou membránou. Plynově difuzní elektroda sestává ze tří hlavních komponent: katalyzátoru, mikroporézní vrstvy a makroporézní transportní vrstvy. Mikroporézní vrstva pak reprezentuje důležitou součást celé plynově difuzní elektrody, kdy napomáhá správnému kontaktu mezi nanočásticovým katalyzátorem a makrostrukturou porézní transportní vrstvy. Standardně se využívá na katodě ve formě porézních uhlíkových materiálů, nicméně v případě anody se v současné době nepoužívá a katalyzátor je nanášen přímo na Ti porézní transportní vrstvu. Využití vhodné mikroporézní vrstvy na anodě má vysoký potenciál zlepšit výkon procesu a snížit degradaci anodových komponent. Tato práce se zabývá přípravou mikroporézní vrstvy na Ti plsti pro anodu v PEM elektrolyzéru vody. Mikroporézní vrstva byla připravena z práškových materiálů zahrnujících hydridy, nitridy a boridy Ti a Ta, u kterých byla změřena vodivost a stabilita při polarizaci v elektrochemické cele. Zatímco v elektrochemické cele vykazovaly skoro všechny materiály stabilitu podobnou samotnému Ti, v elektrolyzéru byly pozorovány zlepšené vlastnosti u TiN, TaB2 a mořeného Ti.  



4 Bc Tomáš Jedlička M1 Ing. Martin Prokop, Ph.D. Stabilita slitinových katalyzátorů na bázi Pt pro PEM palivové články detail

Stabilita slitinových katalyzátorů na bázi Pt pro PEM palivové články

V rámci elektromobility se mimo baterie jeví jako vhodné zdroje elektrické energie nízkoteplotní PEM palivové články využívající jako palivo vodík. Tato technologie je v současnosti omezena ekonomickými aspekty jednotlivých komponent. Standardně jsou na anodě i katodě užívané katalyzátory na bázi Pt. Nevýhodou těchto katalyzátorů je relativně vysoká cena a degradace, což je činí nerentabilní ve srovnání s konvenčním automobilem. Jako řešení se nabízí slitinové katalyzátory, u nichž je část Pt nahrazena neušlechtilými kovy. V rámci mojí práce byly zkoumány dva typy katalyzátorů v tenkém filmu na membráně. Prvním byl magnetronově naprášený Pt-CeO2 katalyzátor. Druhý byl Pt3Ni katalyzátor nanesený ultrazvukovou depozicí ze suspenze. Oba katalyzátory byly testovány v cele laboratorního palivového článku. V rámci testování proběhla charakterizace změřením zátěžových křivek a elektrochemické impedanční spektroskopie v daných časových intervalech. Katalyzátor Pt-CeO2 vykazuje aktivitu srovnatelnou s konvenčními katalyzátory i přes velmi malý obsah Pt, ale pouze po krátkou dobu. Po 25 h dochází ke značnému poklesu aktivity. Katalyzátor Pt3Ni vykazuje dostatečnou aktivitu, ale zároveň i významný pokles aktivity v čase. V absolutních hodnotách však poskytuje lepší výsledky, než Pt-CeO2.  
5 Bc. Daniela Mauci M1 doc. Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D. Výroba chloristanu amonného detail

Výroba chloristanu amonného

Chloristan amonný je silné oxidační činidlo a je využíván převážně jako složka pevných raketových paliv. Výchozí surovinou pro jeho výrobu je chloristan sodný, který reaguje např. s chloridem amonným za vzniku NH4ClO4 a NaCl. Jelikož výroba NH4ClO4 je cyklickým procesem, je zásadní čistota vstupní suroviny. V opačném případě by docházelo k hromadění nečistot v systému, které mohou ohrozit bezpečnost výroby a skladování NH4ClO4. Dalším výrobním krokem, po přečištění NaClO4 s využitím srážecích reakcí, je samotná chemická reakce, jejímž produktem je roztok obsahující NH4ClO4 a NaCl. Následně je nutné tyto soli od sebe odseparovat. V tomto kroku se využívá rozdílné závislosti rozpustnosti obou solí na teplotě. Zatímco rozpustnost NaCl s teplotou mírně roste a dala by se považovat za téměř konstantní, rozpustnost NH4ClO4 s teplotou silně vzrůstá. Právě této krystalizační části výroby byla věnována pozornost v prezentované práci. Bylo sledováno, zda dochází k vzájemnému ovlivnění rozpustnosti obou solí a hlavním cílem bylo ověření publikovaného diagramu rozpustnosti, který znázorňuje závislost rozpustností obou solí ve vodě. Porozumění systému NH4ClO4–NaCl–H2O je klíčové pro nalezení optimálních pracovních podmínek krystalizátoru, a tedy zefektivnění celého výrobního procesu.  
6 Bc. Johana Melzerová M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Syntéza a charakteristika membrán na bázi polymeru 6FDA:bisAPAF detail

Syntéza a charakteristika membrán na bázi polymeru 6FDA:bisAPAF

Membránové separační procesy jsou dnes již poměrně rozšířené v celé řadě chemických procesů a uplatňují se v oblastech petrochemického průmyslu, čištění odpadních vod, odsolování mořské a brakické vody nebo separace plynů. Právě membránová separace plynů je v současné době jednou z nejvíce rozvíjejících se oblastí. Tato práce je zaměřena na separaci oxidu uhličitého a methanu na polyimidových membránách na bázi 6FDA:bisAPAF. V rámci této práce byly připraveny jak membrány z čistého polymeru 6FDA:bisAPAF  s modifikovanými hydroxylovými skupinami, tak i membrány se smíšenou matricí., kde bylo jako plnivo použito UiO-66. Připravené materiály byly charakterizovány pomocí XRD, FTIR, TGA  a SEM. Separační účinnost připravených membrán byla testována pomocí permeačních měření v binární směsi CO2/CH4 při různém tlaku a složení vstupní směsi.  
7 Iryna Nikitochkina B3 Ing. Ivona Sedlářová, Ph.D. Neutralizace štěpné kyseliny sírové z výroby titanové běloby detail

Neutralizace štěpné kyseliny sírové z výroby titanové běloby

Titanová běloba je jedním z nejvýznamnějších vyráběných anorganických pigmentů. Své uplatnění úspěšně našla v průmyslu nátěrových a plastických hmot, papírenství, farmacii, potravinářství, kosmetice a dalších odvětvích. Jedním ze způsobů její výroby je síranový způsob, založený na rozkladu ilmenitu koncentrovanou kyselinou sírovou. Jako vedlejší produkt vzniká štěpná kyselina sírová, která je zředěná a silně znečištěná příměsmi pocházejícími z ilmenitu. Tato práce se zabývá studiem její neutralizace roztokem hydroxidu sodného. Neutralizace je prováděna pomocí automatického titrátoru ve vsádkovém míchaném reaktoru za konstantní teploty. Cílem studie je sledovat průběh neutralizace do různých hodnot pH a určit složení vznikající pevné a kapalné fáze pomocí rentgenové difrakční (XRD) a fluorescenční (XRF) analýzy.  
8 Daniel Vojvoda B3 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Návrh a charakterizace nové laboratorní cely pro alkalickou elektrolýzu vody detail

Návrh a charakterizace nové laboratorní cely pro alkalickou elektrolýzu vody

Ve vodíkové ekonomice, považované za možnou budoucnost energetiky, existuje několik přístupů k získávaní vodíku. Průmyslově zavedený způsob je alkalická elektrolýza vody. Velká část zavedených konstrukčních postupů a typů materiálů u alkalických elektrolyzérů vody však pochází ze 70. let minulého století a neodpovídá současným požadavkům, zejména s ohledem na propojení alkalické elektrolýzy vody s obnovitelnými zdroji energie. Novým trendem je využití anion-selektivní polymerní membrány. To umožňuje sestavení elektrolytické cely v tzv. zero-gap uspořádání, kdy jsou elektrody přitisknuté k povrchu membrány. Zero-gap konstrukce cely pak klade vysoké nároky na použité těsnění, které musí při stlačení umožnit dosažení zero-gap a těsnosti elektrolytické cely. Další nezbytné modifikace zero-gap uspořádání jsou potom spojeny s distributorem toku kapalného elektrolytu. Cílem práce je návrh nového uspořádání laboratorní elektrolytické cely, umožňující využití flexibilního EPDM těsnění, které umožňuje opakované použití, na rozdíl od nejčastěji používaného materiálu těsnění– expandovaného teflonu. Dalším cílem je určení vlivu distributoru toku na výkonové charakteristiky. Charakterizace bude provedena pomocí stanovení zátěžových křivek a metody elektrochemické impedanční spektroskopie.
9 Bc. Olívia Čobejová M2 Ing. Martin Prokop, Ph.D. Vplyv anódového katalyzátoru na výkon PEM palivového článku detail

Vplyv anódového katalyzátoru na výkon PEM palivového článku

PEM palivové články tvoria základný pilier budúcnosti mobility. Ich dynamický vývoj sprevádza rada technologických i ekonomických otáznikov. Jednou z oblastí problematík je katalýza. Ako jediný vhodný kov sa javí čistá Pt. Surovinové rezervy a vysoká cena Pt nevyhovujú rozmerom trhu. Z toho dôvodu vzniká potreba znižovania množstva Pt nutného pre uspokojivý výkon. Katalyzátor sprostredkúva elektródové reakcie, čo vedie ku generácii energie. Mechanizmus oxidácie vodíka je naproti redukcii kyslíka jednoduchší a vykazuje rýchlejšiu kinetiku. Na základe toho vzniká v prípade anódy priestor pre znižovaniu navážky Pt a použitie zliatinových katalyzátorov. Experimentálny palivový článok bol testovaný pri pevnej navážke katalyzátora s obsahom 40% čistej Pt na katóde a tromi typmi anódového katalyzátora: z Pt s obsahom 40% čistej Pt, zo zliatiny Pt-Co 1:1  a zo zliatiny Pt-Ni 3:1. Navážka Pt v každom z anódových katalyzátorov predstavovala 50% množstva na katóde. Všetky katalytické vrstvy boli nanesené na membránu, zapojené do laboratórneho palivového článku a následne charakterizované z hľadiska chovania pri dlhodobej prevádzke a dosiahnutých výkonových maxím. Behom prevádzky článku bol pozorovaný pokles výkonu v čase. Najsľubnejšie výsledky boli dosiahnuté v prípade Pt-Ni katalyzátora.
10 Bc. Daniela Štefanková M2 doc. Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D. Stanovenie systému medzioperačnej kontroly v technológií alginátovej granulácie detail

Stanovenie systému medzioperačnej kontroly v technológií alginátovej granulácie

Alginátová granulácia je vo farmaceutickom priemysle významnou operáciou, kedy je liečivá látka zapuzdrená do alginátových matríc. Túto metódu tvarovania častíc však možno použiť i v iných oblastiach chemického priemyslu. Pre hladký priebeh tvorby sférických častíc je nutná kontrola kvality procesu. Na základe požiadavky som pristúpila k riešeniu kontroly kvality roztokov surovín esenciálnych pre danú technológiu. Cieľom práce bol návrh systému efektívneho hodnotenia a stanovovania zloženia roztokov v niekoľkých úsekoch technológie. V technologickej schéme boli vytipované kontrolné body a upresnené analytické metódy. Nasledujúci systém kontroly zníži požiadavky na inštrumentálne vybavenie technológie, výrazne obmedzí jej časovú náročnosť a zmierni potrebnú kvalifikáciu operátorov. V prvom prípade kontroly som analytickým vyšetrením vstupných roztokov za rôznych teplôt získala závislosť medzi hustotou, koncentráciou a teplotou. Z experimentálnych dát som určila koncentračné závislosti vstupných roztokov na hustote pri danej teplote. V druhej časti som sledovala úbytok koncentrácie Ca2+ iónov v reaktore pre alginátovú granuláciu a určila medzné hodnoty koncentrácie Ca2+ iónov nutné pro tvorbu častíc.  Stanovenie systému medzioperačnej kontroly je nutné pre celkovú bezpečnosť výroby.
11 Bc. Jakub Štěpán M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Příprava a charakterizace termicky zpracovaných polymerů pro separaci plynů detail

Příprava a charakterizace termicky zpracovaných polymerů pro separaci plynů

V posledních letech dochází k výraznému rozvoji membránových procesů a jejich aplikací v průmyslovém měřítku. Membrány nachází uplatnění jak v elektrochemických (membránová elektrolýza solanky, palivové články atd.), tak i v separačních procesech (odsolení vod, separace bílkovin, separace plynů apod.). Separační vlastnosti membrán jsou velmi diskutované téma a v podstatě denně jsou vyvíjeny nové membrány, které svou separační účinností přesahují předchozí. Tato práce je zaměřena na separaci CO2 a CH4 pomocí polyimidových membrán na bázi 6FDA-DAM. Cílem této studie je vyšetření vlivu tepelného zpracování (thermal rearrangement) membrán na jejich separační účinnost a stabilitu. Připravené membrány byly termicky zpracovány při různých teplotách a následně charakterizovány pomocí permeačního měření se směsí obsahující CO2/CH4. Byl sledován vliv složení směsi a tlaku na separační účinnost.  
12 Bc. Patrik Švejda M1 doc. Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D. Netradiční elektrody pro katodickou redukci acetofenonu detail

Netradiční elektrody pro katodickou redukci acetofenonu

Elektrolýza acetofenonu na bórem dopované diamantové elektrodě (BDD) jako jeden z hlavních produktů generuje dimerní produkt (2,3-difenylbutan-2,3-diol), který následnou reakcí může přesmykovat na 2,2‑dimethyl‑1,2-difenylpropan-1-on. To je však nežádoucí pokud je cílem syntetizovat alkoholový produkt acetofenonu 1‑fenylethan‑1‑ol, který se využívá v nátěrových hmotách a je důležitou vstupní látkou do dalších syntéz, například při výrobě styrenu, jeho esterifikací lze získat aditiva do parfémů. Cílem této práce je kvalitativní elektrochemická redukce acetofenonu se zacílením na výrobu 1‑fenylethan‑1-olu. Za tímto účelem bylo testováno několik přístupů: využití alkalického činidla v methanolickém roztoku elektrolytu, využití katody na bázi Ti či Ti s hydridovou vrstvou a úpravy povrchu BDD elektrody pomocí polymeru s vnitřní mikroporozitou.



106 - Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Anna Boukalová M2 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Příprava slitin zinku s harmonickou strukturou postupy práškové metalurgie detail

Příprava slitin zinku s harmonickou strukturou postupy práškové metalurgie

Zinek je vzhledem ke své biokompatibilitě a vhodné korozní rychlosti uvažován pro výrobu biodegradovatelných implantátů (šrouby, dlahy k fixaci zlomenin, kostní náhrady). Mechanické vlastnosti zinku však nejsou pro tyto aplikace dostatečné. Jedním ze zajímavých a slibných postupů přípravy materiálů na bázi zinku se zlepšenými vlastnostmi v důsledku homogenní a jemnozrnné mikrostruktury je prášková metalurgie. Jemnozrnná mikrostruktura zajišťuje zvýšenou pevnost materiálu, avšak velmi často na úkor tažnosti. U materiálů s harmonickou strukturou jsou cíleně vytvořeny „tvrdé a měkké“ oblasti, jejichž synergickým působením lze získat unikátní materiály s vysokou pevností i tažností. Cílem této práce je nalezení vhodných podmínek přípravy materiálu s harmonickou strukturou na bázi zinku. Materiály jsou připraveny z prášků hrubozrnných částic zinku a jemnozrnných částic slitiny Zn-1Mg kompaktizací metodou sintrace v plazmatu.  
2 Bc. Ester Duchková M1 prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Tepelné zatížení ventilů spalovacího motoru detail

Tepelné zatížení ventilů spalovacího motoru

Tato práce se zabývá studiem použitých a nových výfukových i sacích ventilů spalovacího motoru Fordu Fiesta. Jejím hlavním cílem bylo prozkoumat možnost experimentálního stanovení tepelného zatížení ventilů při provozu motoru. Ventily byly nařezány na referenční části. Z nových ventilů byly žíháním připraveny srovnávací vzorky. Pomocí elektronové mikroskopie bylo zjištěno chemické složení všech připravených vzorků a optickou mikroskopií popsána jejich mikrostruktura. Tepelné zatížení v jednotlivých částech použitých ventilů bylo stanoveno ze série vzorků nových ventilů vyžíhaných při různých teplotách, u nichž při expozici došlo ke změnám struktury a tvrdosti. Díky tomu byl odvozen vztah exponenciální závislosti velikosti zrna na teplotě.  Touto metodou bylo zjištěno, že ventily sací byly vyrobeny z martenzitické oceli a ventily výfukové z austenitické oceli. Bylo vyhodnoceno, že nejvyšší teplota působící na sací ventily se pohybuje okolo 575 °C v oblasti krčku a ve výfukovém ventilu byla v tomto místě stanovena teplota 761 °C.  Touto metodou je možné studovat teplotní zatěžování ventilů, avšak je nezbytné zohlednit odlišný stupeň protváření v různých částech ventilu.  
3 Bc. Evdokim Kolesnichenko M2 doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D. Korozní chování stabilizované oceli v neutralizačním reaktoru dusičnanu amonného detail

Korozní chování stabilizované oceli v neutralizačním reaktoru dusičnanu amonného

Při výrobě kyseliny dusičné se běžně používají titanem stabilizované korozivzdorné oceli ve vysokoteplotních částech technologie, kde uplatní svou vyšší žárupevnost, ale nepřijdou do styku s kapalnou kyselinou dusičnou. Ve velmi oxidačním prostředí koncentrované kyseliny dusičné s teplotou blížící se bodu varu dochází k rozpouštění TiC vyprecipitovaného po hranicích zrn a materiál ztrácí svou soudržnost, tzv. „žiletková koroze“. Nejasnosti panují ohledně možného použití v neutralizačním reaktoru pro výrobu dusičnanu amonného. V rámci práce byl ověřován materiál FeCr18Ni10Ti po stabilizačním a rozpouštěcím žíhání v prostředí typickém pro reaktor, s maximálními podmínkami taveniny s obsahem 0,2 hm.% vody a teplotě 190 °C. Materiál je bez problému použitelný i ve stabilizované formě za jakýchkoli koncentrací dusičnanu amonného až do teploty 174 °C. Při teplotě 190 °C již dochází k intenzivní „žiletkové korozi“.
4 Bc. Klára Korbelová M2 doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Příprava povrchových oxidických vrstev na slitinách Ti obohacených o IrOx. detail

Příprava povrchových oxidických vrstev na slitinách Ti obohacených o IrOx.

Elektrochemické pH senzory mají široké průmyslové využití, ale jsou také využívány např. v medicíně, a to z důvodu jejich biokompatibility, snadné integraci na nositelné substráty, rychlé odezvy a vysoké citlivosti na změnu pH. Tato práce je zaměřena na přípravu vzorků na bázi nanostruktry TiO2 s deponovaným kovem iridia a jeho oxidy (IrOx), přičemž jako základní materiál byla použita slitina Ti–6Al–4V. Nanostruktura byla vytvořena anodickou oxidací v režimu s potenciodynamickou a potenciostatickou fází v elektrolytu vodného roztoku síranu a fluoridu amonného. Takto vytvořené vzorky byly z důvodu stabilizace následně vystaveny umělému stárnutí ve fyziologickém roztoku (9 g/l NaCl) a dále byla sledována jejich mikrostruktura pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) a transmisního elektronového mikroskopu (TEM).  
5 Bc. Daniel Kvapil M1 prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch Vliv tepelného zpracování na vlastnosti 3D tištěné vysocepevné oceli maraging detail

Vliv tepelného zpracování na vlastnosti 3D tištěné vysocepevné oceli maraging

Maraging oceli jsou vysokolegované, nízkouhlíkaté oceli vyznačující se výbornou kombinací mechanických vlastností a tažnosti. Uvedených vlastností dosahují díky precipitačnímu vytvrzení martenzitické matrice po vhodném tepelném zpracování. Průmyslově atraktivní výhodou maraging ocelí je možnost zpracování aditivní výrobou (3D tiskem) nabízející vysokou přesnost a komplexnost tvarů. Pro tuto práci byla použita maraging ocel třídy 18Ni-300 vyrobená aditivní metodou selektivního tavení laserem (SLM). Její vhodnost pro 3D tisk byla experimentálně potvrzena na základě nízké porozity. Hlavním cílem práce bylo stanovit vhodné tepelné zpracování pro dosažení nejlepšího vytvrzení. Experimenty byly zaměřeny na dva režimy tepelného zpracování: I) rozpouštěcí žíhání při 820 °C po dobu 1 h., II) stárnutí při 440 °C, 490 °C a 540 °C po dobu 2, 4, 6, 8 a 10 h. Vliv tepelného zpracování byl hodnocen na základě provedených měření mikrotvrdosti, rentgenové difrakční analýzy a studia mikrostruktury. Experimenty prokázaly podpůrný vliv rozpouštěcího žíhání na vytvrzení. Optimálního vytvrzení a mikrostruktury bylo dosaženo při kombinaci žíhání 820 °C/1 h. a stárnutí 490 °C/6 h. Dále byla zjištěna souvislost mezi přestárnutím, austenitickou reverzí a poklesem mikrotvrdosti materiálu.



6 Stanislav Mestek M2 prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Využití hlubokomořských konkrecí pro práškovou metalurgii     detail

Využití hlubokomořských konkrecí pro práškovou metalurgii    

Hlubokomořské manganové konkrece (HMK) jsou potenciálním zdrojem řady kovů, Mn, Ni, Cu, Co a také kovů vzácných zemin. Metody zpracování HMK často vedou k separaci jednotlivých kovů. Je však také možné tyto kovy v podobě přírodní slitiny využít bez separace.   Aluminotermickou redukcí HMK byla získána přírodní slitina (PS), která byla využita jako legovací přísada pro hliníkové slitiny vyrobené práškovou metalurgií. Mechanickým legováním byly připraveny prášky hliníku s přídavky 2-20 hm. % PS. Analýzy SEM ukázaly, že v prášcích zůstalo velké množství částic nezreagované PS. XRD prokázala přítomnost fází Al a beta-Mn. Prášky byly slinovány v plazmatu teplotě 550 °C. Při slinování došlo k difuzi manganu z PS do okolní hliníkové matrice, a naopak hliníku do zrn PS. Přesto v Al matrici byly viditelné nezreagované částice PS obklopené vnější vrstvou obsahující Al, Mn a další prvky PS. XRD našla přítomné fáze Al, Al6Mn a Al19Mn4. Teprve žíhání slitin při 600 °C po dobu 3 h vedlo k úplnému zreagování PS. Ve snímcích SEM byly homogenní částice obsahující Al, Mn a další prvky PS v Al matrici. U všech slitin byla změřena tvrdost HV5. Jejich tvrdost byla několikanásobně vyšší, než tvrdost čistého Al a zvyšovala se obsahem PS. Žíháním došlo k poklesu tvrdosti o 30-50 %.       
7 Victor Nicolas M2 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Obětované anody pro katodickou ochranu výztuže betonu z recyklovaného zinku detail

Obětované anody pro katodickou ochranu výztuže betonu z recyklovaného zinku

Koroze ocelové výztuže v betonu je pro dlouhou životnost betonových konstrukcí nežádoucí. Jednou z metod, jak životnost betonové konstrukce prodloužit je použití obětovaných anod. Tato práce se zabývá studiem obětovaných anod z recyklovaného zinku v kombinaci s různými typy prostředí simulující možné podmínky přítomné v betonu. Cílem práce bylo ověření účinnosti ochrany obětovaných anod z lisovaných prášků Zn v porovnání s anodami z litého Zn. Experimentální část spočívala v měření polarizačního odporu, měření proudu v makročlánku Zn – uhlíková ocel, záznamu hmotnostních úbytků a následné dokumentace na optickém mikroskopu.  
8 Bc. Jan Pokorný M1 doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Korozní chování slitiny NiTi detail

Korozní chování slitiny NiTi

Nitinol je ekviatomární slitina niklu a titanu. Korozní odolnost této slitiny využívané v biomedicínských aplikacích především ve formě stentů je velmi důležitým faktorem biokompatibility. Povaha prostředí a stav povrchu nitinolu mají významný vliv na korozní odezvu. V lidském těle se můžeme setkat s prostředím tělních tekutin, které se liší chemickým složením, a tím i vlivem na korozní chování nitinolu. Například krevní plazma s hodnotou pH 7,4 vykazuje nižší agresivitu prostředí než žaludeční šťávy, kde se hodnoty pH pohybují v intervalu 1-4. V této práci byly zkoumány faktory procesní historie NiTi drátů na korozní chování v prostředí simulovaných žaludečních šťav, a to zejména z hlediska odolnosti materiálu vůči lokalizovaným formám korozního napadení.   
9 Bc. František Růžička M2 Ing. Filip Průša, Ph.D. Slitiny s vysokou entropií vyztužené přírodními materiály.   detail

Slitiny s vysokou entropií vyztužené přírodními materiály.  

Slitiny s vysokou entropií jsou novým typem materiálů, které díky své neobyčejné struktuře dosahují výjimečných vlastností, jakými jsou vysoká tvrdost a pevnost. Tyto vlastnosti lze dále upravovat tvorbou kompozitu. Cílem této práce je vytvořit kompozit s využitím slitin s vysokou entropií a přírodních zdrojů. Pro tyto účely byla vybrána ekviatomární slitina CoCrFeNiMn připravená atomizací plynným médiem. K tvorbě kompozitních slitin byly použity rýžové slupky, obsahující 15-20 hm. % SiO2, jehož množství lze vhodným tepelným zpracováním zvýšit až na hodnoty přesahující 90 hm. %. SiO2 se ve slupkách vyskytuje v podobě jemných řetězců nebo nanokrystalických částic, které by mohly mít výrazný vyztužující účinek. Pyrolýzou slupek lze vytvořit vysoce pevné, nanokrystalické SiC whiskery. Rýžové slupky byly také  vybrány díky dobré dostupnosti a nízké ceně. S využitím práškové metalurgie byly navrženy postupy pro tvorbu kompozitů, mezi které patří přidání rýžových slupek přímo do kulového mlýnu, nebo se jednalo o různé přístupy k pyrolýze rýžových slupek. Výsledné kompozitní prášky byly zkompaktizovány metodou slinování v plazmatu. U vzniklých kompaktů byla studována mikrostruktura a provedena analýza mechanických vlastností. Vlastnosti kompozitů byly pak porovnány s výchozí slitinou.
10 Bc. Denisa Svobodová M2 prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Technologie plazmových nástřiků hydroxyapatitu detail

Technologie plazmových nástřiků hydroxyapatitu

Depozice ochranných či funkčních vrstev pomocí inovativní technologie plazmového nanášení z kapalné fáze je novinkou ve sféře povrchového zpracování pokročilých materiálů. Jedněmi z výhod této technologie jsou absence náročné přípravy práškových materiálů, možnost použití nanočástic, a tedy připravit nástřiky s řádově menšími mikrostrukturními jednotkami (splaty), či dokonce vznik multi-materiálových vrstev reakcí přímo při procesu nanášení. Vzhledem k těmto výhodám je plazmová depozice z kapalin (roztoků či suspenzí) v současné době intenzivně studována pro velké množství rozličných aplikací, např. letectví, energetika, strojírenství či petrochemický průmysl. Jednou z dosud málo prozkoumaných oblastí jsou i biomedicínské aplikace. Doposud vznikly práce na toto téma jen na třech pracovištích světa, přičemž dosažené výsledky jsou velice slibné. Cílem práce studenta bude prozkoumat možnost zlepšení procesu plazmové depozice optimalizací vlastností připravených suspenzí hydroxylapatitu. Tyto vrstvy byly již na Ústav fyziky plazmatu AV ČR připraveny, ale např. depoziční efektivita byla příliš malá pro ekonomickou depozici v praxi. Pro hlubší pochopení bude studie doplněna analýzami vytvořených nástřiků.  
11 Jan Šťovíček B3 doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Systém včasné detekce zánětu detail

Systém včasné detekce zánětu

Každý zásah do lidského těla s sebou nese riziko vzniku zánětu. Ten se projevuje řadou fyziologických změn v okolí postiženého místa. Jednou z nich je i změna hodnoty pH. To je ve zdravém těle přibližně 7.4, ale v momentě infekce dochází ke změně rovnováhy a k poklesu pH až o jednotky. S dostatečně citlivou pH elektrodou je možnost tyto změny zachytit již v počátcích, ne každá elektroda je však vhodná z hlediska mechanické odolnosti a biokompatibility. Titan a jeho slitiny v lidském těle vykazují stabilitu v prostředí, vynikající biokompatibility, ale i dostatečnou citlivost změny potenciálu v reakci na změnu pH. Cílem práce bylo najít úpravu povrchu β titanu, slitiny TiNbTa, která by při změnách pH vykazovala stabilní výsledky, nejlépe odpovídající zjednodušené Nernstově rovnici (59.16 mV na jednotku pH), a která by odpovídala požadavků pro výrobu metalooxidické pH elektrody, použitelné v lidském těle. Testovány byly elektrochemické a hydrotermální úpravy povrchu, změna pH byla vyhodnocována na základě změny potenciálu. Na základě výsledků byla zvolena vhodná kombinace postupů, která poskytovala uspokojivou odezvu na změny pH.  

107 - Ústav skla a keramiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Richard Bursa B1 doc. Dr. Ing. Martin Havlík Míka Polymerová nanovlákna s částicemi luminiscenčního skla detail

Polymerová nanovlákna s částicemi luminiscenčního skla

Skla s luminiscenčními vlastnostmi jsou v dnešní době podrobně zkoumána. V kombinaci s electro-spinningem lze připravit polymerová nanovlákna s průměrem několika stovek nanometrů se skelnými částicemi. Tato vlákna by mohla mít uplatnění v medicíně jak při fotodynamické terapii léčící zhoubné nádory, tak pro léčbu kožních chorob, jako jsou akné, ekzémy a další. Výhodou nanovláken je jejich velká plocha, kde by se tento potenciál mohl využívat v kombinaci s fotosenzitivní látkou a blízkou polohou luminiscenčních částic skla. Cílem této práce bylo připravit křemičité sklo dopované oxidem europia, které se po rozemletí na částice v řádech několika mikrometrů použije s nosným polymerem pro electro-spinning za účelem vytvoření nanovláken se skelnými částicemi.
2 Bc. Tomáš Doležal M2 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Pucolánová aktivita jílů pro stavebnictví detail

Pucolánová aktivita jílů pro stavebnictví

Pro snižování emisí CO2 ve stavebnictví je nutné hledat nové materiály využitelné jako příměsi do cementu. U těchto látek je důležitá jejich pucolánová aktivita, tedy schopnost reagovat s hydroxidem vápenatým za vzniku pojivové C-S-H fáze. Cílem práce bylo zjistit pucolánovou aktivitu kalcinovaných skrývkových jílů z lomu Bílina (L1 – L9), kaolinitického písku (KP), glaukonitického jílu (GL) a odprašků z výroby lupku (RON). Pucolánová aktivita byla zjišťována pomocí Frattiniho testu ve smyslu normy ČSN EN 196-5. Dále byl měřen index pevnostní aktivity (SAI) na trámcích o velikosti 40 x 40 x 160 mm.  Bylo zjištěno, že kalcinované jíly z lomu Bílina spolehlivě vykazují pucolánové vlastnosti pomocí Frattiniho testu při výpalu na teplotu 850 °C. Snížením teploty na 650 °C došlo u části vzorků ke snížení pucolánové aktivity a vzorky se tak jeví jako neaktivní. Pevnostní index aktivity byl u vybraných vzorků z časových důvodů studován již po 7 dnech hydratace. Na rozdíl od Frattiniho testu zkoušky SAI potvrdily pucolánovou aktivitu všech jílů pálených jak na 650 °C, tak na 850 °C.  
3 Lucie Eberlová B2 doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Rekonzervace torza květníku   detail

Rekonzervace torza květníku  

Převzatý historický objekt představuje torzo květníku se zateklou zelenomodrou glazurou, zhruba z 15. století. Objekt byl nalezen ve Schwarzenberském paláci v Praze kolem roku 2003. V témže roce pravděpodobně došlo i k jeho neodbornému zrestaurování, o kterém se nedochovaly žádné záznamy. Cílem práce byla rekonzervace květníku, která spočívala v restaurátorském průzkumu, v němž byly provedeny chemické (XRF) a mineralogické (XRD) analýzy složení střepové hmoty a glazury spolu se stanovením parametrů hmoty. Na základě těchto analýz byl zhotoven restaurátorský záměr, který po schválení zadavatele zahrnoval tyto kroky: dekonzervaci lepených spojů za pomoci vlažné demineralizované vody, vyčištění jednotlivých střepů pomocí demineralizované vody s vhodným detergentním prostředkem (Spolapon AOS 146), slepení nádoby reverzibilním adhezivem CLEOTOO, trvalou (Lascaux Hydrogrund 759) a dočasnou (separátor S značky Lukopren®) separaci střepové hmoty a doplnění ztrát sádrou typu 2 zn. Alabaster Plaster z důvodu dosažení vyšší pevnosti a stability nádoby. Po celou dobu restaurování byla prováděna fotografická dokumentace stavu květníku. Po dokončení práce byla vytvořena restaurátorská zpráva, která je součástí ošetřovaného objektu.
4 Bc. Silvie Fabianová M2 Ing. Tereza Unger Uhlířová, Ph.D. Pevnost paracetamolových výlisků v závislosti na lisovacím tlaku detail

Pevnost paracetamolových výlisků v závislosti na lisovacím tlaku

Lisování je jedním ze základních a v praxi nejvíce využívaných procesů při výrobě tablet. Mezi výhody uniaxiálního (jednoosého) lisování patří mimo jiné technická nenáročnost a nízká cena. Mechanické vlastnosti tablet, mezi které patří např. pevnost a otěruvzdornost, jsou společně s rozpustností závislé na složení tabletoviny a na použitém lisovacím tlaku. Paracetamol je běžným léčivým přípravkem (působí především proti bolesti a snižuje tělesnou teplotu, nicméně nepůsobí protizánětlivě) a vyrábí se v několika lékových formách, mj. i jako nepotahované tablety. Proto byl paracetamol v této práci použit jako modelový systém pro detailní studium pevnosti výlisků na lisovacím tlaku. V této práci byly na ručním lisu nalisovány paracetamolové trámečky za tlaku 50, 60 a 70 MPa. Z důvodu špatné lisovatelnosti čistého paracetamolu byla připravena tabletovina s 1 hm.% sorbitanu monostearátu jako kluzné látky. Pro všechny nalisované vzorky byla stanovena objemová hmotnost a pórovitost. Pomocí přístroje MTS Exceed byla stanovena pevnost v ohybu připravených trámečků. Měřené pevnosti byly následně vyhodnoceny Weibullovou statistikou, byly stanoveny parametry Weibullova rozdělení a byly studovány souvislosti mezi lisovacím tlakem, objemovou hmotností, resp. pórovitostí a výslednou pevností.
5 Simona Francová B3 Ing. Zuzana Zlámalová Cílová, Ph.D. Konzervování korálků z archeologického výzkumu v Plaňanech detail

Konzervování korálků z archeologického výzkumu v Plaňanech

Náplní práce bylo konzervování korálků z mladší doby římské. V červnu letošního roku byl na archeologickém nalezišti v Plaňanech odkryt unikátní ženský hrob s bohatou výbavou v podobě milodarů. Mimo jiné zde byly objeveny skleněné a jantarové korále, které tvořily náhrdelník zemřelé. Liší se tvarem, velikostí i přítomností dekoru. Skleněné korále byly převážně vytvořeny navíjením, zatímco jantarové korále byly provrtány a obroušeny. Všechny předměty byly znečištěny od zeminy, proto bylo nutné je očistit a v případě rozbití na fragmenty slepit. U korálků z jantaru či ze skla s pokročilou korozí materiálu byla provedena konsolidace pomocí akrylátové pryskyřice Paraloid B-72 pro celkové zpevnění materiálu. V rámci restaurátorského průzkumu bylo sklo analyzováno Ramanovou spektroskopií, pomocí níž byla identifikována kaliva, a SEM/EDS analýzou, kterou bylo zjištěno chemické složení. Pro analýzu jantaru byla zvolena infračervená spektroskopie. Podle výsledků analýz lze skla charakterizovat jako sodno-vápenatá (natronová), v případě jantaru se jedná o baltský typ. Všechny předměty byly po převzetí, očištění i konsolidaci detailně zdokumentovány.



6 Maria-Luisa Fronková B3 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování vitráže s motivem cheruba a ornamenty detail

Restaurování vitráže s motivem cheruba a ornamenty

Předmětem restaurování byla vitráž z 19. století. Restaurování proběhlo v ateliéru Umělecké sklenářství Jiřička-Coufal s.r.o., kde byla vitráž uložena v depozitáři. Původní umístění vitráže není známo. Při převzetí byla vitráž silně znečištěna prachem i dalšími nečistotami z místa původního umístění. Při volbě vhodných postupů restaurování byla určující analýza rentgenovou fluorescenční spektrometrií (XRF), kterou bylo zjištěno, že sklo je sodno-vápenaté. Pozorování pomocí optické mikroskopie potvrdily, že sklo není výrazně poškozené korozními procesy. Skleněné fragmenty byly vyrobené ručně, válcováním. Dekory byly malovány sklářskými krycími vypalovacími barvami. Během restaurování byly skleněné fragmenty vyjmuty z nestabilních olověných profilů a očištěny mokrou cestou pomocí detergentů s následným důkladným oplachem vodou. Chybějící fragmenty byly doplněny sklem odpovídající barevnosti a struktury. Fragmenty vitráže byly nakonec vsazeny do nové sítě olověných profilů a ty pak pojeny cínovou pájkou. Závěrečnou fází bylo čištění vitráže. Průběh restaurování byl fotograficky dokumentován.  
7 Bc. Nona Karapetjan M2 Ing. Tereza Unger Uhlířová, Ph.D. Reometrie fázových přechodů želírujících látek  detail

Reometrie fázových přechodů želírujících látek 

Roztoky želírujících látek, jako jsou želatina, karagenan či agar, jsou za vyšší teploty čistě viskózní, s klesající teplotou dochází k jejich zesíťování a vzniká viskoelastická soustava, resp. elastická pevná látka (gel), čehož se využívá v potravinářském, kosmetickém i farmaceutickém průmyslu pro dosažení vhodné textury produktů. Želatina je bílkovina přírodního původu, která se získává hydrolýzou kolagenu z vepřové nebo hovězí kůže. Ve farmaceutickém průmyslu se využívá zejména pro výrobu měkkých a tvrdých kapslí, jako pomocná látka (pojivo), k řízenému uvolňování aktivní látky, ve tkáňovém inženýrství atd. Oscilační reometrie je metoda pro kvantitativní charakterizaci viskoelastického chování materiálů a je vhodná mimo jiné pro sledování změn v charakteru materiálů v závislosti na teplotě nebo čase. V této práci byly měřeny viskoelastické vlastnosti (fázový úhel, reálná a imaginární části smykového modulu) vodných roztoků želatiny (1–5 hm. %) v závislosti na teplotě pomocí přístroje Haake MARS III v uspořádání válec-válec. Měření probíhalo v rozmezí teplot 30 až 5 °C s rychlostí chlazení 0,2 °C/min. Zároveň bylo vyzkoušeno několik teplotních režimů za účelem najít režim vhodný pro přípravu částicových kompozitů s želatinovou matricí metodou lití do kovových forem.
8 Bc. Jan Kunc M1 Ing. Richard Pokorný, Ph.D. Estimation of gaseous emissions during waste vitrification using regression analysis and feed stoichiometry detail

Estimation of gaseous emissions during waste vitrification using regression analysis and feed stoichiometry

Many emissions are generated during the vitrification of nuclear waste. Apart from the major gaseous emissions - O2, CO2, H2O and N2, various minor off-gases (NO, N2O, NO2, SO2, or CO) are released as well. Moreover, the melter off-gas can also include other trace emissions with potentially hazardous impact (such as acetonitrile), which are mostly formed as by-products of reactions between nitrates and organics in the feed. Our aim is to find a predictive tool to estimate the off-gas composition for the hundreds of waste feed compositions that will be vitrified at Hanford. In our previous work, we measured the gas evolution for a wide range of low-activity waste melter feeds using laboratory evolved gas analysis (EGA), and developed initial off-gas composition models. These models were based on the reaction stoichiometry and on the overall feed redox state, and provided reasonable agreement with EGA measurements. In this work, multiple regression analysis was attempted to improve the off-gas modelling by correlating the evolved gas composition with the feed composition, i.e., g = Gx, where g is the gas composition vector (an array of mass or mole fractions of gas components), G is the coefficient matrix, and x is the composition vector of major influential feed components.



9 Bc. Nikola Lehovcová M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Testování a charakterizace bioaktivity a antibakteriálních účinků titaničitých sol-gel povlaků detail

Testování a charakterizace bioaktivity a antibakteriálních účinků titaničitých sol-gel povlaků

Biomaterály jsou definovány jako materiály určené pro implantaci do živého organismu za účelem podpory nebo náhrady tkaniva nebo orgánu. Titan je kovový biomateriál hojně využívaný v chirurgii a stomatologii. Vlastnosti kovů lze optimalizovat jejich povrchovými modifikacemi a spojit tak benefity kovu a vytvořeného povlaku. Paralelně s dynamickým výzkumem a vývojem biomateriálů se zvyšují i nároky na jejich kvalitativní hodnocení. U povrchově upravených kovů se hodnotí adheze, bioaktivita, antibakteriální účinky a v současnosti jsou nezbytné taktéž testy cytotoxicity. Cílem práce bylo syntetizovat, testovat a charakterizovat titaničité sol-gel povlaky. Jejich nanesení na titanový substrát bylo provedeno metodou dip-coating. Bylo připraveno 6 různých vzorků lišících se přítomností dopantů (AgNO3, bioaktivní sklo 45S5) a jejich kombinacemi. Předmětem charakterizace vlastností vypálených povlaků byla zvolena bioaktivita a antibakteriální účinky. Testování bioaktivity proběhlo in vitro statickým testem v simulované tělní tekutině po dobu 21 dní. Antibakteriální působení bylo pozorováno vůči gramnegativní bakterii Escherichia coli a grampozitivní bakterii Staphylococcus epidermidis po 4 a 24 hodinách interakce. Podařilo se připravit vysoce adhezní, antibakteriální a bioaktivní povlaky.
10 Bc. Jiří Lietavec M2 prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst Studium pevnosti kaolinových výlisků v závislosti na lisovacím tlaku detail

Studium pevnosti kaolinových výlisků v závislosti na lisovacím tlaku

Kaolin patří mezi nejdůležitější suroviny pro výrobu široké škály materiálů z tradiční silikátové keramiky, jako např. obkladačky, dlaždice nebo porcelán. Lisování je jedna z hlavních tvarovacích metod pro tento druh výrobků. Proto je znalost závislosti mechanických vlastností na lisovacím tlaku důležitá. Zejména pevnost je významná z hlediska transportu výlisku automatickými linkami před výpalem. V této práci byla proto zkoumána pevnost nevypálených kaolinových výlisků připravených lisovacími tlaky 30, 40, 50 a 60 MPa. Pro zjištění pevnosti v ohybu trámečků (s rozměry 65 x 6 mm, resp. 100 x 20 mm) byla použita zkouška tříbodovým ohybem, pro pevnost v příčném tahu Brazilská zkouška na tabletách s průměrem 35 mm (tloušťka cca 6 mm). Výsledky jednotlivých sad vzorků byly vyhodnoceny pomocí Gaussovy a Weibullovy statistiky a korelace obou typů pevnosti byly srovnány. Z průběhu zátěžových křivek ohybových zkoušek byly navíc vyhodnoceny Youngovy moduly výlisků (které vykazují úzkou korelaci s pevností) a byla prozkoumána korelace mezi směrnicemi zátěžových křivek a hodnotami Youngových modulů jak pro ohybové zkoušky, tak pro Brazilské zkoušky. Korelace tohoto druhu mohou pak sloužit v praxi k empirickému odhadu Youngových modulů i v případech, že teoretický vztah není k dispozici.  
11 Bc. Lukáš Mauermann M2 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Studium alkalicko-křemičité reakce pojiv s obsahem fluidního popílku detail

Studium alkalicko-křemičité reakce pojiv s obsahem fluidního popílku

Práce se zabývá alkalicko-křemičitou reakcí (ASR) v betonech a maltách, která je jednou z možných příčin poruch betonových konstrukcí. Hlavním cílem bylo zkoumat vliv produktů po fluidním spalování uhlí s různým množstvím CaO na ASR. Část experimentální práce se navíc zabývala vlivem přídavku pěnoskla do maltových trámečků. Ke studiu ASR byla použita urychlená dilatační zkouška dle normy ASTM 1260, část experimentální práce byla navíc doplněna o dilatační zkoušky dle normy ČSN 72 1179 spolu se studiem mechanických vlastností. Na počátku práce bylo nutné vyřešit otázku málo reaktivního kameniva, které neumožňovalo jednoznačně vyhodnotit, do jaké míry mají přidané látky vliv na ASR. Tento problém byl vyřešen přidáním skleněných střepů za část kameniva, čímž se podařilo reaktivitu zvýšit. Hlavní experiment podle normy ASTM 1260 s produkty po fluidním spalování uhlí o různých obsazích CaO prokázal, že tendence eliminovat ASR roste se snižujícím se obsahem CaO ve vzorcích. Malty se 100% náhradou pěnoskla za kamenivo měly kladný vliv na eliminaci ASR dle prováděných zkoušek, nicméně vzhledem k pórovitému charakteru pěnoskla se tato zkouška sledování ASR nejeví jako průkazná.
12 Bc. Dominik Navara M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Optimalizace procesu přípravy skafoldů z bioaktivního skla 45S5 pomocí stereolitografického 3D tisku   detail

Optimalizace procesu přípravy skafoldů z bioaktivního skla 45S5 pomocí stereolitografického 3D tisku  

Práce se zabývá optimalizací procesu přípravy skafoldů z fotocitlivé suspenze s obsahem částic bioaktivního skla 45S5 stereolitografickým 3D tiskem. První část práce se zaobírá problematikou přípravy fotocitlivé suspenze s vyšším objemovým plněním částicemi bioaktivního skla 45S5 ke stereolitografickému 3D tisku skafoldů. V druhé části práce je rozebrána problematika přípravy skafoldů z těchto fotocitlivých suspenzí a možné vylepšení procesů přípravy suspenze i skafoldů z hlediska optimalizace těchto procesů. Pro optimalizaci byly připraveny suspenze s 40 obj. % bioaktivního skla 45S5. U připravených suspenzí byla zkoumána reologie a distribuce velikosti částic. Ze suspenzí byly vytištěny vzorky, které byly podrobeny výpalu v žárovém mikroskopu pro optimalizaci teplotní křivky výpalu a pro zjištění objemového smrštění.  
13 Emma Osifová B3 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování vitrážového medailonu z katedrály sv. Bartoloměje detail

Restaurování vitrážového medailonu z katedrály sv. Bartoloměje

Náplní práce bylo restaurování medailonu vitráže z katedrály sv. Bartoloměje v Plzni. Původní vitráž byla zhotovena ve 20. století podle návrhů z dílen Maxmiliana Pirnera, Františka Urbana, Josefa Mandla, Jaroslava Honzíka a Jakuba Obrovského. Vitráž, jejíž skelněné části byly vyrobené technikou foukání a lehání, byla před převzetím uložena v ateliéru. Byla silně znečištěna prachem a dalšími nečistotami, kterým byla vystavena v exteriéru. Restaurátorské práce začaly její celkovou dekompozicí. Vyjmutá skla byla čištěna mokrou cestou, pomocí detergentu. Pro lepší rozhodování o následných postupech rozhodly analýzy skla. Byly provedeny metodou SEM/EDS na barevných fragmentech, které již nebylo možné ve vitráži použít. Materiálový průzkum odhalil, že na vitráži byla použita poměrně odolná sodno-vápenatá a také sodno-olovnatá sklaPříliš fragmentární části vitráže byly nahrazeny novými částmi  z moderního skla stejné barevnosti. Posledním krokem restaurování bylo zasazení skel do nového olověného profilu. Restaurátorské práce byly provedeny v ateliéru Vitraj.  



14 Eliška Pačesová B2 doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Rekonzervace nádoby na boční ohřev detail

Rekonzervace nádoby na boční ohřev

Předmětem této práce byla rekonzervace keramické nádoby na boční ohřev ze Schwarzenberského paláce. Jednalo se o neglazovaný, na kruhu točený hrnec s uchem pocházející z 15. až počátku 16. století. Předmět byl již v minulosti restaurován a při převzetí se skládal z torza, které bylo sestaveno z patnácti střepů, a z dalších třinácti střepů volných. Fragmenty střepové hmoty byly nejprve podrobeny mokrému čištění vodou a poté, co byla vyhledána poloha jednotlivých střepů, byla nádoba slepena akrylátovou disperzí K 498. Následovalo doplnění ztrát dentální sádrou Alamo S, čemuž předcházela trvalá separace střepové hmoty 50 hm.% roztokem K 498 a dočasná separace vodním separátorem značky Lukopren. Sádrové doplňky byly retušovány tak, aby kopírovaly původní tvar nádoby. Použity byly výhradně reverzibilní materiály a celý proces byl fotodokumentován. Součástí zásahu byl také restaurátorský průzkum, při kterém byly provedeny analýzy složení (XRF a XRD), optická mikroskopie a stanovení vlhkosti, nasákavosti, objemové hmotnosti, zdánlivé hustoty a zdánlivé pórovitosti.  
15 Bc. Tereza Přívracká M2 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Tvorba apatitu z roztoku SBF: jsou výsledky in vitro testu pravdivé? detail

Tvorba apatitu z roztoku SBF: jsou výsledky in vitro testu pravdivé?

In vitro testy jsou nezbytnou součástí testování biomateriálů, jelikož poskytují prvotní informaci o reaktivitě biomateriálu v organismu. Standardizovaný roztok simulované tělní tekutiny (SBF) připravovaný dle ISO normy 23317:2014 je široce využívaný při testování bioaktivity skelných, sklokeramických a keramických materiálů. ISO norma posuzuje bioaktivitu pouze na základě tvorby apatitu (HAp) na povrchu, což poskytuje pouze částečné informace o skutečném chování daného materiálu v roztoku. V předchozích studiích bylo prokázáno, že pufr TRIS aktivně vstupuje do interakce materiál – SBF. Cílem práce bylo studium interakce celistvých vzorků Bioglass® v roztocích SBF s pufrem TRIS (dle ISO normy), v nepufrovaném SBF, v systému TRIS+HCl a DEMI vodě. Testování probíhalo za statických a staticko-dynamických podmínek. Během testu byly celistvé vzorky exponovány po dobu jeden až 14 dní. Následně byly stanoveny koncentrace Na+, Ca2+, (PO4)3- a Si ve výluzích pomocí ICP-OES a průběžně bylo měřeno pH. Byly sledovány změny hmotností, a nově vzniklá vrstva byla analyzována pomocí XRD a SEM/EDS. Výsledky in vitro testu na skle Bioglass® potvrdily, že pufr TRIS i zde ovlivňuje výsledky falešně pozitivně. Revize ISO normy je naprostou nezbytností.
16 Bc. Aleš Rozvoral M1 prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc. Zpětná precipitace složek vyloužených z obalových skel detail

Zpětná precipitace složek vyloužených z obalových skel

Zpětná precipitace je jedním ze tří dějů probíhajících při korozi skla. V dnešní době existuje nejméně informací pro popis tohoto děje, a proto je stále ve fázi výzkumu. Tento děj je v mnoha případech nežádoucí (potravinové a farmaceutické obaly), v jiných však může být žádoucí (bioaktivní skla). Cílem práce bylo pomocí řady analytických metod potvrdit děj zpětné precipitace a charakterizovat vysrážené produkty. V experimentální části byly prováděny statické modelové testy loužení na vybraných typech obalových skel – bezbarvé, hnědé a zelené. Skla byla použita ve formě skelných drtí, které byly louženy v demineralizované vodě při teplotě 60 °C po dobu 1-3 h a 1-60 dní. Z výsledků je patrné, že u všech testovaných skel byl potvrzen děj zpětné precipitace. Precipitáty se objevily jak na povrchu skel, tak i v loužicích roztocích. Rentgenová difrakce ukázala, že se vysrážely 2 typy zeolitů – zeolit X a zeolit SSZ-24. Dále byl  určen způsob rozpouštění testovaných skel pomocí kinetického modelu vytvořeného na ÚSK VŠCHT Praha. Všechna testovaná skla se rozpouštěla inkongruentně. Možné precipitáty byly také určeny pomocí databáze FactSage©. Tyto teoreticky předpovězené precipitáty zhruba odpovídaly experimentálním výsledkům.
17 Bc. Tereza Schreiberová M1 prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc. Koroze skel vodnými roztoky citrátů detail

Koroze skel vodnými roztoky citrátů

Skla pro farmacii se převážně využívají k uchovávání roztoků. Při styku skel s roztokem může docházet k uvolňování složek ze skla, což může způsobit znehodnocení roztoku. Chemická odolnost proto hraje důležitou roli při výrobě skla používaného ve farmaceutickém průmyslu. Avšak normy dané platnou legislativou určené k hodnocení chemické odolnosti jsou převážně zkoušky proti destilované vodě. Tato práce se proto zabývala modelovým testováním drtí vybraných druhů skel proti běžně užívaným roztokům citrátu sodného a draselného při zvýšené teplotě (98, 80, 60 °C) po dobu 1-72 h a 2 měsíců. Ve výluzích bylo stanoveno množství vyloužené složky Si pomocí AAS, indikující rozpouštění skelné sítě. Změny na povrchu skel byly sledovány optickým mikroskopem. Z naměřených hodnot je zřejmé, že drtě loužené v roztocích citrátů korodovaly více než drtě loužené v destilované vodě. Všechny typy skel se významně rozpouštěly již ve slabém roztoku citrátu (1% vodný roztok). Korozivní účinky citrátů narůstaly s jejich vyšší koncentrací. Dlouhodobým působením citrátů na sklo za zvýšené teploty (60 °C) docházelo ve výluzích k tvorbě precipitátů ve formě hydratovaného SiO2 nebo zeolitů (flörkeite a faujasite), jejichž složení bylo zjištěno RTG difrakcí.  
18 Bc. Eliška Sedláčková M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Testování interakce drti bioskla s modifikovanou simulovanou tělní tekutinou   detail

Testování interakce drti bioskla s modifikovanou simulovanou tělní tekutinou  

Biomateriály jsou látky, které je možné využít k nahrazování poškozených či nevyvinutých tkání a orgánů. Nejdůležitějším předpokladem pro všechny materiály, které přijdou do kontaktu s tělním prostředím je biokompatibilita. Tímto pojmem rozumíme schopnost být přijat organismem a nevyvolat zánětlivé reakce. Biosklo řadíme do bioaktivních materiálů, pro které je typická schopnost indukce vzniku hydroxyapatitu (HAp) a vazba s okolní tkání. K testování bioaktivity se využívá in vitro test ISO 23317:2014, při kterém je materiál vystaven simulované tělní tekutině (SBF), do které je kvůli udržení pH přidán pufr TRIS. Z mé předchozí práce plyne, že pufr ovlivňuje tvorbu HAp a tím i výsledky in vitro testů. Byla pozorována detailní interakce bioskla a SBF s a bez TRISu v krátkých časových intervalech. Během sedmidenního statického in vitro testu byla v daných časech analyzována hmotnost a změna materiálu pomocí BET, OM, SEM/EDS, XRD a XRF. Byly odebírány výluhy roztoků pro sledování koncentrace iontů Ca2+, (PO4)3-, Si4+ a bylo měřeno pH. Krystalická HAp vrstva se vytvořila pouze po interakci s pufrovaným roztokem, zatímco v nepufrovaném roztoku se vytvořila amorfní vrstva z Si, Ca a P. Tyto závěry potvrzuje i změna hmotnosti a nárůst specifického povrchu materiálu z pufrovaného roztoku.
19 Nadiia Silina B2 Ing. Richard Pokorný, Ph.D. Effect of feed composition on the retention of rhenium during vitrification of nuclear waste detail

Effect of feed composition on the retention of rhenium during vitrification of nuclear waste

Technetium (Tc) retention during the vitrification of nuclear waste is strongly affected by the presence of salt phase, i.e., nitrate, borate, and sulfate. To decrease the amount of salt phase in the melting feed and increase the fraction of borate phase, sucrose can be used, which reacts with nitrates and nitrites in the feed, and can even reduce sulfates. However, the effect of other feed components is still not clear. For example, both laboratory and pilot-scale tests showed that low-activity waste feed AN-105 has higher Tc retention that AP-107, although their composition was similar, apart from different source of alumina. Using Re as a surrogate for Tc, we investigated the impact of Al-sources and the content of molten salts (carbonates, nitrates, nitrites) on the retention of Re. As an example, Fig. 1 shows the comparison of Re retention in three modifications of AP-105 feed with different sources of alumina (kyanite, gibbsite, and their 50/50 mixture). We found that fully replacing Al2SiO5 by Al(OH)has significantly increased the Re retention (from 66% to 82%). However, when only half of the original kyanite was replaced by gibbsite, we didn’t observe significant change. Additional tests are currently being performed to understand this Al-source effect.   



20 Daria Viazun B3 prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst Příprava a charakterizace keramiky na bázi kaolinu a mullitu detail

Příprava a charakterizace keramiky na bázi kaolinu a mullitu

Cílem této práce bylo připravit keramiku na bázi kaolinu a mullitu. Pro přípravu vzorků byl použit kaolin Sedlec Ia a mullit Nabaltec M72. Pro lisování byly z těchto prášků připraveny dvě směsi v hmotnostním poměru 8:2 a 7:3 (kaolin:mullit) a zároveň byl pro přípravu vzorků použit i čistý kaolin. Několik vzorků ve tvaru trámečků (100x20 mm) a tablet (35 mm) bylo připraveno pomocí uniaxiálního lisování za tlaku 50 MPa. Vylisované vzorky byly vypáleny při 5 různých teplotách od 1100-1500 °C. Nárůst teploty činil 2 °C/min a doba výdrže byla nastavena na 120 min. Vypálené vzorky byly charakterizovány pomocí Archimedovy metody, byla stanovena otevřená pórovitost (27-31%, resp. 0,4-3,9% po výpalu na 1100, resp. 1500°C) a objemová hmotnost (1,89-2,03 g/cm3, resp. 2,59-2,72 g/cm3 po výpalu na 1100, resp. 1500°C). Pomocí rentgenové difrakce byl stanoven obsah krystalických fází v jednotlivých vzorcích, kde se ukázala ve všech případech převaha mullitu a pouze nízký obsah jiných fází (korund, křemen, cristobalit). Dále bylo vypočítáno smrštění po výpalu (2,8-4,7%, resp. 11,5-12,9% po výpalu na 1100, resp. 1500°C). Nakonec byly naměřeny elastické vlastnosti (Youngovy moduly) za pokojové teploty pomocí metody impulsní excitace (21-26 GPa, resp. 105-116 GPa po výpalu na 1100, resp. 1500°C).  
21 Bc. Martina Vitvarová M2 doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Tvrdost dentálních materiálů detail

Tvrdost dentálních materiálů

Anorganické nekovové materiály mají nezastupitelnou úlohu při výrobě zubních náhrad. Zvolit nejvhodnější materiál není vždy jednoduché, protože příliš tvrdá dentální náhrada může poškodit protilehlé přírodní zuby. Kromě keramiky se z anorganických materiálů ve stomatologii používají sádry ke zhotovení modelů náhrad. Pro jejich kvalitní opracování v zubních laboratořích je nutné, aby splňovaly vyšší nároky na pevnost oproti běžným sádrám. Cílem práce bylo hodnocení tvrdosti komerčně dostupných a laboratorně připravených biokeramických kompozitů (lithium disilikátových, leucitových a zirkoničitých), které jsou běžně používané pro korunkové náhrady. Zirkoničitá keramika vykazuje vysokou tvrdost a je zde riziko abraze antagonních zubů. Tento problém lze vyřešit navrstvením leucitového kompozitu na plně krystalické keramické jádro. Proto bylo provedeno měření tvrdosti laboratorně připravených leucitových kompozitů v závislosti na obsahu krystalické fáze. Tvrdost kompozitů IPS e.max CAD (6,57 GPa) a IPS Empress CAD (7,35 GPa) byla porovnána s tvrdostí přírodních zubů odlišného typu, stáří a stavu. V dílčím kroku byly také charakterizovány a hodnoceny dentální sádry typu II. Jejich tvrdost byla diskutována s ohledem na složení, velikost částic a předepsaný hydraulický koeficient.
22 Ludmila Řeháková B1 doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Rekonzervace džbánu č.117/881 detail

Rekonzervace džbánu č.117/881

Prezentovaná práce mapuje postup rekonzervace historického džbánu ze začátku 16. století. Střepy džbánu byly nalezeny v odpadní jímce Schwarzenberského paláce a následně došlo k zrestaurování předmětu. Postupem času adheziva degradují a bylo nutné přistoupit k rekonzervaci předmětu. Střepy byly v poměrně dobrém stavu, ale bylo nutné plášť nádoby opětovně sestavit. V rámci práce byl restaurovaný předmět zasazen do historického kontextu vztahujícího se k objektu samotnému a místu jeho nalezení. Dále se práce zaměřuje na použití vhodných metod a analýz k identifikaci složení  střepové hmoty a glazury předmětu. Celá práce je doprovázena průběžnou fotodokumentací, která je nezbytná při provádění restaurátorského zásahu. Závěrem mé práce bylo stanovení podmínek pro uložení předmětu a jeho následnou manipulaci.   
23 Nikola Škodová B2 doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Rekonzervace džbánu č.198/88 detail

Rekonzervace džbánu č.198/88

Předmětem rekonzervace byl džbán z období 2. poloviny 15. století až počátku 16. století. Nádoba byla nalezena v jímce ve Schwanzerberském paláci. Džbán byl dodán v částečně slepeném stavu s přiloženými volnými fragmenty. Pro analýzu střepové hmoty a určení vhodných pomocných materiálů k restaurátorskému zásahu byly odebrány vzorky střepů. Bylo provedeno stanovení kritérií hutnosti, chemického a mineralogického složení. Restaurátorským záměrem schváleným zadavatelem bylo očištění nádoby, dolepení volných fragmentů a doplnění ztrát sádrou pro zvýšení stability nádoby. Veškerá práce a zákroky byly provedeny v souladu s etikou restaurování za použití reverzibilních materiálů.  
24 Jan Šrédl B3 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Využití odpadního skla ve stavebnictví detail

Využití odpadního skla ve stavebnictví

Odpadní sklo patří mezi druhotné suroviny, které jsou dnes velmi dobře recyklovatelné. Převážná většina skleněného odpadu se tak vrací zpět do výrobního procesu skla při tavení sklářského kmene. Přesto existuje relativně velké množství skleněného odpadu, které nelze tímto způsobem využít a jeho následné uplatnění je problematické. Běžný skleněný odpad lze považovat za relativně inertní materiál a svým složením s vysokým obsahem SiO2 se nabízí jeho potenciální využití ve formě kameniva nebo minerální příměsi do betonu. Cílem práce bylo posoudit potenciální rizikovost přídavku dodaného odpadního skla v betonu. Jeho využití je totiž problematické vlivem vzniku alkalicko-křemičité reakce mezi zrnem skla a cementem. Tuto reakci způsobují nukleofilní OH- ionty. Při reakci pak vzniká hygroskopický gel, který narušuje strukturu materiálu. Bylo připraveno několik sad zkušebních maltových těles dle normy ASTM 1260, s přídavkem různé velikostní frakce odpadního skla. Větší frakce skla byly použity jako náhrada za kamenivo, zatímco menší frakce skla jako náhrada za cement. Na všech vyrobených tělesech byla sledována změna relativního prodloužení těles v čase. U vybraných sad těles byly navíc sledovány mechanické vlastností po vystavení těles zvýšené teplotě v 1M roztoku NaOH po dobu 28 dní.  

108 - Ústav chemie pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Milan Angelis M1 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Využití odpadních stavebních kalů jako potenciálních aditiv do zemědělských půd detail

Využití odpadních stavebních kalů jako potenciálních aditiv do zemědělských půd

Odpadní stavební kaly jsou látky vznikající při výrobě stavebních hmot. Všechny procesy, jež se využívají pro znovuzpracování nebo recyklaci odpadních stavebních kalů, jsou poměrně efektivní, ale nedostačující pro udržitelný rozvoj, proto se práce zabývá zkoumáním využití tohoto odpadu jako možného aditiva do zemědělských půd pro (i) zlepšení jejich vodního režimu a (ii) případné zvýšení obsahu látek významných pro růst rostlin. V první části práce byl sledován vliv přídavku odpadních kalů z výroby betonu a umělého kamene do půdy na její nasákavost a retenci vody. K tomuto experimentu byly využity dva odlišné typy standardních půd od německé firmy Lufa Speyer a směsi zmíněných standardních půd s 1% přídavkem odpadních kalů a komerčního klinoptilolitu od firmy Zeocem (referenční materiál ke kalům). V druhé části práce se ověřoval potenciálně příznivý účinek přídavku kalu do půdy na obsah prvků nutričně významných pro rostliny. K tomuto účelu byly provedeny výluhové testy pro samostatné standardní půdy a půdy s 1% přídavkem kalů a kalů obohacených vybranými ionty. Následně byl stanoven obsah vybraných iontů (Ca2+, NH4+, PO43-, Al3+) ve výluzích pomocí UV-VIS spektrofotometrie a atomové absorpční spektroskopie.
2 Bc. Adriana Dombrovská M2 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Charakterizace solí trospia a exotrospia pomocí rentgenové difrakce na monokrystalu  detail

Charakterizace solí trospia a exotrospia pomocí rentgenové difrakce na monokrystalu 

Trospium chlorid je farmaceutická sůl, která je používaná v léčivých přípravcích určených k léčbě syndromu hyperaktivního močového měchýře. Exotrospium chlorid je jejím epimerem, předpokládá se, že má podobný účinek, není ovšem dostatečně prostudován. V literatuře byla doposud popsána struktura pěti solí trospia a šesti solí exotrospia. Ve své práci jsem připravila prášky tří nových solí trospia a exotrospia a dvou nových forem známých solí trospia a exotrospia. Z těchto prášků jsem následně připravila krystaly rekrystalizací z vodných roztoků. Poté jsem se věnovala analýze těchto krystalů. Analýza byla provedena pomocí rentgenové difrakce na monokrystalu. Ta byla využita k řešení struktury nově získaných forem. Struktura solí byla upřesňována v programu Crystals. Vyřešené struktury nových forem již popsaných solí byly následně porovnány se známými formami.  
3 Bc. František Fňukal M1 doc. Dr. Ing. Michal Hušák Využití softwaru checkCIF-DFT pro predikci krystalové struktury.   detail

Využití softwaru checkCIF-DFT pro predikci krystalové struktury.  

Ambiciózním cílem moderní krystalografie je schopnost spolehlivě predikovat krystalovou strukturu. Jediným vstupním parametrem této predikce je přitom pouze znalost strukturního vzorce studované látky. Cílem je předpovědět přirozeně se vyskytující krystalová uspořádání, a to i při uvážení fenoménu polymorfismu. V dnešní době je schopnost predikce krystalové struktury limitována vysokou výpočetní náročností a nedostatečnou spolehlivostí. Tato oblast však zaznamenala v posledních zhruba 20 letech značný pokrok. Tato práce navazuje na předchozí práci, ve které byl vyvíjen program umožňující provedení DFT výpočtu na krystalových strukturách. V této práci byl vyvíjený program využit na vyhodnocení návrhů krystalových struktur 3 látek ze 7. ročníku slepého testu predikce krystalové struktury. Výpočtem mřížkové energie návrhů struktur lze odvodit jejich stabilitu a vybrat nejlepší kandidáty. Pro tento postup byla využita metoda DFT, konkrétně program Quantum ESPRESSO, funkcionál PBE a disperzní korekce Grimme DFT-D3. Práce dále diskutuje obdržené výsledky a porovnává je se správnými výsledky a výsledky vedoucího této práce, doc. Dr. Ing. Michal Hušáka, který pro vyhodnocení použil DFT program CASTEP, funkcionál rSCAN a disperzní korekci MBD.  
4 Bc. Veronika Linstcer B1 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Krystalizační screening 2-chloroadeninu detail

Krystalizační screening 2-chloroadeninu

Znalosti struktury aktivních farmaceutických substancí jsou nezbytné pro většinu současně vyráběných léčiv. Kromě struktury samotné API je důležité mít informace i o struktuře látek, které se podílí na její syntéze a meziproduktech výroby. 2-chloradenin je příkladem takových látek. Cílem této práce bylo stanovení zdánlivě rozpustnosti a screening 2-chloradeninu. 2-chloradenin je hlavním katabolitem Cladribinu a meziproduktem syntézy Clofaribinu, obě léčiva se úspěšně využívají v léčbě různých druhů leukemie. Zkoumání rozpustnosti 2-chloradeninu ukázalo, že je téměř nerozpustný v běžně dostupných rozpouštědlech, nicméně se podařilo připravit několik soli 2-chloradeninu, se kterými byly provedeny další zkoušky rozpustnosti. Soli kyselin mravenčí a octové vznikly ve formě práškuReakcí s kyselinou chlorovodíkovou vznikla sůl 2-chloradenin hydrochlorid vykrystalizovala ve formě monokrystalu. Ke stanovení struktury této látky byla využita metoda rentgenové difrakce na monokrystalu. Je důležité zmínit, že struktura 2-chloradeninu ani jeho derivátů ještě doposud nebyla popsána v literatuře, proto struktura získané soli byla porovnána s publikovanou strukturou adenin dihydrochloridu.  
5 Bc. Kateřina Maxová M2 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Příprava zeolitového sorbentu modifikací manganem a jeho porovnání s komerčně dostupnými sorbenty detail

Příprava zeolitového sorbentu modifikací manganem a jeho porovnání s komerčně dostupnými sorbenty

Práce se zabývá přípravou přírodního zeolitu modifikovaného manganem pro získání selektivního sorbentu aplikovatelného v dekontaminačních technologiích. Cílem bylo získat stabilní materiál s maximálním množstvím povrchově vázaného manganu při co nejnižším surovinovém a energetickém zatížení.  Pro experimenty byl použit slovenský přírodní zeolit draselného typu. Připravený zeolit s nejvyšším obsahem manganu byl testován na adsorpci kationtů Cd2+, Zn2+ a Pb2+ z vodných roztoků. Sorpční zkoušky byly provedeny i s několika komerčně dostupnými sorbenty. Obsah zachyceného manganu byl stanoven pomocí RTG fluorescenční spektrometrie. Zbytkové koncentrace kationtů v roztocích byly analyzovány atomovou absorpční spektrometrií.  
6 Bc. Tomáš Morys M1 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Krystalizační screening imatinibu mesylátu detail

Krystalizační screening imatinibu mesylátu

Práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových forem léčivé látky imatinibu mesylátu, jenž je v medicíně indikován k léčbě leukémie. Výchozí formou imatinibu byl α-polymorf, jehož zdánlivá rozpustnost byla stanovena ve 12 polárních rozpouštědlech. Pro stejné navážky imatinibu byla experimentálně stanovena výtěžnost postupů vedoucí k přípravě β-formy. Další částí práce bylo studium reprodukovatelnosti patentových příprav nových forem při změně výchozího polymorfu, které bylo úspěšné ve 3 případech z 6. Součástí práce byl i kokrystalizační screening s využitím 11 kokrystalizačních partnerů metodou společného mletí s přídavkem rozpouštědla. U 7 příprav byl pozorován vznik pevné fáze, z nichž 5 mohlo být analyzováno pomocí práškové rentgenové difrakční analýzy, jejíž výsledky poukazují na pravděpodobný vznik nových forem imatinibu. Mřížkové parametry monokrystalů vzniklých v nasycených roztocích byly shodné s parametry β-polymorfu, z čehož lze usoudit, že tato forma je za normálních podmínek stabilnější, než výchozí polymorf α.  
7 Bc. Tereza Musilová M2 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Adsorpce toxického chromanu na původní a modifikované sorbenty detail

Adsorpce toxického chromanu na původní a modifikované sorbenty

Má práce se zabývá možnostmi odstranění toxického chromanu pomocí původních anorganických i organických sorbentů, a jejich forem povrchově modifikovaných železem. Testovanými sorbenty byly zástupci aluminosilikátů (kaolin sedlec, bentonit kadaňský, klinoptilolit) a biochar. Sorpce probíhala z modelového roztoku chromanu o koncentraci chromu 0,5 mmol/l simulující silně kontaminované vodné systémy. Zbytková koncentrace chromu v roztoku byla stanovena metodou UV/Vis spektrofotometrie, na základě vlastního zabarvení roztoku. Pro výpočet parametrů sorpce (teoretické sorpční kapacity a konstanty adsorpčního děje) byl použit Langmuirův model. Z dosavadních výsledků vyplývá, že účinná sorpce chromanu probíhala výhradně na povrchově modifikované sorbenty.  
8 Bc. Tereza Škardová M1 prof. Ing. František Kovanda, CSc. Interkalace ezetimibu do hydrofobizovaného podvojného vrstevnatého hydroxidu detail

Interkalace ezetimibu do hydrofobizovaného podvojného vrstevnatého hydroxidu

Ezetimib je léčivo špatně rozpustné ve vodě, které se užívá ke snížení vysoké hladiny cholesterolu v krvi. Práce se zabývá interkalací ezetimibu do podvojného vrstevnatého hydroxidu, což může ovlivnit zpětné uvolnění léčiva ve vodných roztocích. Podvojný vrstevnatý hydroxid Mg-Al v dusičnanové formě byl připraven koprecipitační reakcí dusičnanů Mg a Al pod ochrannou dusíkovou atmosférou a následně delaminován ve formamidu za vzniku koloidní disperze. Přímá interkalace ezetimibu z roztoku v ethanolu metodou obnovení vrstevnaté struktury nebyla úspěšná. Proto byl připraven meziprodukt s hydrofobizovaným mezivrstvím, kdy obnovení vrstevnaté struktury bylo docíleno přidáním koloidní disperze ve formamidu do vodného roztoku cholátu sodného. Při přípravě meziproduktu byla použita různá množství cholátu vzhledem k aniontově-výměnné kapacitě podvojného vrstevnatého hydroxidu (25, 50, 75 a 100 %). Interkalace cholátu do mezivrství byla potvrzena práškovou rentgenovou difrakcí. Připravené meziprodukty byly přidány do roztoku ezetimibu v ethanolu a třepány 48 hodin při 40 °C. Obsah ezetimibu ve finálních produktech byl stanoven pomocí UV/vis spektrofotometrie.
9 Bc. Jakub Žajdlík M2 Ing. Václav Eigner, Ph.D. Aniontové výměny elektronově bohatých isothiouroniových solí detail

Aniontové výměny elektronově bohatých isothiouroniových solí

Farmaceutické soli farmaceutických substancí se využívají a formulují z důvodu jejich vhodnějších vlastností. Soli jsou voleny především díky jejich lepší rozpustnosti, nicméně je nutno brát v potaz i změnu některých jiných vlastností, jako je například stabilita, toxicita, či nevhodné vlastnosti pro výrobní operace. Nesteroidní analgetika Indomethacin a Diklofenak se podle BCS klasifikace řadí do skupiny II, která sice snadno proniká biologickými membránami, nicméně jejich limitujícím faktorem pro medicínské využití je disoluce ve vodných rozpouštědlech. Pomocí kationtové výměny lze, za využití stříbrných solí těchto látek a protiiontů ve formě halogenidů, připravit soli těchto látek pomocí srážecí reakce s mnohými organickými kationtovými protiionty. K charakterizaci takto připravených solí bude využita rentgenová difrakce na monokrystalu, kdy dojde i k řešení struktury z naměřených dat.  

110 - Ústav organické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Zuzana Abdelfattah B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. 7-Substituované isoalloxaziny s dusíkatou funkční skupinou detail

7-Substituované isoalloxaziny s dusíkatou funkční skupinou

Flavins are a huge family of derivatives of vitamin B2 (riboflavin), which is an important biologically active compound. It is an essential part of FAD and FMN; the prosthetic groups of crucial redox enzymes – flavoproteins. Flavins have unique properties so they can be used in both photocatalytic and organocatalytic redox reactions. In our laboratory, we are interested in the synthesis and mechanistic studies of flavin derivatives, including isoalloxazines, alloxazines and deazaflavins. New generation of flavins has been achieved by the introduction of substituents in positions 5, 7, 8 and 10, and/or the preparation of flavinium salts. This work is focused on synthesis of a 7-dialkylamino derivative of isoalloxazine with an alkyl substituent in position 10. It has been previously attempted in our laboratory through nitration of the isoalloxazine skeleton in position 7 followed by reduction and substitution but several problems have arose. This work will therefore comprise a different mechanism through the synthesis of 10-alkyl-7-chloroisoalloxazine followed by an aromatic nucleophilic substitution of chlorine by dialkylamine. In the near future, I am planning to characterize the organocatalytic properties of such isoalloxazine derivative.



2 Bc. Karolína Bangievská M1 RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D. Synthesis of redox switches and triarylamines for bidirectional electron transfer detail

Synthesis of redox switches and triarylamines for bidirectional electron transfer

Our research deals with the design, synthesis and electrochemical, photophysical and photochemical studies of the first monomolecular photo-redox switches for controllable and reversible intramolecular photoinduced electron transfer (PET). Thanks to their specific structure, which consists of triarylamine (scheme below, blue structure) and a redox-switch moiety (orange structure), these systems utilize a unique way of preventing the undesired back electron transfer (BET). The new photo-redox switches may find applications in the field of optical memories, organic solar cells, redox sensors, functionalized surfaces or smart materials. To accomplish this aim, we designed a bimolecular redox system for intermolecular PET to prove the compatibility of the participating donors and acceptors. We screened known photo- and redox-driven systems to find possible candidates for the properties desired for our monomolecular photo-redox switch. We found p-substituted triphenylamines and binaphtyl-based dienes to be the best options for donor and acceptor moieties. This finding was followed by the successful synthesis of four target molecules and analysis of their photophysical and electrochemical properties, including the study of bidirectional PET. In cooperation with Ing. Anna Poryvai, Ph.D.



3 Bc. Petr Bečvář M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Synthesis and characterisation of azoindols as precursors of ultrafast LC-switches detail

Synthesis and characterisation of azoindols as precursors of ultrafast LC-switches

Photoswitches, compounds that change their shape upon UV or visible light illumination, are currently frequently incorporated into various smart organic materials, such as liquid crystals (LCs). This enables the creation of light-tuneable mesophases thereby adding additional stimuli responsiveness. There is a large variety of photoswitches based on different switching mechanisms, which bring different properties to the final material. An azobenzene unit is one of the most popular photosensitive moieties incorporated into the LC structures. It can be easily tuned by lateral substitution to provide highly stable UV light-induced Z-isomer of LC materials. Such materials show only very slow thermal back-relaxation to the thermodynamically stable E-isomer, which is important in optical memory applications. On the other hand, LCs showing fast thermal Z-to-E relaxation can be used for the fabrication of optical switches. In this lecture, we present the results of our effort to derivatize and study phenylazoindole switches and an early approach to obtaining a final liquid crystal. Fig. 1 Photoinitiated isomerization substituted of phenylazoindole



4 Bc. Vilém Blahout M2 Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D. Syntéza a biologická aktivita analogů callunenu detail

Syntéza a biologická aktivita analogů callunenu

Callunen je rostlinný metabolit vyskytující se v nektaru vřesu obecného (Calluna vulgaris), vykazující vysokou antiparazitickou aktivitu proti trypanosomě Crithidia bombi, která je běžným parazitem čmeláků. Vystavení callunenu vyvolává u těchto parazitů ztrátu bičíku a ti se tak stávají neinfekčními. Tento netradiční mechanismus účinku by se potenciálně mohl stát cílem pro vývoj nových antiparazitik, přesný způsob působení ani cílové struktury callunenu však dosud nejsou známy. Cílem této práce je tak syntéza analogů callunenu a zkoumání vztahu mezi jejich strukturou a aktivitou. Syntéza těchto analogů vychází ze syntetického postupu pro syntézu analogů kyseliny abscisové, který byl úspěšně upraven a optimalizován pro přípravu našich cílových látek. Následně byla připravena série analogů, jejichž biologická aktivita vůči C. bombi byla testována ve spolupráci se skupinou prof. Yurchenka z Ostravské univerzity.



5 Martin Brokeš B3 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Quinoxalinone-based DC-SIGN inhibitors detail

Quinoxalinone-based DC-SIGN inhibitors

Synthesis of quinoxalinone-based DC-SIGN inhibitors Martin Brokeš (B3) Školiteľ: Ing. Petra Ménová, Ph.D. DC-SIGN receptor is a C-type (calcium-dependent) lectin located on the surface of macrophages and dendritic cells with an important role in human immune system. It bears two types of binding sites – one primary and a number of secondary sites. The primary binding site has affinity for high-mannose containing N-glycans which are a common feature of various viral surfaces. Secondary binding sites are more sensitive towards non-polar moieties, such as quinoxalinones. It is suggested that upon binding, these molecules could distort DC-SIGN’s primary binding site and through allosteric inhibition prevent some viral infections such as HIV or hepatitis C. Several secondary-site ligands were proposed based on a fragment library screening. This project is focused on synthesizing and connecting these fragments, using quinoxalinone as scaffold and two different heterocyclic amines as substituents. The first series of the prepared compounds showed low stability over time. Hence, we suggested a second generation of compounds containing an oxidized quinoxalinone core that is expected to show enhanced stability.  



6 Bc. Michaela Bršťáková M2 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Syntéza fosfinových derivátů calix[4]arenů detail

Syntéza fosfinových derivátů calix[4]arenů

Calix[4]areny substituované v meta-poloze vůči fenolické skupině představují zajímavé deriváty, vykazující tzv. inherentní chiralitu. To je i případ calix[4]arenů substituovaných v meta-poloze difenylfosfinovou skupinou. Cílem práce je studium syntézy a vlastností calixarenů nesoucích fosfinové zbytky v meta poloze a následné využití těchto sloučenin pro syntézu přemostěných calixarenových systémů.  



7 Bc. Michal Churý M2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. meta-Derivatizace para-aminocalix[4]arenového skeletu detail

meta-Derivatizace para-aminocalix[4]arenového skeletu

Calixareny jsou známé tím, že se využívají k syntéze supramolekulárních receptorů. Typickou je pro ně substituce v aktivované para-poloze, avšak existuje i možnost meta-substituce, kdy je narušena symetrie molekuly a vznikají inherentně chirální struktury. Cílem této práce je syntéza takovýchto derivátů, separace enantiomerů a jejich využití k tvorbě chirálních aniontových receptorů. V této práci byla pro tvorbu meta-derivátů zvolena strategie zavedení aminoskupin do para-polohy, jejich ochránění pomocí Boc2O a využití jejich aktivujících vlastností k derivatizaci meta-polohy za vzniku inherentně chirálních derivátů. Tímto způsobem byly provedeny pokusy o zavedení nitroskupiny a o ortho-lithiaci s následnou formylací. Takto derivatizovaný skelet je vhodný pro tvorbu heterocyklů, zavádění skupin obsahujících močovinový strukturní motiv a/nebo zavedení chirálních skupin pro tvorbu diastereomerů umožňujících separaci opticky čistých látek.  



8 Bc. Ondřej Daněk M1 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of quinolone-based DC-SIGN inhibitors detail

Synthesis of quinolone-based DC-SIGN inhibitors

DC-SIGN is a C-type lectin receptor found on the surface of dendritic cells. Binding of this receptor to carbohydrate chains on the surface of pathogens plays a crucial role in immune response against a range of pathogens (HIV, hepatitis C, Ebola virus, Streptococus pneumoniae, etc). HIV can take advantage of the interaction with the receptor, resulting in infection of CD4+ T-cells. Developing inhibitors of DC-SIGN receptor is thus highly desirable. Recently, a fragment-based screening against DC-SIGN has been performed and several fragment hits have been identified. This presentation focuses on the synthesis and study of binding affinity of a small library of substituted 4-quinolone-3-carboxylates as DC-SIGN inhibitors. A series of amides and esters of 6‑fluoro, 7-fluoro and 6-dimethylamino-4-quinolone-3-carboxylic acids were synthesized by the Gould–Jacobs reaction followed by coupling reactions with amines and alcohols that had been identified in the fragment screening. The prepared quinolones were tested for their affinity for DC-SIGN receptor by 1H–15N HSQC and STD NMR by our collaborators at the University of Vienna. The results of the testing enabled us to determine structure–activity relationships and propose structures of potentially more potent DC-SIGN inhibitors.  



9 Bc. Margarita Faizulina M1 Ing. Petr Kovaříček, Ph.D. Řízená prostorově rozlišená funkcionalizace mikroskopických skel detail

Řízená prostorově rozlišená funkcionalizace mikroskopických skel

Sklo je jedním z nejběžnějších materiálů a uplatňuje se v různých oblastech od každodenní spotřeby až po výzkumné aplikace. Potenciál tohoto materiálu ve všech oblastech použití lze dále zvyšovat a upravovat chemickou úpravou povrchu - tato modifikace se nazývá funkcionalizace. Tento krok nám umožňuje měnit vlastnosti povrchu, který se může stát chemicky reaktivním, což okamžitě otevírá široké možnosti výzkumu v lékařství, biologii, biomedicíně, chemickém inženýrství a mnoha dalších odvětvích. Cílem této práce je připravit funkcionalizovaná mikroskopická skla pro studium specifické interakce buněk pomocí super-rezoluční fluorescenční mikroskopie a pro vývoj sensorů proteinových biomarkerů.
10 Lucie Hlaváčková B3 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Syntéza derivátů thiohydntoinu vycházející z thiomočoviny detail

Syntéza derivátů thiohydntoinu vycházející z thiomočoviny

Enzalutamid je antiandrogenní léčivo, které se používá k léčbě rakoviny prostaty. Patří mezi léčiva druhé generace, u kterých se cílí na zlepšení působení v pokročilém stádiu rakoviny, kde generace první naopak začala být značně neefektivní. To mnohdy vedlo ke zhoršení stavu pacienta. Postupy syntéz jsou publikovány pouze v patentech. Je popsáno více syntetických cest, nicméně ty často vyžadují práci s toxickými látkami a obsahují reakční kroky s velice obtížnými mechanismy. Byla proto vybrána a vhodně upravena cesta, která se vyhýbá thiofosgenu a využívá vhodné reakční postupy. Z thiomočoviny se ve dvou reakčních krocích připraví thiohydantoin, na který se následně připojí dva aromatické kruhy pomocí SNAr. V mé práci se zabývám optimalizací reakčních podmínek syntézy enzalutamidu. Meziprodukty jsou pevné látky, a proto se nabízí možnost syntézy v pevné fázi. Cyklizace v druhém kroku reakce se provádí zahříváním v rozpouštědle, a i tyto podmínky by se měly dát nahradit použitím kulového mlýnu. Pro syntézu v pevné fázi je možné použít i malé množství solventu, případně se bez něj lze úplně obejít. Mechanochemie díky absenci rozpouštědla naplňuje cíle zelené chemie snižováním odpadu.



11 Bc. Adam Hroch M1 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Syntéza intermediátů pro nukleofilní fluoraci a jejich aplikace detail

Syntéza intermediátů pro nukleofilní fluoraci a jejich aplikace

Nukleofilní fluorace je jednou z nejběžnějších metod pro přípravu organických sloučenin obsahujících atom fluoru. Problémy nukleofilní fluorace spočívají zejména ve špatné rozpustnosti anorganických fluoridů či nestabilitě tetrabutylamonium-fluoridu (TBAF). Nejlepší poměr substituce/eliminace pro fluorace halogenalkanů dávají činidla na bázi hypervalentního křemíku, z nichž je nejvýhodnější tetrabutylamonium-trifenyldifluorsilikát (TBAT). V první části své práce jsem se zabýval Dielsovou-Alderovou reakcí 3-nitroarynu s deriváty anthracenu za vzniku substituovaných 1-nitrotriptycenů 1-4 následovanou redukcí nitroskupiny za vzniku odpovídajících aminů 5-8. Ty by mohly být využity jako stavební bloky pro přípravu chirálních nukleofilních fluoračních činidel na bázi činidel 9. V druhé části práce jsem se v návaznosti na předchozí výzkum naší laboratoře zabýval přípravou difluorsilikátů. S využitím organolithné sloučeniny připravené z odpovídajícího bromidu jsem připravil trifenylfluorsilan 10 modifikovaný trifluormethylovou skupinou a následně jej reakcí s TBAF převedl na silikát 11, analog fluoračního činidla TBAT. Jeho reaktivitu a chemoselektivitu jsem spolu s dalšími difluorsilikáty, připravenými dříve v naší laboratoři, studoval na sérii primárních a sekundárních alkyljodidů.



12 Bc. Kateřina Jochová M2 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Liposomes for DC-SIGN targeting detail

Liposomes for DC-SIGN targeting

DC-SIGN is a carbohydrate-binding receptor found on the surface of dendritic cells and macrophages. Its natural ligands are d-mannose and l-fucose, which bind to the hydrophilic primary binding site. Its interaction with these carbohydrates on the surface of pathogens is key for initiating immune response. Besides the primary binding site, a recent study has identified five secondary binding sites which bind non-carbohydrate-based ligands. Liposomes are biocompatible nanoparticles. They consist of an amphiphilic bilayer, can encapsulate bioactive molecules and are able to release these molecules into cells by the process of membrane fusion. By modifying liposomes with selective DC-SIGN ligands, the cargo could be delivered specifically to the macrophages, which is a promising approach for increasing vaccine efficiency. In this project, several DC-SIGN ligands were synthesized and coupled with a DSPE-PEG lipid. These lipid molecules were then used in formulation of targeted liposomes. The binding ability of the prepared liposomes was tested in cell cultures.  



13 Bc. Marie Kloubcová M2 Ing. Jiří Tůma, Ph.D. Syntéza organokatalyzátorů na bázi binaftalenu pro nukleofilní fluorace detail

Syntéza organokatalyzátorů na bázi binaftalenu pro nukleofilní fluorace

Fluoridy alkalických kovů jsou díky své cenové dostupnosti vhodnými reagenty pro využití ve stereoselektivních nukleofilních fluoracích. Avšak jejich použití pro tvorbu asymetrické C-F vazby představuje dlouhodobou výzvu nejen kvůli omezené dostupnosti vhodných chirálních katalyzátorů, ale především kvůli špatné rozpustnosti anorganických fluoridů v organických rozpouštědlech. Jednou z účinných metod je užití fázové katalýzy, při níž je nukleofil aktivován tvorbou komplexu s katalyzátorem pomocí vodíkových vazeb. Chiralita katalyzátoru zároveň řídí stereochemický průběh dané transformace. Tento koncept tzv. „hydrogen bonding phase-transfer“ katalýzy (HB PTC) byl demonstrován na sérii chirálních močovinových katalyzátorů, které tvoří s fluoridovým iontem tridentátní komplex, a umožňují tak velice efektivní enantioselektivní otevření episulfoniového iontu1. Tato práce je zaměřena na syntézu a následnou aplikaci nového typu těchto katalyzátorů odvozených od 2′-amino-1,1′-binaftalen-2-olu (NOBIN). Literatura: 1. Science 2018, 360, 638.  



14 Bc. Pavel Kraina M2 Ing. Zlatko Janeba, Ph.D. Replacement of Purine Nucleobase in Purine Nucleoside Phosphorylase inhibitors detail

Replacement of Purine Nucleobase in Purine Nucleoside Phosphorylase inhibitors

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) is a transferase enzyme catalyzing the phosphorolysis of purine nucleosides. It is a key part of a purine catabolism – purine salvage pathway. PNP deficiency leads to the accumulation of purine nucleosides in thymocytes (cells that are transformed into T-cells), leading to their apoptosis. Therefore, inhibiting PNP and thus accumulating nucleosides specifically in T-cells, could be used for the treatment of T-cell-mediated leukemia and malignancies. The PNP inhibitor research has been ongoing for many years but has yet to yield widely available therapeutics. Most compounds have failed in clinical trials due to their low activity, solubility, or bioavailability. Recently, novel hypoxanthine-based nanomolar PNP inhibitors have been developed in our research group, however, they lack the necessary physicochemical properties as well. This work aims to develop novel PNP inhibitors by finding a suitable replacement for the 9-deazahypoxanthine moiety, in order to improve pharmacokinetic properties with preserved biological potency.  



15 Bc. Vojtěch Kramný M2 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Small-molecule ligands for DC-SIGN receptor detail

Small-molecule ligands for DC-SIGN receptor

Viruses can enter mammalian cell by exploiting many different mechanisms. One of the possibilities is through the carbohydrate binding receptors expressed on the cell surface, such as the DC-SIGN receptor. It is well known that the carbohydrate binding site of this receptor is very shallow and hydrophilic, making it a challenging target for medicinal chemistry. However, low-affinity, small lipophilic ligands are known to bind to several secondary binding sites. Methods of fragment-based drug discovery can be used for discovery of novel compounds by growing or linking fragments together. The aim of this project is to find novel compounds with DC-SIGN inhibitory activity. Our first approach is linking a low-affinity fragment together with mannose, the receptor’s natural ligand. Such compounds have been shown to have higher affinity than mannose or ligand themselves, although the exact binding mode is yet to be clarified. Secondly, connecting benzoxazinone carboxylates and amine- or alcohol-containing fragment could lead to secondary site binding allosteric ligands.



16 Bc. Jakub Krištof M1 RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D. Influence of redox-active metallic complexes on fulgide-based photoswitches detail

Influence of redox-active metallic complexes on fulgide-based photoswitches

My research concerns the preparation of a fulgide-based photoswitch bearing a redox-active centre and measuring its unique photochromic properties. Fluorinated indolylfulgide was chosen as a fulgide core for its high fatigue resistance and thermal stability. In addition, aminoferrocene was used as a redox-active centre. Both compounds were coupled to create a hybrid molecule containing a photoswitching fulgimide moiety and a ferrocene redox-active unit. The synthetic transformation of fulgide to fulgimide was optimized, focusing on the less reactive monoamide intermediate. The carboxylic acid group of the monoamide structure was transformed to methyl ester, which reacted more readily to afford the target fulgimide. The measured absorption properties of the prepared fulgimide proved its photoswitching upon irradiation with light of a suitable wavelength. Upon oxidation of the compound, the influence of ferrocenium was observed as a slight bathochromic shift of absorption maxima. Irradiation of oxidised forms proved that photoswitch preserves its photochromic properties even upon oxidation. To our best knowledge, this is the first functional orthogonal photoswitch based on a combination of ferrocene unit and fulgide.



17 Tereza Kubátová B3 Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D. Syntéza konjugátů callunenu detail

Syntéza konjugátů callunenu

Tato práce pojednává o organické syntéze konjugátů callunenu. Callunen inhibuje aktivitu parazita Crithidia bombi odtržením jeho bičíku. Mechanismus účinku zatím ale není znám. Na nasyntetizované a biologicky aktivní konjugáty bude následně připojena fluorescenční značka s cílem zjištění tohoto mechanismu.



18 Bc. Jakub Kňava M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Příprava chirálních stacionárních fází: Vliv struktury chirálního selektoru na efektivitu imobilizace detail

Příprava chirálních stacionárních fází: Vliv struktury chirálního selektoru na efektivitu imobilizace

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s užitím chirálních stacionárních fází představuje jednu z nejrozšířenějších metod štěpení racemátu. V současné době existuje již více než 100 typů chirálních stacionárních fází umožňujících separaci téměř jakéhokoli racemátu. Výjimku představují iontové a ionizovatelné analyty, u nichž stále nebyla nalezena účinná univerzální metoda pro jejich rozdělení. Jednou z cest, jak dosáhnout alespoň částečně efektivní separace enantiomerů těchto analytů je použití chirálních iontově výměnných stacionárních fází, které obsahují selektory na bázi katexu (CX), anexu (AX) nebo zwitterion-exchangeru (ZWIX). Cílem práce je příprava katexových chirálních stacionárních fází odvozených od trans-2-aminocyklohexansulfonové kyseliny. Tato jednotka byla modifikována různě substituovanými aromatickými spojkami zakončenými terminálním alkenylovým řetězcem, který slouží pro ukotvení selektoru na pevný nosič (modifikovaný silikagel). U připravených selektorů bude studován vliv substituce aromatické spojky na průběh imobilizace na 3-sulfanylpropyl-modifikovaný silikagel. Získané stacionární fáze budou následně testovány pro chirální separaci vybraných bazických analytů. Dosažené výsledky budou porovnány s dříve připravenými analogickými stacionárními fázemi.



19 Bc. Karolína Křížová M2 Ing. Petr Kovaříček, Ph.D. Photocatalysis with covalently dynamic deazaoxaflavins detail

Photocatalysis with covalently dynamic deazaoxaflavins

Deazaoxaflavins are a fascinating class of compounds entangling photocatalysis and covalent dynamicity. They are synthesized from barbituric acid and salicylaldehyde building blocks through a cascade of reversible condensation reactions. The microscopic reversibility enables exchange of one of its constituents for a different moiety. Deazaoxaflavins share structural features with flavins - known organocatalysts. I will describe the synthetic approach to deazaoxaflavins and show their structural dynamicity. I have explored the photocatalytic properties of these derivatives and I will present the results of oxidative and reductive model reactions. Finally, I will present an outlook for the future exploitation of my work.  



20 Andrea Lavičková B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Nové deriváty helicenů pro syntézu materiálů vykazujících cirkulárně polarizovanou luminescenci detail

Nové deriváty helicenů pro syntézu materiálů vykazujících cirkulárně polarizovanou luminescenci

Heliceny jsou neplanání látky složené z několika ortho-kondenzovaných benzenových jader. Jejich neplanarita dává vzniknout molekulám s tvarem šroubovice, která se může vyskytovat v levotočivé i pravotočivé formě a díky tomu se heliceny řadí mezi chirální látky i přesto, že neobsahují centrum chirality. Díky spojení chirality a delokalizovaného systému π-elektronů mají řadu unikátních vlastností. Například vykazují abnormálně vysokou specifickou otáčivost, jsou polovodiči typu P, a proto nachází uplatnění při konstrukci optoelektrických prvků, dále je lze využít v asymetrické katalýze, supramolekulární chemii či jako emitory cirkulárně polarizovanéhosvětla. Látky absorbující či emitující cirkulárně polarizovaného světla mají vysoký potenciál pro výrobu pokročilých fotonických materálů, materiálů pro OLED displeje, spintronických či chytrých chiroptických zařízení a senzorů. Pro konstrukci tohoto typu zařízení jsou nutné molekuly vykazující vysoké hodnoty gabs a glum (desymetrizační faktor) jichž je možné dosáhnout vhodnou volbou substituce a symetrie molekuly. Proto je cílem této práce syntetizovat takové helikální molekuly, které inherentně maximalizují tyto parametry a systematicky zkoumat, jak jsou ovlivňovány změnami ve struktuře.  



21 Kryštof Malý B3 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. 1,5-Disubstituované anthraceny jako prekurzory chirálních triptycenů detail

1,5-Disubstituované anthraceny jako prekurzory chirálních triptycenů

Triptycen je aromatický uhlovodík obsahující 3 benzenová jádra navzájem spojená dvěma můstkovými atomy uhlíku. Díky své unikátní struktuře našly triptyceny a jejich deriváty uplatnění například v chemii polymerů, medicinální chemii nebo v oblasti katalýzy. Cílem této práce je připravit chirální 1,5-disubstituované triptyceny 4, které by sloužily jako prekurzory NHC ligandů. Ty bude dále možné využít pro přípravu katalyzátorů na bázi přechodných kovů. Syntéza vychází z anthracenu (1), ze kterého byl pomocí Friedelovy-Craftsovy acylace připraven 1,5-diacylanthracen (2). Byl studován vliv acylačního činidla na regioselektivitu reakce. Wolffovou-Kižněrovou redukcí karbonylových skupin byl pak získán 1,5-dialkylanthracen (3). Pomocí bromace a nitrace anthracenu 3 do polohy 9 a následné reakce s in situ generovaným benzynem budou připraveny chirální triptyceny 4.



22 Bc. Sámer Melhem M1 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Využití mikrovlnného ohřevu při syntéze rozšířených derivátů triptycenu detail

Využití mikrovlnného ohřevu při syntéze rozšířených derivátů triptycenu

Triptyceny jsou látky se zajímavými vlastnostmi, které mohou v budoucnu nalézt uplatnění nejen v elektrotechnice, supramolekulární chemii, či materiálové chemii, ale i v medicíně. Cílem této práce je připravit rozšířené deriváty triptycenu, které by ve své struktuře měly v jednom rameni benzenové jádro nahrazeno naftalenem a zároveň by nesly funkční skupinu na můstkovém atomu uhlíku. Takto připravené sloučeniny by mohly sloužit jako základní stavební bloky pro syntézu imidazolových solí, které lze použít pro přípravu katalyzátorů přechodných kovů na bázi NHC-ligandů. Pro syntézu rozšířených triptycenů byl v prvním kroku využit mikrovlnný ohřev, který umožnil provádět v poměrně krátkém čase a s uspokojivými výtěžky Dielsovu-Alderovu reakci mezi anthraceny 1 a 1,4-epoxy-1,4-dihydronaftalenem (2) za vzniku příslušných aduktů 3. Druhým krokem byla aromatizace, která byla prováděna v kyselém prostředí za pomoci dehydratačních činidel, čímž se podařilo připravit tři rozšířené deriváty triptycenu 4 nesoucí různé funkční skupiny na můstkovém atomu uhlíku.  



23 Bc. Sergej Mrkobrada M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Desymmetrization strategy for the preparation of ortho-substituted phenols detail

Desymmetrization strategy for the preparation of ortho-substituted phenols

The ortho-substituted 1,1'-biphenyl motif can be found in a number of natural substances, including aristolochic acid, cannabinol, or boldine. Unfortunately, the synthesis of unsymmetrically substituted 1,1´-biphenyls remains a challenging problem. Therefore, a novel approach for the synthesis of unsymmetrically ortho-substituted 1,1'-biphenyls is proposed. The proposed route takes advantage of the facile phosphorylation of ortho-iodophenols 1 followed by subsequent transition metal-mediated intramolecular dimerization. The final desymmetrization of biphenyl phosphate 2 is achieved by the Negishi cross-coupling.  



24 Bc. Anna Nožičková M1 Ing. Petr Kovaříček, Ph.D. Photoswitchable organic frustrated Lewis pairs detail

Photoswitchable organic frustrated Lewis pairs

Frustrated Lewis pairs are molecules simultaneously activating electrophilic and nucleophilic sites in a substrate for a catalytic transformation. My target is to prepare organocatalytic analogues which are activated by light using acylhydrazone photoswitches. Acylhydrazones undergo C=N isomerization upon light excitation bringing in proximity two active sites of the molecule. My work focuses on acylhydrazones that change by photoisomerization the relative distance in between acidic and basic sites in the molecule which can thus serve as an light-activated organocatalyst.



25 Bc. Soňa Poláčková M1 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Chemoselektivita 4-hydroxypyridinu v cross-couplingových reakcích detail

Chemoselektivita 4-hydroxypyridinu v cross-couplingových reakcích

Fenoly a polyfenoly jsou látky s potenciální biologickou aktivitou, a proto jsou předmětem studia ve farmacii. Mnohé studie popisují využití fenolů při léčbě kardiovaskulárních a onkologických onemocnění nebo jejich protizánětlivé účinky. Ve své práci se zabývám přípravou fenolů 5 cross-coupling reakcemi s využitím 4-hydroxypyridinu (2) jako nového hydroxylačního činidla. 4-Hydroxypridin (2) v reakcích vystupuje jako ambidentní nukleofil, a proto by v závislosti na reakčních podmínkách mělo docházet ke vzniku produktů N-nebo O-arylace 3 a 4. Hlavním předmětem mé práce je studium vlivu reakčních podmínek na průběh cross-couplingových reakcí s cílem maximalizace tvorby O-arylovaných produktů 3 a jejich následná přeměna na fenoly 5.  



26 Bc. Šárka Polívková M1 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Syntéza chirálních 9-substituovaných triptycenů detail

Syntéza chirálních 9-substituovaných triptycenů

Triptyceny substituované v polohách 2 a 6 představují zajímavé chirální sloučeniny, které by mohly najít uplatnění při asymetrické syntéze jako součást enantioselektivních činidel či katalyzátorů. Umístění vhodné funkční skupiny do polohy 9 pak může vést k syntéze nukleofilních fluoračních činidel na bázi difluorsilikátů 3 a také imidazoliových a dihydroimidazoliových solí 4, které představují prekurzory NHC ligandů. Tato práce se zabývá přípravou chirálních 2,6,9-trisubstituovaných triptycenů 2 s využitím Dielsovy-Alderovy reakce in-situ generovaného benzynu s odpovídajícími 2,6,9-trisubstituovanými anthraceny 1.



27 Marie Rozmušová B3 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Syntéza analogů flavinových kofaktorů detail

Syntéza analogů flavinových kofaktorů

Flaviny jsou rozsáhlou skupinou biologicky aktivních látek, které fungují zejména jako biokatalyzátory. Uplatňují se v mnoha redoxních dějích díky své schopnosti jedno- i dvouelektronových redukcí/oxidací, schopnosti fotoexcitace a existenci mnoha termodynamicky či kineticky stabilních stavů. Nejznámějšími příklady jsou riboflavin - vitamin B2 a FMN, jeho fosforylovaná forma. Cílem mé práce je syntetizovat deriváty riboflavinu, na kterých bude modelována funkce flavoenzymů v biologických systémech. V této chvíli mám připravený derivát FMN s methylovou skupinou v poloze 3 (1). Tento methyl brání četným nevazebným interakcím, které jsou klíčové jak pro ukotvení v enzymu, tak pro reakci se substrátem. Mým druhým produktem je derivát riboflavinu bez methylové skupiny v poloze 8 (2). Tato skupina je klíčová pro kovalentní ukotvení v enzymu pomocí nukleofilních aminokyselinových zbytků v bílkovinné části enzymu. 



28 Jakub Schimmer B3 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of biphenyl mannosides and determination of their affinity for DC-SIGN receptor detail

Synthesis of biphenyl mannosides and determination of their affinity for DC-SIGN receptor

DC-SIGN is a carbohydrate-binding receptor involved in a number of vital physiological processes. Since this receptor is one of the first entities interacting with pathogens, its inhibition could be beneficial for treating various diseases (HIV/AIDS, Hepatitis C, etc.). DC-SIGN’s natural ligand, mannose, has only a weak affinity, which nature overcomes by multivalency. In order to improve its affinity and drug-like properties, it is necessary to extend the interactions beyond the shallow and hydrophilic binding site. A recent study identified biphenyl mannoside 1 as a promising DC-SIGN inhibitor. Computer modelling suggested that its affinity might be increased by introducing various substituents into position 2 of the proximal phenyl ring to fit into the neighbouring binding pocket. The aim of this project is to synthesize a library of biaryl mannosides and to screen them DC-SIGN affinity. In the first part of the project, a library of 13 compounds is being prepared. Next, several biophysical methods were used to determine their affinity. HSQC experiments helped with both quantitative estimation of affinity (KD values) and with binding domain mapping. A GCI assay was carried out to validate the KD values.



29 Bc. Rostislav Sponar M2 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Fotoelektrochemicky generované excitované radikály deazaflavinu jako redukční činidla detail

Fotoelektrochemicky generované excitované radikály deazaflavinu jako redukční činidla

Deazaflaviny, deriváty flavinů, patří k látkám s velmi nízkým redoxním potenciálem. Díky této vlastnosti se mohou účastnit i reakcí, které pro svůj průběh vyžadují silné redukční podmínky (např. dehalogenace arylhalogenidů). Reaktivní částicí vystupující v těchto reakcích je radikál deazaflavinu ve své excitované formě. V předešlých pracích je ke generování radikálu použit mechanismus con-PET, kde se k redukci používá donor elektronů (např. DIPEA) a zároveň excitace viditelným světlem. Tato práce se zaměřuje na elektrochemické generování radikálu deazaflavinu, namísto použití donoru elektronů. Redukční vlastnosti generovaného radikálu byly testovány na p-bromanisolu jako modelovém substrátu.



30 Bc. Radek Staník M2 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Syntéza nových calix[4]arenů s chalkogenovými můstky detail

Syntéza nových calix[4]arenů s chalkogenovými můstky

Calix[n]areny jsou látky široce využívané v supramolekulární chemii. Skládají se z fenolických jader, které jsou spojeny v polohách 2- a 6- můstky za vzniku makrocyklu. Můstek je nejčastěji tvořen methylenovou skupinou, popř. atomem síry. V poslední době se začaly objevovat tzv. smíšené calixareny, které ve své struktuře obsahují jak methylenový můstek, tak i síru, která patří v periodické tabulce mezy chalkogeny. Mým cílem je rozšířit metodiku přípravy podobných systémů a pokusit se zavést do molekuly další chalkogenové můstky, jako je kyslík, selen či tellur. Zvolený přístup je založen na syntéze vhodných stavebních kamenů obsahujících zmíněné chalkogeny, které budou následně podrobeny kondenzaci za vzniku cílových makrocyklů.



31 Miroslav Stroka B2 Dr. habil. Ullrich Jahn Towards the total synthesis of ampelopsin F detail

Towards the total synthesis of ampelopsin F

Ampelopsin F belongs to a growing class of polyketides distributed in Vitaceous plants.1 This molecule has various biological properties such as antimalarial activity2 and hepatoprotective function.3 Infrequent distribution of ampelopsin F leads to inefficient extractability from Nature. With respect to further biological evaluation, a short and efficient approach towards this challenging molecule is demanded. The total synthesis is envisaged by tandem reaction consisting of two consecutive 1,4-additions and subsequent oxidation reactions to construct the core of ampelopsin F. References: [1] H. Y. Jeong, J. Y. Kim, H. K. Lee, D. T. Ha, K. S. Song, K. Bae, Y. H. Seong, Arch. Pharm. Res. 2010, 33, 1655–1664. [2] Indriani, Y. Takaya, N. N. T. Puspaningsih, N. S. Aminah, Chem. Nat. Compd. 2017, 53, 559–561. [3] X. Kou, N. Chen, Food Sci. Hum. Wellness 2012, 1, 14-18.  



32 Bc. Vojtěch Suchopár M1 Ing. Radek Jurok, Ph.D. Syntéza deuterovaných standardů psychoaktivních látek detail

Syntéza deuterovaných standardů psychoaktivních látek

Zneužívání omamných a psychotropních látek je celospolečenským problémem. Pro forenzní a výzkumné účely je často nutné určit obsah účinných látek ve vzorcích drog nebo biologického materiálu. K tomu mohou sloužit analytické metody spřažené s hmotnostní spektrometrií, jako je GC-MS nebo HPLC-MS. Kvantitativní analýzu je výhodné provést metodou vnitřního standardu, u níž jsou využívány izotopicky značené analogy zkoumaných látek. Cílem této práce je syntéza deuterovaných standardů látek, jež se řadí mezi nejčastěji zneužívané drogy. Připraveny byly standardy, nesoucí v molekule tři atomy deuteria, od metamfetaminu (pervitinu), MDMA (extáze), heroinu, kokainu a ethylesteru benzoylekgoninu (kokaethylenu), který vzniká v játrech při současné intoxikaci kokainem a alkoholem. Dále byl syntetizován izotopicky neznačený standard 3,4‑methylendioxyamfetaminu (MDA), látky, jež se také vyskytuje v tabletách extáze.
33 Bc. Kateřina Svobodová M2 Ing. Michal Himl, Ph.D. Syntéza dibutoxyfenylen-močovinových makrocyklů detail

Syntéza dibutoxyfenylen-močovinových makrocyklů

Dibutoxyfenylen-močovinové makrocykly jsou vysoce symetrické neutrální látky, které díky své schopnosti komplexovat ionty nacházejí uplatnění v oblasti supramolekulární chemie. Základní skelet těchto makrocyklů je tvořen čtyřmi dibutoxy-substituovanými benzenovými jádry, která jsou vzájemně propojena čtyřmi močovinovými jednotkami. V rámci této práce byla provedena optimalizace syntézy 1,2-dibutoxyfenylen-močovinového makrocyklu, který byl úspěšně syntetizován. Následně byly studovány komplexační vlastnosti tohoto makrocyklu a získané výsledky byly porovnány s dalšími makrocykly připravenými v naší laboratoři. Výsledky měření budou diskutovány.



34 Bc. Jan Tatýrek M2 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Hybridní organokřemičité materiály obsahující alkaloidy z chinovníku detail

Hybridní organokřemičité materiály obsahující alkaloidy z chinovníku

Práce se zabývá přípravou hybridních organicko-anorganických křemičitých materiálů, konkrétně materiálů na bázi derivátů cinchoninu a chininu, jež by dále měly najít své využití jako heterogenní katalyzátory enantioselektivních reakcí. Výhodou těchto materiálů je jejich recyklovatelnost a snadné oddělení od reakční směsi, což následně umožňuje jejich opětovné použití. Praktická část mojí práce se zabývá přípravou prekurzorů I a II, přípravou substrátu pro následné enantioselektivní reakce a jejich samotné otestování. Při přípravě jednotlivých prekurzorů využívám trojné vazby, na kterou pomocí „click“ reakce navážu triethoxysilanové skupiny, které jsou klíčové pro přípravu hybridních materiálů. Z prekurzoru I byly úspěšně vytvořeny 2 hybridní materiály, které byly otestovány na řadě chlorlaktonizačních reakcí. Prekurzor II je novým typem prekurzoru, kde se snažím o tvorbu materiálu se zabudovaným derivátem chininu, který obsahuje thiomočovinovou skupinu.  



35 Matúš Tomčo B2 Ing. Petr Beier, Ph.D. α-Fluorinated azides as potential substrates for bioorthogonal chemistry detail

α-Fluorinated azides as potential substrates for bioorthogonal chemistry

Strain promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) is an important tool for investigation of biomolecules behaviour in vivo. For this, the reaction must meet strongly restrictive criteria – it needs to be selective, biocompatible and have fast reaction kinetics. Over the past years a broad library of strained alkynes has been developed, while azides used remained mostly the same. The aim of this work is to show, that α-fluorinated azides, recently synthesized by our group, could be used as reagents in bioorthogonal reactions. Their reactivity with a strained alkyne (BCN) was investigated in the presence of water and potentially problematic biomolecules, such as glutathione and lysine. The reaction rate constant was determined by IR monitoring. Moreover, the corresponding nonfluorinated azide was also studied for a reactivity comparison.



36 Bc. Michal Trojan M2 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Difluorsilikáty jako nukleofilní fluorační činidla detail

Difluorsilikáty jako nukleofilní fluorační činidla

Nukleofilní fluorace patří mezi nejvýznamnější procesy pro přípravu monofluorovaných sloučenin. Levné fluoridy jako KF se vyznačují nízkou rozpustností a vysokou bazicitou. Mnohem lépe rozpustný tetrabutylamonium-fluorid (TBAF) se při zahřívání rozkládá. Proto nejlepšími činidly, zejména pro sekundární substráty, jsou hypervalentní sloučeniny křemíku jako TBAT nebo TASF, i pro ně je však konkurenční eliminace závažným problémem. Ve své práci jsem se zabýval modifikací činidla TBAT, u kterého jsem nahradil jednu nebo více fenylových skupin arylem obsahujícím elektrondonorní nebo elektronakceptorní skupinu, s cílem studovat roli této substituce na chemoselektivitu fluorace. Fenyl jsem také nahradil racemickou [2.2]paracyklofanovou skupinou (pcf) s cílem vypracovat postup pro přípravu chirálních fluoračních činidel. Pro syntézy jsem využil reakce fluorsilanů s Grignardovými činidly. Intermediáty 1 jsem následně převedl reakcí s TBAF na difluorsilikáty 2. Chemoselektivitu nukleofilní fluorace připravených silikátů 2 jsem studoval na sérii primárních a sekundárních alkylbromidů a alkyl-mesylátů. Zatímco modifikace elektrondonorní MeO skupinou vedla k lepší chemoselektivitě než u činidlel TBAF a TBAT, substituce elektronakceptorní CF3 skupinou měla za následek sníženou reaktivitu.  



37 Bc. Vojtěch Urban M1 Ing. Michal Himl, Ph.D. Syntéza derivátů aminokyselin s využitím pro toxikologický výzkum detail

Syntéza derivátů aminokyselin s využitím pro toxikologický výzkum

Cílem mé práce bylo nalézt jednostupňový postup pro N-methylkarbamoylaci aminokyselin a jejich derivátů, který by byl alternativou ke v současné době používanému postupu využívajícímu toxický methyl-isokyanát (MIK). Jako syntetické ekvivalenty MIK byly použity N,S-dimethylthiokarbamát (DMTK) a N-sukcinimidyl-N-methylkarbamát (SNMK). Činidlo SNMK s aminokyselinami reagovalo již po 2-3 hodinách při 50 °C a pH 9,5-10 a poskytovalo uspokojivé výtěžky. Za stejných podmínek DMTK reagoval pomaleji (48 h), ale s některými polárními aminokyselinami poskytl čistší produkty než SNMK. Obdobně byl použit N-trideuteriomethyl-S-methylthiokarbamát (DMTK-d3) pro přípravu Nα- a Nε-trideuteriomethylkarbamoylovaných derivátů valinu a lysinu. Připravené látky byly použity v toxikologických studiích jako standardy při analýze proteinových aduktů odvozených od MIK nebo jeho metabolického prekurzoru – N,N-dimethylformamidu.  



38 Bc. Karolína Vatrová M1 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Syntéza calix[7]arenů se smíšenými můstky detail

Syntéza calix[7]arenů se smíšenými můstky

Calix[7]areny se smíšenými můstky patří mezi tzv. vyšší calixareny,  jejichž studium je zajímavé zejména z hlediska schopnosti komplexovat ve svých rozměrných kavitách některé větší molekuly, např. fullereny. Příprava calixarenů s lichým počtem jader spočívá v postupné konvergentní syntéze, jejíž finální krok představuje kondenzace předem připravených substituovaných fragmentů. Cílem této práce je připravit calix[7]areny nesoucí na svém horním okraji příslušné substituenty vhodné pro následnou derivatizaci.



39 Anna Velebová B2 prof. Andrea Brancale, Ph.D. Studium supramolekulárních interakcí methyl di-N,N'-diacetyllaktosaminidu s biomedicínsky významnými lidskými galektiny   detail

Studium supramolekulárních interakcí methyl di-N,N'-diacetyllaktosaminidu s biomedicínsky významnými lidskými galektiny  

Studium supramolekulárních interakcí methyl di-N,N'-diacetyllaktosaminidu s biomedicínsky významnými lidskými galektiny Lidské galektiny jsou proteiny, hrající důležitou roli při regulaci buněčné proliferace, apoptózy a maligní transformace. Jejich biologická aktivita je mimo jiné způsobena schopností specificky rozpoznávat galakto-konfigurované sacharidy. Doposud bylo identifikováno 12 lidských galektinů, které v organismu plní komplementární a často protichůdné funkce. Z důvodu jejich vysoké strukturální podobnosti je velmi obtížné jednotlivé galektiny selektivně inhibovat. Proto je syntéza specifických inhibitorů jednotlivých galektinů aktuálním tématem s velkým potenciálem v diagnostice a léčbě fibrotických a rakovinných onemocnění. Cílem mé práce je příprava nového galektinového ligandu, methyl di-N,N'-diacetyllaktosaminidu, pomocí metod chemické glykosylace. Afinita této látky k vybraným lidským galektinům bude následně stanovena pomocí imunochemických metod a výsledky racionalizovány pomocí metod výpočetní chemie, zejména pak molekulárního dokování.  



40 Bc. Eliška Vlasáková M1 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Syntéza derivátů trans-cyklohexan-1,2-diaminu pro přípravu organokřemičitých materiálů detail

Syntéza derivátů trans-cyklohexan-1,2-diaminu pro přípravu organokřemičitých materiálů

Práce se zabývá přípravou enantiomerně čistých derivátů trans-cyklohexan-1,2-diaminu. Struktura trans-cyklohexan-1,2-diaminu se velmi často objevuje v katalyzátorech různých enantioselektivních reakcí1. Zabudování tohoto strukturního bloku do křemičité sítě může poskytnout heterogenní, snadno recyklovatelný katalyzátor. Jednou z variant přípravy organokřemičitých materiálů je jejich syntéza z bis(trialkoxysilanů)2. Cílem práce bylo získání bis(triethoxysilanu) 𝟏, pro jehož přípravu byly klíčovými intermediáty enantiomerně čistý diol 𝟐 a diazido-diol 𝟑. Dalšími reakcemi byl připraven derivát diamino-diolu 𝟒, ze kterého byl pomocí alkyn-azid cykloadiční reakce v bezvodém prostředí získán bis(triethoxysilan) 𝟏. Ten byl následnou hydrolýzou a polykondenzací transformován na organokřemičitý materiál 𝟓, jehož katalytické vlastnosti budou testovány (𝐒𝐜𝐡𝐞́𝐦𝐚 𝟏). 𝐋𝐢𝐭𝐞𝐫𝐚𝐭𝐮𝐫𝐚: a) Catalysts, 𝟐𝟎𝟐𝟏, 11, 41; b) New J. Chem., 𝟐𝟎𝟏𝟖, 42, 11896-11904; c) Chem. Rev., 𝟏𝟗𝟗𝟕, 97 (8), 3161-3196. Chem. Soc. Rev., 𝟐𝟎𝟏𝟏, 40 2, 608-20.  



41 Jakub Vokrouhlický B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Substráty pro allylovou nukleofilní fluoraci detail

Substráty pro allylovou nukleofilní fluoraci

 Nukleofilní fluorace je významnou metodou pro přípravu fluorovaných farmak. Přes rostoucí roli chirálních sloučenin v medicinální chemii je asymetrická nukleofilní fluorace dosud velmi málo prozkoumána, výjimkou jsou reakce využívající homogenní katalýzy nebo organokatalýzy. Naše laboratoř pracuje na vývoji chirálních nukleofilních fluoračních činidel na bázi difluorsilikátů nebo difluorimidazolidinů. Cílem mé práce bylo připravit substráty pro asymetrickou nukleofilní fluoraci s allylovým přesmykem, při níž vzniká nové stereogenní centrum. Nejprve jsem syntetizoval 4-cyklohexyl-2-methylbut-3-en-2-ol 2 z cyklohexylkarbaldehydu 1 pomocí Wittigovy reakce následované alkylací methyllithiem. Alkohol 2 jsem se pokusil převést na mesylát 3 reakcí s methansulfonylchloridem, ale vzniklý mesylát spontánně eliminoval na dien 4. Za analogických reakčních podmínek jsem připravil odpovídající trifluoracetát 5 reakcí alkoholu 3 s trifluoracetanhydridem. esterem 5 jsem provedl modelové fluorace činidly TBAF a TBAT (tetrabutylamonium-trifenyldifluorsilikátem), v případě druhého činidla byla získána zatím neznámá fluorovaná látka 6.  



42 Bc. Scarlet Stefanie Vraník M1 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Príprava chirálnych amínov z prírodných aminokyselín detail

Príprava chirálnych amínov z prírodných aminokyselín

Chirálné amíny sú farmaceutický veľmi významné látky na základe toho, že jednotlivé enantioméry daných látok majú častokrát iný účinok či efektivitu. Ich syntéza je aj preto zaujímava a žiadaná v ramci organickej syntetickej chémie. Práca obsahuje návrh enantioselektívnej syntézy amínov z prírodných aminokyselín 1. V práci je zahrnutá príprava východiskového cyklického fosforamidátu 3 z aminoalkoholu 2 a následné štúdium jeho reaktivity využitím rôznych organokovov a komplexov prechodných kovov ako katalyzátorov.



43 Bc. Eliáš Vrbovský M1 Ing. Michal Himl, Ph.D. Příprava vhodných prekurzorů pro syntézu močovinových makrocyklů detail

Příprava vhodných prekurzorů pro syntézu močovinových makrocyklů

Práce se zabývá syntézou vhodných prekurzorů 2-nitro-4,5-bis(prop-2-yn-1-yloxy)anilinu (1) a 5-nitro-2,4-bis(prop-2-yn-1-yloxy)anilinu (2), které budou využity k přípravě substituovaných močovinových makrocyklů. V práci je diskutováno několik syntetických přístupů, které vychází z komerčně dostupného resorcinolu a pyrokatecholu nebo z 1,2 a 1,3-difluorbenzenu.



44 Bc. Jan Wohlgemuth M1 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of 2-Phenylsulfonylacrylates as Potential DC-SIGN Inhibitors detail

Synthesis of 2-Phenylsulfonylacrylates as Potential DC-SIGN Inhibitors

DC-SIGN is a receptor located on the surface of dendritic cells and macrophages, which takes part in the function of the immune system by pathogen recognition. Some pathogens like HIV‑1 abuse this interaction and use it to propagate infection. This fact makes DC-SIGN an attractive target for the synthesis of new drugs. In recent years, both carbohydrate and non-carbohydrate inhibitors of DC-SIGN have been described, yet none has made it to the market. During a library screening, three 2-phenylsulfonylacrylates, unsubstituted on the arylsulfonyl moiety, were found to have decent affinity towards for DC-SIGN. This points towards 2‑phenylsulfonylacrylates being as potential DC-SIGN inhibitors and it makes them an interesting syntheticsis target. In this work, 19 new 2-phenylsulfonylacrylates that could act as potential DC-SIGN inhibitors were synthesized. Six of these acrylates contain an electron- donating group, twelve contain an electron- withdrawing group and the last one does not have a substituted aromatic core on the arylsulfonyl moiety. The prepared compounds are being tested not only for their DC-SIGN affinity, but also for cytotoxic and antimicrobial properties.  



45 Pavel Říkovský B1 - Příprava prekurzorů makrocyklických analogů pepstatinu A detail

Příprava prekurzorů makrocyklických analogů pepstatinu A

Práce se zabývá přípravou dvou prekurzorů makrocyklických inhibitorů proteolytického enzymu katepsinu D (CatD). Teoretická část rozebírá související látky (přesněji CatD a jeho nejpotentnější přirozený inhibitor pepstatin A), mechanismus funkce inhibitorů, výhody makrocyklických analogů, vysvětluje čtenáři potřebné pojmy, a tím ozřejmuje cíl i význam práce. První část experimentální práce zahrnuje přípravu analogu aminokyseliny statinu, která je součástí přírodního inhibitoru pepstatinu A. Druhá část se zaměřuje na přípravu vhodné spojky, v době přípravy komerčně nedostupné hydrofobní aminokyseliny 13-aminotridekanové, pro syntézu makrocyklických inhibitorů požadované velikosti.  Práce podrobně popisuje přípravu obou zmíněných prekurzorů a probírá i následnou syntézu a výhody výsledné makrocyklické látky, která z nich byla připravena. Identita všech připravených sloučenin byla potvrzena několika přístrojovými analytickými metodami a spektra z vodíkové a uhlíkové nukleární magnetické resonance (1H a 13C-NMR) jsou uvedena na konci práce v přílohách.  



46 Tereza Šindelářová B3 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Syntéza léčiva Enzalutamidu vycházející z karbonyldiimidazolu detail

Syntéza léčiva Enzalutamidu vycházející z karbonyldiimidazolu

Enzalutamid je nesteroidní antiandrogenní léčivo druhé generace, které se využívá při léčbě kastračně rezistentního karcinomu prostaty. Působí jako inhibitor androgenních receptorů, čímž zabraňuje nadměrné genové expresi a potlačuje tím tak proliferaci rakovinných buněk. V roce 2020 se umístil mezi prvních 20 celosvětově nejprodávanějších léčiv. Cílem této práce je vyvinout metodu přípravy tohoto léčiva vycházející z karbonyldiimidazolu s využitím syntézy v pevné fázi, tedy bez využití organických rozpouštědel, která jsou při reakcích významným zdrojem odpadu. Pro srovnání je souběžně prováděna také obvyklá syntéza v kapalné fázi. První reakční krok vedoucí k asymetricky substituované močovině byl úspěšně zrealizován v rozpouštědle. Zdárné převedení syntézy do pevné fáze umožní snížit náklady na výrobu léčiva a také realizovat ekologicky méně náročný proces.



47 Jakub Žváček B3 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Syntéza multivalentních glykokonjugátů detail

Syntéza multivalentních glykokonjugátů

S vývojem nových léčiv je důležitou otázkou také jejich cílená doprava. Moderním přístupem je transport pomocí nanočástic. Nejčastěji využívanými nanočásticemi jsou v tomto oboru lipozomy, které však mají dvě hlavní nevýhody: nízkou stabilitu a omezené možnosti modifikace. Proto se pozornost upíná na vývoj nových nanočásticových nosičů léčiv, kterými jsou mimo jiné dendrimery. Dendrimery jsou polymerní nanočástice s přesně definovanou chemickou strukturou a s možností její modifikace. Nesou velké množství periferních skupin, díky čemuž se může projevovat tzv. „multivalentní efekt“ a dendrimery tak mohou být dobře cíleny v organismu.  V rámci této bakalářské práce je vyvíjena metodika pro přípravu nového typu dendrimerů. Tato metodika vychází ze čtyřvalentního jádra, na nějž budou pomocí amidického couplingu navázány dendritické klíny nesoucí allylové skupiny. Tyto allyly mohou být poté použity pro výstavbu nové generace dendrimeru, nebo mohou být využity pro přímé navázání periferních sacharidových jednotek. Výhodou předkládané syntézy je její modularita. Zvláště pak možnost volby dendritického klínu, který bude na jádro nebo periferní skupiny vázán, ale také možnost volby periferních skupin.  



111 - Ústav organické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Valérie Bížová B3 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Aldolová kondenzace kamfolenického aldehydu s butanalem detail

Aldolová kondenzace kamfolenického aldehydu s butanalem

2-ethyl-4-(2,2,3-trimethyl-3-cyclopenten-1-yl)-2-butenal, známý jako Levosandal, je průmyslově významná látka nacházející svoje využití především v parfumérském průmyslu jako intermediát pro výrobu Levosandolu, také nazývaného Bacdanol. Bacdanol je látka s vůní santalového dřeva, chemická syntéza takových látek je velmi žádaná, protože přírodně získávaný olej ze santalového dřeva je drahý a málo dostupný. Tato práce je zaměřená na optimalizaci reakčních podmínek aldolové kondenzace butanalu s kamfolenickým aldehydem za vzniku cíleného produktu Levosandalu. Reakce probíhala za použití homogenního bazického katalyzátoru. Jsou studovány různé reakční podmínky, a to vliv typu rozpouštědla, teploty a poměru výchozích látek a vliv koncentrace, množství a typu katalyzátoru. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při vedení reakce v N,N-Dimethylformamidu za teploty 75°C, kdy docházelo k refluxu butanalu. Butanal byl v molárním poměru ku kamfolenickému aldehydu 2:1 a jako katalyzátor byl použit 36% roztok NaOH v množství 40 mol. % vůči kamfolenickému aldehydu. Při takových podmínkách bylo po 30 minutách reakce dosaženo 100% konverze kamfolenického aldehydu a 86,8% selektivity vůči Levosandalu.
2 Linda Chárová M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Heterogenně katalyzovaná aldolová kondenzace skořicového aldehydu s butanalem detail

Heterogenně katalyzovaná aldolová kondenzace skořicového aldehydu s butanalem

Aldolová kondenzace je jednou ze základních reakcí organické chemie, umožňující prodloužení uhlíkatého řetězce pomocí vzniku nové C-C vazby. Práce se zabývá aldolovou kondenzací skořicového aldehydu s butanalem za využití heterogenních katalyzátorů typu hydrotalcitu, kdy žádaným produktem této reakce je 2-ethyl-5-fenyl-2,4-pentadienal. Právě produkty aldolové kondenzace skořicového aldehydu s alifatickými aldehydy jsou součástí syntézy vonných látek s potencionálním uplatněním v parfumářském průmyslu. Cílem práce byla optimalizace podmínek dané reakce. Podmínky reakce byly vybrány tak, aby bylo dosaženo vysokých hodnot konverze a selektivity k žádanému produktu - 2-ethyl-5-fenyl-2,4-pentadienalu. Jako nejvhodnější byla vybrána teplota reakce 70 °C, poměr výchozích látek butanalu ku skořicovému aldehydu 2:1 a methanol jako rozpouštědlo. Pro reakci byly využity rehydratované hydrotalcity s poměrem Mg:Al iontů 3,1:1 a hmotnostním poměrem katalyzátoru vůči skořicovému aldehydu 0,2:1. Za těchto podmínek po 4. hodině reakce bylo dosaženo konverze skořicového aldehydu 68 % a selektivity k žádanému produktu 89 %. 
3 Bc. Barbora Haláková M2 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Studium smáčivosti povrchu interaktivních směsí meloxikam-nosič detail

Studium smáčivosti povrchu interaktivních směsí meloxikam-nosič

Jednou z dlouhodobých výzev řešených formulačním inženýrstvím je hledání technologických způsobů zlepšení biologické dostupnosti špatně rozpustných léčiv. Zvýšení rozpouštěcí rychlosti je jedním z řešení a je možné jej dosáhnout prostřednictvím interaktivních směsí zahrnujících léčivo nanesené na povrchu pevného nosiče. Vzniklý strukturovaný povrch tvořený doménami hydrofilnějšího nosiče a hydrofobního léčiva je klíčový pro smáčivost celého systému, určuje jeho povrchovou energii a v konečném důsledku i kinetiku uvolňování léčiva. Cílem této práce je proto studium interakce kapaliny s uvedenými strukturovanými povrchy binárních formulací měřením povrchové energie. Strukturované povrchy byly připraveny pomocí nanášení suspenze meloxikamu na povrch tablet Neusilinu US2. Následným měřením kontaktního úhlu na povrchu bylo možné potvrdit souvislost mezi smáčivostí a množstvím nanesené účinné látky. V širším kontextu je možné na základě získaných dat dospět ke zobecnění vlivu struktury povrchu na smáčivost systémů hydrofobního léčiva naneseného na hydrofilnější nosič.
4 Bc. Helena Hinterholzová M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Hydrogenace dehydrosantalinolu detail

Hydrogenace dehydrosantalinolu

Práce se zabývá optimalizací reakčních podmínek dehydrosantalinolu za vzniku látek Sandal Mysore Core a Brahmanol. Sandal Mysore Core i Brahmanol jsou vonné látky využívající se v parfumářském průmyslu, Brahmanol je navíc navržen jako potenciální léčivo neurodegenerativních onemocnění a onemocněních souvisejících s poruchou pigmentace (Parkinsonova choroba, melanom). V rámci optimalizace reakčních podmínek byl sledován vliv teploty, tlaku, použitého rozpouštědla, typu a množství katalyzátoru na konverzi výchozí látky a selektivitu k Brahmanolu. Bylo dosaženo 100 % konverze dehydrosantalinolu a došlo ke vzniku Brahmanolu se selektivitou 76 % za následujících podmínek: teplota 130 °C, tlak 7 MPa, rozpouštědlo methanol, 15 hm. % NiSAT 340 RS ku dehydrosantalinolu. Hydrogenace probíhala po dobu 6 hodin. Závěrem této práce byla provedena hydrogenace ve 30x zvětšeném měřítku, kdy došlo ke vzniku Brahmanolu se selektivitou 58 %.
5 Bc. Mariia Hryhoruk M2 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Vývoj metody ke stanovování anionických tenzidů ze stěrů z výrobního zařízení detail

Vývoj metody ke stanovování anionických tenzidů ze stěrů z výrobního zařízení

Vývoj metody ke stanovování anionických tenzidů ze stěrů z výrobního zařízení Tato práce se zabývá ověřením a optimalizací MBAS metody pro použití ve farmaceutickém průmyslu. Pomocí standardní MBAS metody lze spolehlivě stanovit obsah anionických tenzidů při validaci čisticích procesu ve farmacii. Standardní MBAS metoda dle normy ČSN EN 903 (ISO 7875-1:1984 modifikovaná) vyžaduje nepřímé vzorkování (stanovení tenzidů v oplachové vodě). Metoda je navíc poměrně pracná a časově náročná. Z těchto důvodů se zdá vhodné standardní metodu převést na přímé vzorkování, a to ze stěru. Standardní metoda byla kalibrována a testována s důrazem na ověření opakovatelnosti a mezí detekce. Byly podrobně ověřovány faktory, které mohou mít vliv na tuto metodu při vzorkování ze stěru. Bylo zjištěno, že nejdůležitějším krokem je pečlivé setření vzorků z povrchů. Další modifikace metody dle dostupné literatury by mohly zjednodušit provedení pro obsluhu farmaceutických zařízení.
6 Bc. Veronika Hrůzová M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Studium vlivu lubrikantu na formulaci vysokodávkových tablet s ibuprofenem  detail

Studium vlivu lubrikantu na formulaci vysokodávkových tablet s ibuprofenem 

Tablety vyráběné metodou přímého lisování (DC) jsou nejekonomičtější volbou farmaceutických firem při vývoji nových lékových forem. Vlastnosti takových směsí a z nich připravených tablet však většinou nevyhoví striktním kritériím pro masovou výrobu. Cílem tohoto výzkumu je formulovat směs pro výrobu tablet s vysokým obsahem ibuprofenu (IBU) metodou DC. V prvotní fázi výzkumu bylo hodnoceno široké spektrum binárních (IBU + modelové plnivo) a ternárních směsí s obsahem lubrikantu (stearan hořečnatý) s ohledem na jejich kompaktační charakteristiky. Současná fáze výzkumu je zaměřena na doplnění hodnotícího kritéria formulací z hlediska vyrobitelnosti o ukazatele charakterizující rozpad a disoluční chování připravených tablet. Pro lisování tablet byl využit hydraulický lis Specac a jejich rozpad byl proveden na přístroji Sotax DisiTest 50. Z doposud provedených pilotních experimentů vyplývá, že s rostoucím obsahem lubrikantu klesá ve směsi s mikrokrystalickou celulózou (MCC) doba rozpadu (t) tablety. Naopak při sledování rostoucí doby míchání lubrikantu ve směsi se projevuje spíše trend růstu t. Při celkovém zhodnocení směsi s MCC se zahrnutím všech dosud studovaných charakteristik se jako nejlepší jeví směs s 0,75 hm.% lubrikantu a dobou míchání 1-5 min.
7 Bc. Marie Kaňková M1 doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Izomerace α-pinenoxidu s využitím nových katalyzátorů detail

Izomerace α-pinenoxidu s využitím nových katalyzátorů

Tato práce byla zaměřena na kysele katalyzovanou izomeraci α‑pinenoxidu s použitím nových katalyzátorů. Cílem bylo připravit katalyzátory na bázi zeolitů Beta s obsahem tantalu či niobu a sledovat jejich vliv na průběh reakce. Pozornost byla věnována především vlivu na selektivitu ke dvěma žádaným produktům – kamfolenickému aldehydu a trans-karveolu. Obě látky nacházejí využití v parfumářství nebo potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Dva druhy zeolitů byly modifikovány kovy ve dvou formách impregnační metodou. Takto připravené katalyzátory byly charakterizovány a použity pro reakci α‑pinenoxidu. Nejvyšší selektivity (52 %) k trans-karveolu bylo dosaženo při použití katalyzátoru s nosičem Beta-25 modifikovaným chloridem niobičným a DMSO jako rozpouštědla. Selektivita ke kamfolenickému aldehydu se ve všech experimentech pohybovala mezi 30–38 %. Významný vliv na selektivitu k produktům mělo použité rozpouštědlo. S rostoucí bazicitou rozpouštědla rostla selektivita k trans-karveolu a zároveň klesala ke kamfolenickému aldehydu. Připravené katalyzátory tedy je možno použít pro izomeraci α‑pinenoxidu.  
8 Bc. Lukáš Koláčný M2 Ing. Martin Veselý, Ph.D. Kombinace skenovacího a transmisního elektronového mikroskopu pro studium vnitřní struktury materiálů detail

Kombinace skenovacího a transmisního elektronového mikroskopu pro studium vnitřní struktury materiálů

Tomografie je v medicíně a materiálové vědě postup pro získání prostorové (3D) informace o lidském těle nebo materiálu, přičemž k zobrazování lze využít různých záření, jako mohou být fotony či elektrony. V případě využití transmitovaných elektronů mluvíme o elektronové tomografii umožňující pracovat s prostorovým 3D rozlišením kolem 1 nm, což je typický rozměr TEM analýzy. Obecný princip elektronové tomografie je založen na pozorování stejného objektu při různých úhlech náklonu vzhledem k svazku elektronů. Byť je tento obecný postup známý, tak proces přípravy vzorků, snímání vzorků a vyhodnocování dat je nutné pro konkrétní akviziční zařízení (TEM) a software adjustovat. Vzhledem k tomu, že elektronová tomografie nebyla prozatím na VŠCHT Praha aplikována, je nutný vývoj metodiky, která umožní přesnost a efektivitu metody. Vývoj metodiky zahrnuje přípravu vzorku na skenovacím elektronovém mikroskopu pomocí iontového děla, snímkování vzorku na transmisním elektronovém mikroskopu a zpracování obrazových dat do finální prostorové informace o rozložení materiálu.



9 Bc. Zuzana Kubešová M1 doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat. Spojení lipidových nanoformulací s urychlovači permace - budoucnost transdermálního podání? detail

Spojení lipidových nanoformulací s urychlovači permace - budoucnost transdermálního podání?

Topické podání léčiv je v současné době předmětem řady výzkumů, jelikož poskytuje mnoho výhod oproti jiným způsobům podání. Je neinvazivní, nedochází k first-pass efektu ani k dráždění trávicího traktu a obecně má méně vedlejších účinků. Překonání ochranné kožní bariéry je však nesnadný a poměrně pomalý proces. Proto se tato práce zaměřovala na zvýšení efektivity absorpce léčiv kůží za pomoci použití lipidových nanotobolek v kombinaci s urychlovači permeace. Nanoformulace slouží jako nosič – enkapsuluje léčivou látku v lipidovém jádře, čímž zvyšuje její rozpustnost ve formulaci a chrání ji před degradací. Urychlovače permeace pak dočasně rozrušují kožní bariéru a umožňují tak snazší průnik léčiva do organismu. Spojením těchto přístupů lze tedy zvýšit koncentraci léčiva obsaženého ve formulaci a zvýšit efektivitu jeho permeace kůží. Byly připraveny lipidové nanotobolky s obsahem dvou různých léčiv – diklofenaku sodného a indomethacinu. Součástí nanoformulací byly také různé urychlovače kožní absorpce – isopropylmyristát, Azone ® a N-alkylmorfoliny Mo12 a Mo14. Byl sledován jejich vliv na základní charakteristiky částic (velikost, polydisperzitu a stabilitu) a jejich efektivita transdermální absorpce in vitro permeačními experimenty.  
10 Radek Ludas B3 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Studium vlivu vnější lubrikace na proces lisování tablet Trazodon hydrochloridu detail

Studium vlivu vnější lubrikace na proces lisování tablet Trazodon hydrochloridu

Trazodon hydrochlorid (dále jen Trazodon) je antidepresivum vyráběné především ve formě tobolek, neboť lisování tablet je komplikované jeho lepivostí, v důsledku čehož tablety nedosahují požadované kvality. Výroba tobolek je však pomalejší a ekonomicky náročnější. Proto by optimalizace výroby Trazodonu formou tablet byla z pohledu průmyslu přínosná, a to zejména z důvodu úspory času, energie a materiálu. Tato práce studuje efekt vnější lubrikace a snížení lepivosti stearanem hořečnatým na parametry lisovacího procesu a kvalitu vylisovaných tablet Trazodonu. Pozornost byla věnována vlivu lubrikace na zdánlivou hustotu tablet (ρT), pevnost (TS), separační napětí (τD) a ejekční napětí (σE). Pro lisování tablet byl využit kompaktační analyzátor Gamlen GTP-1, který umožňuje vyhodnotit studované τD a σE. Pro měření TS byl použit přístroj Sotax Multitest 50, který rovněž poskytl informace o rozměrech tablet potřebných pro zjištění ρT. Z výsledků bylo zjištěno, že efekt vnější lubrikace je benefitní pro všechny zkoumané parametry. Lubrikant napomáhá k lepšímu přeuspořádání částic API v matrici, což vede k vyšší ρT a TS. V případě τD a σE lze pozorovat naopak pokles hodnot v důsledku zmenšení třecích sil v průběhu lisování a snazší proces vytlačení tablety z matrice.  
11 Bc. Jiří Machyán M1 Ing. Tereza Školáková, Ph.D. Disoluce a stabilita kokrystalů acykloviru detail

Disoluce a stabilita kokrystalů acykloviru

V současné době má mnoho léčivých látek malou rozpustnost ve vodě, což vede i k jejich pomalému vstřebání. Jedním z možných řešení je zlepšení rozpouštění takové API. V této práci bylo studováno disoluční chování tablet (tbl.) kokrystalů acykloviru s kyselinou fumarovou, jako možnou formulací ke zlepšení rozpouštění, dále radiální pevnost těchto tbl. a vliv tepelné zátěže na jejich stabilitu. Radiální pevnost vykazovala převážně lineární závislost na aplikovaném lisovacím tlaku. Výrazná odchylka se projevila pouze u tbl. zatěžovaných při 60 °C, která byla pravděpodobně způsobena nestabilitou tbl. Zrychlení rozpouštění v kyselém prostředí oproti tbl. čistého acykloviru bylo dosaženo u tbl. lisovaných při nejnižších tlacích (50 MPa) bez tepelné zátěže a zatěžovaných při 30 a 40 °C. Důvodem je pravděpodobně zanedbatelná degradace tbl. ovlivňující disoluci, vyšší pórovitost tbl. a větší povrch částic způsobený přípravou kokrystalů metodou mletí s přikapáváním rozpouštědla. Tbl. namáhané při 50 °C vykazovaly nízkou rychlost rozpouštění. Ve fosfátovém pufru se tbl. rozpouštěly pomaleji než v kyselém prostředí a byl více pozorovatelný vliv lisovacího tlaku na rychlost rozpouštění. Zlepšení rozpouštěcí rychlosti oproti čistému acykloviru bylo dosaženo pouze u tbl. lisovaných při 50 MPa.
12 Bc. Martin Maľa M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Zlepšování rychlosti rozpouštění špatně rozpustné léčivé látky mletím detail

Zlepšování rychlosti rozpouštění špatně rozpustné léčivé látky mletím

V současnosti je největším problémem při vývoji nových léčiv špatná rozpustnost ve vodném prostředí, což významně komplikuje formulaci lékové formy. Je proto důležitým cílem výroby zvýšení rozpustnosti a rychlosti rozpouštění léčivých látek a tím i zvýšení biodostupnosti. Používají se různé metody modifikace účinné látky. Mezi jednu z možných modifikací patří zlepšení disolučních vlastností mletím. Cílem práce bylo charakterizovat změny v disolučním chování špatně rozpustné léčivé látky technikou mletí. Jako modelová látka bylo zvoleno analgetikum indometacin. Byly připraveny vzorky indometacinu s odlišnou dobou mletí a ty byly postupně testovány prostřednictvím disoluce v průtokové cele. Současně byla měřena velikost částic pomocí laserové difrakce a u vybraných vzorků byla měřena i povrchová energie inverzní plynovou chromatografií. Pomocí rentgenové práškové difraktometrie byl nakonec zkoumán vliv mletí na vznik amorfní fáze. Výsledky ukázaly, že s prodlužující se dobou mletí se velikost částic indometacinu snižuje a roste rozpouštěcí rychlost. Nárůst je nejvíce znatelný při přechodu z nemletého vzorku na mletý. Mikronizací se zvyšovala celková povrchová energie a nedocházelo k zásadní změně krystalinity a vzniku amorfní fáze, pouze ke změně preferované orientace krystalů.  
13 Bc. Marcel Mimra M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vliv složení formulace na mikrostrukturu a disoluční vlastnosti tablet detail

Vliv složení formulace na mikrostrukturu a disoluční vlastnosti tablet

Cílem výzkumu bylo zjistit a popsat vztah mezi složením formulace, mikrostrukturou a disolučními vlastnostmi tablet. Modelové tablety byly připravovány ze 6 formulací, které se lišily obsahem účinné látky amlodipinu a pomocných látek – CaHPO4·2H2O a mikrokrystalické celulózy. Tablety byly lisovány za použití tří lisovacích tlaků. Byl tedy zkoumán i vliv lisovacího procesu na mikrostrukturu a disoluční chování tablet. Jednotlivé tablety byly podrobeny analýze na skenovacím elektronovém mikroskopu (SEM), pro objasnění jejich mikrostruktury v závislosti na složení dané formulace a použitém lisovacím tlaku. Snímky ze SEM byly následně pomocí manuální a automatické segmentace v programu MATLAB® vyhodnoceny z hlediska rozložení částic v tabletě. Disoluční zkouška probíhala na zařízení s průtokovou celou. Bylo zjištěno, že tablety v závislosti na složení uvolňují účinnou látku odlišnými způsoby. Z výsledků lze usoudit, že pro disoluční chování tablety je její mikrostruktura určující a může sloužit jako mezičlánek při snahách o vysvětlení vztahu mezi způsobem přípravy a disolučním chováním. Aplikačním výstupem této práce je zhodnocení možností formulace amlodipinu se špatně rozpustnými sartany, které by převzaly roli jedné z nerozpustných pomocných látek, do kombinovaného přípravku.
14 Bc. Jana Mušková M1 Ing. Maria Kotova, Ph.D. Redukce 3-fenylpropanové kyseliny detail

Redukce 3-fenylpropanové kyseliny

Redukce karboxylových kyselin za vzniku alkoholů je zajímavou reakcí pro farmaceutický, potravinářský a kosmetický průmysl. Katalytická hydrogenolýza karboxylových kyselin je přímá a účinná syntetická metoda pro získání alkoholů. Při použití heterogenních katalyzátorů pro redukci karboxylových kyselin s aromatickým zbytkem bylo zjištěno, že ve většině případů dochází k přednostní hydrogenaci aromatického kruhu před redukcí karboxylové skupiny nebo k odštěpení celé hydroxylové skupiny a vzniku aromatických uhlovodíků (Obr. 1). Výtěžek požadovaného alkoholu je často natolik nízký, že v porovnání s ostatními produkty je až zanedbatelný. Při řešení tohoto problému se jeví jako vhodná cesta použití katalyzátorů na bázi rhenia, které je známo svými schopnosti katalyzovat redukci karboxylové skupiny na alkohol s vysokými výtěžky. Cílem práce byla redukce 3-fenylpropanové kyseliny na různých kovových nosičových katalyzátorech. Byly použity nosičové katalyzátory Pd/C, Ru/C, Pt/C, a v rámci práce připravený Re/TiO2. Použité katalyzátory byly porovnány z hlediska účinnosti. Byl sledován vliv typu kovu a reakčních podmínek na rychlost hydrogenace, případně hydrogenolýzy a selektivitu k jednotlivým produktům.  



15 Bc. Huyen Thao Nguyen M1 Ing. Tereza Školáková, Ph.D. Studium lisovatelnosti kokrystalů acykloviru detail

Studium lisovatelnosti kokrystalů acykloviru

Acyklovir je antivirotikum, které je dle Biofarmaceutického klasifikačního systému pro API řazeno do třídy IV, tedy mezi látky s nízkou rozpustností a permeabilitou. Tvorbou právě kokrystalů by mohla být rozpustnost, a tedy i výsledná biodostupnost zvýšena. Cílem této práce bylo zvolit vhodného kokrystalizačního partnera pro acyklovir a pomocí viskoelastických charakteristik a mechanických vlastností prostudovat chování tablet vzniklých kokrystalů. V rámci práce byly provedeny zkoušky lékopisné zkoušky, tj. stanovení radiální pevnosti, oděru a doby rozpadu. Bylo zjištěno, že tablety kokrystalu acykloviru a kyseliny fumarové připravené v ekvimolárním poměru vykazovaly vyšší radiální pevnost než tablety čistého acykloviru. Ze zkoušky rozpadavosti vyplynulo, že čím vyšší tlak byl při přípravě tablet použit, tím delší byla doba jejich rozpadu. V rámci zkoušky pro oděr tablet bylo experimentálně dokázáno, že míra oděru tablet kokrystalu byla ve srovnání s tabletami čistého acykloviru a tabletami odpovídající fyzikální směsi výrazně nižší. Na základě vyhodnocení výsledků zkoušek rozpadavosti, radiální pevnosti a oděru byly sestaveny, tzv. pracovní oblasti, díky nimž bylo prokázáno, že největší pracovní oblast měl právě kokrystal,  
16 Bc. David Novák M2 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Variabilita šarží účinné látky jako faktor v optimalizaci mísícího procesu detail

Variabilita šarží účinné látky jako faktor v optimalizaci mísícího procesu

Pro proces přímého tabletování je důležité, aby směs vstupující do tabletovacího lisu byla dostatečně homogenní. Je proto nezbytné k přípravě této směsi použít takový mísící proces, který zaručí, že uniformita připravených tablet bude vyhovující. Problém s přípravou homogenní směsi může nastat například ve chvíli, kdy dojde ke změně dodavatele účinné látky (API), protože fyzikálně-chemické vlastnosti této látky nemusí být vždy podobné. Připravené směsi lišící se v použité API vyráběné podle shodné mísící strategie tak nemusí mít vždy stejnou míru homogenity. Příčinou mohou být například rozdíly ve velikostech částic, tvaru krystalů, polymorfii atd. V této práci byly zkoumány vybrané vlastnosti tří různých šarží API bisoprolol fumarátu, ze kterých byly postupně podle pěti různých mísících strategií připraveny směsi určené pro přímé tabletování. Výsledná homogenita směsi vyjádřená variačním koeficientem byla porovnána s naměřenými hodnotami velikosti částic, kohezivity API a segregačními koeficienty směsí připravených vybranými mísícími strategiemi. Výsledky následně poskytují informace o snadnosti inkorporace zkoumané účinné látky do směsi excipientů. Tento poznatek může pomoci s rozhodováním o uspořádání mísícího procesu i u nově vyráběných tablet.
17 Bc. Petra Přibylová M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Směsné oxidy jako katalyzátory pro Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu detail

Směsné oxidy jako katalyzátory pro Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu

Baeyerova-Villigerova oxidace je chemická reakce, při které keton (či cyklický keton) reaguje s oxidačním činidlem za vzniku odpovídajícího esteru (či laktonu). Stejnou reakci lze provézt také s aldehydem. Jako oxidační činidla lze pro reakci použít organické peroxokyseliny nebo peroxidy, Použití slabších oxidačních činidel vyžaduje také přítomnost katalyzátorů v reakční směsi. Tato práce byla zaměřena na Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu na 2,6,6-trimethylcyklohexenolformiát, který je následně hydrolyzován na 2,6,6-trimethylcyklohexanon. Jako oxidační činidlo byl použit peroxid vodíku a v roli katalyzátorů vystupovaly směsné oxidy modifikované cínem.    Konverzi reagující látky či selektivitu k vznikajícím produktům lze ovlivnit několika parametry. Mezi testované parametry byly zařazeny zejména teplota, způsob dávkování oxidačního činidla, zvolené rozpouštědlo a také druh katalyzátoru. Pro Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu byl použit směsný oxid s molárním poměrem Mg/Al 2. Nejvyšší konverze bylo dosaženo v acetonitrilu při 80 °C při jednorázovém podání celého množství H2O2 (0,6 ml), kdy β-cyklocitral po 5 hodinách zreagoval ze 45 % a selektivita k žádaným produktům (formiátu a cylohexanonu) byla 60 %.  
18 Ing. Lukáš Sainer M2 Ing. Lenka Hašková Příprava acetalů furfuralu detail

Příprava acetalů furfuralu

Furfural, aldehyd odvozený od furanu, je jedna z nejstarších látek izolovaných z obnovitelných zdrojů. Získává se ze zemědělských odpadů, jako jsou např. piliny nebo otruby. Furfural a jeho deriváty nachází své využití v zemědělství a farmacii. Tetrahydrofurfural, derivát furfuralu, je využíván v přípravcích pro kožní terapii. Lze ho připravit hydrogenací acetalů furfuralu, kde acetalové skupiny slouží k ochránění karbonylové skupiny. Cílem této práce byla příprava acetalů furfuralu. Acetaly byly připraveny reakcí furfuralu s alkoholy katalyzovanou anorganickými kyselinami či zeolity. Byl sledován vliv typu katalyzátoru a alkoholu na průběh reakce. Reakce byly porovnávány z hlediska dosažené konverze furfuralu a selektivity k daným acetalům. Při reakci vedené v přítomnosti methanolu (za refluxu, 68 °C) bylo při použití 5 hm. % kyseliny sírové po 2 hodinách dosaženo téměř totální konverze.  
19 Bc. Martina Slaná M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Heterogenně katalyzovaná kondenzace kamfolenického aldehydu s propanalem detail

Heterogenně katalyzovaná kondenzace kamfolenického aldehydu s propanalem

Práce se zabývá optimalizací reakčních podmínek heterogenně katalyzované aldolové kondenzace kamfolenického aldehydu s propanalem. Cíleným produktem je 2-methyl-4-(2,2,3-trimethylcyklopent-3-en-1-yl)but-2-enal, který nalézá využití především jako meziprodukt pro výrobu vonných látek typu santalového dřeva, jakými jsou například Santalinol či Brahmanol. Tyto látky se mohou připravit selektivní hydrogenací 2-methyl-4-(2,2,3-trimethylcyklopent-3-en-1-yl)but-2-enalu. Kromě ceněných vonných vlastností, byla u Brahmanolu také prokázána antimikrobiální účinnost s vysokou bezpečností a malým vlivem na střevní mikroflóru. Nejlepších výsledků (konverze kamfolenického aldehydu 76 % a selektivity k žádanému produktu 81 %) bylo dosaženo při vedení reakce v ethanolu, za refluxu propanalu s použitím hydrotalcitu jako katalyzátoru s molárním poměrem Mg:Al 3,5 v množství 40 hm. % vůči kamfolenickému aldehydu a při postupném dávkování propanalu ve 3 dávkách během první hodiny reakce.  
20 Bc. Tereza Staňková M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Studium kinetiky dezintegrace modelových systémů Ibuprofen-laktóza-rozvolňovadlo detail

Studium kinetiky dezintegrace modelových systémů Ibuprofen-laktóza-rozvolňovadlo

Dezintegrace tablet je komplexní proces, který hraje významnou roli při zajištění účinnosti tablet v lidském těle. Za účelem ovlivnění tohoto procesu se do tablet přidávají rozvolňovadla, která usnadňují následný rozpad tablety v lidském těle na menší částice. Dalším faktorem ovlivňující tento proces je lisovací tlak tablety, který pomáhá zajistit její požadovanou pevnost. Společně tedy tyto dva faktory hrají podstatnou roli pro výsledné chování tablety v lidském těle. Tato práce se zabývá studiem procesu dezintegrace tablet modelového systému Ibuprofen-laktóza-rozvolňovadlo v závislosti na použitých lisovacích tlacích. Tablety byly připraveny s použitím 5 rozdílných lisovacích tlaků a jejich rozpad byl pozorován pomocí optického mikroskopu s následnou analýzou pořízených snímků v softwaru NIS Elements. Pro popsání kinetiky dezintegrace tablet byl využit matematický model založený na populační bilanci, kde na základě regresní analýzy byly získány kinetické koeficienty popisující rozpad tablety na jednotlivé velikostní třídy. Lze tedy získat informace nejenom o tom, jak se lisovací tlak projeví na výsledné velikosti částic během dezintegrace tablety, ale i na způsobu a rychlosti její dezintegrace. Získání těchto informací může poté pomoci s následnou optimalizací tohoto procesu.
21 Bc Josef Uher M1 Ing. Maria Kotova, Ph.D. Hydrogenace furfuralu s využitím katalyzátorů na bázi niklu a mědi detail

Hydrogenace furfuralu s využitím katalyzátorů na bázi niklu a mědi

Furfural je v přírodě se vyskytující látka, která je připravována pro průmyslové využití semisynteticky. Cílem této práce byla hydrogenace furfuralu na různých heterogenních katalyzátorech zejména na bázi niklu a mědi. Žádanými produkty byly furfurylalkohol, tetrahydrofurfural a tetrahydrofurfurylalkohol. Ty nacházejí využití v nejrůznějších odvětvích průmyslu, jako například ve farmacii, palivářství (biopaliva) a také ve slévárenství. Byl sledován vliv typu kovu a reakčních podmínek na rychlost hydrogenace a selektivitu k jednotlivým produktům. Tetrahydrofurfural se v rámci této práce připravit nepodařilo. Furfurylalkohol byl připraven hydrogenací furfuralu za použití všech katalyzátorů. V přítomnosti katalyzátorů na bázi mědi dosahovala konverze i selektivita k furfurylalkoholu 100 %. Za přítomnosti niklového katalyzátoru NiSAT 340 RS byl také připraven furfurylalkohol se 100% selektivitou. Konverze furfuralu činila po třech hodinách 84 % za teploty 100 °C a tlaku 5 MPa. Tetrahydrofurfurylalkohol byl připraven pouze za použití katalyzátoru nikl alloy 1200. Po 3 hodinách při teplotě 50 °C a tlaku 2 MPa byla dosažena 99% konverze furfuralu a selektivita k tetrahydrofurfurylalkoholu činila 34 %.  
22 Monika Valovičová B3 Ing. Lenka Hašková  Otevírání kruhu (R)-benzylglycidyletheru detail

 Otevírání kruhu (R)-benzylglycidyletheru

Nukleofilní otevírání epoxidového cyklu je často využívanou reakcí v organické syntéze. Jedná se o jeden z nejsnazších způsobů přípravy 2-aminoalkoholů, které jsou součástí struktur mnohých léčivých látek. Tato práce je zaměřena především na konkrétní reakci v rámci syntézy jednoho z fragmentů léčiva tezakaftoru používaného k léčbě cystické fibrózy. Jako reaktant zde vystupuje předem připravený 2-brom-5-fluor-4-nitroanilin, který atakuje (R)‑benzylglycidylether na jeho stericky méně bráněném uhlíku. Reakce probíhá v toluenu jako rozpouštědle za přítomnosti Lewisovy kyseliny jako katalyzátoru. Vzhledem k tomu, že navrhovaná Lewisova kyselina je komerčně dostupná ve formě hydrátu a reakce má probíhat v bezvodém prostředí, přidávají se do směsi také molekulová síta jako adsorbenty vody. Podle patentu je katalyzátorem studované reakce chloristan zinečnatý, dále bude vyzkoušen také chloristan sodný či chlorid zirkoničitý. Za přítomnosti 2 ekvivalentů (R)-benzylglycidyletheru a 20 mol. % chloristanu zinečnatého vůči výchozí látce bylo dosaženo konverze 70%.  Součástí této práce je studium průběhu reakce za přítomnosti různých katalyzátorů či způsob přidávání samotného (R)‑benzylglycidyletheru do reakční směsi. Cílem práce je především zjištění optimálních podmínek reakce.     
23 Tatiana Vargina M2 Ing. Maria Kotova, Ph.D. Příprava adamantan-1-yl acetátu. detail

Příprava adamantan-1-yl acetátu.

V literatuře jsou popsány různé syntetické postupy pro přípravu esterů primárních, sekundárních a terciárních alkoholů. Primární alkoholy tvoří estery snadněji než alkoholy sekundární. Syntéza esterů terciárních alkoholů probíhá obtížně a s nízkými výtěžky v důsledku sterického bránění hydroxylové skupiny. Hodně esterů terciárních alkoholů mají biologickou aktivitu a nacházejí se uplatnění ve farmaceutickém průmyslu. Např. adamantan-1-ylacetát je výchozí látkou při přípravě protichřipkového léčiva rimantadinu. Kromě toho adamantan-1-ylacetát je doporučen k použití při veterinární léčbě Newcastleské choroby. Cílem této práce byla příprava esteru terciárního alkoholu – adamantan-1-ylacetátu. K přípravě esteru byly použity různé syntetické postupy, jako jsou Fisherova a Steglichova esterifikace, acetylace alkoholu anhydridem kyseliny octové a acetylace alkoholu acetylchloridem. Jako katalyzátory pro tyto syntézní postupy byly použity minerální kyseliny, Steglichův katalyzátor DMAP a Lewisové kyseliny. Byl sledován vliv druhu katalyzátoru a rozpouštědla (dichlormethan, hexan, methanol, butanol, tetrahydrofuran a acetonitril) na selektivitu reakce a reakční rychlost.
24 Bc. Jana Vostrá M1 doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Příprava hydrofóbních silikátů detail

Příprava hydrofóbních silikátů

Práce je zaměřena na přípravu MCM-41 a jeho modifikaci hydrofobními skupinami. Jako modifikátory byly použity: triethoxy(ethyl)silan, trimethoxy(2-phenylethyl)silan, isobutyl(trimethoxy)silan, trimethoxy(oktadecyl)silan, triethoxy(vinyl)silan, (3aminopropyl)triethoxysilan. Připravené hydrofobizované materiály byly charaktetrizovány pomocí elementární analýzy, UV/Vis spektroskopie a sorpce dusíku, pro zjištění specifického povrchu a objemu pórů materiálů. Následně byly materiály testovány pro možné využití v oblasti sorpce hydrofobních látek z kapalné a plynné fáze. Zatímco pro fyzisorpci limonenu, antracenu, acetaminofenu a ibuprofenu z kapalné fáze na isobutylem (1:1) modifikovaný materiál byly výsledky neuspokojivé, z plynné fáze materiál (Isobutyl (1:1), vinyl, oktadecyl) testovací látku (limonen) sorboval. Materiál má tedy potenciál pro využití v oblasti sorpce těkavých organických polutantů ze vzduchu.   
25 Bc. Šimon Zahradník M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Metody nanášení mikrosuspenzí léčiv určených pro přípravu nosičových systémů detail

Metody nanášení mikrosuspenzí léčiv určených pro přípravu nosičových systémů

Zlepšení biodostupnosti perorálně podávaných léčiv lze docílit zlepšením permeability a rozpustnosti. Jelikož lze rozpustnost ovlivnit pouze omezeně, lze se u léčiv s vysokou permeabilitou (třída II biofarmaceutického klasifikačního systému, BCS) spokojit se zvýšením rozpouštěcí rychlosti. Toho lze dosáhnout například snížením velikosti částic léčiva, a tedy zvýšením jeho specifického povrchu, pokud se podaří malé částice stabilizovat a zabránit jejich agregaci. Cílem této práce je prozkoumat možnosti naplnění uvedeného cíle pomocí systémů s nanesenou mikrosuspenzí. Během studie byla prozkoumána kinetika mokrého mletí a připraveny mikrosuspenze modelové látky meloxikamu, spadajícího do třídy II BCS. Následně byly tyto suspenze naneseny na dobře smáčivý porézní nosič Neusilin® US2 s cílem zlepšení uvolňování a fixace velikosti částic účinné látky. Poté byla provedena obrazová analýza pomocí SEM a disoluční testy, aby bylo možné směsi porovnat a zhodnotit z hlediska efektivity nanášecí metody a rychlosti uvolňování API. Bylo zjištěno, že porézní nosič přispívá k uniformitě nanesení částic léčiva na jeho povrch. Optimálních disolučních vlastností dosahovaly systémy s určitou mírou pokrytí povrchu, menší než 100 %.  
26 Bc. Kateřina Čermáková M1 doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat. Příprava a charakterizace polymerních nanočástic s diklofenakem detail

Příprava a charakterizace polymerních nanočástic s diklofenakem

Nesteroidní analgetikum diklofenak se kromě léčby bolesti používá i na léčbu aktinické keratózy. Jeho biologická dostupnost z komerčně dostupného hyaluronového gelu je problematická. Cílem je zefektivnění této formulace uzavřením diklofenaku do nanočástic z kopolymeru mléčné a glykolové kyseliny (PLGA) v molárních poměrech 75:25 a 50:50. Výsledné nanočástice připravené metodou nanoprecipitace obsahovaly 0,05 hm. % a 0,1 hm. % diklofenaku. Následně z nich byl připraven gel o 2 hm. % hyaluronové kyseliny. Morfologie gelu byla pozorována pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Závěrem studie byl in vitro permeační experiment přes prasečí kůži, jímž byla ověřena účinnost nově vyvinutých gelů. Pomocí HPLC byly stanoveny hodnoty hmotnostního toku diklofenaku přes kůži a jeho množství zachycené v kůži. Studie potvrdila efektivitu PLGA nanočásticových hyaluronových gelů s diklofenakem z hlediska zachycení diklofenaku v kůži i prostupu přes kůži. Gel nanočástic s 0,05 hm. % diklofenaku dosahoval 1,4 -1,6krát větší intenzity hmotnostního toku vůči gelu s 0,5 hm. % suspendovaného diklofenaku a 1,7krát většího množství zachyceného v kůži.  
27 Bc. Anna Šmídová M1 Ing. Lada Dolejšová Sekerová, Ph.D. Optimalizace syntézy Pt(IV) komplexů s 1-adamantylaminovým ligandem jako proléčiv s potenciální cytostatickou aktivitou detail

Optimalizace syntézy Pt(IV) komplexů s 1-adamantylaminovým ligandem jako proléčiv s potenciální cytostatickou aktivitou

Platinová cytostatika v oxidačním stavu IV jsou v dnešní době jednou ze zkoumaných alternativ k doposud schváleným Pt(II) komplexům. Prvním platinovým cytostatikem zavedeným do klinické praxe se stala cisplatina na konci 60. let. Ta se kvůli své vysoké účinnosti využívá dodnes i přes to, že vyvolává vážné nežádoucí účinky způsobené nízkou selektivitou k nádorovým buňkám. Platičité komplexy se na rozdíl od Pt(II) cytostatik využívají jako proléčiva a na aktivní formu se přeměňují až po vstupu do buňky. Tím je dosaženo zlepšení cytostatické aktivity a snížení nežádoucích účinků. Jejich významnou výhodou je také možnost perorálního podání. V rámci této studie byla provedena optimalizace reakčních podmínek tříkrokové syntézy modelového komplexu LA-12 (bis(acetáto)(1-adamantylammin)ammindichloroplatičitý komplex), a sice druhu báze, rozpouštědla, molárního poměru výchozích látek, teploty a reakční doby. Následně byla za optimalizovaných podmínek připravena čtyři strukturní analoga lišící se acylovým ligandem v axiální poloze (trimethylkarbonyl-, cyklopropankarbonyl-, cyklohexankarbonyl-, 1-adamantylkarbonyl-), jelikož právě obměna tohoto ligandu může ovlivnit některé vlastnosti komplexu, které jsou důležité pro jeho farmakokinetický profil, např. lipofilitu nebo rozpustnost ve vodě.
28 Bc. Matúš Švichký M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Batch-to-batch variabilita Hansenových parametrov rozpustnosti stanovená prostredníctvom IGC detail

Batch-to-batch variabilita Hansenových parametrov rozpustnosti stanovená prostredníctvom IGC

Rozpustnosť je jedna z najdôležitejších vlastností vo farmaceutickom priemysle. Práve vďaka nej je možné určiť rýchlosť vstrebávania alebo tiež absorpcie, či rýchlosť nástupu účinku. Absorpciu v značnej miere ovplyvňuje permeabilita membrán či voľba vhodných excipientov. Tieto excipienty neovplyvňujú len rozpustnosť ale aj farmakokinetiku či farmakodynamiku. Práve k výberu excipientov pre formuláciu novej či inovatívnej liekovej formy sa ukazujú Hansenove parametre rozpustnosti (HSP) ako jedna z možných ciest. Parametre dobre popisujú interakcie medzi rozpúšťadlom a rozpúšťanou látkou a preto by mohli byť použité na určenie rozpustnosti samotnej API vo vodnom prostredí alebo aj na výber vhodných excipientov. Parametre môžu byť rovnako využité k určeniu tzv. batch-to-batch variability, teda k stanoveniu rozdielov fyzikálne-chemických vlastností rôznych šarží od rôznych výrobcov. Cieľom práce bolo stanoviť hodnoty HSP jednej modelovej účinnej látky od štyroch rôznych výrobcov a ich následné porovnanie. Parametre boli stanovené experimentálne za využitia inverznej plynovej chromatografie kvôli dostatočnej citlivosti pre charakterizáciu vlastností povrchu vzoriek. Výsledky ukazujú, že HSP sú citlivé nie len na charakter skúmanej látky, ale aj na jej možný spôsob prípravy.

112 - Ústav polymerů

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Tomáš Beinhauer M1 prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Polymerace dicyclopentadienu pomocí metatezních a koordinačních katalyzátorů detail

Polymerace dicyclopentadienu pomocí metatezních a koordinačních katalyzátorů

Dicyklopentadien (DCPD) se řadí mezi základní chemické suroviny ropného původu. Získává se frakční destilací C5 frakce a jeho současná vysoká poptávka zapříčinila spuštění nové výrobní linky na DCPD ORLEN Unipetrol v Litvínově. Z řady makromolekulárních aplikací lze zdůraznit pryskyřičné kompozice, EPDM kaučuky a kopolymery s 𝛼-olefiny. Homopolymer (PDCPD) pro své specifické mechanické vlastnosti nachází uplatnění ve formách prvků karoserie velkých strojů jako traktory, kamiony, autobusy, atd. Aplikována je polymerace metatezí za otevření kruhu (ROMP) a produktem je tuhý, vysoce pevný a nárazu odolný termoset s vysokou Tg (120 – 180 °C). Homopolymer s přídavkem změkčovadla se používá jako pryžové výrobky namáhané tlakově (podešvy bot). V této práci bylo porovnáno polymerační chování DCPD ze dvou zdrojů – ORLEN Unipetrol Litvínov před zahájením výroby a komerčně distribuovaného vzorku. Cílem bylo připravit lineární PDCPD za užití ROMP katalytických systémů WCl6/Et2AlCl a WCl6/Si(allyl)4 a Ni 𝛼-diiminového katalyzátoru zajišťující koordinační polymeraci běžných 𝛼-olefinů. Připravený PDCPD byl analyzován diferenciální skenovací kalorimetrií (DSC), termogravimetrickou analýzou (TGA) a v případě rozpustných vzorků rozměrově vylučovací chromatografií (SEC).



2 Bc. Dominik Březina M2 Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D. Vliv rozměrů zkušebních těles na tahové vlastnosti pryže detail

Vliv rozměrů zkušebních těles na tahové vlastnosti pryže

Norma pro stanovení tahových vlastnosti pryžových výrobků umožňuje použití několika různých velikostí zkušebních tělísek. Na laboratorním dvouválci byly připraveny směsi přírodního a butadien-styrenového kaučuku. Nejprve byly zamíchány směsi kaučuků pouze s vulkanizacním systémem, dále pak plněné aktivním (pyrogenní oxid křemičitý) a neaktivním plnivem (křídou). Použitý vulkanizační systém byl u všech směsí shodný. Následně byly lisovánim připraveny destičky o různých tloušťkách, ze kterých byla vysekána tělíska tří velikostí. S využitím přístroje Instron 3365 byly změřeny rozdíly v tahových vlastnostech připravených vzorků.
3 Tomáš Doubek B3 prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Příprava koncově funkcionalizovaných polyolefinů živou polymerací katalyzovanou α-diiminovými komplexy niklu a paládia  detail

Příprava koncově funkcionalizovaných polyolefinů živou polymerací katalyzovanou α-diiminovými komplexy niklu a paládia 

Tato práce se zabývá možnostmi zavedení koncových funkčních skupin do struktury polyolefinů připravených živou CW polymerací olefinů katalyzovanou diiminovými komplexy niklu a palladia. Strategie funkcionalizace spočívá na přidání pent-4-en-1-olu k živým polymerním řetězcům, kdy je z literatury známo, že inserce následovaná CW isomerizací koncové -OH skupiny vede u Pd katalyzovaných reakcí ke vzniku polymerů končících aldehydovou skupinou. Cílem této práce je zjistit, zda je možné takto zavádět koncové skupiny i do polymerů připravovaných niklovými katalyzátory. Pentenol je v tomto případě nutno chránit trimethylaluminiem (TMA), jelikož Ni centra jsou k polárním monomerům méně tolerantní než analogická Pd centra. Studovanými parametry byla reakční teplota a molární hmotnost živých polymerů předurčená poměrem monomer/Ni (Pd) a použití nebo nepoužití TMA jako chránícího (nebo nežádoucího redukčního) činidla. Molární hmotnost získaných polymerů byla analyzována pomocí rozměrově-vylučovací chromatografie (SEC/GPC) a účinnost funkcionalizace pomocí 1H-NMR spektroskopie.  



4 Michal Handt B3 prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Příprava blokových kopolyesterů katalytickou ROP anhydridů s epoxidy detail

Příprava blokových kopolyesterů katalytickou ROP anhydridů s epoxidy

Blokové kopolyestery patří mezi velmi aktuální a hojně studované materiály 21. století. Za enormním zájmem o tuto problematiku stojí především vysoká variabilita užitných vlastností, které můžeme snadno modifikovat použitím velkého spektra nejen syntetických, ale zejména přírodních monomerů. Blokové kopolyestery jsou tvořené dvěma či více bloky různých polyesterů, a jsou připravené dvou či více stupňovou one-pot polykondenzací. V této práci se věnuji přípravě blokových polyesterů kombinací epoxidů s anhydridy, konkrétně kombinací ftalananhydridu s propylenoxidem a cyklohexanoxidem. Polymerizací těchto monomerů, iniciovanou vhodnou organickou bází, např. bis(trifenylfosfin)iminium chloridem (PPNCl), lze polymerací za otevření kruhu připravit blokové polyestery, obsahující labilní vazby, které jsou klíčem k možné biodegradovatelnosti těchto materiálů. Takové materiály pak mohou najít uplatnění v biomedicínských aplikacích, genovém inženýrství či ve farmaceutickém průmyslu, jako nosiče aktivních látek léčiva a pro jejich řízené uvolňování.  



5 Michaela Jindrová B3 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Vulkanizační chování směsí epoxidovaného přírodního kaučuku a termoplastického bramborového škrobu detail

Vulkanizační chování směsí epoxidovaného přírodního kaučuku a termoplastického bramborového škrobu

Termoplastický bramborový škrob (TPS) je kompletně biodegradabilní polysacharid, který by mohl přispět k menšímu využívání nerozložitelných plastů a celkově tak k udržitelnému nakládání s polymerními materiály. Díky přídavku změkčovadla, jako je například glycerol, získá škrob termoplastické vlastnosti, stává se méně křehkým a je zpracovatelný běžnými plastikářskými technikami. Stále je ovšem náchylný k navlhnutí a jeho mechanické vlastnosti nejsou uspokojivé. Bylo prokázáno, že přídavek epoxidovaného přírodního kaučuku (ENR) zlepšuje mechanické vlastnosti směsi, např. pevnost v tahu, a to i do takové míry, že je vyšší než pevnost v tahu samotného ENR. Cílem této práce je vyzkoušet, jak budou výše zmíněné vlastnosti směsi ENR/TPS ovlivněny vulkanizací. Za tímto účelem byly připraveny směsi s různým poměrem ENR a TPS, které byly zvulkanizovány a následovala analýza výsledného materiálu, z pohledu mechanických vlastností, navlhavosti a kompostovatelnosti.
6 Bc. Eliška Manligová M2 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Vliv přítomnosti oxidu zinečnatého na vulkanizaci přírodního kaučuku peroxidem detail

Vliv přítomnosti oxidu zinečnatého na vulkanizaci přírodního kaučuku peroxidem

Pryž se vyrábí procesem zvaná vulkanizace. Existuje spoustu vulkanizačních činidel, např. síra, peroxidy a reaktivní pryskyřice. V průmyslu se vybírají podle použitého kaučuku, ale i podle požadovaných vlastností pryže. Pro zjednodušení procesu či zlepšení vlastností se do kaučukové směsi přidávají přísady. Příkladem je oxid zinečnatý (ZnO), který se používá při sirné vulkanizaci společně s kyselinou stearovou. Zde v kombinaci s urychlovačem plní úkol aktivátoru – urychluje vulkanizaci, snižuje potřebnou teplotu a zvyšuje účinnost vulkanizačního činidla. ZnO se také objevuje v některých systémech s peroxidem, zde však nefunguje jako aktivátor. I přesto že se v průmyslu tato kombinace používá, konkrétní důvod přidávání ZnO k peroxidu není znám. Nejspíše funguje jako plnivo, které by mělo např. zlepšovat mechanické vlastnosti pryže. V této práci se zkoumá vliv ZnO na průběh vulkanizace, mechanické vlastnosti (pevnost v tahu, tažnost), trvalou deformaci a stárnutí.
7 Bc. Štěpán Maštalíř M2 Ing. Radka Kalousková, CSc. Využití (kaprolaktammagnesium)bromidu jako iniciátoru polymerace ε-kaprolaktonu a stabilizátoru ve směsi PVC detail

Využití (kaprolaktammagnesium)bromidu jako iniciátoru polymerace ε-kaprolaktonu a stabilizátoru ve směsi PVC

Polymerní změkčovadla, například na bázi poly(ε-kaprolaktonu), jsou jednou ze slibných náhrad ftalátových změkčovadel ve směsích PVC. Oproti ftalátovým změkčovadlům mají polymerní změkčovadla zvýšenou odolnost vůči migraci z těchto směsí. Předmětem této práce je nalezení optimálních podmínek pro polymeraci ε-kaprolaktonu ve směsi PVC při jejím zpracování za iniciace kaprolaktam(magnesiumbromidem), následná příprava měkčenných směsí PVC a poly(ε-kaprolaktonu) s využitím tohoto iniciátoru a charakterizace připravených směsí.  
8 Bc. Nikolai Perminov M1 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Pokročilé hodnocení zpracovatelnosti přírodního kaučuku detail

Pokročilé hodnocení zpracovatelnosti přírodního kaučuku

Přírodní kaučuk vykazuje proměnlivé vlastnosti při zpracování, proto předpovědět jeho chování při zpracování není jednoduchá záležitost. K měření zpracovatelnosti se běžně užívají plasticita Wallace a viskozita Mooney, které poskytují jen omezené informace o tokovém chování přírodního kaučuku. Tato práce je zaměřená na pokročilém hodnocení zpracovatelnosti přírodního kaučuku. Jedna z použitých metod byla měření na viskozimetru Mooney doplněna různými dobami předehřevu a otáčení. Také byl použit rheovulkametr RPA, na kterém proběhla měření v deformačním a frekvenčním programu. Dále byla použita časově náročná metoda – vytlačování s rheologickou hlavou, která vyniká vysokými smykovými rychlostmi. Různé způsoby měření, různé doby měření a programy byly mezi sebou porovnány a na jejich základě byla stanovena doporučení.
9 Bc. Jonáš Priškin M1 Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D. Vývoj aditivních biodegradabilních materiálů detail

Vývoj aditivních biodegradabilních materiálů

Budoucnost medicinálních technologií lpí na biomateriálech a průmysl zažívá v poslední dekádě revoluci aditivní výroby. V této práci je zkoumané možné spojení obou ve formě kostních nosičů a aditivních materiálů. Bylo vyrobeno 8 polymerních směsí PLA s různými koncentracemi hydroxyapatitu a poly(akrylátu) draselného a z nich na 3d tiskárně vyrobeny vzorky pro rázové a tahové mechanické zkoušky. Ve fosfátovém pufru byly provedeny degradační studie do délky 7 dní. Z výsledků je patrný výrazný pokles Youngova modulu u vzorků s oběma aditivy. Směs s 2 % PPAc se ukázala jako hraniční pro výrobu s PLA základem při 200 °C. Všechny vzorky byly snímkovány optickým mikroskopem při x50 a x230 zvětšení ve viditelném světle, UV a tmavém poli.



10 Lucie Reinšteinová B3 prof. Ing. Jiří Brožek, CSc. Degradace nanovlákenných vrstev z polyamidu 4  detail

Degradace nanovlákenných vrstev z polyamidu 4 

Biodegradovatelné polymery nacházejí uplatnění v medicíně ať už v cílené dopravě léků, tkáňovém inženýrství nebo v implantátech. Na základě literárních údajů je možné polyamid 4 zařadit mezi biodegradovatelné polymery, názory na jeho rozložitelnost se v literatuře ovšem různí. Proto je záměrem práce přispět k posouzení jeho degradace. Polyamid 4 je termicky nestabilní polymer a nadějnou cestou jeho zpracování je příprava nanovlákenných vrstev elektrostatickým zvlákňováním z roztoku. Vrstvy byly podrobeny dlouhodobé hydrolýze v simulovaném tělním prostředí, tj. ve fosfátovém pufru o pH 7,3 a teplotě 37 °C. Rychlost degradace v průběhu pokusu byla posuzována na základě změn hmotnostních úbytků vzorku a molární hmotnosti stanovené viskozimetrickou metodou. Doplňující informace byly získány z diferenciální snímací kalorimetrie (DSC), tj. ze změn v teplotách a entalpiích tání. Morfologie vrstev byla zkoumána pomocí skenovací elektronové mikroskopie.
11 Bc. Adéla Slavíková M2 prof. Ing. Jiří Brožek, CSc. Syntéza, charakterizace a testování biokompatibility kopolymerů na bázi polyesteramidů a polyetherů detail

Syntéza, charakterizace a testování biokompatibility kopolymerů na bázi polyesteramidů a polyetherů

Polyesteramidy (PEA) jsou biokompatibilní a biologicky rozložitelné polymery, jejichž degradaci umožňují především esterové skupiny v řetězci. Začleněním hydrofilních segmentů do jejich struktury se zvyšuje jejich hydrofilita, rychlost degradace a také interakce s buňkami. Tento materiál může nalézt využití v biomedicínských aplikacích, například ve formě implantátu k fixaci kostí nebo jako nosič léčiv.  V práci byly připraveny blokové kopolymery PEA/poly(oxyethylen) (PEA-blok-POE) kopolymerací ε-kaprolaktamu a ε-kaprolaktonu v přítomnosti poly(oxyethylenu) (POE) s různým poměrem jak laktonových a laktamových jednotek, tak i obsahu POE. U takto připravených materiálů byl stanoven obsah kopolymeru, molární hmotnost viskozimetrickou metodou, bobtnací indexy ve vodě a byly proměřeny termické a mechanické vlastnosti. Biokompatibilita a adherence vylisovaných PEA-blok-POE fólií byla hodnocena pomocí kultivace lidských multipotentních mezenchymálních stromálních buněk (MSCs) pocházejících z tukové tkáně. Metabolická aktivita buněk byla hodnocena pomocí barvení alamarBlue (resazurin), zatímco vizualizace buněk na povrchu materiálu barvivem PKH26 nebo Live/Dead barvením.
12 Bc. Hynek Urban M2 prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Chain-walking polyethylen roubovaný p(OEGMA) RAFT polymerizací detail

Chain-walking polyethylen roubovaný p(OEGMA) RAFT polymerizací

Pro zvýšení účinnosti léčiv, potlačení vedlejších účinků nebo zlepšení diagnostiky si moderní medicína oblíbila využití nanočástic na bázi amfifilních molekul schopných transportovat nepolární obsah. Nanočástice na bázi syntetických polymerů, oproti v medicíně zaběhlých liposomům, mají nezměrnou výhodu v možnostech řízení jejich architektury. Jednou z metod, které otevírají tuto cestu je řízená radikálová polymerizace RAFT. Cílem mé práce je ověřit za použití chain-walking (CW) a RAFT polymerizace přípravu amfifilních molekul s nepolárním dendritickým polyethylenovým (dPE) jádrem roubovaným polárním oligo(ethylenglykol) methyl ether metakrylátem (OEGMA). Nejprve je nutné zdokonalit RAFT polymerizaci OEGMA se standardním RAFT činidlem tak, aby bylo dosaženo úzké distribuce molárních hmotností a byla zaručena uniformita pláště. Dále vícekroková příprava makro-RAFT činidla na bázi dPE CW kopolymerizací ethylenu a alken-olu na Pd katalyzátoru. Hydroxy skupina alken-olu bude před polymerizací ochráněna trimethylsilylovou skupinou. RAFT činidlo ve formě kyseliny se na alken-ol váže esterifikací. V posledním kroku RAFT polymerizace OEGMA pomocí připraveného makro-RAFT činidla.  



13 Bc. Karolína Zoulová M2 prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Amfifilní kopolymery na bázi chain-walking polyethylenu nesoucím termoresponzivní rouby připravenými  ATRP detail

Amfifilní kopolymery na bázi chain-walking polyethylenu nesoucím termoresponzivní rouby připravenými  ATRP

Termoresponzivní polymery, díky jejich schopnosti reagovat na změnu teploty, jsou považovány za polymery s velkým potenciálem v biomedicínské oblasti. Zde si již našly mnoho uplatnění, kde jednou z možností je příprava částic pro cílený transport léčiv, kterým lze omezit rizika spojená s chemoterapií a prodloužit cirkulaci léčiva v těle. Takové částice mohou být typu jádro-plášť, kde se léčivo uschované v hydrofobním jádře po zkolabování hydrofilního pláště tvořeného termoresponzivními rouby uvolní ve specifické části lidského těla. V této práci jsou připravovány kopolymery tvořené dPE jádrem připraveného chain-walking kopolymerací a pláštěm z termoresponzivních polymerů OEGMA nebo NIPAM připravených pomocí ATRP.



14 Bc. Adriana Šmejkalová M1 Ing. Radka Kalousková, CSc. Měkčení PVC poly(ε-kaprolaktonem) připraveným in situ v přítomnosti Ca iniciátoru detail

Měkčení PVC poly(ε-kaprolaktonem) připraveným in situ v přítomnosti Ca iniciátoru

Předmětem práce je příprava ekologického polymerního změkčovadla na bázi ε-kaprolaktonu a jeho aplikace v polyvinylchloridu. K iniciaci polymerizace ε-kaprolaktonu byl použita sloučenina na bázi vápníku /bis(ε-kaprolaktamát) vápenatý/, vápník je na rozdíl od běžně užívaných kovů v organokovových iniciátorech ekologicky a zdravotně nezávadný. Ca iniciátor se osvědčil i jako stabilizátor PVC. V modelových reakcích byla sledována rychlost polymerizace ε-kaprolaktonu v závislosti na teplotě a koncentraci iniciátoru a získaný polyester byl využit k měkčení a stabilizaci PVC. Zmíněný iniciátor byl aplikován i při polymeraci ε-kaprolaktonu in situ v hnětiči při přípravě měkčených směsí PVC/poly(ε-kaprolakton). U směsí pak byl sledován rozsah přeměny ε-kaprolaktonu, rozsah naměkčení a tepelná stabilita PVC.

126 - Ústav inženýrství pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Terezie Altnerová M2 Ing. Ondřej Kvítek, Ph.D. Kompozity na bázi bakteriální nanocelulózy detail

Kompozity na bázi bakteriální nanocelulózy

Výzkum v oblasti tkáňového inženýrství přitahuje v poslední době velkou pozornost. Pro využití jako buněčné “skafoldy” jsou vyvíjeny nové materiály, dříve používané materiály jsou dále inovovány. Jedním z těchto materiálů je bakteriální nanocelulóza (BNC), která má výborné mechanické vlastnosti, je netoxická, ale nevyvolává dostatečnou buněčnou odezvu. Řešením by mohlo být vytvoření kompozitního materiálu na bázi BNC, kde přídavkem vhodné látky vytvoříme příznivější prostředí pro buněčný růst. V rámci projektu jsem se zaměřila na kompozity BNC s hydroxyapatitem nebo kolagenem, látkami, které by mohly podpořit růst kostních, respektive kožních buněk. Vznik kompozitů jsem ověřila pomocí infračervené spektroskopie, kde byly přítomny charakteristické píky pro obě čisté látky. Organická elementární analýza ukázala v kolagenních kompozitech přítomnost dusíku, jenž je přítomen pouze v kolagenu. Modifikací BNC došlo ke zhoršení jejích mechanických vlastností a snížení parametru bobtnání. Přídavek kolagenu vedl k nárůstu kontaktního úhlu proti čisté BNC, kde kontaktní úhel dosahoval neměřitelných hodnot. Buněčné testy potvrdily zvýšený růst buněk na kompozitním kolagenním materiálu. Dosažené výsledky prokázaly, že tento typ materiálů je slibný pro vývoj buněčných “skafoldů”.
2 Bc. Terezie Burianová M2 Ing. Roman Elashnikov, Ph.D. Využití materiálů na bázi poly(N-isopropylakrylamidu) pro měkkou robotiku detail

Využití materiálů na bázi poly(N-isopropylakrylamidu) pro měkkou robotiku

Responzivní polymerní hydrogely, které reagují na změnu teploty a ozáření, přitahují velkou pozornost zejména v oblasti měkké robotiky. V této práci byly připraveny vodivé polymerní hydrogely na bázi poly(N-isopropylakrylamidu) (PNIPAm) dopovaného karbonizovanými polypyrolovými nanotrubicemi. PNIPAm hydrogely s různým stupněm zesíťování byly připraveny pomocí radikálové polymerace. Morfologie hydrogelů byla analyzována pomocí SEM. Měření dolní kritické rozpouštěcí teploty (LCST) bylo měřeno pomocí refraktometrie. Pozornost je věnována především mechanickým vlastnostem, zejména měření mechanického napětí při cyklickém natahování a související změně vodivosti. Zkouška tahem a komprese byla provedena jak při pokojové teplotě, tak při teplotě nad LCST. Mechanické testy ukázaly, že hydrogel si zachovává své vlastnosti jen do určitého relativního prodloužení a do opakování 50ti cyklů. Byl prokázán ohyb hydrogelu a změna vodivosti materiálu při ozáření, což má velký potenciál pro aplikaci v jemné robotice.  
3 Bc. Jakub Dědek M2 prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc. Plazmonem indukovaná foto-elektrochemická aktivace N2 detail

Plazmonem indukovaná foto-elektrochemická aktivace N2

Tato práce se zabývá plazmonem indukovanou fotoelektrochemickou aktivací dusíku.   Pomocí naprašování a spin-coatingu byly vytvořeny plazmon-aktivní struktury, které byly použity ve vodném prostředí elektrolytu. Připravené struktury byly schopny chemicky fixovat a aktivovat dusík. Struktury byly ozářeny lampou se spektrem odpovídajícímu slunečnímu záření, což způsobilo excitaci povrchových plazmonů. Ty aktivovaly zachycený dusík a výrazně přispěly  k překonání jeho aktivační bariéry. Ve výsledku se dusík mohl účastnit chemické redukce s následným vytvořením produktu - NH3.  
4 Bc. Daniel Grossberger M2 doc. Ing. Jakub Siegel, Ph.D. Imobilizace Ag nanočástic na polymerech a jejich modifikace detail

Imobilizace Ag nanočástic na polymerech a jejich modifikace

Stříbro a jeho nanoformy jsou lidstvem využívány pro své unikátní antibakteriální vlastnosti. Rozvoj nanotechnologií umožnil syntézu stříbrných nanočástic s řízeným poměrem povrchu a objemu, tedy parametru, který klíčovým způsobem ovlivňuje fyzikálně-chemické vlastnosti tohoto prvku. Nanostrukturované formy stříbra, včetně nanočástic, umožňují jeho efektivnější využití při syntéze kompozitů na bázi polymerů. Specifických vlastností lze dosáhnout pouhým obohacením povrchovým vrstev matrice, při zachování všech charakteristik polymerního nosiče v jeho objemu. Cílem práce bylo připravit stříbrné nanočástice elektrochemickým rozpouštěním elektrod a pomocí LIFT (z angl. laser induced forward transfer) technologie je imobilizovat do svrchních vrstev polymeru. Následně byla studována odolnost těchto struktur při expozici v plazmatu. Vzorky byly studovány analýzami AFM, FEG-SEM, UV-VIS a XPS. Takto připravené materiály mohou být využity v medicínském prostředí k prevenci výskytu a rozšíření bakterií a také jako ochranné obaly při skladování nebo transportu potravin.  
5 Bc. Eliška Gráfová M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Plasmon-aktivní katalyzátor na bázi slitiny Au-Pd pro Suzukiovu – Mijaurovu reakci detail

Plasmon-aktivní katalyzátor na bázi slitiny Au-Pd pro Suzukiovu – Mijaurovu reakci

V dnešní době Suzukiova–Mijaurova cross coupling reakce se široce používá pro syntézu biarylových a heterocyklických sloučenin, které jsou důležitými složkami farmaceutických látek. Nedílnou součástí reakce je přítomnost katalyzátoru na bázi palladia (Pd), který patří mezi finančně nákladnější a méně dostupnější kovy. V dané práci byla navržená příprava nového bimetalického (Au/Pd) (foto)katalyzátoru na bázi slitiny zlata (Au) a Pd pro Suzukiovou – Mijaurovou reakci brombenzenu a kyseliny fenylboronové. Výsledný produkt, bifenyl, je velmi žádoucí sloučeninou, jehož deriváty se hojně používají v přípravě léků a biologicky-aktivních sloučenin. Au je finančně dostupnějším kovem oproti Pd a zároveň díky své schopnosti vykazovat efekt povrchové plazmonové rezonance může zaručit foto-aktivací katalyticky-aktivního palladia. V představené práci byla studována možnost provedení Suzukiova–Mijaurova cross coupling reakce za laboratorní teploty s použitím světla jako zdroje energie. Taky bylo docíleno použití nižšího množství Pd v připraveném Au/Pd katalyzátoru a zkrácení doby nutné pro dosažení přijatelné konverze a výtěžku reakci. Lze říct, že po zohlednění těchto aspektů, námi vytvořený katalyzátor je levnější a pracuje efektivněji než dosud používané.  
6 Bc. Veronika Juřicová M2 prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Rekonstrukce svalové tkáně pomocí biomimetických scaffoldů detail

Rekonstrukce svalové tkáně pomocí biomimetických scaffoldů

Pro účely rekonstrukce kosterní svalové tkáně byly v posledních letech vyvinuty různé strategie tkáňového inženýrství. Nicméně studované buněčné typy kultivovány in vitro stále postrádají vhodnou morfologickou organizaci a funkčnost. K vylepšení požadovaných vlastností potřebných pro dostatečnou regeneraci v těle pacienta může vést přístup třídimenzionální kultivace. Problematika dopravy kyslíku a ostatních esenciálních živin do 3D matrice byla řešena pomocí inkorporace alginátových kapilár připravovaných metodou elektrické depozice. Jako kontrolní systém byl zvolen kolagen typu I, v němž byly kultivovány dva typy prekurzorových svalových buněk – myoblasty a myosatelitní buňky. Dalším sledovaným systémem byly povrchy mikronových a submikronových membrán, přičemž byl sledován také vliv argonového plazmatického výboje na povrchové vlastnosti.



7 Bc. Alžběta Kociánová M2 Ing. Roman Elashnikov, Ph.D. Samoaktivující se antibakteriální povlaky na bázi MOFs na medicínsky významných polymerech detail

Samoaktivující se antibakteriální povlaky na bázi MOFs na medicínsky významných polymerech

Použití různých podpůrných a pomocných materiálů či zařízení, jakými jsou implantáty a katetry, které se běžně setkávají s tkáněmi a tělesnými tekutinami, je dnes prakticky nedílnou součástí moderní medicíny.  Při jejich používání však existuje potenciální riziko bakteriální kolonizace povrchu a následné tvorby biofilmů, což může vést k závažným infekcím a onemocněním. V této prezentaci představuji návrh inteligentního samoaktivujícího se antibakteriálního povlaku naneseném na lékařsky relevantní povrch. Na povrch polypropylenové fólie byla naroubována 3D periodická struktura MOF na bázi mědi. Tato struktura dokáže účinně katalyzovat tvorbu NO radikálů z jeho endogenních donorů a tím inhibovat růst bakterií. NO radikály jsou známé svými antibakteriálními a protizánětlivými vlastnostmi současně působí jako prevence tvorby bakteriálních biofilmů. Na rozdíl od jiných materiálů, které k aktivaci svých antibakteriálních vlastností vyžadují vnější podněty, reaguje navrhovaný povlak na zvýšenou koncentraci GSNO v tělních tekutinách, která je spojená s bakteriálními metabolity. Z těchto důvodů je tento povlak vhodný i pro dlouhodobé užití a samoaktivaci v přítomnosti bakterií.  
8 Bc. Karolina Kukrálová M2 Mgr. Elena Miliutina Příprava mesoporézních křemíkových substrátů a jejich použití jako senzoru pro SERS a elektrochemickou detekci PFOA detail

Příprava mesoporézních křemíkových substrátů a jejich použití jako senzoru pro SERS a elektrochemickou detekci PFOA

Monokrystalický křemík s porézní strukturou na úrovni mikrometrů až nanometrů je v současnosti používaným senzorem pro detekci plynných látek a používá se i v elektronice díky svým výjimečným optickým vlastnostem. Nicméně další výzkum tohoto strukturovaného nanomateriálu pokračuje a poukazuje na jeho potenciální využití i v jiných odvětvích. Lze ho využít jako nosič léčiv nebo biosenzor pro detekci biologických nebo organických látek s velkou přesností a s nízkou možnou detekovatelnou koncentrací analytu. V práci jsem se nejprve zaměřila na přípravu a studium porézního křemíku a jeho použití v senzorových technologiích. Bylo připraveno množství vzorků s různou morfologií a velikostí porézní struktury a ty nejlepší byly použity pro stanovení perfluorooktanové kyseliny (PFOA) ve vodě dvěma způsoby. Nejprve pomocí SERS a následně byla provedena i elektrochemická detekce. PFOA je známým kontaminantem a látkou, kterou organismus neumí přirozeně vylučovat. Proto zůstává v krvi a usazuje se v orgánech a může způsobovat zdravotní komplikace.  
9 Bc. Rozálie Lahutová M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Chirální plasmonické hybridní nanostruktury na bázi helicenů detail

Chirální plasmonické hybridní nanostruktury na bázi helicenů

Detekce opticky aktivních látek je stěžejní, zejména pokud se jedná o látky interagující s organismem. Řada účinných látek v léčivech je chirální a jejich analýza během výroby i distribuce je velmi důležitou součástí farmacie. Mezi standardní techniky rozpoznávání chirálních molekul patří různé analytické metody např. měření cirkulárního dichroismu, kde se ale setkáváme s poměrně nízkou citlivostí, či měření Ramanovy optické aktivity, které je však časově náročné a obtížně reprodukovatelné. Řešením by mohlo být použití enantioselektivních hybridních nanostruktur, pomocí nichž lze díky plasmonové resonanci detekovat chirální analyty i ve velmi nízkých koncentracích. Tato práce se zabývá vytvořením a otestováním nového enantioselektivního detekčního systému s využitím plasmon-aktivních substrátů na bázi helicenů. Nanostrukturovaný chirální helicenový polymer je připravován na vodivých substrátech (ITO sklo) pomocí elektropolymerace. Tato metoda nevyžaduje použití běžných aditiv užívaných v polymerní chemii, ani přítomnost polymerizovatelných funkčních skupin na helicenových monomerech. Navíc je možné na základě změny parametrů elektropolymerace připravit kvalitativně různé vrstvy. V oblasti enantiodiskriminativní SERS analýzy se jedná o zcela ojedinělý přístup.
10 Bc. Kamil Severa M2 prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc. Aktivace sulfidu tantalu na povrchu plasmon aktivního substrátu detail

Aktivace sulfidu tantalu na povrchu plasmon aktivního substrátu

V rámci celosvětové aspirace k nezávislosti na fosilních palivech se jako nadějnou cestou jeví využití vodíku jako udržitelné alternativy pro skladování obnovitelné energie. Jedním ze základních pilířů přechodu na vodíkovou energetiku je samotná výroba vodíku. Ta je v dnešní době silně vázána na drahé kovy, např. platinu či iridium, jejichž vzácnost značně omezuje jejich průmyslové využití.  Sulfid tantalu (TaS2) se jeví jako perspektivní materiál pro (foto)elektrochemickou výrobu vodíku štěpením vody. Morfologická struktura tohoto materiálu se v průběhu elektrochemické reakce „rozlamuje“, čímž vzniká vyšší poměr povrchu ku objemu a taky větší množství redox-aktivních krajů. Tak se navyšuje počet katalytických míst a tím také úhrnná katalytická aktivita. Tato práce je věnována elektrochemické aktivací TaS2 na 3D plazmon-aktivním povrchu. Jako plasmon aktivní substrát byl použita titanová elektroda s vyleptanou strukturou nanotrubičkového oxidu titaničitého a následně elektrochemicky nadeponovou tenkou vrstvou zlata. Bylo prokázáno, že 3D struktura substrátu zrychluje samotnou aktivaci TaS2 a zajišťuje další možnost foto-eletrochemické katalýzy s výskytem dodatečného fotoproudu.
11 Bc. Vera Shilenko M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Nový design elektrody pro organickou elektrokatalýzu detail

Nový design elektrody pro organickou elektrokatalýzu

V posledních letech přitahuje velkou vědeckou pozornost využití elektrochemie v organické syntéze a to jak z hlediska základního tak i aplikovaného výzkumu. Tento přístup umožnuje regulovat selektivitu a rychlost organických chemických proměn a celkem zjednodušit procesy chemické technologie. Současně vývoj nových přístupů k enantio-selektivní výrobě organických sloučenin má velký význam, zejména pro farmaceutické a biologické aplikace (většina bio-aktivních sloučenin jsou chirální molekuly). V této práci je navžena kombinace organické elektrochemie a enantio-selektivní katalýzy. Základním bodem je zvýšení enantio-selektivity reakce přes správnou volbu katalyzátoru na povrchu redox-aktivní elektrody. Byly připraveny nové elektrody pro elektrochemickou foto-redukci, které dokonce umožnily i využití foto-elektrochemického přístupu. Proběhla optimalizace parametrů elektrod na základě vybrané modelové hydrogenace acetofenonu na 1-phenyletanol s přihlížením k potenciálnímu použití navržených elektrod pro redukci složitějších struktur.  
12 Bc. Jana Střasáková M2 Ing. Alena Řezníčková, Ph.D. Antivirové účinky PEG stabilizovaných zlatých nanočástic detail

Antivirové účinky PEG stabilizovaných zlatých nanočástic

Zlaté nanočástice (AuNP) jsou díky svým fyzikálním a chemickým vlastnostem jedny z nejvyužívanějších kovových nanočástic v lékařství. Aplikují se např. při léčbě rakoviny (detekce nádorových buněk, fototermální a fotodynamická terapie) či k transportu léčiv. Cílem této práce byla příprava stabilních AuNP metodou katodového naprašování Au do různých typů polyethylenglykolu (PEG) a studium antivirového účinku vůči SARS-CoV-2. Jako zachytávací kapalné médium a současně stabilizační činidlo bylo použito PEG a PEG-aminu. Depozicí Au do PEG byly připraveny vysoce stabilní koloidní disperze díky stérickému efektu PEG. Připravené AuNP byly studovány z hlediska časové stability a stability při různých teplotách (4 a 37 °C; sterilizace v autoklávu). Vlastnosti připravených koloidů byly studovány prostřednictvím řady analytických metod (TEM, AAS a UV-Vis spektroskopie). Dále byla sledována viskozita a pH koloidních disperzí AuNP.NP by mohly najít uplatnění např. v cíleném transportu léčiv.
13 Marie Tomanová B3 prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc. Kompozitní materiál na bázi antibakteriálního MOFu detail

Kompozitní materiál na bázi antibakteriálního MOFu

Kompozitní materiály na bázi antibakteriálního MOFu, neboli „metal-organické rámcové struktury“ (z angl. metal organic frameworks), jsou vysoce porézní krystalické materiály, které se vyznačují velkým specifickým povrchem. Proto mohou být  použity jako rezervoáry a nosiče pro více typů látek a uvolňovat antibakteriální ionty kovů nebo organické linkery. Tato jedinečná vlastnost z nich činí vhodné multifunkční materiály pro biomedicínské aplikace. V kombinaci s jinými materiály mohou být MOFy využity jako platforma pro účinné ničení bakterií prostřednictvím synergického účinku více typů mechanismů. V této práci byl připraven kompozitní materiál na bázi polydimethylsiloxanu (PDMS), obsahujícího různé koncentrace MOFu CuBTC. Byla provedena charakterizace jednotlivých vzorků pomocí infračervené spektroskopie, Ramanovy spektroskopie, Rentgenové strukturní analýzy, skenovací elektronové mikroskopie, analýzy BET a mechanických zkoušek. Výsledný kompozit je předmětem dalšího výzkumu z hlediska jeho využití jako antibakteriálního biomateriálu.



14 Bc. Šárka Trhoňová M1 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Příprava tenkých uhlíkových filmů metodou solvent-casting a spin-coating a jejich charakterizace detail

Příprava tenkých uhlíkových filmů metodou solvent-casting a spin-coating a jejich charakterizace

Materiálové inženýrství se v dnešní době zabývá metodami, jak vylepšit povrchové vlastnosti materiálů, ať jde například o smáčivost, biokompatibilitu či tepelnou a elektrickou vodivost. Tyto jevy mají svůj význam i na povrchu objektů, proto je vhodné materiály studovat a testovat ve formě tenkých vrstev. Nanostrukturování je technika, kterou lze modifikovat povrchy materiálů a získávat tenké vrstvy s přesně danými vlastnostmi. Zejména v posledních několika letech se objevilo nové odvětví nanostrukturovacích technik založených na modifikaci povrchů excimerovým laserem. Expozice polymerních substrátů laserovým paprskem může vyvolat tvorbu periodických struktur, které jsou obzvlášť výhodné pro adhezi buněk. V rámci této práce byly vyrobeny nanokompozitní tenké vrstvy polystyren/uhlík metodami solvent – casting a spin – coating. Vybrané povrchy byly modifikovány vysokovýkonným excimerovým laserem a tepelným namáháním. U takto připravených filmů byla studována tloušťka, povrchová morfologie, chemické složení, smáčivost a byl vyhodnocován vliv modifikace.  
15 Bc. Anastasia Vulakh M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Detekce chirality farmakologických sloučenin pomocí SERS detail

Detekce chirality farmakologických sloučenin pomocí SERS

Z důvodu toho, že organismus je soustavou chirálních komponentů, chirální vlastnosti farmaceutických sloučenin  jsou  významné pro určení jejích farmakologických účinků. V posledních letech vzrostl zájem o enantioselektivní detekci opticky aktivních látek pro kontrolu kvality farmaceutických sloučenin. Několik pravidelně používaných analytických přístupů k enantioselektivní detekci jsou však   založeny na technicky náročných postupech. Tato práce se zaměřuje na enantioselektivní detekci léčiv prostřednictvím povrchově-zesílené Ramanové spektroskopie s použitím hybridních struktur typu AuNPs@MOF. Byly připraveny plazmon-aktivní Au nanocastice, na povrch kterých byly naroubovány filmy chirálního metal organic framework (HMOF) L- nebo D-ZnAlaCl, které byly použity jako struktury  pro enantioselektivní diskriminaci chiralního analytu. Byla provedena optimalizace metody navázání MOFu na povrch zlatých nanočástic a ověřena schopnost připravených nanostruktur k enantioselektivní detekci izomerů farmaceutické sloučeniny pomocí SERS.   
16 Bc. Laura Špaková M1 prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Replikace polymerních mikrovzorů a jejich modifikace detail

Replikace polymerních mikrovzorů a jejich modifikace

Tkanivové inžinierstvo je spoločne s vývojom nových biomateriálov dôležitým odvetvím reparatívnej medicíny. Jeho cieľom je náhrada a regenerácia orgánov či tkanív, ktoré v tele pacienta neplnia svoju funkciu. Polymérne biomateriály, ktoré sú zároveň bioresorbovateľné sú v súčasnosti intenzívne skúmané práve pre svoje vlastnosti, ktoré umožňujú ich použitie v medicíne a tkanivovom inžinierstve. Medzi tieto materiály patrí aj kyselina polymliečna, ktorej kľúčové vlastnosti sú práve bioresorbovateľnosť a biokompatibilita. Cieľom tejto práce bola replikácia mikroštruktúr typu včelích plástov na povrch PLLA fólie metódami „hot embossing“ a „solvent casting“ a ich následná plazmatická modifikácia. Na pripravených vzorkách bola študovaná morfológia a drsnosť povrchu pomocou laserovej konfokálnej mikroskopie, mikrosopie atomárnych síl a skenovacej elektrónovej mikroskopie. Prvková analýza povrchu bola prevedená röntgenovou fotoelektrónovou spektroskopiou a energiovo disperznou spektroskopiou. Zmáčavosť povrchu bola študovaná meraním kontakného uhla. Na základe výsledkov vymenovaných analýz bol vyhodnotený vplyv replikácie a plazmatickej modifikácie. S cieľom overiť vhodnosť použitia replikovaných mikroštruktúr v tkanivovom inžinierstve boli prevedené testy cytokompatibility.  

143 - Ústav informatiky a chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Dominika Maurencová M2 prof. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D. Computer prediction of synthetic pathway length detail

Computer prediction of synthetic pathway length

In the laboratory synthesis of a given compound, it is necessary to identify all available starting compounds and possible reaction pathways. The number of synthesis steps is an important parameter in drug design. It tells about the availability of the given substance, and it can also be used as a molecular complexity measure. This diploma thesis will deal with the prediction of the length of the synthetic pathway using machine learning methods. The aim of the work is to create suitable balanced data and with their help to implement a machine learning model to predict of the length of the synthetic pathway.
2 Vojtěch Melichar, BSc (Hons) M1 - Compartmentalized mathematical models for disease spreading and controls during an epidemic detail

Compartmentalized mathematical models for disease spreading and controls during an epidemic

Mathematical models play an important role in predicting the progression and dynamics of disease spreading. Those predictions may serve to support policy decisions such as designing restrictions to stop or limit the spread. In recent years, mathematical models were commonly used in the fight against the pandemic of the SARS-CoV-2. Here, we limit our discussion to compartmentalised models that track the time evolution of several compartments (e.g. infected and susceptible) of the population. In this project, the aim is to explore the dynamics of the spread using several standard models. We study the behaviour of those models over a range of parameter values and assess how these parameters are linked to restrictions that can be put in place. The analysis proves that blocking the transmission by social distancing will have a significant effect on the rate of propagation through the population. Compartmentalised models, however, do not consider the spatial aspect of spreading. Therefore,  the models are extended to include mobility as a diffusive process. From those, it can be concluded that decreasing the rate of movement of infected individuals will reduce the speed of propagation. The analysis is performed using standard classical techniques and in silico using Python code.  
3 Ing. Ekaterina Simonova M2 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. The application of Deep Learning for cancer subtype identification detail

The application of Deep Learning for cancer subtype identification

Human cancer is a heterogeneous disease initiated by random somatic mutations and driven by multiple genomic alterations. Cancer subtype classification has the potential to significantly improve disease prognosis and move closer toward personalized cancer treatment and prevention.  The assumption behind molecular subtyping is that patients of similar gene expression patterns are likely to have similar responses to therapies and clinical outcomes due to the tumor microenvironment. Thus, molecular subtyping can reveal information valuable for a range of cancer studies from cancer initiation and tumor biology to prognosis and personalized medicine. Molecular subtyping was widely described in breast and colorectal cancer, however, it was not broadly explored in other indications. In this work, molecular subtypes are explored via deep learning models, specifically variational autoencoder latent space. The analysis is performed on a range of publicly available datasets such as Gene Expression Omnibus (GEO), The Cancer Genome Atlas (TCGA) and the Molecular Taxonomy of Breast Cancer International Consortium (METABRIC).



4 Bc. Pavlína Slavníková M1 doc. Dr. Ing. Ivan Raich MD study of hyaluronic building blocks   detail

MD study of hyaluronic building blocks  

As a highly significant biomacromolecule, hyaluronic acid is present in all animal tissues as well as in body fluids. Its versatility and uniqueness are increasingly appreciated, especially in the field of medicine, while highly effective water binding is the key property. A detailed description of the dynamic behavior of HA surrounded by water molecules should make a great contribution to the development of already-established applications, as well as create inspiration for entirely new ways of use. Therefore, the Amber software package was utilized in conjunction with the GLYCAM06 force field to carry out molecular dynamics simulations of the disaccharide and tetrasaccharide building blocks of hyaluronan in water. Trajectories were subsequently analysed to describe the conformational dynamics of individual structures. Glycosidic bonds dihedral angles, ring puckering conformations, torsions of exocyclic groups, and emerging intermolecular and intramolecular hydrogen bonds were all investigated.
5 Bc. Kateřina Večerková M2 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Missing genes in different vertebrate taxa detail

Missing genes in different vertebrate taxa

Recently many avian genes that were believed to be missing from avian genomes were found. These "missing" genes were mainly found in regions with high GC%. The reason a gene can be "hidden" can be twofold. It can either be truly absent (a mutation caused this gene to become a pseudogene), or the GC content causes technical obstacles to finding this gene at the sequencing level (polymerase slippage) or at the assembly level (overlapping long repetitive stretches). A similar problem could be in turtle genomes, which also have higher GC% compared to other vertebrates. The main goal of my work is to explore whether there are also hidden genes in turtle genomes. The way I approach this problem is through synteny analysis - blocks of co-occuring loci. Consider a block of genes labeled A, B and C. Gene B is absent from a turtle genome, but but genes A and C are present. Genes A and C have orthologs in other vertebrate taxa. We can compare the sequence between A and C with the sequences of B orthologs from other vertebraes. Either we can find a match - the gene is present but not yet annotated, or we can find a partial match with a gap - the gene is present but there is an assembly problem, or we end up not finding a match and have to try to find the gene sequence in the raw reads.
6 Bc. Martina Zoubková M2 doc. Ing. Filip Lankaš, Ph.D. Sequence-dependent effect of methylation on DNA structure and elasticity detail

Sequence-dependent effect of methylation on DNA structure and elasticity

DNA methylation plays a key role in many biological processes, such as gene expression, immune responses, organism development, and aging. It mostly occurs in CpG dinucleotide steps where cytosine is replaced by 5-methylcytosine. Despite intense research, the effect of methylation on DNA structure and mechanical deformability is poorly understood. This work focuses on structural properties of methylated and unmethylated DNA depending on the context of bases around the CpG dinucleotides. Ten short sequences containing CpG in all tetranucleotide contexts, five methylated and five unmethylated controls, have been designed and their molecular dynamics (MD) simulated using AMBER software. So far, some of the MD trajectories have been processed by 3DNA software package to obtain time series of local base pair-step parameters (shift, slide, rise, tilt, roll and twist), which were further analysed. Results suggest that there are changes to the local structure due to distinct context-dependent populations of BI/BII backbone substates. However, it is not possible to entirely rule out the impact of sequence context on the conformation of the individual substates, and a deeper analysis is to be conducted.  
7 Bc. Lucie Červenková M2 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Analysis of single-cell CRISPR screens with multiomic readout detail

Analysis of single-cell CRISPR screens with multiomic readout

Melanoma phenotype switching is a process in which melanocytic cells are transformed into mesenchymal-like cell type.  Existing evidence suggests that this process is mediated by SOX10 decrease which is likely to prelude the acquisition of tumor's therapy-resistance. Aim of this thesis is to study chromatin accessibility and transcriptomic responses in individuals cells to transcription factor (TF) perturbations. It is achieved by utilizing modified CROP-seq (Datlinger et al., 2017) with multiomic readout on MM087 and MCF7 cell lines. SOX10, MITF and TFAP2A were selected as target TFs for the CRISPR-dCas9 system due to their role in melanoma phenotype switching. It is hereby shown that we were able to separate the two cell lines based on heterogeneity of their transcriptomic and epigenomic profile. Obtained results also suggest that MM087 cells with dCas9-MITF-KRAB gRNAs show significant SOX10 downregulation as the effect of MITF knock-down. Taken together, these analyses reveal gene expression and chromatin accessibility responses to regulatory perturbations in cancer cells and provide useful information for future gene regulatory networks reconstruction.

148 - Ústav chemické technologie restaurování památek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Viktorie Antošová B3 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Konzervování síťky na vlasy detail

Konzervování síťky na vlasy

Restaurování Síťky na vlasy V rámci předmětu Semestrální práce II byla v akademickém roce 2021/2022 restaurována síťka na vlasy z let 1735-1766 z hrobového nálezu v Bazilice sv. Jiří na Pražském hradě, odkryté během archeologického průzkumu doktora Ivana Borkovského v 60. letech 20. století. Restaurování proběhlo v dílnách Pražského hradu. Nejprve byl proveden uměleckohistorický a textilně technologický průzkum předmětu. Poté bylo přistoupeno k samotnému restaurování předmětu. Předmět byl mechanicky očištěn pomocí štětečku a vysavače s regulovaným odtahem. Následovalo čištění mokrým způsobem na odsávacím stole a vyrovnání předmětu. Dále proběhla konsolidace předmětu technikou podlepování. Zkřehlé hnědé stuhy byly lepeny pomocí polyamidového adheziva Lascaux na netkanou polyesterovou textilii Hollytex, čímž došlo ke zpevnění síťky a k obnovení původního trojrozměrného tvaru. Dále byl šicími technikami konsolidován spodní okraj centrální ornamentální textilie. Po zásahu byl předmět adjustován do krabice z nekyselého kartónu KLUG s vhodnou vycpávkou z nebělené bavlny vyplněnou 100% polyesterovým vatelínem.  
2 Laura Fedičová M1 - Testovanie stability albumínovej fotografie voči hydrogélom detail

Testovanie stability albumínovej fotografie voči hydrogélom

Práca sa venuje testovaniu stability albumínovej fotografie voči hydrogélom, kde bola zvolená ako gélová matica xantánová guma. Je o nej k dispozícií veľa údajov z potravinárskeho priemyslu, v skúmaní použitia vodných gélov v kontexte ochrany kultúrneho dedičstva je ešte naďalej neprebádaná. Aplikácia gélov prebehla na novovytvorených modelových vzorkách, ale aj na historických albumínových vzorkách z referenčnej zbierky katedry reštaurovania VŠVU v Bratislave. Objektívne spracovanie dát prebiehalo pred a po aplikácií gélov na vzorky. Dôraz sa kládol na pozorovanie farebnej nemennosti, rozsahu krakeláže spojového materiálu, pozostatkov rezíduí z xantánových gélov na povrchu. Preto sme ako metódy použili obrazovú analýzu sprostredkovanú makrofotografiami z optického mikroskopu, ktoré boli spracované v počítačovom programe Fiji/ImageJ2, pozorovanie historických fotografií UV -svetlom. Taktiež kolorimetriu na objektívne spracovanie farebného vnemu a FTIR spektroskopiu pre identifikáciu hlavných zložiek povlakových materiálov, prípadných rezíduí. Nazbierané spracované dáta preukázali vysoký potenciál xantánových gélov, ktoré by v budúcnosti mohli slúžiť ako médium pre čistenie albumínových fotografií citlivých na vlhkosť a čistenie vodou.
3 Bc. Olga Hrubá M1 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Monstrance detail

Monstrance

Práce se zabývala restaurováním monstrance. V uměleckohistorickém průzkumu byl řešen historický vývoj monstrancí a technologie pozlacování. Pomocí nedestruktivních a destruktivních metod bylo určeno materiálové složení a technologie výroby předmětu. Na základě výsledků těchto metod byl vytvořen restaurátorský záměr. Restaurování předmětu se zaměřilo na odstranění korozních produktů, opravu mechanického poškození a výrobu chybějících částí. Na závěr byly vytvořeny doporučené podmínky pro uložení předmětu.  
4 Katerina Lagazzi B3 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Restaurování škapulíře abatyše Anny Scholastiky Baulerové z Hohenburku detail

Restaurování škapulíře abatyše Anny Scholastiky Baulerové z Hohenburku

Restaurování škapulíře abatyše Anny Scholastiky Baulerové z Hohenburku V rámci předmětu Semestrální práce II byl restaurován škapulíř z hrobové výbavy svatojiřské abatyše Anny Scholastiky Baulerové z Hohenburku pocházející z její krypty v Bazilice sv. Jiří na Pražském hradě, odkryté během archeologického průzkumu doktora Ivana Borkovského v 60. letech 20. století. Restaurování proběhlo v dílnách Pražského hradu. Byl proveden uměleckohistorický a textilně technologický průzkum předmětu. Konzervování textilní části proběhlo vyčištěním kapsy škapulíře (mechanické čištění) a vypráním stuh škapulíře destilovanou vodou na odsávacím stole. Kovové devocionálie, které bylo možné ze škapulíře vyjmout, byly konzervovány samostatně. Byly čištěny mechanicky a následně byly lepeny a dotmeleny. Restaurátorský zásah na textilní části škapulíře zahrnoval vyrovnání předmětu a rekonstrukci uvolněné lemové výšivky na koncích stuh, která byla podložena na novou dobarvenou hedvábnou textilii zapošitou do vhodného tvaru. Po zásahu byl předmět adjustován do krabice z nekyselého kartónu KLUG s tvarovaným lůžkem z polyethylenové pěny překryté moltonem. Pro kovové devocionálie bylo zhotoveno vyndavací tvarované lůžko z polyethylenové pěny (bez textilního potahu) s melinexovým víkem.  
5 Štěpán Metelka B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Průzkum a restaurování relikviáře  detail

Průzkum a restaurování relikviáře 

Předmětem této práce bylo restaurování a konzervování relikviáře z 18. století. Při průzkumu bylo zjištěno, že relikviář pravděpodobně sloužil jako uctívaný předmět v kostele Nanebevzetí Panny Marie v Duchcově do doby, než byl kostel 9. května 1945 vypálen a poničen sovětskými vojsky. Relikviář byl vyroben z pozlacené a postříbřené mosazi. Vypálení kostela pravděpodobně vedlo k poničení zlacení a stříbření, jakožto i k tvorbě černé krusty sazí. Kombinace sazí a korozních produktů zaujímala většinu povrchu předmětu. Záměrem bylo relikviář uvést do podoby umožňující expoziční účely a zároveň dbát na zachování jeho umělecko-historické hodnoty. Saze a korozní produkty byly odstraněny kombinací chemického a mechanického čištění. Bylo také nutné co nejvíce omezit možnost budoucího korozního děje. Z toho důvodu byla provedena závěrečná konzervace akrylátovým lakem. V neposlední řadě byl stanoven ochranný režim památky.  



6 Anna Procházková B3 Ing. Klára Drábková, Ph.D. Restaurování škapulíře s křížkem detail

Restaurování škapulíře s křížkem

Restaurování škapulíře s křížkem Škapulíř nalezený při vykopávkách v Kostele Panny Marie Vítězné byl restaurován v rámci předmětu Semestrální práce II studijního programu konzervování – restaurování uměleckořemeslných děl z textilních materiálůPráce byly prováděny v konzervátorských dílnách Správy Pražského hradu.  Součástí práce byl uměleckohistorický a textilně technologický průzkum. Škapulíř byl nejprve mechanicky očištěn štětci s hrubším vlasem a skalpelem. Uvolněné nečistoty byly odsáty přes síťku muzejním vysavačem s regulovatelným odtahem. Vzhledem k našitému křížku s kovovým krucifixem nebylo možné celý škapulíř čistit mokrou cestou, proto k mokrému čištění došlo pouze u stuhových závěsů. Dřevěný křížek s kovovým krucifixem byl čištěn suchou cestou. Korozní produkty byly snímány převážně skalpelem, tak aby nedošlo k porušení nití, kterými byl kříž přišit ke škapulíři. Trhliny na předmětu byly zajištěny záplatami z hedvábné krepelíny šitou skeletáží.  Velký důraz byl kladen na adjustaci škapulíře, která se skládá z krabice z kartonu s alkalickou rezervou KLUG a tvarovaným lůžkem z polyethylenové pěny.   
7 Yuliya Ryabyts B3 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Konzervování škapulíře a textilního fragmentu s mědirytem detail

Konzervování škapulíře a textilního fragmentu s mědirytem

V rámci Semestrální práce II byl konzervován škapulíř a textilní fragment s mědirytem v Restaurátorských dílnách Správy Pražského hradu pod vedením Mgr. Pavlíny Koubové. Předměty byly nalezeny v bazilice sv. Jiří na Pražském hradě během archeologického výzkumu od roku 1959, jedná se o součást pohřební výbavy z hrobu abatyše.Byl proveden uměleckohistorický a textilně-technologický průzkum, dále následovalo samotné konzervování předmětů. Škapulíř a fragment s mědirytem byly mechanicky čištěny pod mikroskopem pomocí pinzet a štětečků, poté vysávány přes síťku pomocí restaurátorského vysavače s regulovatelným odtahem. Podle výsledků zkoušky stálobarevnosti bylo rozhodnuto čistit předměty mokrou cestou v lázni s přídavkem Hostaponu T (c= 2 g/l) a jemným tupováním mořskou houbou. Následně byly předměty propláchnuty demineralizovanou vodou a ponořeny do 4% roztoku glycerinu. Konsolidace byla provedená kombinací šité opravy a podlepování polyamidovým práškem Lascaux 5350 (u fragmentu s mědirytem – celoplošné podlepování, u škapulíře – lokálně pomocí záplat). Pro konzervované předměty byly vyrobeny krabice z kartonu KLUG. Dno krabice bylo změkčeno Moltonem a bylo vytvořeno lůžko z polyethylenové pěny.
8 Ľudmila Uhrinová B3 Ing. Klára Drábková, Ph.D. Rukavice abatiše Aloisie Terezie Widmanovej detail

Rukavice abatiše Aloisie Terezie Widmanovej

Predmetom mojej reštaurátorskej práce boli pletené rukavice Aloisie Terezie Widmanovej, objavené pri archeologických vykopávkach v bazilike sv. Jiří na Pražskom hrade. Odobrané textilné vzorky boli  analyzované pomocou optickej mikroskopie, kovové vzorky boli analyzované pomocou elektrónového rastrovacieho mikroskopu s EDS analyzátorom. Bolo zistené, že základná pletenina rukavíc je zhotovená z hodvábu a jej ornamentálny výplet z pozláteného strieborného dracúna s hodvábnou dušou. Čistenie rukavíc započalo suchým čistením pomocou pinziet, ďalej boli nečistoty odsaté pomocou múzejného vysávača s regulovateľným odsávaním cez sieťku. Následne boli rukavice vyprané v kúpeli s prídavkom Hostaponu T (2 g/l), ktorý bol odstránený násobným preplachovaním demineralizovanou vodou. Následne boli rukavice vložené do 4 % glycerínového kúpeľa, ktorý zmäkčil textíliu. Rukavice boli sušené voľne na vzduchu, vystužené melinexovou fóliou. Kovové výplety boli digitálne zakreslené, upravené a zakreslené do technického nákresu. Pre uloženie rukavíc bola vytvorená škatuľa z lepenky s alkalickou rezervou, na jej dne sa nachádzajú zarážky zabraňujúce posúvaniu rukavíc pri manipulácii. Ďalej bola pre rukavice zhotovená vypchávka z polyetylénovej peny potiahnutá polyetylénovou netkanou textíliou.  

215 - Ústav technologie ropy a alternativních paliv

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Daria Sudakova M2 Ing. Jaroslav Aubrecht, Ph.D. Vývoj modifikovaných materiálů na bázi SBA-15 detail

Vývoj modifikovaných materiálů na bázi SBA-15

Mezoporézní materiály na bázi SiO2 jsou látky s vysokým specifickým povrchem a jasně definovanou strukturou. Povrch těchto materiálů může přesáhnout 1000 m2.g-1, díky čemuž se používají v mnoha adsorpčních aplikacích nebo jako nosiče při přípravě katalyzátorů. Jedním typickým představitelem těchto materiálů je SBA-15. Jedná se o 3D materiál s organizovanou hexagonální strukturou mající systém kanálků širokých okolo 10 nm. Tloušťka stěn skeletu je přibližně 3-6 nm, což dává materiálu dobrou tepelnou a mechanickou stabilitu. Tento materiál je díky vysokému vnitřnímu povrchu (až 900 m2.g-1) vhodným materiálem pro depozici kovů, kdy je možné docílit vysoké disperze těchto kovů. Prvním krokem mé práce byla syntéza SBA-15 a jeho charakterizace s cílem popsání jeho struktury a textury. Poté byl SBA-15 modifikován nanesením monovrstvy TiO2. Výhoda nanesení pouze jedné vrstvy je v tom, že materiál přebírá vlastnosti TiO2 a ponechá si vysoký specifický povrch. Monovrstva TiO2 byla nanesena dvěma metodami, kdy byly použity dva prekurzory TiO2 - butoxid titaničitý a isopropoxid titaničitý. Finální složení a struktura těchto materiálů byla analyzována různými metodami. Na takto připravený nosič bude poté naneseno Ru a katalyzátor bude použit v hydrogenaci 5-hydroxymethylfurfuralu.



2 Bc. Jan Vysloužil M2 Ing. Lukáš Matějovský, Ph.D. Diethylentriamin jako inhibitor koroze oceli pro butanol-benzínové směsi  detail

Diethylentriamin jako inhibitor koroze oceli pro butanol-benzínové směsi 

Celosvětovou snahou je snižovat spotřebu fosilních paliv a produkci skleníkových plynů, a tím omezovat negativní dopad na životní prostředí. Jedním z ekologických řešení se naskýtá možnost využití biopaliv II. generace v dopravě. Mezi tato paliva lze považovat kvasný biobutanol vyrobený z lignocelulózy. Přidávání biobutanolu do benzinu může mít negativní vliv na kompatibilitu konstrukčních materiálů (nejrozšířenější jsou uhlíkové oceli), které přichází s palivy do kontaktu. Přesto má n-butanol značný potenciál. Při kontaminaci těchto paliv (H2O, Cl-, H+), tj. například při nedodržení správných výrobních, skladovacích či přepravních zásad, může docházet k nárůstu agresivity paliva a ke ztrátám na zařízení vlivem koroze. Těmto ztrátám lze do velké míry předcházet přídavkem vhodných inhibitorů. Cílem této práce bylo otestovat inhibiční účinek dostupného a levného diethylentriaminu na oceli tř. 11 v kontaminovaných butanol-benzínových směsích s využitím elektrochemických metod, jako jsou elektrochemická impedance a polarizace (směsi B60 a B85), a gravimetrické metody (směsi včetně B25). Dále byl prošetřen vliv Cl- a H+ iontů na inhibiční účinnost (B85).



216 - Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Dorian Manto B2 Ing. Alice Vagenknechtová, Ph.D. Využití bioplynu v palivových článcích, cesta k energetické soběstačnosti? detail

Využití bioplynu v palivových článcích, cesta k energetické soběstačnosti?

Současná situace na poli výroby tepla a elektrické energie razantně akcelerovala potřebu zajištění dodávek energií z alternativních zdrojů. S ohledem na celosvětové klimatické cíle tak roste poptávka po spolehlivých obnovitelných zdrojích, které mají potenciál zajištění energetické soběstačnosti. V této práci bude pozornost věnována možnosti využití bioplynu v palivových článcích, zejména pak typu SOFC. Součástí práce bude analýza odebraného vzorku bioplynu z ČOV Plzeň a následný návrh řešení pro odstranění kontaminantů před použitím v palivových článcích. Práce se dále bude věnovat výhodám energetické soustavy bioplynové stanice využívající PČ, zejména pak s ohledem na možnost krátkodobého i dlouhodobého uskladnění bioplynu za účelem výroby energie v hodinách či měsících vysoké poptávky. Na závěr budou zmíněny možné aplikace systému a bude probrána možnost připojení stanice do smart grid přenosové soustavy.
2 Vojtěch Mohelník B2 Ing. Zdeněk Beňo, Ph.D. Vývoj postupu rychlého stanovení vlhkosti dřevní štěpky  detail

Vývoj postupu rychlého stanovení vlhkosti dřevní štěpky 

Vlhkost je jedním z klíčových parametrů odpadní dřevní hmoty, neboť ovlivňuje hodnotu výhřevnosti, samotný spalovací proces a rovněž má vliv na její skladování. Měnící se obsah vody v dodávkách biopaliv je tudíž výzvou jak pro samotné producenty biopaliv, tak pro distributory a technology energetických celků. Z tohoto důvodu je v procesu energetického využití biomasy klíčovým kritériem co nejrychlejší a přesné stanovení vlhkosti. Standardní metoda pro stanovení vlhkosti sušením vzorku v sušárně při 105 °C (ČSN EN ISO 18134-2) je pracná a časově náročná. Proto jsou hledány cesty pro rychlejší a efektivnější stanovení obsahu vody v palivech. V práci jsou prezentovány první výsledky analýz zaměřených na zjištění vlivu teploty sušárny na rychlost sušení původních a neupravených reálných vzorků dřevní hmoty, která je využívána jako palivo ve velkém energetickém zařízení. Výsledky poslouží jako základ pro vývoj metody rychlého stanovení vlhkosti biopaliv.
3 Bc. Adam Přibyl M2 Ing. Jan Berka, Ph.D. Degradace speciálních slitin a ocelí v prostředí oxidu uhličitého při vysokých teplotách a atmosférickém i nadkritickém tlaku detail

Degradace speciálních slitin a ocelí v prostředí oxidu uhličitého při vysokých teplotách a atmosférickém i nadkritickém tlaku

Superkritický a vysokoteplotní oxid uhličitý mají potenciální využití v mnoha oblastech, jedna z těchto oblastí je využití oxidu uhličitého jako teplonosné médium, které by poskytovalo mnoho výhod v porovnání se současně používaným teplonosným médiem, kterým je voda. Teplota a tlak nadkritického oxidu uhličitého se v energetickém okruhu může pohybovat v širokém rozmezí, některé koncepty počítají s teplotou vyšší než 700 °C a tlakem vyšším než 25 MPa. Použítí oxidu uhličitého by mohlo být u jaderných reaktorů využívající oxid uhličitý jako chladivo primárního okruhu, zde se tlaky mohou pohybovat v řádu MPa a teploty až do 600 °C. Jedna z nevýhod použití těchto energetických systémů je koroze konstrukčních materiálů, pro zajištění kompatibility mezi pracovním médiem a konstrukčním materiálem je potřeba zjistit, které materiály jsou nejvhodnější, mezi takové materiály patří především oceli nebo speciální slitiny na bázi niklu. Cílem této práce je ověření odolnosti testovaných materiálů v prostředí nadkritického a vysokoteplotního oxidu uhličitého. Výsledky mohou posloužit při výběru konstrukčních materiálů pro energetická zařízení pracující s oxidem uhličitým při vysokých teplotách.  
4 Bc. Jan Suchan M1 doc. Ing. František Skácel, CSc. Projekt zařízení na tepelné zpracování kontaminované zeminy s ohledem na znečištění ovzduší detail

Projekt zařízení na tepelné zpracování kontaminované zeminy s ohledem na znečištění ovzduší

Tato práce je věnována projektu výstavby a provozu stacionárního zařízení na zpracování kontaminované zeminy. Umístění je konkrétně uvažováno v prostoru brownfieldu v Jihlavě. V rámci projektu je řešena jak legislativní, tak provozní a technologická část zamýšleného provozu. Projekt počítá s řešením problematiky kontaminované půdy konkrétně ropnými uhlovodíky. V souvislosti se zamyšlenou realizací bylo zpracováno oznámení o záměru, žádost o územní rozhodnutí a stavební povolení, žádost o integrované povolení a základní hodnocení environmentálních rizik. Samotná dekontaminace bude prováděna metodou tepelné desorpce v rotačním desorbéru. Přítomné odpadní plyny budou od emisních složek čištěny na cyklónových odlučovačích, katalytickém oxidátoru a tkaninových filtrech. V tomto projektu je tak řešena jak problematika sanace kontaminovaných půd v rámci ekologických zátěží, tak emisní toky spojené se samotným dekontaminačním procesem. Projektová práce vychází zejména z referenčních dokumentů o nejlepších dostupných technikách pro oblasti zpracování odpadu a čištění odpadních plynů.
5 Bc. Dominik Tománek M2 doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D. Porovnání různých metod impregnace niklových katalyzátorů detail

Porovnání různých metod impregnace niklových katalyzátorů

Zemní plyn je jedna z nejdůležitějších komodit našeho světa. Stává se proto strategickou surovinou, která je potřebná ve většině průmyslových technologiích, ale i ve veřejném sektoru. Zemní plyn lze částečně nahradit syntetickým zemním plynem, který je možný produkovat technologií Power‑to-Gas. V této technologii hrají významnou roli niklové katalyzátory, které se zde používají pro svoji vysokou katalytickou aktivitu a výbornou selektivitu na methan. Niklové katalyzátory se nejčastěji připravují impregnačním postupem. Při impregnaci se používá roztok dusičnanu nikelnatého, který se následně termicky rozloží na oxid nikelnatý. Připravený nosič s oxidem nikelnatým je pak dále redukován vodíkem v reaktoru. Cílem práce je zjistit vliv vysokého pH, ultrazvuku a mikrovlnného záření na impregnaci katalyzátoru. Připravené katalyzátory budou následně podrobeny vybraným analytickým metodám, jako je rentgenová fluorescenční a difrakční analýza a analýza specifického povrchu. Získané výsledky budou sloužit k nalezení nejvhodnějšího postupu impregnace.  
6 Daniel Vízner B2 Ing. Veronika Kyselová, Ph.D. Příprava impregnovaného silikagelu a testování jeho vlastností detail

Příprava impregnovaného silikagelu a testování jeho vlastností

Práce je zaměřena na přípravu sorpčního materiálu využitelného pro nízkoteplotní sorpci oxidu uhličitého. Jako vhodný sorpční materiál byl pro impregnaci vybrán silikagel. Sorpční vlastnosti běžných komerčních materiálů v některých případech nebývají pro záchyt oxidu uhličitého dostatečné, proto se pro zlepšení jejich vlastností zabudovávají do matrice pevného materiálu dusíkaté funkční skupiny. Na základě literární rešerše byl pro zlepšení sorpčních vlastností vybrán polyethylenimin, který byl nanesen do matrice silikagelu. Adsorpce oxidu uhličitého byla testována u čistého i impregnovaného silikagelu při teplotě 50 °C a následně byla testována regenerace nasyceného materiálu.  
7 Jiří Zlámal B2 Ing. Veronika Kyselová, Ph.D. Porovnání sorpčních kapacit oxidu uhličitého u molekulových sít detail

Porovnání sorpčních kapacit oxidu uhličitého u molekulových sít

Tato práce byla zaměřena na srovnávání sorpčních kapacit molekulových sít pro záchyt CO2 z modelové směsi plynů. Metodou stanovení jejich kapacity bylo dynamické měření sorpce par na přístroji DVS Advantage 2. Pro práci byly vybrány dva typy komerčních adsorpčních materiálů – uhlíkaté molekulové síto a molekulové síto 13 X. Cílem bylo určit, které z molekulových sít má vyšší sorpční kapacitu. Materiály byly proměřeny při teplotách 20 a 40 °C s modelovou směsí plynů, která obsahovala 10 % oxidu uhličitého a zbytek dusík. Součástí práce bylo i proměření jejich strukturních vlastností. Tyto materiály mohou být vhodné pro adsorpci oxidu uhličitého například ze spalin v elektrárnách, teplárnách, či jiných provozech.  
8 Kateřina Zípková B3 Ing. Alice Vagenknechtová, Ph.D. Separace CO z plynu  detail

Separace CO z plynu 

Problematika výskytu CO v plynu je řešena především v případě, že může být obsah oxidu uhelnatého nežádoucí z hlediska následovného využití média. Práce je zaměřena na testování eliminace oxidu uhelnatého z plynu. V první fázi měření je využita adsorpce, kdy dochází k záchytu oxidu uhelnatého pomocí Van der Waalsových sil. Vzhledem k velmi nízké kapacitě adsorpčních materiálů pro CO se další část práce zabývá problematikou katalytické oxidace. Vybraný nosič bude impregnován roztokem AgNO3 s cílem zvýšení míry záchytu.  

217 - Ústav technologie vody a prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Linda Herbríková M1 doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D. Problematika vnosu patogenů prostřednictvím kalů na zemědělskou půdu detail

Problematika vnosu patogenů prostřednictvím kalů na zemědělskou půdu

Čistírenské kaly obsahují škodliviny, které je nutno od životního prostředí důsledně oddělovat. Většinou se k tomuto účelu využívá anaerobní stabilizace, po níž jsou kaly skládkovány, spalovány či v různých formách aplikovány do zemědělské půdy. Se zpřísněním legislativních předpisů pro nakládaní s kaly jsou provozovatelé čistíren nuceni nahlížet na tento produkt jako na surovinu, přičemž jejich hlavním cílem by mělo být maximální využití cenných látek z kalu. Toho lze dosáhnout například využitím kalů v zemědělství, pokud tomu nebrání jiné faktory (patogeny, toxické látky aj.). Aplikací vhodných technologií do kalového hospodářství se snižuje riziko šíření patogenů nebo antibiotické rezistence. V práci se zabývám vlivem stabilizačních procesů na výskyt patogenů v čistírenských kalech a porovnávám počty indikátorových organismů stanovených podle metodického návodu AHEM č. 1/2008 s legislativními kritérii pro použití kalů na zemědělských půdách. Výše zmíněnou metodikou také zkoumám přítomnost tetracyklin-rezistentních bakterií.
2 Kateřina Hlaváčková B3 Ing. Vojtěch Kouba, Ph.D. Odstraňování genů antibiotické rezistence při úpravě vody detail

Odstraňování genů antibiotické rezistence při úpravě vody

Antibiotika se od dob svého objevení používají k léčbě bakteriálních infekcí. Dnes se ovšem používají v nadbytečném množství ať už v medicíně, veterinářství nebo v zemědělství, což u bakterií stimuluje rozvoj obranných mechanismů, tzv. antibiotické rezistence. Právě antibiotická rezistence představuje do budoucna velký problém, protože infekce způsobené rezistentními patogeny jsou obtížně léčitelné.  Zbytky antibiotik i geny antibiotické rezistence (ARG) končí v odpadních vodách. Kanalizací se dostávají do čistíren odpadních vod a následně do povrchových vod, což je relativně dobře popsáno. Povrchové vody se díky trendu oběhového vodního hospodářství stále častěji využívají jako zdroje pro výrobu vod pitných, a zde data ohledně odstraňování ARG chybí.  Tato práce je zaměřena na monitoring ARG v technologiích pro pokročilou úpravu povrchové vody na vodu pitnou. Ze vzorků vod je izolována intracelulární ale i často opomíjená extracelulární DNA, která je důležitá pro vertikální i horizontální přenos ARG. V DNA jsou dále detekovány jednotlivé ARG pomocí qPCR. Následně se posuzuje účinnost odstraňování těchto genů pro jednotlivé technologie a vhodnost těchto technologií pro úpravu povrchových vod z hlediska šíření antibiotické rezistence.  
3 Kateřina Kohoutová B3 Ing. Iveta Růžičková, Ph.D. Výskyt bakterií Tetrasphaera spp. v aktivovaném kalu detail

Výskyt bakterií Tetrasphaera spp. v aktivovaném kalu

Fosfor lze z odpadní vody odstraňovat metodou chemického srážení, která je v České republice (ČR) obvykle upřednostňována, anebo biologicky pomocí polyfosfát-akumulujících organismů. Do skupiny těchto organismů patří i rod bakterií Tetrasphaera, jejichž míra rozšíření na čistírnách odpadních vod (ČOV) v ČR není dosud známa. Se znalostí zastoupení významných polyfosfát-akumulujících organismů na ČOV v ČR by mohlo být možné nastolit vhodné podmínky pro zvýšené biologické odstraňování fosforu. Práce je věnována zejména monitoringu výskytu bakterií rodu Tetrasphaera na různých ČOV v ČR pomocí metody fluorescenční in-situ hybridizace za využití pěti oligonukleotidových specifických sond a následné obrazové analýzy. Získané výsledky jsou dány do kontextu se znalostí uspořádání technologické linky příslušné ČOV. Tyto informace budou v pozdějším výzkumu posouzeny s ohledem na možné zapojení biologického odstraňování fosforu na ČOV v ČR.
4 Bc. Ivana Malá M2 prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc. Změny mikrobiální aktivity při zavlažování vyčištěnou odpadní vodou detail

Změny mikrobiální aktivity při zavlažování vyčištěnou odpadní vodou

Problematika sucha a nedostatku vody je současným i budoucím problémem. Jedním z jeho řešení je recyklace odpadní vody, a to například pro závlahy. Jakost závlahové vody má vliv nejen na zavlažované rostliny, ale i na půdu a její mikrobiom. Mikrobiologické složení půdy je komplexní problematikou, v této práci byla sledována dehydrogenázová aktivita mikroorganismů a aktivita nitrifikantů, kteří se podílí na koloběhu dusíku. Současně bylo sledováno zasolení půdy, které je jedním z možných rizik použití recyklované odpadní vody, protože při něm dochází ke znehodnocení a nevratnému poškození půdy.  Další hrozbou zasolení půdy je jeho možný projev po delší době používání dané závlahové vody. V této práci je řešen dlouhodobý vliv různých typů závlahové vody (říční voda, voda z odtoku ÚČOV, odtok z ÚČOV s terciárním dočištěním) na půdu. Vzorky půdy byly odebírány na poloprovozní jednotce na ÚČOV Praha v rámci projektu Horizon Wider Uptake. Bylo zjištěno, že druh závlahové vody má na sledované parametry vliv.  
5 Bc. Martina Nová M2 Dr. Ing. Pavla Šmejkalová Rozložitelnost bioplastů a postoj společnosti k recyklaci   detail

Rozložitelnost bioplastů a postoj společnosti k recyklaci  

Udržitelný rozvoj se v posledních letech dostává více do popředí v souvislosti s klimatickými změnami, plastovým znečištěním i čerpáním nerostných surovin. Tato práce se zabývá plastovým znečištěním ve vodním prostředí z pohledu produktového, tedy vývoje rozložitelných plastů, a zároveň z pohledu společenského, tedy pohledu společnosti na environmentální problematiku. Práce se zaměřuje na bioplasty na bázi polyhydroxybutyrátu ve směsi s dřevní moučkou a bramborovým škrobem. V rámci testů anaerobní rozložitelnosti byl materiál bez obsahu škrobu vyhodnocen jako nerozložitelný, materiál se škrobem se rozkládal a produkoval bioplyn s obsahem methanu 62 %. Součástí je také vyhodnocení dotazníku průzkumu veřejného mínění, který se zabýval názorem na bioplasty, recyklaci plastů a recyklaci vody společnosti v České republice. Bylo zjištěno, že Češi se zabývají environmentální problematikou a aktivně se snaží zapojit do udržitelného způsobu života. Také byl pozorován vliv pohlaví respondentů na rozhodování v oblasti použití recyklace vody i koupi produktů z recyklovaných plastů. Ženy vnímají environmentální témata citlivěji, avšak muži jsou odvážnější v použití recyklované vody pro kontaktní účely. Zároveň byla zaznamenána nedostatečná informovanost veřejnosti v oblasti bioplastů.  
6 Bc. Martin Převrátil M1 Dr. Ing. Pavla Šmejkalová Sběr dat o kvalitě přítoku na ČOV Beroun detail

Sběr dat o kvalitě přítoku na ČOV Beroun

Čištění komunálních odpadních vod v sobě skrývá komplexitu, která zahrnuje soulad mnoha technologických kroků. Při snaze o co nejefektivnější redukci obsaženého znečištění je klíčové znát kvantitu a kvalitu odpadní vody na přítoku, které se mění v závislosti na ročním období, měsíci, dni v týdnu i denní hodině. Nejvýznamněji se na změnách podílí spotřeba vody v domácnostech a v případě jednotné kanalizace hraje zásadní roli též úhrn srážek. Tato práce se zabývá sledováním změn kvality přítoku odpadní vody v průběhu 24 hodin na čistírně odpadních vod (ČOV) v Berouně, včetně změny zatížení organickými látkami. Naměřená data budou sloužit ke kalibraci matematického modelu pro ČOV Beroun.
7 Bc. Ondřej Veselý M1 Ing. Dana Pokorná, CSc. Biologické zušlechťování bioplynu na biomethan v poloprovozním ex-situ bioreaktoru   detail

Biologické zušlechťování bioplynu na biomethan v poloprovozním ex-situ bioreaktoru  

Fosilní paliva jsou zdrojem 80 % celosvětově produkované energie. Zvyšující se obavy z dopadu spalování fosilních paliv na životní prostředí vedou k výzkumu a vývoji obnovitelných zdrojů energie, jako jsou technologie využívající energetického potenciálu odpadní biomasy. Atraktivním tématem dnešní doby je biologické zušlechťování bioplynu na biomethan. Při tomto procesu dochází k biokonverzi CO2 z bioplynu a externě dávkovaného H2 na CH4 činností hydrogenotrofních methanogenů. Biomethan může být následně využit jako biopalivo, nebo vtláčen do distribuční sítě zemního plynu. Cílem této práce bylo vyhodnotit provoz biofilmového reaktoru s nosiči biomasy hydrogenotrofních methanogenů, který byl instalován na ČOV Hradec Králové. Tento bioreaktor zpracovával bioplyn z anaerobních reaktorů na stabilizaci čistírenských kalů a H2 dávkovaný z tlakových lahví. V průběhu provozu bioreaktoru bylo sledováno složení zušlechtěného bioplynu a účinnost biokonverze CO2 a H2. V kapalné fázi pak byla sledována koncentrace nižších mastných kyselin, pH a koncentrace nutrientů. Zušlechtěný bioplyn obsahoval až 95,3 % CH4, čímž byla splněna jedna z podmínek pro vtláčení biomethanu do distribuční sítě zemního plynu.  
8 Tomáš Zetek B3 Dr. Ing. Pavla Šmejkalová Eliminace manganu v trubním přivaděči  detail

Eliminace manganu v trubním přivaděči 

Mangan patří mezi běžně se vyskytující kovy ve vodách. Jeho odstraňování z vody, která má být použita na výrobu pitné vody je velmi časté, zvláště pak u podzemních zdrojů. Tato práce se věnuje kvalitě vody, kterou využívá úpravna v Královehradeckém kraji. Místní zdroje jsou typické právě zvýšeným obsahem manganu. Bylo však zjištěno, že při vstupu surové vody na úpravnu je koncentrace manganu pod povoleným limitem. Cílem této práce bylo zjistit, jakým způsobem k úbytku manganu na úseku zdroj - úpravna dochází.
9 Bc. Denisa Čadková M2 Ing. Vojtěch Kouba, Ph.D. Magnetická separace anammox bakterií detail

Magnetická separace anammox bakterií

Anammox bakterie jsou pomalu rostoucí organismy, z tohoto důvodu je nutné je na odtoku z reaktorů pro čištění vod efektivně zadržovat a navracet do systému. Na VŠCHT Praha bylo ve spolupráci ústavů 217 a 320 zjištěno, že anammox bakterie mohou vykazovat magnetické vlastnosti. Této schopnosti by mohlo být využito pro zlepšení jejich mechanické separace. V předchozích experimentech byla provedena úspěšná magnetická separace anammox bakterií a Escherichia coli. Cílem této práce bylo zjistit možnost separace anammox bakterií od aktivovaného kalu pomocí silného magnetu. Byla provedena magnetická separace, poté izolace DNA a q-PCR. Oddělení anammox bakterií od aktivovaného kalu s využitím zmražené anammox kultury proběhlo úspěšně. Při použití anammox kultury z kultivačního reaktoru byla separace anammox bakterií od kalu neúspěšná. Další vzorky anammox bakterií nebyly magnetické. Pro zjištění možnosti uplatnění této technologie a magnetických vlastností vzorku z plného provozu byl testován vzorek z ČOV Breda (Holandsko). Tato biomasa nebyla magnetická. Z tohoto důvodu byla u vzorků provedena Ramanova spektroskopie. U magnetického vzorku anammox bakterií byl při použití laseru o vlnové délce 635 nm na Ramanově spektru zaznamenán pás při vlnočtu 522 cm-1, který může značit oxidy železa.
10 Ing. Miroslava Česká M1 Ing. Dominik Matýsek Polyhydroxyalkanoáty - slibná alternativa k běžně dostupným plastům detail

Polyhydroxyalkanoáty - slibná alternativa k běžně dostupným plastům

V dnešní době je ve světě velmi rozšířená produkce fosilních plastů. Ročně se vyrobí 350 miliónů tun plastu, z toho nejrozšířenějšími jsou polyethylen (PE) a polypropylen (PP). Ve snaze omezit tuto masivní produkci jsou hledány možné alternativy, které nebudou takovou zátěží pro životní prostředí. Touto alternativou jsou bioplasty, které jsou tvořeny látkami přírodního charakteru, což umožňuje jejich lepší biodegradabilitu v prostředí. Dnes nejčastěji používaným bioplastem je kyselina polymléčná (PLA). Ovšem její výroba je velmi závislá na produkci škrobu. Jinými vhodnými bioplasty jsou polyhydroxyalkanoáty (PHA), které se běžně vyskytují v aktivovaném kalu (AK), neboť jsou produkovány metabolismem bakterií. Průměrná roční produkce přebytečného AK na území České republiky se pohybuje okolo 219 tisíc tun ročně, a právě tento kal lze využít pro extrakci PHA. Cílem této práce je najít optimální fázi, ve které bakterie AK obsahují maximální množství PHA v buňkách a následné porovnání účinnosti vybraných extrakčních metod. Dále se práce věnuje vlivu získaného PHA na půdní a vodní prostředí. Tento vliv bude porovnán s působením PP, což je typický zástupce fosilních plastů.

218 - Ústav energetiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. David Dašek M2 Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D. Studium změn v korozním chování materiálů pokrytí jaderného paliva na bázi zirkonia detail

Studium změn v korozním chování materiálů pokrytí jaderného paliva na bázi zirkonia

Aktivní zóna jaderných reaktorů, ve které se nacházejí palivové články, je kvůli vysoké teplotě, tlaku a radiaci korozně zatěžující prostředí. Pokrytí jaderného paliva u tlakovodních reaktorů současné generace je vyrobeno ze slitin zirkonia, které jsou díky dobré propustnosti pro neutrony a korozní stabilitě v daném prostředí vhodným materiálem pro tuto aplikaci. Oxidická vrstva vytvořená během provozu na povrchu Zr-slitin v prostředí primárního okruhu sestává z monoklinické a tetragonální fáze. Monoklinická fáze je stabilní za běžných podmínek, tetragonální fáze je stabilizována tlakovým napětím v oxidické vrstvě. Po určité době expozice nastává děj, při kterém se tlakové napětí prudce snižuje a část tetragonální fáze přechází na monoklinickou. Tento děj se nazývá transient, při kterém dochází ke zvýšení korozní rychlosti a změně objemu oxidické vrstvy vedoucí k možné tvorbě mikrotrhlin ve struktuře oxidu. Práce se zabývá identifikací a porovnáním tohoto přechodového děje u slitin Zircaloy-4 a Zr-Nb-O s využitím elektrochemické impedanční spektroskopie, který je možný zaznamenat díky rozdílným efektivním dielektrickým konstantám oxidických vrstev v různých fázích oxidace (před a po transientu). Efektivní dielektrické konstanty byly určeny z kapacitní odezvy oxidických vrstev.
2 Bc. Anna Golubko M2 Ing. Jana Rejková, Ph.D. Studium korozních vrstev materiálů v solné tavenině detail

Studium korozních vrstev materiálů v solné tavenině

Chloridové soli mají široké spektrum aplikací a využití v průmyslu. Lze je uvažovat pro chlazení reaktorů IV. generace (koncept MSR, ang. Molten Salt Reactor) a pro ukládání tepelné energie. Z těchto důvodů je nezbytné znát korozivní chování materiálů, které se solnou taveninou mohou přijít do styku. Pro tyto účely byla provedena expozice při teplotě 440 °C a tlaku 200 kPa v autoklávu. Vzorky byly po expozici analyzovány metodami SEM (ang. Scanning Electron Microscopy) a XPS (ang. X-ray Photoelectron Spectroscopy). 
3 Bc. Daniel Kutěj M2 Ing. Jana Rejková, Ph.D. Koroze niklových slitin v systémech CCS Vyžaduje anotaci
4 Bc. Kateřina Votavová M2 Ing. Josef Farták, Ph.D. Metodika stanovení popelotvorných a stopových prvků pomocí termického rozkladu. detail

Metodika stanovení popelotvorných a stopových prvků pomocí termického rozkladu.

Metodika stanovení popelotvorných a stopových prvků pomocí termického rozkladu byla rozdělena do 2 fází. V prvním kroku byla sledována účinnost rozkladu pevného vzorku (popílek/biomasa) v různých kyselinách. Rozklad byl proveden za podmínek termotlaké digesce. Po rozkladu vzorku bylo vizuálně vyhodnoceno, jakou účinnost daná kyselina měla. Pro rozklad vzorku byl použita HNO3, HCl, lučavka královská, HNO3 : HCl = 3 : 1. Za předpokladu vyšší koncentrace Si4+ ve vzorku byla použita HF + H3BO3. Nejúčinnější rozklad vzorku vykazovala směs HNO3 : HCl = 3 : 1. Ve druhé fázi bylo provedeno měření rozložených vzorků v kyselině metodou AAS, příp. ICP. Volba mezi oběma metodami závisela na konečné datové analýze naměřených koncentrací. Od koncentrace nižší než 0,1 mg/l bylo provedeno dodatečné měření na ICP. Dalším krokem bylo zajištění stabilní reprodukovatelnosti dat v případě identických rozkladů pevných vzorků. Především šlo o rozklad certifikovaných vzorků, tedy porovnání naměřených koncentrací s deklarovanými hodnotami. V rámci datové analýzy byly naměřené hodnoty koncentrací porovnány s hodnotami uvedenými v literatuře.
5 Bc. Adam Zalčík M2 doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D. Využití membránových procesů pro zpracování vysoce zasolených roztoků.  detail

Využití membránových procesů pro zpracování vysoce zasolených roztoků. 

Bežne ľudstvo získava vodu z prírodných zdrojov, ktoré však často neodpovedajú požadovanej potrebnej kvalite a tento nepriaznivý trend sa bude pravdepodobne ešte prehlbovať. Pre jednotlivé účely je potrebné mať rozličné kvality vôd, napríklad kvalita vody pre potravinárske, energetické alebo priemyslové využitie sa líši. Membránové technológie sú jednou z možností ako pripraviť vodu v dobrej kvalite, bez pevných čiastočiek, mikrobiálneho života a taktiež rozpustených nečistôt (ióny solí či ťažkých kovov). Na rozdiel od obdobných technológií schopných odsoľovať roztoky, membránové technológie môžu byť dobrou voľbou hlavne z dôvodu dlhodobej výdrže membrány, kontinuálnemu chodu a nižšej energetickej náročnosti ako tomu je napríklad pri destilácii. Táto práca je zameraná prednostne na stupeň odstránenia rozpustených solí z vodných roztokov pomocou rôznych typov nano filtračných membrán (NFX, NFG a NDX) a membrán reverznej osmózy. V tejto práci sa dbal dôraz na rozdielne zachytenie jednomocných a dvojmocných iónov. Ako analytická metóda pre stanovenie koncentrácie katiónov v roztokoch slúžila atómová absorpčná spektroskopie v absorpčnom spektre boli detegované kovy alkalických zemín a v emisnom alkalické kovy.    
6 Bc. Petr Čech M1 Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D. Korozní chování oceli při přechodu přes kritický bod vody detail

Korozní chování oceli při přechodu přes kritický bod vody

V rámci projektu ECC-Smart, zabývajícího se výzkumem nového, nadkritického, modulárního jaderného reaktoru je na Ústavu energeticky zkoumáno korozní chování materiálů v superkritické vodě. V rámci této práce se sleduje korozní rychlost na austenitické oceli 310S, s vysokými obsahy chromu a niklu, při přechodu z teploty 500 °C a nadkritické oblasti na teplotu zhruba 320 °C o stejném, nadkritickém tlaku a tedy kapalného skupenství. Je předpokládána odchylka od Arrheniovy rovnice.  
7 Bc. Ondřej Šot M2 Ing. Michal Jeremiáš, Ph.D. Laboratorní studie dehalogenace modelového syntézního plynu detail

Laboratorní studie dehalogenace modelového syntézního plynu

Globální energetická krize a rostoucí poptávka po čisté energii nás nutí hledat nová a efektivní řešení pro uspokojení našich požadavků. Potřeba využívat kapalná paliva v dopravním sektoru se s jistotou v následujících desítkách let nezmění. Jednou z možností výroby čistého paliva je transformace odpadních plastů na syntézní plyn procesem zplyňování. Díky obsahu nechtěných příměsí je nemožné vyrobený syngas okamžitě využít. Pochopení středněteplotního procesu sorpce halogenovodíků za přítomnosti sloučenin síry a vlhkosti je klíčem k úspěchu a prosazení této technologie na trhu. Proto je hlavním předmětem této práce ověření koncepce čistící trati na pilotní jednotce.  

240 - Ústav chemie ochrany prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Andrey Bulkin B3 Dr. Ing. Jana Chumchalová Study on usage possibilities of recycled gypsum drywall as fertiliser in agriculture detail

Study on usage possibilities of recycled gypsum drywall as fertiliser in agriculture

Gypsum drywall is a common building material. Its main compound is gypsum pressed between two cardboards containing various additives. We’ve been approached with a proposal, that waste pieces of gypsum drywall can be recycled, and used as a soil fertiliser. Our goal is to understand if two samples of waste cardboard pieces we received are safe for environment and agriculture use in their current state. At first, we have to find information about potential contaminants in raw material and manufacturing process. Then follow with series of simple toxicology tests. While researching previous studies, we’ve identified various potential contaminants coming from different sources. Like fluorine, heavy metals, petrochemicals, and antimicrobials. Sinapis alba semi-chronical toxicity test with undiluted extracts, 204 seeds were examined total. Results display that both sample solutions had shown more than 60% growth inhibition rate when compared with control group. This indicates that some compounds found in waste carboards are toxic. We will try to identify them and propose removal methods, before suggesting it as a potential fertiliser.  
2 Bc. Johanka Hibschová M2 Ing. Jiří Kroužek, Ph.D. Aplikace hydrotalcitových katalyzátorů při oxidaci VOCs ve vzduchu detail

Aplikace hydrotalcitových katalyzátorů při oxidaci VOCs ve vzduchu

Katalytická oxidace je jednou z metod redukce emisí VOCs o malých koncentracích a jejich převedení na CO2 a H2O. Tato metoda byla v této práci využita konkrétně pro rozklad toluenu, hexanu, ethylacetátu, chloroformu a perchlorethylenu pomocí katalyzátorů směsných oxidů na bázi hydrotalcitů. Cílem této práce bylo přispět k výzkumu věnovanému nalezení vhodného katalyzátoru, který by vykazoval vysokou katalytickou aktivitu při nízkých teplotách. Pro tuto práci byly vybrány katalyzátory CoMnAl a CuMnAl připravené buď z dusičnanů nebo síranů. Dále byly vybrány katalyzátory CuMnMgAl a CoMnAl, které nahrazovaly nebo redukovaly drahý Mn a Co. Byla porovnána katalytická aktivita jednotlivých katalyzátorů v závislosti na teplotě nebo průtoku pro rozklad VOCs. Katalyzátory byly vybrány z hlediska jejich účinnosti a dostupnosti.
3 Petr Jermář B3 Ing. Marek Šír, Ph.D. Kompostování v elektrickém kompostéru Rocket A900 detail

Kompostování v elektrickém kompostéru Rocket A900

Odpadů přibývá. Významnou roli hraje bio a gastro odpad. Aby při jeho rozkladu nevznikaly skleníkové plyny a nebezpečné výluhy, je potřeba tento materiál vhodně zpracovat. Tato práce se zaměřuje na zpracování tohoto typu odpadu v elektrickém kompostéru Rocket A900. Zařízení dokáže během několika málo dní zpracovat surovinu a vytvořit z ní kompost. Otázkou je, jakých kvalit tento produkt dosahuje. Proto byl tento materiál podroben analýze. Výluh z kompostu, který je určený pro finální použití a aplikaci na půdu, a výluh ze dřevní štěpky, která se využívá jako pomocný materiál pro kompostování, byly v laboratoři pomocí atomové emisní spektrometrie podrobeny stanovení obsahu těžkých kovů na kilogram sušiny. Výsledky byly porovnány s údaji uvedenými v České technické normě pro kompostování ČSN 46 5735. Bylo zjištěno, že kompost tuto normu v tomto ohledu splňuje.
4 Bc. Romana Kopecká M2 Ing. Jiří Hendrych, Ph.D. Oxidace vodného roztoku naproxenu pomocí pulzního korónového výboje v plynné fázi: vliv provozních parametrů detail

Oxidace vodného roztoku naproxenu pomocí pulzního korónového výboje v plynné fázi: vliv provozních parametrů

Naproxen je široce používaný nesteroidní protizánětlivý lék, který není plně metabolizován v lidském těle, což způsobuje jeho výskyt v odpadních vodách. Konvenční metody čištění odpadních vod nejsou pro jeho plné odstranění dostatečné a pokročilé oxidační procesy se jeví jako možné řešení tohoto problému. Zástupcem pokročilých oxidačních procesů je pulzní korónový výboj, jehož použití v různých podmínkách bylo zkoumáno v práci s názvem Oxidace vodného roztoku naproxenu pomocí pulzního korónového výboje v plynné fázi: vliv provozních parametrů. Výzkum poukázal na vhodnost použití pulzního korónového výboje k oxidaci naproxenu na základě dosažení vysoké energetické účinnosti, a také na použití surfaktantu jako prostředku ke zvýšení míry degradace látky. Slibné výsledky této práce poskytují podklady pro provedení dalšího výzkumu, který by podpořil zavedení metody ve větším měřítku.  
5 Bc. Adam Loos M1 Ing. Václav Durďák, Ph.D. Studium procesu nedisperzní extrakce izomerů HCH z modelových odpadních vod detail

Studium procesu nedisperzní extrakce izomerů HCH z modelových odpadních vod

Hexachlorcyklohexan (HCH) byl v minulém století využívaný v zemědělství. Izomer γ má pesticidní vlastnosti a je dle IARC hodnocen jako karcinogenní látka pro člověka. Společně s izomery α a β je v rámci Stockholmské úmluvy zapsán na rozšířeném seznamu POPs z roku 2009. Důsledkem toho je výroba HCH převážně zastavena a jeho použití výrazně omezeno. Vzhledem k vysoké bioakumulaci a persistenci má HCH tendenci v životním prostředí setrvávat. Vůči ostatním POPs má navíc relativně vyšší rozpustnost ve vodě a díky semi-těkavosti se dokáže přenášet i na delší vzdálenosti. V Evropě není dořešena problematika úložišť, na něž byl ukládán nevyužitý HCH a vedlejší produkty jeho výroby. Velké množství úložišť není dostatečně zabezpečeno vůči přestupu uložených látek do životního prostředí. Největší riziko představují lokality v blízkosti úložišť, kde se kontaminace týká půdy či vodních zdrojů. Vzhledem k toxicitě izomerů HCH je znečištění rizikové zvláště pro pitné vody, a je tedy nutné ho odstranit. Inovativní metodu dekontaminace vodních zdrojů představuje nedisperzní extrakce na mikroporézní membráně. Metoda nabízí relativně vysokou účinnost z hlediska velikosti membrány i časové náročnosti a poskytuje novou alternativu k zavedeným metodám, jako je adsorpce na aktivním uhlí.
6 Bc. Hedvika Roztočilová M2 Mgr. Klára Anna Mocová, Ph.D. Studium ekologie rostlin pomocí nanočástic  detail

Studium ekologie rostlin pomocí nanočástic 

Nanotechnologie nacházejí praktické uplatnění v celé řadě odvětví. Významný potenciál mají i pro současný výzkum ekologie rostlin. Jednou z možností ve vývoji nových metod trasování dusíku v rostlinách je využití polovodičových nanočástic – kvantových teček. Tyto fluorescenční částice emitují záření v různých oblastech viditelného světla v závislosti na své velikosti. Po konjugaci částic se sloučeninami dusíku a excitaci vhodným zdrojem záření lze pozorovat pohyb v exponované rostlinné tkáni. Díky tomu je možné zviditelnit přesun dusíku mezi jedinci a porozumět tak interakcím, které probíhají ve sledované rostlinné komunitě. Cílem této práce byla syntéza vhodných částic pro aplikaci v rostlinných systémech a jejich charakterizace. K ověření úspěšnosti syntézy byla použita spektrofotometrická analýza a nukleární magnetická rezonance. K monitoringu pohybu biokonjugátů v rostlině byla využívána především technika fluorescenční mikroskopie.  



7 Bc. Serzhan Sadykov M2 Mgr. Klára Anna Mocová, Ph.D. Effects of biochar on plant growth and rhizospheric microbial activity detail

Effects of biochar on plant growth and rhizospheric microbial activity

This study is focused on the effects of biochar application on soil, particularly its effects on rhizospheric microorganisms, plant growth and their resistance to heavy metals. For this purpose, several experiments were conducted including activity tests of dehydrogenase and urease soil enzymes, root morphology image analysis, and physiological measurements of the plants grown in different soil. Samples for this experiment contained either lead contaminated soil collected at the Příbram mine or standard soil Lufa 2.4, which served as a control. Biochar that was added to the soil came from Zlatá Olešnice. The aim of the research was to determine the possible positive effects of biochar on barley plants and microorganisms living in soil contaminated with lead. Results have shown an increase in activity of the urease enzyme in the soil amended with biochar. At the same time, the application of biochar did not show an improvement in dehydrogenase activity for both soils. Furthermore, barley grown in the soil with biochar also did not show improvements in the size of shoots and roots.
8 Bc. Eliška Vedralová M1 Ing. Radek Vurm, Ph.D. Stanovení parametru AT4 pomocí přístroje DIROXAM pro různé typy vzorků detail

Stanovení parametru AT4 pomocí přístroje DIROXAM pro různé typy vzorků

Se zvyšujícím se počtem obyvatelstva a životní úrovní stále narůstá celková produkce odpadů, zejména biologicky rozložitelných odpadů a biologicky rozložitelných komunálních odpadů. Při skládkování těchto typů odpadů se z důvodu jejich značné mikrobiální aktivity a nestability uvolňují skleníkové plyny a toxické látky do okolního prostředí. Proto je nutné je efektivně zpracovávat, a to nejlépe s následným materiálovým a energetickým využitím. Pro hodnocení stability odpadů a produktů z jejich zpracování se využívá mimo jiné parametru AT4. Ten vyjadřuje množství kyslíku vztažené na gram sušiny vzorku, které bylo spotřebováno mikroorganismy v něm přítomnými v průběhu 4 dní. Jeho hodnota ve své podstatě kvantifikuje obsah rozložitelné organické hmoty. Ve vztahu k české legislativě je významný zejména, co se týče ukládání odpadů a výstupů z jejich zpracování na skládky. Zákon č. 541/2020 Sb. o odpadech v ustanovení § 40 odst. 1 říká, že od roku 2030 nebude možné na skládky odpadů mimo jiné ukládat ty odpady, které také vykazují hodnotu biologické stability AT4 vyšší než 10 mg O2/g sušiny. Cílem této práce bylo na základě měření parametru AT4 u různých typů vzorků pomocí respirometru DIROXAM® z produkce české firmy Diram s.r.o určit vhodný a efektivní postup pro jeho stanovení.  

241 - Ústav udržitelnosti a produktové ekologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Martina Hájková M1 prof. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA Environmentální profil obalů na výrobky osobní hygieny detail

Environmentální profil obalů na výrobky osobní hygieny

Udržitelnost produktů osobní péče má čím dál větší roli v přístupu „product excellence“ společností a stává se častým předmětem zájmů vědeckých pracovišť i samotných spotřebitelů. Jedním z cílů v této oblasti je hledání udržitelnějších způsobů balení výrobků osobní hygieny. V příspěvku jsou porovnávány environmentální dopady životního cyklu šesti obalů tuhých a tekutých mýdel určených pro mytí rukou. Výběr obalů byl proveden tak, aby pokryl celkovou nabídku na současném českém trhu. Určení míry environmentální udržitelnosti obalů vyžaduje kvantifikování všech dopadů na životní prostředí. Nejvhodnější nástroj pro takové posouzení je mezinárodně standardizovaná metoda Life Cycle Assessment (LCA), při které dochází k vyčíslení environmentálních dopadů v rámci celého životního cyklu daného produktu. V tomto konkrétním případě byla LCA analýza realizována s důrazem na odpadové hospodářství jednotlivých druhů obalů. 
2 Antonín Hálek B2 Ing. Mgr. Ekaterina Korotenko Využití stabilizace a solidifikace pro zpracování pevných zbytků ze ZEVO detail

Využití stabilizace a solidifikace pro zpracování pevných zbytků ze ZEVO

Popílek je vedlejším pevným proudem vznikajícím při spalování odpadu v zařízeních na energetické využití odpadu (ZEVO), který je považovaný za nebezpečný odpad kvůli vysokému obsahu rozpustných solí, těkavých těžkých kovů a perzistentních organických polutantů (POPs). Roční produkce popílku v České republice je přibližně 20 000 tun a stále roste. V současné době se popílky ukládají do odkaliště v Mydlovarech, kapacita je ale omezená a bude v nejbližší době vyčerpána. Alternativním řešením je export popílku do solných dolů v Německu; tento způsob je však ekonomicky neefektivní a neodpovídá aktuálním trendům. Proto je potřeba navrhnout efektivní, jednoduchý a ekonomicky udržitelný způsob nakládání s popílky ze ZEVO. Práce představí výsledky zpracování popílků ze ZEVO v ČR pomocí stabilizace a solidifikace. Byly testovány 3 způsoby stabilizace: vodní vypírka, extrakce pomocí kyselé technologické vody ze ZEVO (quenche) a dvoustupňová metoda kombinující oba předcházející způsoby. Stabilizované popílky byly solidifikovány pomocí cementových pojiv a vhodných aditiv. Byly hodnoceny fyzikálně-chemické a environmentální vlastnosti popílku v různých stupních zpracování. Z výsledků plyne, že kombinací stabilizačních a solidifikačních kroků lze odstranit nebezpečné vlastnosti popílků ze ZEVO.  



3 Bc. Petra Kšenžighová M2 prof. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA Indikátory cirkularity a environmentálne dopady nápojových obalov detail

Indikátory cirkularity a environmentálne dopady nápojových obalov

Súčasnou dôležitou témou v oblasti výskumu je prechod od lineárneho k obehovému hospodárstvu a možnosť merania miery obehovosti výrobkov či systémov. Meranie sa uskutočňuje prostredníctvom indikátorov cirkularity, ktoré sa rozdeľujú na úrovne nano, mikro, mezo a makro. Priemyselné odvetvia prispievajú k environmentálnym problémom v dôsledku svojej závislosti od fosílnych palív, nadmerného využívania zdrojov a tvorby odpadu. V práci bol skúmaný nápojový priemysel, v ktorom sa vo veľkej miere používajú obalové materiály a likvidujú sa pomocou rôznych techník nakladania s odpadmi po skončení životnosti. Súčasťou práce sú namodelované životné cykly obalov nealkoholických nápojov z rôznych materiálov. Jednotlivé materiálové toky obalov nápojov boli porovnávané s použitím metódy LCA a s výpočtom hodnoty indikátora materiálovej cirkularity (MCI).  

319 - Ústav biotechnologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Lenka Aichingerová M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Antimikrobiální aktivita nanočástic stříbra připravených pomocí rostlinných extraktů detail

Antimikrobiální aktivita nanočástic stříbra připravených pomocí rostlinných extraktů

V současnosti dochází k velikému rozmachu využívání nanočástic a jiných nanostruktur díky jejich unikátním fyzikálně‑chemickým vlastnostem. Z nanočástic jsou to převážně nanočástice stříbra (AgNPs), které se díky svým antimikrobiálním vlastnostem, ukázaly jako velice slibný materiál pro různé aplikace v medicíně, jako součást antimikrobiálních látek, lékových nosičů a diagnostických preparátu. Tato práce se zaměřuje na antimikrobiální aktivitu nanočástic proti suspenzním buňkám grampozitivní bakterie Enterococcus faecalis (ATCC 51229), gramnegativní bakterie Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883) a kvasinky Candida parapsilosis (ATCC 22019). Pro experimenty byly zvoleny dva vzorky biosynteticky připravených nanočástic stříbra. Monodisperzní nanočástice s velikostí v rozmezí 5‑20 nm a polydisperzní nanočástice s širším rozmezím velikostí 10‑40 nm. Testování antimikrobiální aktivity nanočástic stříbra o určitých koncentrací bylo prováděno v mikrokultivačním zařízení Bioscreen C. Nanočástice se ukázaly jako velmi účinné vůči gramnegativní K. pneumoniae a kvasince C. parapsilosis, zatímco výraznějšího snížení růstu E. faecalis nebylo dosaženo použitím ani jedné z testovaných disperzí AgNPs.  
2 Bc. Karina Amineva M2 prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová Characterization of intracellular localization of DHX15 helicase. detail

Characterization of intracellular localization of DHX15 helicase.

In a growing number of in vitro studies, RNA helicases have been found to be involved in immune responses to viruses by acting as viral RNA sensors or immune signaling adapters. The cellular RNA helicase DHX15 has an essential role in the retroviral lifecycle, however the exact mechanism of its cellular localization and function have yet to be determined. The present work aims to determine the localization of the DHX15 helicase in Mason-Pfizer monkey virus (M-PMV) infected cells, which would help us to predict its function during virus replication. By transfection of COS-1 and HEK293 cells with the vector encoding the entire M-PMV genome, we confirmed that DHX15 is incorporated in the M-PMV virions produced in both human and monkey cells. Initially, the localization of DHX15 in M-PMV infected and non-infected cells was determined by confocal microscopy. To further support our finding that DHX15 is present in both nuclear and cytosolic compartments, immunochemical analysis was used. Following the separation of nuclear and cytosolic fractions, the presence of DHX15 proteins was confirmed in both fractions of M-PMV infected and non-infected HEK 293 cells.  
3 Bc. Anastasiya Barynava M2 Ing. Monika Kumherová, Ph.D. Polotuhé vaginální přípravky s obsahem laktobacilů detail

Polotuhé vaginální přípravky s obsahem laktobacilů

Složení vaginální mikroflóry určuje zdravotní stav ženy. Ve vaginálním traktu zdravé ženy by měly převládat bakterie rodu Lactobacillus. Laktobacily produkují kyselinu mléčnou, která brání rozvoji patogenních bakterií. Vybrané kmeny laktobacilů produkují také peroxid vodíku a různé bakteriociny, které vykazují antimikrobiální efekt. Existuje souvislost mezi nepřítomností (resp. nízkou koncentrací) vaginálních laktobacilů a rozvojem vaginálních infekcí. Probiotické přípravky s obsahem laktobacilů se používají k prevenci infekcí vaginálního traktu a močových cest. Použití probiotických bakteriálních kultur stimuluje růst preferovaných mikroorganismů, vytlačuje potenciálně škodlivé bakterie a posiluje přirozené obranné mechanismy systému.  V této práci byla sledována stabilita lyofilizovaných laktobacilů, byla sledována jejich antibakteriální a antikandidózní aktivita. Navíc byly sledovány rezistence laktobacilů na antibiotika a autoagregace laktobacilů. Byly připraveny směsi mastí a oleogelů. U vybraných směsí byly dále sledovány obsah tuhých podílů a bod tání. Dále do vybraných směsí byly přidány lyofilizované laktobacily a byla sledována jejich stabilita v dané lékové formě.  
4 Bc. Daniela Basařová M2 prof. Dr. Ing. Petra Patáková Charakterizace probiotické bakterie Clostridium butyricum detail

Charakterizace probiotické bakterie Clostridium butyricum

Bakterie Clostridium butyricum je významným představitelem rodu Clostridium. Pro bakterie tohoto rodu je typický růst v anaerobním prostředí a schopnost vytvářet velmi odolné spory. Do většího povědomí se bakterie dostala díky schopnosti produkovat organické kyseliny, jako jsou kyseliny mléčná a máselná, které hrají významnou roli při zamezení růstu patogenních mikroorganismů v mikroflóře savců. Proto je Clostridium butyricum využívána jako probiotikum, a to jak v lékové formě (jakožto humánní probiotický doplněk stravy) nebo jako přídavek do krmiv hospodářských zvířat. O bakterii, která je považována za modelový organismus rodu Clostridium, ale existuje překvapivě málo informací. Cílem práce je proto charakterizace této bakterie. Práce se zaměřuje např. na studium její schopnosti produkovat kyselinu máselnou a mléčnou během svého růstu nebo na spotřebu růstových substrátů z média. Toto je studováno jak při individuálních kultivacích, tak při kultivaci v bioreaktoru. Dále je zkoumán vliv různých růstových podmínek, jako je vliv pH nebo přítomnost železa, a schopnost bakterie za těchto podmínek sporulovat.  
5 Bc. Kateřina Bašusová M2 Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Antiproliferační účinky fluorescenčních a fototoxických konjugátů taxolu s BODIPY detail

Antiproliferační účinky fluorescenčních a fototoxických konjugátů taxolu s BODIPY

Taxol je mitotický jed, který efektivně inhibuje proliferaci nádorových buněk. Působí však i na buňky nenádorové a jeho použití tak vede k řadě nežádoucích účinků. Proto jsou vyvíjeny deriváty taxolu zvyšující jeho selektivitu k nádorovým buňkám a kombinovaná léčiva pro využití v teranostice a multimodální terapii. V této práci byly studovány čtyři konjugáty taxolu, ke kterému byl v pozici C-7 nebo C-2´ připojen 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacen (BODIPY) a jeho jodovaný derivát. Byla stanovena jejich cytotoxicita v prsních nádorových (MCF-7, UFH-001) a nenádorových (HMEpiC) buňkách, fototoxicita v buňkách MCF-7 a UFH-001 a schopnost stabilizace mikrotubulů v buňkách MCF-7 transientně produkujících tubulin ve fúzi s fluorescenčním proteinem. Bylo zjištěno, že po 72 h působí všechny konjugáty oproti taxolu na nádorové buňky méně toxicky. Toxičtěji působily na nádorové buňky konjugáty s BODIPY na C-2‘ taxolu. Nejnižší cytotoxicitu vykazovaly konjugáty v buňkách HMEpiC. Koncentračně závislá fototoxicita byla pozorována pro oba konjugáty taxolu s jodo-BODIPY. Konjugáty s vazbou BODIPY na C-2‘ taxolu (1 mM) stabilizovaly mikrotubuly po 10 a 15 min., taxol (1 mM) po 5 min., ostatní konjugáty měly nižší účinek. Výsledky ukazují dobré vlastnosti látek, budou tedy dále studovány.  
6 Bc. Gizem Candir M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Effect of medium composition on physiology and metabolism of solventogenic clostridia detail

Effect of medium composition on physiology and metabolism of solventogenic clostridia

Solventogenic clostridia species are able to anaerobically metabolize a wide range of carbon sources including saccharides derived from lignocellulosic biomass to produce ethanol, butanol, acetone, acetic and butyric acids. In this work, four strains Clostridium beijerinckii NCIMB 8052, Clostridium beijerinckii NRRL B-598, Clostridium saccharoperbutylacetonicum DSM 1731, and Clostridium diolis DSM 15410 were cultivated in culture media with glucose, xylose and lactic acid as carbon sources. Concentration of metabolites formed, growth rate and sporulation  was monitored using ion exchange HPLC, spectrophotometry and phase contrast microscopy, respectively. The next steps of the project will be focused on the effect of changes in the mineral content of the media composition, the impact of CaCO3 as a buffering substance, and the addition of methyl viologen and neutral red as artificial electron carriers. 
7 Bc. Thi Nga Dao M2 prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová Deriváty bevirimatu a jejich vliv na infektivitu a maturaci HIV-1 detail

Deriváty bevirimatu a jejich vliv na infektivitu a maturaci HIV-1

Inhibitory maturace HIV-1 neboli zrání virové částice zabraňují virové proteáze štěpit polyprotein Gag mezi kapsidovou a SP1 doménou. Tím zabraňují vzniku virového jádra tzv. core. Výsledkem je neinfekční virová částice, neschopná infikovat další buňky. Klinická studie nejvýznamnějšího inhibitoru maturace – bevirimatu byla zastavena kvůli často se vyskytujícímu polymorfismu SP1 domény polyproteinu Gag. Tento polymorfismus snižoval citlivost viru k léčivu.  V této práci byl pomocí lentivirového systému testován vliv nových inhibitorů maturace, odvozených od bevirimatu na infektivitu HIV-1 divokého typu. Dále byl testován vliv bevirimatu na infektivitu tří bevirimat-rezistentních mutantů CA-SP1 domény, které se přirozeně vytváří při vystavení pacientů vlivu bevirimatu. Byly selektovány dva nejúčinnější inhibitory, u kterých bude dále testován jejich vliv na infektivitu těchto tří mutantů. V další části práce se budeme věnovat objasnění mechanismu účinku těchto dvou inhibitorů maturace.
8 Bc. Daniela Doubková M1 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Vliv epigenetických modulátorů na produkci sekundárních metabolitů houby Monascus purpureus detail

Vliv epigenetických modulátorů na produkci sekundárních metabolitů houby Monascus purpureus

Monascus purpureus je houba s významným biotechnologickým využitím. Produkuje širokou škálu biologicky aktivních sekundárních metabolitů. Mezi nejvýznamnější látky řadíme barevné pigmenty využívané již po staletí v potravinářství v asijských zemích, hypolipidemikum lovastatin a nefrotoxický citrinin. Produkci těchto látek lze ovlivnit složením média a volbou kultivačních podmínek. V našem výzkumu jsme sledovali vliv přídavku epigenetických modulátorů, které mohou ovlivňovat expresi genů odpovědných za syntézu různých metabolitů. Konkrétně jsme jako modulátory zvolili butyrát sodný a nikotinamid, které byly přidávány do médií pro submersní kultivaci Monascus pupureus DBM 4360.  Z dosavadních experimentů vyplývá, že zatímco nikotinamid významně produkci pigmentů ani citrininu neovlivnil. Přídavek butyrátu sodného inhiboval produkci všech pigmentů a snížil produkci citrininu, což je opačný efekt, než jaký jsme očekávali.  
9 Bc. Sabina Farková M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Vliv magnetického pole na kvasinky detail

Vliv magnetického pole na kvasinky

Tento projekt se zabýval studiem vlivu statického magnetického pole na růst kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Cílem práce bylo zjistit účinek na proliferaci buněk, počet buněk a celkové ovlivnění růstové křivky. Sledována byla optická denzita, počet buněk a celkový stav kultury. Bylo shledáno, že za určitých podmínek nižší vitality a viability kvasničných buněk má homogenní statické magnetické pole pozitivní vliv na růst kvasinek v exponenciální fázi růstové křivky. Dle počítání buněk obarvených methylenovou modří v Bűrkerově komůrce bylo zjištěno, že vystavení kvasničné kultury magnetické indukci o velikosti 140 mT nijak nepůsobí na úmrtnost kvasinek. U vysoce vitálních a viabilních buněk Saccharomyces cerevisiae růst při aplikaci statického magnetického pole neprokazoval žádné rozdíly oproti neexponovaným vzorkům. Závěrem lze říci, že pro získání jednoznačných výsledků pro potenciální využití v průmyslových aplikacích by bylo třeba dále opakovat experimenty a udržovat absolutní opakovatelnost použitých podmínek.  
10 Bc. Karel Fous M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Antifoulingové vlastnosti polymerních nátěrů na bázi ligninu detail

Antifoulingové vlastnosti polymerních nátěrů na bázi ligninu

Mikroorganismy jsou schopny kolonizovat téměř jakýkoliv povrch od různých typů půd přes minerály až po živé organismy. Výjimkou nejsou ani trupy lodí, které mohou být po vzniku biofilmu dále kolonizovány mnohobuněčnými organismy. Tento nežádoucí jev se označuje jako biofouling. I tenká vrstva biofilmu uchyceného na trupu lodi může loď zpomalovat či napomáhat vzniku koroze, což přináší vyšší ekonomické náklady. Je snaha předcházet vzniku biofilmu úpravou povrchu vedoucí k omezení buněčné adheze. Na partnerské Universitě v Luleå jsou vyvíjeny nové materiály s předpokládanými antimikrobiálními a antifoulingovými vlastnostmi. Jedná se o polymerní nátěry rozpustné v acetonu, jejichž aktivní složkou jsou frakce ligninu izolované z bukového a smrkového dřeva. Cílem této práce bylo stanovit vliv nátěrů s různým obsahem ligninu na adhezi mikroorganismů, konkrétně dvou mořských bakterií Pseudoalteromonas atlantica a Marinobacter nauticus. Antiadhezivní účinek nátěrů byl rovněž testován proti bakterii Pseudomonas aeruginosa, která je považována za modelový mikroorganismus tvorby bakteriálního biofilmu. Většina nátěrů na bázi ligninu vykazovala lepší výsledky v porovnání s komerčně dostupnými nátěry. Rovněž byla zjištěna závislost adheze mikroorganismu na koncentraci ligninu.  
11 Bc. Anna Fraňková M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Vliv zdroje uhlíku na produkci sekundárních metabolitů u Monascus purpureus a Monascus pilosus detail

Vliv zdroje uhlíku na produkci sekundárních metabolitů u Monascus purpureus a Monascus pilosus

Tato práce se zabývá vlivem zdroje uhlíku na tvorbu primárních a sekundárních metabolitů hub Monascus purpureus DBM 4360 a Monascus sp. DBM 4361. Oba kmeny byly kultivovány v kapalném médiu s různými zdroji uhlíku. Po ukončení kultivací byla stanovena koncentrace vybraných metabolitů v kultivačním médiu a extraktu z biomasy. Jako majoritní produkt primárního metabolismu byla u obou kmenů nalezena kyselina jablečná. Spektrum sekundárních metabolitů bylo odlišné pro jednotlivé kmeny, přičemž Monascus sp. DBM 4361 tvořil celkově méně pigmentů a netvořil citrinin, nejvyšší koncentrace pigmentů v médiu a biomase byla dosažena pro glycerol. Monascus purpureus DBM 4360 tvoří jak pigmenty, tak mykotoxin citrinin, nejméně bylo citrininu na médiu s celobiosou a galaktosou, tomu odpovídala minimální produkce pigmentů. Naopak nejvíce pigmentů bylo při kultivaci na fruktose, kde bylo získáno i nejvíce citrininu, a to jak v médiu, tak v extraktu.  
12 Bc. Markéta Gabrielová M1 doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D. Aditivní účinky antibiotik a přírodních látek na buňky rodu Candida detail

Aditivní účinky antibiotik a přírodních látek na buňky rodu Candida

Rod Candida je oportunní lidský patogen, který může způsobit vážná onemocnění. Na patogenitě mikroorganismů se podílí virulentní faktory, mezi které řadíme mimo jiné tvorbu biofilmu a produkci enzymů (např. fosfolipázy, proteázy). K léčbě infekcí způsobených rodem Candida se často využívají látky klotrimazol a flukonazol. V poslední době však pozorujeme trend zvyšující se rezistence především vůči flukonazolu. Cílem této práce je najít alternativní cestu léčby, která kombinuje účinek dostupných antibiotik s přírodními látkami (Bioswellix, vinný extrakt). Vliv kombinace látek byl testován na buňky biofilmu čtyř kmenů Candida (C. tropicalis DBM 2166, C. parapsilosis CCM 8260, C. parapsilosis DBM 2165, C. krusei CCM 8271). Největší inhibiční efekt měla kombinace flukonazolu s Bioswellixem na kmen C. tropicalis DBM 2166, kdy při kombinaci 5 mg/l Bioswellix + 25 mg/l flukonazol došlo k omezení tvorby biofilmu o 73,4 % oproti kontrole. Z řady virulentních faktorů byl otestován vliv na proteázovou, fosfolipázovou a hemolytickou aktivitu a hydrofobicitu buněčného povrchu buněk biofilmu. Kombinace 20 mg/l Bioswellix + 25 mg/l klotrimazol účinně snížila fosfolipázovou aktivitu u kmene C. krusei CCM 8271.
13 BSc. Anton Girda M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Biogenic Amines in Beer. Formation, Detection and Quantification. Implications in Beer Production.  detail

Biogenic Amines in Beer. Formation, Detection and Quantification. Implications in Beer Production. 

Biogenic Amines in Beer. Detection and Quantification. Implications in Beer Production.  The presentation will cover a part of the diploma work that I am ongoingly working on. Introduction to the topic will explain how biogenic amines are formed in beer. Implications for health of consumers will also be included in the introduction. Hence, the first part of the explanation for why this topic is relevant. The connection between biogenic amines and contamination during the production process will also be explained in the introduction.  The following part will briefly cover the methodology of detection and quantification (HPLC-DAD) including some specific preparations which are required for detection (treatment with dansyl-chloride).  Following the methodology, the concluding part of the presentation will present some preliminary results, which are currently available “on-hand”, and draw the connection to the ongoing work, its goals and theoretical background. The connection to the field of biotechnology will also be drawn as a conclusion to explain the purpose of the study.  Throughout the presentation various references to already existing findings and studies will be made to connect the ongoing experiment with “real-life data”. 
14 Bc. Jana Havlíková M2 doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D. Studium metabolomu a mikrobiomu na myším APP modelu Alzheimerovy choroby detail

Studium metabolomu a mikrobiomu na myším APP modelu Alzheimerovy choroby

Metabolom je přímou odpovědí biologického systému na genetické, enviromentální či biologické změny. Kromě toho je ovlivněn i střevní mikrobiotou, která se podílí na správné metabolické a imunitní funkci, jelikož produkcí metabolitů komunikuje s centrální nervovou soustavou skrze obousměrnou osu mikrobiom-střevo-mozek. Přestože neexistuje definice zdravého složení střevní mikrobioty, narušení rovnováhy podáním antibiotik, obezitou či stresem může přispívat k neurodegenerativním onemocněním jako je Alzheimerova choroba. Cílem této práce je studium metabolomických změn a mikrobiální diverzity vyvolaných vysokotukovou dietou a léčbou (liraglutid a lipidovaný analog peptidu uvolňující prolaktin) ve fekálních vzorcích myšího modelu s patologií amyloidu β simulující ranou fázi Alzheimerovy choroby. Mikrobiální složení bylo stanoveno pomocí Illumina Mi-seq technologie, a metabolom byl analyzován necílenou metabolomikou na kapalinové chromatografii s hmotnostní spektrometrii. Vlivem vysokotukové diety byly identifikovány významně změněné metabolity (p<0,05) ze skupin aminokyselin, dipeptidů, nukleotidů a nukleosidů, zároveň došlo ke změně zvýšení poměru mikrobiálních kmenů Firmicutes/Bacteroidetes, který bývá spjat s obezitou. Vliv léčby se projevil pouze na úrovni fekálního mikrobiomu.  
15 Bc. Ivana Jačalová M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Vliv extraktů révy vinné na mikroorganismy trávicího traktu detail

Vliv extraktů révy vinné na mikroorganismy trávicího traktu

Vedľajšie produkty pri výrobe vína sa ukazujú ako cenný zdroj polyfenolových látok, ktoré môžu mať potenciál pri prevencii ochorení tráviaceho traktu. V tejto práci boli charakterizované etanolové extrakty zo strapín, matolín a letorastov Vitis vinifera z hľadiska ich potenciálu pre antioxidačnú aktivitu a obsah významných biologicky aktívnych látok. Bol pozorovaný vplyv extraktov a vybraných antibiotík na tvorbu biofilmu významných oportúnnych patogénov GIT (Escherichia coli CCM 4787 sérovar O157:H7, Bacillus cereus CCM 2010T a Staphylococcus aureus subsp. aureus CCM 4516) pomocou sledovania metabolickej aktivity buniek s využitím MTT činidla. Analyzované extrakty z Vitis vinifera boli zo sledovaných zástupcov stilbenoidov bohaté na katechín, najvyššiu antioxidačnú aktivitu vykazovali extrakty zo strapín, najvyšší celkový obsah polyfenolov extrakty z letorastov. S. aureus sa ukázal ako pomerne rezistentný voči ampicilínu (došlo maximálne k 71 % inhibícii). Pri použití extraktov s koncentráciou polyfenolov 100 mgGA/l a vyššie došlo k inhibícii všetkých sledovaných mikroorganizmov oproti kontrole bez ohľadu na druh použitého extraktu.
16 Petra Karásková M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Srovnání tradičního chmelovaru s procesem využívajícím kavitaci detail

Srovnání tradičního chmelovaru s procesem využívajícím kavitaci

Cílem práce je provedení experimentů ověřujících předpokládané účinky hydrodynamické kavitace na průběh izomerace α-hořkých kyselin a porovnání tohoto procesu s tradičním chmelovarem. Experimentální mladina je připravována při teplotách nižších než 100 °C na klasické 1 hl varně s přidaným kavitačním okruhem obsahujícím čerpadlo a Venturiho trubici. Z dosavadních výsledků je zřejmé, že hydrodynamická kavitace zintenzivňuje izomeraci α-hořkých kyselin a k izomeraci dochází v dostatečné míře při teplotách pod 100 °C. Během experimentů při teplotě 90 °C s využitím kavitace bylo dosaženo srovnatelných účinností izomerace jako za podmínek klasického chmelovaru. Předmětem dalších experimentů bude porovnání procesu využívajícího kavitaci s klasickým chmelovarem na základě vybraných parametrů (odpar, barva, lom, TBA, obsah DMS, silic).  
17 Bc. Martin Klingel M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Chmel a chmelové látky jako antimikrobiální konzervant detail

Chmel a chmelové látky jako antimikrobiální konzervant

Chmelová rostlina disponuje mnoha zdraví prospěšnými látkami. Některé z nich, ale zejména ty, řadící se mezi chmelové pryskyřice, skýtají značný potenciál pro možné uplatnění jako eliminační faktor mikrobiální kontaminace v potravinách. Jako nejvhodnější pro potenciální výzkum se jeví α- a β- kyseliny. Jejich strukturu je možné po chemické stránce popsat jako deriváty fluoroglucinolu. Alfa- i β- kyseliny mají prokázány antimikrobiální účinek zejména proti G+ bakteriím a v menší míře proti G- bakteriím. Takové působení pryskyřic se může projevovat v podobě bránění aktivního transportu či inhibicí dýchacího řetězce bakterií. Cílem této práce bylo ověřit výsledky prezentované v odborné literatuře, tedy působení kyselin na G+ bakterie a pokusit se o získání pozitivních výsledků u působení těchto pryskyřic na G- bakterie. Dalším vytyčeným bodem v této práci bylo srovnání baktericidních účinků α- a β-kyselin s průmyslově používaným konzervantem E202 (sorban draselný). Aktuálně se analyzuje reprodukovatelnost získaných výsledků a provádí se aplikace na širším vzorku bakterií, ať už G+, tak i G-. V případě získání pozitivních a jednoduše opakovatelných výsledků je v úvahu i možná následná aplikace těchto kyselin v průmyslu jako alternativní možnost pro konzervaci a delší úchovu potravin.
18 Bc. Anna Kolková M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Příprava nanočástic ovlivňujících virulenci rodu Pseudomonas detail

Příprava nanočástic ovlivňujících virulenci rodu Pseudomonas

Vzhledem k rychlému nárůstu antimikrobiální rezistence způsobené nadměrným používáním antibiotik je zapotřebí neustále vyvíjet nové antibakteriální látky. Použití nanočástic (NPs) by proto mohlo být vhodnou alternativou ke konvenčním antibiotikům. Cílem této práce je nalezení nejvhodnější metody přípravy biologicky rozložitelných NPs z přírodních polymerů, ligninu (Lig) a chitosanu (CS). Pro přípravu Lig-NPs byly testovány 3 odlišné metody – dialýza, kyselá precipitace a antisolvent metoda. Sférické nanočástice s nejnižším indexem polydisperzity a s velikostí v rozmezí od 50 do 450 nm se podařilo připravit dialýzou při vstupní koncentraci Lig 0,5 mg/ml. V případě CS-NPs byla pro přípravu zvolena metoda iontové gelace. Z důvodu agregace NPs v kultivačním médiu byl nízkomolekulární chitosan v přípravě CS-NPs nahrazen trimethylchitosanem (TMC). TMC-NPs o velikosti v rozmezí 70 až 130 nm se podařilo připravit při poměru reakčních činidel TMC a tripolyfosfátu (TPP) 8,3:1,7 (ml TMC:ml TPP) o vstupních koncentracích 1 mg/ml. Oba úspěšně připravené systémy NPs budou testovány z hlediska antimikrobiální a antivirulenční aktivity vůči Pseudomonas aeruginosa.  



19 Bc. Kamila Koppová M2 prof. Dr. Ing. Petra Patáková Produkce a biologická aktivita červených ve vodě rozpustných pigmentů produkovaných houbou Monascus detail

Produkce a biologická aktivita červených ve vodě rozpustných pigmentů produkovaných houbou Monascus

Houba Monascus je významným producentem oligoketidových pigmentů, které mají především v asijských zemích hojné využití jako potravinářská barviva. Kromě pigmentů se může tvořit i mykotoxin citrinin či monakolin K. Všechny tyto sekundární metabolity jsou v poslední době zkoumány jako možné inhibitory enzymů zodpovědných za rozvoj diabetu nebo hyperlipidémie. První část práce je věnována submerzní kultivaci houby Monascus purpureus Monascus sp. v médiích lišících se zdrojem dusíku a hodnotou pH. Nejběžnějším zdrojem dusíku pro kultivaci této houby je kvasničný extrakt, nicméně růst a produkce sekundárních metabolitů byla pozorována také při kultivaci na glutamátu sodném či dusičnanu sodném. Nižší koncentrace pigmentů byla dle zabarvení pozorovatelná i při růstu na chloridu amonném. Stanovení extracelulárních a intracelulárních sekundárních metabolitů v médiu po kultivaci a v extraktech z mycelia bylo provedeno pomocí UHPLC. Druhá část práce je zaměřena na testování biologických aktivit sekundárních metabolitů, především červených pigmentů. Právě tyto pigmenty jsou rozpustné ve vodě a jejich vodné roztoky je možné použít pro testy enzymové inhibice. Ostatní produkované pigmenty jsou rozpustné pouze v ethanolu či DMSO, tato rozpouštědla však interferují s enzymatickými testy.  
20 Bc. Klára Kušková M2 prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová Charakterizace alosterických míst RNA-dependentní RNA polymerasy SARS-CoV-2 detail

Charakterizace alosterických míst RNA-dependentní RNA polymerasy SARS-CoV-2

Virus SARS-CoV-2 se poprvé objevil v prosinci roku 2019 v čínském Wuchanu a během několika měsíců se rozšířil do celého světa a způsobil světovou pandemii. Cílem většiny již používaných antivirotik je aktivní místo enzymu RNA-dependentní RNA polymerázy (RdRp). RdRp je tvořena nestrukturními proteiny nsp7 a nsp8, působících jako kofaktory, a vlastní polymerázou nsp12, která je zodpovědná za replikaci virové RNA. Používaná antivirotika mají ovšem mnoho nežádoucích účinků a často selhávají kvůli efektivnímu opravnému mechanismu SARS-CoV-2. Slibným cílem pro léčbu jsou alosterická místa RdRp. V této práci byly připraveny dva nestrukturní proteiny nsp12 s aminokyselinovou substitucí. První protein obsahoval dvojitou substituci (D208L, K73L), která se nachází v predikovaném alosterickém místě. Druhý protein obsahoval substituci odpovídající mutaci P323L, která se běžně vyskytuje ve variantách Delta a Omikron SARS-CoV-2. Proteiny byly produkovány v hmyzích buňkách, a poté purifikovány pomocí afinitní chromatografie. Aktivita enzymu byla měřena pomocí metody založené na vazbě barviva SYBR Green ke dvouřetězcové RNA. Pomocí této metody byl také analyzován vliv remdesiviru na aktivitu RdRp komplexu. Bylo zjištěno, že analyzovaná záměna aminokyselin má značný vliv na polymerázovou aktivitu.  
21 Bc. Václav Lochman M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Kvalitativní parametry sladin surogovaných extrudovanými obilovinami detail

Kvalitativní parametry sladin surogovaných extrudovanými obilovinami

Tato práce byla zaměřena na produkci extrudovaných surogátů a studiu jejich vlivu na produkci a kvalitu sladin. Pro tento účel jsme připravili cereální extrudy z běžně používaných surogátů (rýže, kukuřice a čirok). V těchto extrudovaných i neupravených moukách jsme poté stanovili míru zmazovatění škrobu pomocí RVA analýzy. Poté jsme uvařili kongresní sladiny z neupravené mouky a extrud ve třech mírách surogace (10, 25 a 50 hm %) a čistě sladovou várku, která sloužila jako kontrolní vzorek. Během přípravy sladiny jsme stanovovali vývoj extraktu (refraktometricky), dobu potřebnou pro přefiltrování sladiny a intenzitu její barvy (spektrofotometricky). Výsledky RVA analýzy nám prokázaly, že extruze opravdu podporuje zmazovatění škrobu v našich cereálních moukách. Extrakt ve sladinách připravovaných s přidáním extrudovaných surogátů byl srovnatelný s kontrolní várkou i při nejvyšších dávkách surogace, oproti sladinám s obsahem neupravené mouky v sypání, kde byl extrakt o poznání nižší. Podobného výsledku jsme docílili i v případě intenzity barvy, kdy vhodně zvoleným teplotním programem v průběhu extruze lze kompenzovat ztrátu barevných látek jako tomu bylo u neupravených mouk. Použitím extrudovaných surogátů se ovšem značně prodloužila doba potřebná pro přefiltrování sladin.    
22 Bc. Vanda Lupjanová M2 doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D. Studium buněčné komunikace cell-to-cell bakterie Pseudomonas aeruginosa detail

Studium buněčné komunikace cell-to-cell bakterie Pseudomonas aeruginosa

Bakterie Pseudomonas aeruginosa je oportunním patogenem způsobujícím infekce u imunosuprimovaných pacientů a fatální komplikace u pacientů s cystickou fibrózou. Až 80 % jím vyvolaných onemocnění je zapříčiněno tvorbou biofilmu, komunikaci buněk při jeho formaci zajišťují tzv. quorum sensing molekuly (QS). Cílem tohoto projektu je detekovat produkci QS molekul P. aeruginosa v průběhu jednotlivých fází růstu (planktonická kultura vs biofilm), oddělit kolonizaci substrátu od vyvolání infekce a zjistit, zda jsou specifické QS molekuly vhodné biomarkery infekce pro potenciální diagnostické využití. Experimenty byly zaměřeny na zachycení rozdílů v profilu vylučovaných QS molekul při optimálních podmínkách růstu planktonické kultury a biofilmu, a dále při působení stresových faktorů v podobě různého výchozího pH, vyšší koncentrace NaCl a při ko-kultivaci s houbovou kulturou Aspergillus fumigatus. Vzorky odebrané z kultivací byly analyzovány na kapalinové chromatografii s hmotnostním spektrometrem (LC-MS). Byla provedena optimalizace procesu detekce QS molekul na LC-MS, včetně extrakce vzorků, LC metody a MS parametrů. Detekovány byly zatím některé skupiny QS molekul a byl zaznamenán vývoj jejich produkce v průběhu kultivace. Biofilm byl vizualizován pomocí elektronové mikroskopie (SEM).
23 Bc. Jakub Maloch M2 doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Kinetické odezvy biofiltrů s náplňovým materiálem obsahujícím biouhel detail

Kinetické odezvy biofiltrů s náplňovým materiálem obsahujícím biouhel

Kinetické odezvy biofiltrů s náplňovým materiálem obsahujícím biouhel Bc. Jakub Maloch Školitel: doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Biouhel je pyrolyzovaná biomasa, která se dá použít obdobně jako aktivní uhlí. Na jeho povrchu se nachází množství pórů, které dodávají absorpční vlastnosti. Biouhel je možné využít v biofilmových reaktorech, kde slouží jako jedna ze složek kompozitní náplně jako nosič biofilmu i sorpční složka pro znečišťující látky. Absorbované látky jsou utilizovány mikroorganismy biofilmu, a tím uvolňují prostor pro zachytávání dalších znečišťujících látek. Cílem práce bylo určit efektivnost tří biofiltrů s majoritním náplňovým materiálem štěpka kořenového dřeva s různou mírou přídavku biouhlu a jejich schopnost odstraňovat butylester kyseliny octové z odpadního vzduchu. Efektivita odstranění za tranzientních stavů byla porovnávána mezi biofiltrem se štěpkou kořenového dřeva bez biouhlu, se štěpkou kořenového dřeva s 10 % biouhlu a s 10 % impregnovaného (minerální látky – zdroje P, N, S apod. pro mikroorganismy) biouhlu. Biofiltr s náplní štěpka kořenového dřeva s 10 % impregnovaného biouhlu vykazoval nejlepší efektivitu odstraňování butylesteru kyseliny octové za tranzientních stavů.  
24 Bc. Dominika Marková B1 prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. Testování polymerních nosičů pro inhibici interakcí mikroorganismů detail

Testování polymerních nosičů pro inhibici interakcí mikroorganismů

Hydrofilní polymery na bázi 2-(hydroxypropyl) metakrylamidu se v posledních letech těší intenzivnímu zájmu v oborech medicinální chemie a nanomedicíny. Jejich vlastnosti je předurčují jak k tomu, aby byly výbornými nosiči terapeutických látek malé molekulární hmotnosti, tak materiálem vhodným pro povrchovou modifikaci vektorů v genovém inženýrství. Tato práce se soustředí na další možnost jejich využití, jíž je snížení motility a infektivity infekčních agens skrze vazbu na jejich povrch a následné sterické bránění.  Možná inhibice bakteriální motility byla zkoumána a potvrzena zkumavkovým testem na P. mirabilis. Biokompatibilita polymeru byla potvrzena testem MIC u bakterií, resp. testem cytotoxicity u tkáňových buněk. Za účelem zkoumání vlivu na vazbu virové částice na buňku jsou zaváděny systémy E. coli - kolifágy, hmyzí buňky SF9 - baculovirus a MPMV – tkáňové buňky HEK 239, resp. COS-1.  
25 Bc. Eliška Mašková M1 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Delece genů kódující regulační ABCF proteiny ve Staphylococcus aureus detail

Delece genů kódující regulační ABCF proteiny ve Staphylococcus aureus

Podskupina ABCF proteinů náleží do rodiny ATP-vazebných proteinů (zkráceně ABC proteiny). Jedná se o jednu z nejstarších a nerozšířenějších rodin proteinů. Její zástupci jsou známí hlavně pro své transportní funkce. ABCF proteiny ale tuto transportní funkci postrádají a v buňkách plní funkce jako je například regulace syntézy proteinů nebo udělují rezistenci vůči antibiotikům. Práce se zabývá hlavně regulačními ABCF proteiny asociovanými s ribozomy v prokaryotických buňkách. U těchto ABCF proteinů není jasná jejich přesná funkce, která je ale spjatá s fungováním na ribozomech. Známým faktem je, že jsou tyto proteiny indukovány v buňkách hlavně při vystavení stresovým podmínkám. Cílem této práce bylo vytvořit deleční mutanty kmene Staphylococcus aureus USA 300 LAC postrádající geny uup, ybiT a ydiF. Následně testovat růst těchto mutant při stresových podmínkách. Výsledky těchto dat, by mohly sloužit k pochopení funkce některých ABCF proteinů.  
26 Samuel Novák B3 prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová Using optical tweezers and confocal fluorescence microscopy to study CRISPR-Cas system interactions with DNA  detail

Using optical tweezers and confocal fluorescence microscopy to study CRISPR-Cas system interactions with DNA 

Optical tweezers are an instrument that combines laser optics with microfluidics and enables scientists to study biological systems on a single molecular level in real-time. This instrument can trap small particles with a focused laser beam and control their movement. This happens in a flow-cell which is monitored by a built-in optical and confocal microscope.  Bacteria Pseudomonas oleovorans downregulates its own genes for pili biogenesis via CRISPR interference. Using optical tweezers, we studied the binding of the Cas proteins that target the pili gene. Targeted DNA sequence was prepared via PCR and was biotinylated on both ends. Cas proteins had been received from collaborators and were fluorescently labelled. The protein buffer was optimized with Micro Scale Thermophoresis to mitigate the aggregation. In the flow-cell, two beads coated with streptavidin were trapped with a laser, and DNA was caught in between. Beads with DNA were moved into the channel with Cas proteins, which was monitored by a confocal microscope. After initial optimization, we were able to detect bindings of the Cas proteins on the DNA. Further research will shed more light on the effects of protein factors and DNA tension on the binding, which will provide more understanding of the regulatory pathways.  



27 Bc. Kateřina Nováková M2 - Hodnocení biologické aktivity metabolitů půdních aktinobakterií proti multirezistentním patogenům   detail

Hodnocení biologické aktivity metabolitů půdních aktinobakterií proti multirezistentním patogenům  

Antibiotická krize je nejvíce skloňovaným problémem současné medicíny. Rezistence patogenů k běžně dostupným antibiotikům vzrůstá a je proto nutné hledat nová řešení léčby bakteriálních infekcí. Jednou z nabízených možností, jak bojovat s těmito patogeny je hledání nových účinných látek. Právě aktinobakterie jsou bohatým zdrojem různorodých specializovaných metabolitů, které by mohly disponovat antibakteriálními vlastnostmi a být tak využity jako nová zbraň v boji s rezistentními patogeny. Tato práce se zabývá hodnocením biologické aktivity extraktů extracelulárních specializovaných metabolitů z půdních aktinobakterií proti sedmi nejvíce znepokojujícím multirezistentním patogenům. Proti daným patogenům bylo otestováno celkem 42 různých extraktů, a to jak diskovou difúzní metodou, tak i metodou diluční. Účinné extrakty byly poté frakcionovány pomocí preparativní kapalinové chromatografie. Získané frakce byly otestovány opět diluční metodou vůči patogenům, které byly citlivé na daný extrakt. Extrakty a frakce s prokázanou biologickou aktivitou budou dále analyzovány za pomoci LC-qTOF-MS s následným vyhodnocením dat prostřednictvím platformy GNPS.
28 Bc. Petr Otáhal M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Nové české odrůdy chmele a jejich využití v pivovarství detail

Nové české odrůdy chmele a jejich využití v pivovarství

Český chmel je celosvětově známý zejména díky tradičním českým odrůdám jako Žatecký poloraný červeňák. V posledních letech však vzrůstá poptávka také po nových chmelových odrůdách se specifickými vlastnostmi, ať už botanickými či chemotaxonomickými. Mezi tyto odrůdy se řadí Saaz Brilliant, Saaz Comfort a Saaz Shine, které jsou svými kvalitativními vlastnostmi a obsahem pivovarsky hodnotných látek velmi blízké Žateckému poloranému červeňáku, mají však znatelně vyšší výnosnost a obsah α- kyselin. Dále jsou to vysokoobsažné odrůdy Boomerang a Gaia, které mezi českými odrůdami nejvyššího obsahu α- kyselin. Svým vysokým obsahem silic a jejich složením mohou navíc najít uplatnění také jako chmely vhodné pro jejich aromatický charakter. Dosahují také poměrně vysokého obsahu prenylovaných flavonoidů a mohou být využity pro výrobu piv s cíleně zvýšeným obsahem těchto látek.  
29 Bc. Lucie Peštová M2 Aristeidis Tsagkaris, M.Sc., Ph.D Optické biosenzory pro studium polymerních nosičů pro transport léčiv detail

Optické biosenzory pro studium polymerních nosičů pro transport léčiv

Cílem této práce je detekce uvolňování léčiva dexametazon z polymerního nosiče pomocí SPR biosenzoru. SPR biosenzory jsou biosenzory s povrchovou plazmonovou rezonancí. Povrchový plazmon lze definovat jako speciální elektromagnetickou vlnu, která se po vybuzení (bílým světlem) šíří po kovovém (nejčastěji zlatém) povrchu nebo je k němu vázána. Léčivo dexametazon bylo na kopolymerní pHMPA nosič ukotveno pomocí pH senzitivního linkeru OPB (ester 4-(2-oxopropyl benzoové kyseliny)), který má zajistit jeho uvolnění až v postižené (zánětlivé, nádorové) tkáni na základě poklesu pH z fyziologické hodnoty 7,4 na 5-6. Uvolňování tak bylo sledováno v pufru při pH 7,4 a 5. Byly také provedeny optimalizační kroky pro zjištění optimálního množství léčiva navázaného na polymer (5 % a 10 %). Z důvodu získání větší odezvy senzoru byl pro měření vybrán polymer s navázaným léčivem o koncentraci 10 hmotnostních %.  
30 Bc. Kristina Pourová M2 doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D. Možnosti eradikace mikromycetního biofilmu nízkoteplotním plazmatem    detail

Možnosti eradikace mikromycetního biofilmu nízkoteplotním plazmatem   

Nízkoteplotní plazma (NTP) je částečně ionizovaný plyn, který se skládá z chemicky aktivních částic, reaktivních forem kyslíku a dusíku, UV fotonů, elektronů a iontů. NTP je mnoho let široce používáno v různých aplikacích (odstraňování plynných polutantů, součást plynových výbojek, povrchové úpravy). V poslední době byly prokázány pozitivní účinky NTP v biomedicínských aplikacích od efektivní dekontaminace patogenních mikrobů, zlepšení hojení ran až po potenciální protinádorový efekt. Oproti bakteriálním a kvasinkovým biofilmům je studium biofilmů mikromycet a možnosti jejich eliminace opomíjené. Cílem této práce bylo studium vlivu NTP na spory, 24 a 48 hodinový biofilm mikromycet Aspergillus niger, Alternaria alternata, Fusarium culmorum a Fusarium graminearum. Všechny vzorky byly ozářeny výbojem NTP o napětí 6 kV po dobu 1,5 hodiny a porovnány s kontrolní sadou vzorků. Výsledky ukázaly, že NTP je vysoce účinné na spory všech pozorovaných mikromycet (téměř 100% potlačení následného vzniku biofilmu), u narostlých biofilmů došlo u většiny vzorků k poklesu jejich metabolické aktivity. Také byl proveden shodný experiment využívající UV záření pro eliminaci spor, jakožto referenční metoda pro sterilaci povrchů, a bylo zjištěno, že tato metoda je ve srovnání s NTP zcela neefektivní.  
31 Marsel Prokopev M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Application of the magnetic field in malting  detail

Application of the magnetic field in malting 

There have been several reports of electrophysical variables influencing the physiological state of plant seeds. Low-frequency electromagnetic field (LF-EMF) is one of these characteristics that has the most potential since, depending on the length of the treatment and the field frequencies used, it may either encourage or hinder seed germination. The application of LF-EMF in brewing operations, where the seed germination during malting may be enhanced, represents the specific interest. In this study, the impact of LF-EMF therapy on the seeds of eight distinct types of barley was observed and analyzed. The major objective was to determine the best period for seeds to be exposed to EMF, when the beneficial effect on seed germination is greatest.
32 Bc. Kamila Sokolíková M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Nalezení vhodných nanostruktur proti virulenčním faktorům Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus detail

Nalezení vhodných nanostruktur proti virulenčním faktorům Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus

Nanostruktury jsou novodobým řešením stále se rozšiřující rezistence bakterií vůči antibiotikům. Cílem práce bylo navrhnout a modifikovat podmínky syntézy lignin-stříbro nanočástic. Nejprve byly nanočástice připravovány v prostředí mikrotitrační destičky. Vzniklé nanočástice byly poté za účelem nalezení maximálních hodnot absorbance charakterizovány pomocí UV-Vis spektrometrie. Následně byly na základě výsledků zvoleny 2 vstupní koncentrace ligninu, které byly využity k reakci ve 40x větším objemu. Takto vzniklé nanočástice byly izolovány a charakterizovány kromě UV-Vis spektrometrie také dynamickým rozptylem světla, atomovou absorpční spektrometrií a transmisním elektronovým mikroskopem. Na základě výsledků byly zvoleny 2 podmínky experimentu, za kterých byly nanočástice syntetizovány v 10x větším objemu. Vzniklé nanočástice byly opět izolovány a charakterizovány výše popsanými metodami. Na základě výsledků těchto analýz nebyly pozorovány významné změny v průběhu syntézy ve větším objemu. Jádro a povrch nanočástic budou dále charakterizovány za pomoci rentgenové difrakční analýzy a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. U lignin‑stříbro nanočástic bude následně studována jejich antimikrobiální aktivita, a to konkrétně proti P. aeruginosa a S. aureus.
33 Faustýna Stanislavová M2 prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová Příprava, charakterizace a testování aktivity reverzní transkriptasy M-PMV detail

Příprava, charakterizace a testování aktivity reverzní transkriptasy M-PMV

Reverzní transkriptasy (RT) jsou zcela unikátní enzymy, hrající klíčovou roli v replikačních cyklech jak endo- tak exogenních virů. RT umožňuje reverzní transkripci, tedy syntézu provirové komplementární DNA. Za účelem studie RT z Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) z rodu Betaretrovirus byly připraveny dva expresní vektory pro její produkci v bakteriálních i hmyzích buňkách. Enzym byl produkován, purifikován a jeho aktivita byla měřena  metodou kvantitativního PCR. Z výsledných dat je patrné, že reverzní transkriptasa produkována v hmyzích buňkách je mnohem aktivnější než ta, která byla produkována v buňkách bakteriálních. Toto zjištění je důležité nejen pro produkci funkční reverzní transkriptasy viru M-PMV, ale také pro případnou charakterizaci tohoto enzymu. Díky dostatečnému množství enzymu bude možno připravit protilátku, která nám umožní interakční studie s případnými vazebnými partnery. Výsledky poté mohou významně přispět k hlubšímu poznání endogenních retrovirů, řadící se také do rodu Betaretrovirus které jsou v posledních letech intenzivně diskutovány v souvislosti s dalšími nemocemi, které jejich aktivace doprovází.
34 Bc. Oleksandr Tohobitskyi M2 doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Biodegradace a recyklace polyuretanových materiálů detail

Biodegradace a recyklace polyuretanových materiálů

Polyuretan je v současné době jeden z nejpoužívanějších syntetických polymerů na světě. Výzkum biodegradace různých typu polyuretanů přispívá přes zpětnou vazbu k vývoji nových typů materiálů, a následně také moderních způsobů degradace nebo recyklace polyuretanového odpadu, který aktuálně zatěžuje životní prostředí. V experimentální části byly otestovány mikroorganismy, které byly izolovány z půdy při kompostování (biodegradaci) polyuretanu (dvě bakterie a dvě plísně). U těchto izolátů byla otestována schopnost degradovat experimentální polyuretanovou pěnu na bázi alifatických polyesterů, která zde figurovala jako jediný zdroj uhlíku a energie. Experimenty byly provedeny s využitím systému OxiTop®, který zaznamenává spotřebu kyslíku v průběhu kultivace. Účinnost degradace byla sledována pomocí HPLC analýzou produktů degradace. API ZYM® kity byly využity k základnímu screeningu enzymového profilu studovaných izolátů. Následně byla použita fluorescenční metoda pro podrobnější studii aktivit vybraných enzymů (esterázy a proteázy), které jsou schopné degradovat vazby přítomné v použitém polyuretanu. Z výsledků plyne, že plísňové izoláty jsou vhodnější jak pro biodegradaci materiálu, tak pro produkci enzymů použitelných pro recyklaci výchozích surovin polyuretanových materiálů.
35 Bc. Vojtěch Vlk M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Vliv technologie HGB na senzorické vlastnosti piva detail

Vliv technologie HGB na senzorické vlastnosti piva

Technologie HGB (z angl. high gravity brewing) představuje výrobu piva z mladiny o vyšší stupňovitosti, které je během filtrace procesem řízeného ředění deaerovanou vodou upraveno na jeho požadovanou výslednou stupňovitost. V pivovarech se HGB běžně využívá nejen z ekonomických, ale také kvalitativních důvodů. Analytické vyhodnocení vzorků piv, připravených z mladiny o stupňovitosti 11 °P, 15 °P a 20 °P, nepotvrdilo prokazatelný vliv HGB na obsah esterů a vyšších alkoholů, což je v rozporu s dosud provedenými studiemi. Změna koncentrace diacetylu a dimethylsulfidu opakovaně nebyla prokázána. Senzorické parametry 11 °P piva byly posuzovány pomocí metod senzorické analýzy - trojúhelníkového testu a deskriptivní analýzy u běžných konzumentů. Trojúhelníkový test provedený mezi vzorky konvenčními a HGB ani v jednom případě neprokázal významný rozdíl. Deskriptivní analýza se věnovala popisu jednotlivých senzorických parametrů. Hodnocení plnosti bylo dle očekávání vyšší u konvenčně připravených piv. Posouzení výsledného dojmu nicméně ukázalo, že HGB nemusí způsobovat významné odchylky v senzorickém profilu, a že současná aplikace technologie HGB bude pravděpodobně nacházet svůj význam i v budoucnu.
36 Bc. Radka Vydrová M2 doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D. Vliv Pseudomonas aeruginosa na růst Aspergillus fumigatus prostřednictvím sekvestrace volného železa detail

Vliv Pseudomonas aeruginosa na růst Aspergillus fumigatus prostřednictvím sekvestrace volného železa

Pseudomonas aeruginosa i Aspergillus fumigatus představují oportunně patogenní organismy, které mohou způsobovat vážné komplikace u imunokompromitovaných pacientů, zejména těch s cystickou fibrózou. Mechanismus vzájemného působení těchto mikroorganismů souvisí i s jejich kompeticí o železo (esenciální prvek pro metabolismus buňky), což vede ke zvýhodnění jednoho mikroorganismu nad druhým prostřednictvím produkce sideroforů (chelatorů železa). Cílem tohoto projektu je pochopení morfologických a funkčních změn na úrovni sekundárního metabolismu těchto patogenů ve směsných kulturách in vitro, což je nezbytně nutné pro popis interakcí uvnitř hostitele. Vzájemný vliv mikroorganismů bude monitorován s využitím mikrobiologických technik, elektronové mikroskopie (SEM) a především analýzy pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostním spektrometrem (LC/MS), která poskytne profil produkovaných sekundárních metabolitů, sideroforů, které se jako faktory virulence podílejí na patogenitě mikroorganismu. Výsledkem je studium vlivu P. aeruginosa na růst dvou kmenů A. fumigatus, zahrnující klinický izolát a sbírkový kmen.
37 Bc. Eleonora Šperlová M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Kvantitativní stanovení řasového biofilmu detail

Kvantitativní stanovení řasového biofilmu

Pro studium materiálů z hlediska toho, zda jsou vhodné jako nosiče pro biofilm nebo naopak odolné vůči adhezi mikroorganismů je určujícím parametrem množství získané biomasy. V rámci studií řasových biofilmů se metody kvantifikace liší, avšak obecně se dají rozdělit na mikroskopické, spektrofotometrické, gravimetrické a kultivační metody. Předmětem práce bylo nalezení spolehlivé a opakovatelné kvantifikační metody pro biofilm tvořený mikrořasou Chlorella vulgaris. Zvolenou a testovanou metodou bylo stanovení KTJ (kolonie tvořící jednotky). Pro kultivaci biofilmu byl jako nosič vybrán membránový nylonový filtr. Odstranění buněk z nosiče bylo provedeno dvěma způsoby. Zvolená metoda stanovení vedla k neefektivnímu a nepřesnému stanovení biomasy, a to z důvodu silného porůstání nosiče buňkami i po odstranění biofilmu. Jako alternativní metoda byla zvolena obrazová analýza s využitím fluorescenčního mikroskopu. Snímky biofilmu byly převedeny na binární obraz a byl určen procentuální nárůst biofilmu vztažen na plochu nosiče. Ve vybraném časovém intervalu kultivace biofilmu vykazovaly výsledky pro několik nosičů vždy shodu a metoda tak poskytla spolehlivou kvantifikaci. Tato metoda bude využita při studiu vlivu kultivačních podmínek na růst biofilmu v prstencovém biofilmovém reaktoru.  
38 Bc. Šimon Šuda M2 PharmDr. Petra Cihlářová, Ph.D. Stanovenie aloínu v prípravkoch obsahujúcich Aloe vera detail

Stanovenie aloínu v prípravkoch obsahujúcich Aloe vera

Aloe vera (L.) Burm.f. je populárna rastlina, ktorá je známa už od staroveku. Využitie aloe našlo najmä v tradičnej medicíne a kozmetike. V modernej dobe sa používalo hlavne pri kožných poraneniach, alebo ako laxatívum. List tejto rastliny je rozdelený na tri časti – kôru, latex a gél. V doplnkoch strany sa používa gél, pre jeho blahodarné účinky, na rozdiel od latexu, ktorý sa pri spracovaní aloe odstraňuje. Obsahovo najvýznamnejšiu skupinu látok latexu tvoria antrachinóny. Z nich sú najviac zastúpené antrachinónové glykosidy nazývané aloín A a jeho isoforma aloín B. Práve kvôli aloínom sa aloe dostalo pozornosti, pretože v roku 2002 americká FDA informovala o potencionálnej hrozbe rakovinotvorného pôsobenia aloínov. Z tohto dôvodu sa pre obsah aloínov v potravinách a doplnkoch výživy stanovil prísny limit (100 ng/ml), aby konzumácia produktov s extraktom z aloe nepredstavovala pre spotrebiteľa žiadnu hrozbu. Predmetom tejto práce bolo stanoviť obsah aloínov v tekutých doplnkoch stravy. Najskôr bola vybraná najvhodnejšia metóda extrakcie, a to za pomoci ethylacetátu, NaCl a ethanolu. Pre analýzu bol použitý UHPLC systém s detekciou hmotnostným spektrometrom. Zo získaných dát bolo kvantifikované množstvo aloínov v komerčných prípravkoch a zistené či spĺňajú daný limit.

320 - Ústav biochemie a mikrobiologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Fresia Esther Arellano Herencia M2 prof. Ing. Peter Šebo, CSc. Chakterizace imunitní odpovědí na intranasální imunizaci myší antigeny původce černého kašle detail

Chakterizace imunitní odpovědí na intranasální imunizaci myší antigeny původce černého kašle

Chakterizace imunitní odpovědi na intranasální imunizaci myší antigeny původce černého kašle. Intranasální vakcinace má potenciál navodit jak slizniční, tak systémovou imunitní odpověď a může vyvolat takzvanou sterilizační imunitu, schopnou zabránit kolonizaci organismu patogenem v místě vstupu infekce. Prostup antigenů do slizniční tkáně po intranasálním podání vakcíny je zásadním faktorem pro navození slizniční imunitní odpovědí.  Je omezen několika faktory, jako je epiteliální bariéra, enzymatická degradace antigenů a jejich odstraňování s hlenem takzvaným mukociliárním čištěním sliznice. Proto je při návrhu slizničních vakcín důležité použití účinného adjuvans pro navození imunitní odpovědi na sliznici. Jedním z vhodných přístupů je enkapsulace antigenů v systému nanočástic umožňujících intranasální aplikaci vakcín. Takový systém může sloužit nejen jako systém pro podávání antigenu, ale také jako vhodné adjuvans. Cílem tohoto projektu je prověřit možnosti enkapsulace rekombinantních antigenů bakterie Bordetella pertussis (Prn, Prn-RTX908, sPrn, sPrn-RTX908, RTX908) do nanočásticových systémů trimethylchitosanu pomocí metody ionotropní gelace. Připravené experimentální částice pak budou testovány jako intranasální vakcína proti černému kašli na myších.  
2 Bc. Valeriia Belova M2 Ing. Tereza Leonhardt, Ph.D. Izolace "arsenomu" pomocí amplifikace genu arsM  detail

Izolace "arsenomu" pomocí amplifikace genu arsM 

Arsen (As) je toxický prvek, jehož akumulace v plodnicích jedlých hub, většinou ve formě methylesterů arsenitých a arseničných kyselin, představuje možné zdravotní riziko pro konzumenty. Přestože methylované formy As jsou v houbách nalézány relativně často, jejich původ není jednoznačně vysvětlen. Jeden z možných zdrojů je absorpce těchto sloučenin houbou z půdy, kde se nachází bakteriální společenství, vytvářející methylované formy tohoto polokovu. Schopnost methylace As u půdních bakterií lze ověřit pomocí zjištění přítomnosti genu arsM, součásti tzv. «arsenomu», kódujícího arsenit-methyltransferasu. Pro tuto analýzu je potřeba univerzální funkční sada primerů, jejíž nalezení a testování je hlavním cílem této práce.  Primery nalezené v literatuře pro izolaci arsM, které byly také zařazeny do testování, podle dalších studií podceňují diverzitu tohoto genu, proto bylo rozhodnuto navrhnout vlastní sadu. Návrh primerů byl proveden dvěma způsoby: ručně, s rozdělením známých proteinových sekvencí arsM do fylogenetických klastrů, a pomocí softwaru HYDEN. Primery jsou testovány in silico a in vitro na genomové DNA arsM pozitivních bakterií. Amplikony budou sekvenovány pro upřesnění jejich identity. Sady primerů budou testovány také na reálných půdních vzorcích.  
3 Bc. Tereza Boušková M2 prof. Dr. Ing. Radovan Hynek Proteomická analýza měkkých tkání ve vztahu k chirurgickým výkonům na bázi lební detail

Proteomická analýza měkkých tkání ve vztahu k chirurgickým výkonům na bázi lební

Vestibulární schwannom je nejčastěji se vyskytující benigní nádor ve vnitřním uchu. Skládá se ze Schwannomových buněk nacházejících se ve Vestibulokochleárním nervu. Nejčastějšími projevy onemocnění je ztráta stability, šelest v uchu, která přechází až do hluchoty a pokud se nádor neodstraní včas, může následovat i obrna dalších hlavových nervů. Vestibulární schwannom byl již studován pomocí diferenční gelové elektroforézy i pomocí hmotnostní spektrometrie na principu MALDI-TOF. Náš tým analyzuje Vestibulární schwannom a okolní tkáně metodou specifického štěpení proteinů trypsinem přímo ve vzorku následovaného tandemovou hmotností spektrometrii. Zatím se podařilo identifikovat zhruba 500 proteinů ve vzorku, z nichž některé mají zajímavé biologické nebo klinické role včetně spojitosti s nádorovým bujením.
4 Bc. Tereza Bočková M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Izolace a charakterizace endofytních mikroorganismů ze semen pšenice seté detail

Izolace a charakterizace endofytních mikroorganismů ze semen pšenice seté

Endofytní mikroorganismy jsou významnou součástí všech rostlin. Kolonizují rostlinné orgány a vytváří složité interakce, které jsou zpravidla oboustranně prospěšné. Rosliny poskytují endofytům výživu a ochranu, na druhou stranu od nich získávají důležité funkční metabolity pozitivně ovlivňující jejich růst a vývoj. Díky těmto vlastnostem lze spatřit v endofytech možnou alternativu pesticidů používaných v zemědělství. Pesticidy sice zajišťují vysokou zemědělskou produkci, ale jsou spojeny také s riziky pro člověka i životní prostředí. Tato práce se zabývá izolací a charakterizací přirozeně se vyskytujících mikroorganismů v semenech pšenice seté (Triticum aestivum). Izolováno bylo 34 bakterií, 2 kvasinky a 8 mikroskopických vláknitých hub. Bakterie byly následně identifikovány metodou MALDI-TOF-MS. U bakterií a kvasinek byla provedena charakterizace vlastností podporujících růst rostlin analýzou produkce bioaktivních látek a enzymů. Následovat bude testování vlivu bakteriálních endofytních izolátů s nejvyšší aktivitou na klíčivost semen a růst pšenice měřením fyziologických a morfologických paramterů rostliny, případně budou tyto izoláty identifikovány pomocí sekvenace genu 16S rRNA.
5 Bc. Julie Bromová M2 Ing. Eva Jablonská, Ph.D. Vysokokapacitní testování genotoxicity na savčích buňkách detail

Vysokokapacitní testování genotoxicity na savčích buňkách

Především kvůli stále se rozvíjejícímu potravinářskému, farmaceutickému a kosmetickému průmyslu, přicházíme do kontaktu s toxickými látkami čím dál častěji, což zvyšuje poptávku po rychlém a kvalitním systému testování nežádoucího genotoxického potenciálu. Regulačními orgány doporučované testy genotoxicity právě v rychlosti a kapacitě často zaostávají, a proto roste snaha validovat nové přístupy. Jednou z možností by mohlo být sledování vzniku fosforylovaného histonu 2AX (γH2AX), jehož množství odráží míru poškození DNA. Naším cílem je s využitím γH2AX navrhnout in vitro postup pro vysokokapacitní testování genotoxicity na savčích buňkách. Potenciálně genotoxické látky testujeme v 96-jamkové destičce na buněčné linii HeLa. Aplikujeme metodu, při které je detekce γH2AX zprostředkována komerčně dostupnými fluorescenčně značenými specifickými protilátkami s následným vyhodnocením pomocí fluorescenční mikroskopie. Konkrétně na snímcích hodnotíme intenzitu fluorescence jednotlivých buněk. Po slibných výsledcích s testováním valinomycinu, jako pozitivní kontroly pro vznik zlomů DNA, chceme nyní přejít k testování dalších vzorků a pokusit se o snížení finančních nákladů na analýzu. Zároveň stále zdokonalujeme analýzu obrazu pro rychlé a automatizované zpracování fluorescenčních snímků.
6 Anna Chaloupecká M2 Ing. Jan Sácký, Ph.D. Izolace a charakterizace genů vyšších hub zodpovědných za akumulaci kadmia detail

Izolace a charakterizace genů vyšších hub zodpovědných za akumulaci kadmia

Bylo pozorováno, že vyšší houby mohou ve svých plodnicích akumulovat pozoruhodně vysoké koncentrace kadmia. Mezi tyto významné akumulátory se řadí houby Amanita muscaria, Agaricus crocodillinusCystoderma carcharias. Cílem této práce bylo izolovat a charakterizovat geny těchto hub odpovědné za akumulaci kadmia. Pro identifikaci genů byla u každé z hub vybrána jiná metodika. Konkrétně šlo o in silico analýzy genomu houby A. muscaria, konstrukci expresní knihovny u houby A. crocodillinusin vitro knockout abundantních genů z již připravené expresní knihovny houby C. carcharias pomocí systému CRISPR/Cas9. Pomocí prvních dvou metod se podařilo identifikovat celkem tři různé geny kódující metalothioneiny: gen AmMT1 z houby A. muscaria a geny AcMT1 a AcMT2 z houby A. crocodillinus. Všechny identifikované geny byly následně charakterizovány v mutantních kmenech kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Získané sekvence metalothioneinů byly dále porovnány s dostupnými sekvencemi houbových metalothioneinů ze třídy Agaricomycetes a zařazeny do klasifikačních skupin. Třetí metodou byly z cDNA knihovny C. carcharias odstraněny abundantní plasmidy nesoucí geny CcMT1 a CcMT2, tento krok by mohl přispět k objevení nových genů odpovědných za akumulaci kadmia.  
7 Bc. Jitka Chalupová M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Infekce Calu-3 buněk virem chřipky typu A a SARS-CoV-2 detail

Infekce Calu-3 buněk virem chřipky typu A a SARS-CoV-2

Cílem projektu je studovat vliv adhezních GPCRs na infekci Calu-3 buněk viry způsobujícími respirační onemocnění, konkrétně virem chřipky typu A a SARS-CoV-2. Za tímto účelem bylo nejprve třeba ověřit, zda jsou Calu-3 buňky těmito viry infikovatelné a najít vhodné podmínky pro infekci. Infekce byla potvrzena pomocí imunofluorescenčního stanovení virových antigenů. Pomocí XTT eseje byl sledován cytopatický efekt, na jehož základě byly vybrány podmínky, které umožňují úspěšnou infekci. Zmíněnými metodami se nám podařilo prokázat, že Calu-3 buňky, odvozené od adenokarcinomu lidských plicních epiteliálních buněk, jsou infikovatelné jak virem chřipky typu A, tak SARS-CoV-2. Dále bylo třeba určit, zda dochází ke změně exprese adhezních GPCRs po infekci studovaných buněk respiračními viry a zda se tedy tyto receptory podílí na infekci. Pro analýzu změn exprese daných proteinů byla izolovaná celková buněčná RNA, která byla analyzována pomocí RTqPCR s primery proti úsekům kódujícím adhezní GPCRs a proti proteinům v jejich signalizačních drahách. Pomocí RTqPCR byla sledována změna exprese těchto proteinů mezi infikovanými a neinfikovanými buňkami v čase 6 a 24 hodin po infekci.
8 Bc. Jana Chuchlová M2 Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Štika obecná - analýza DNA pomocí qPCR detail

Štika obecná - analýza DNA pomocí qPCR

Štika obecná (Esox lucius) je považována za předního predátora okupujícího sladkovodní a poloslaná území. Je to masožravá ryba, která dává přednost samotářskému stylu života. Významná je z hospodářského hlediska a také například ve sportovním rybolovu. Se stále se zvyšující poptávkou mezinárodního trhu s rybami roste na důležitosti schopnost identifikace původu již zpracovaných rybích výrobků a obsahu jednotlivých druhů rybího masa ve zmíněných výrobcích. Cílem práce je ověřit možnosti izolace DNA štiky ze svaloviny různými metodami (CTAB, DNeasy® mericon Food Kit a croBEE® 201A Nucleic Acid Extraction Kit) a najít způsob, ze kterého by byl co největší výtěžek DNA. Koncentrace DNA byla měřena spektrofotometricky nebo fluorimetricky. Následně byla DNA testována pomocí qPCR s primery amplifikujícími parvalbuminový gen. Další práce bude zahrnovat přípravu vícedruhových směsí svalovin ryb, izolaci jejich DNA a provedení analýzy pomocí qPCR. Také se budou ověřovat experimentální podmínky LAMP protokolu, který by byl vhodný pro identifikaci štiky obecné v reálném čase. Výzkum je zaměřen na specifické rozpoznání masa štiky obecné v různých vzorcích ryb a jeho odlišení od jiných druhů rybího masa. Tato práce byla finančně podpořena z grantu MZe (NAZV) QK1910231.
9 Bc. Tomáš Duchoň M2 Ing. Markéta Častorálová, Ph.D. Studium sekvečního štěpení N-terminálního fragmentu polyproteinu Gag viru HIV-1 detail

Studium sekvečního štěpení N-terminálního fragmentu polyproteinu Gag viru HIV-1

Nezralá virová částice viru HIV-1 se v hostitelské buňce skládá na cytoplasmatické membráně, přes kterou posléze pučí a procesem zvaným maturace vzniká nová částice. Hlavní strukturní polyprotein viru HIV-1 se nazývá Gag a během maturace je virovou proteasou štěpen na jednotlivé strukturní proteiny. Polyprotein Gag se skládá z matrixové (MA) a kapsidové (CA) domény, peptidu SP1, nukleokapsidové (NC) domény, peptidu SP2 a domény p6. MA doména je myristoylována a může se nacházet ve dvou konformacích, se zbytkem kyseliny myristové zanořeným do MA nebo exponovaným ze struktury MA (myristoylový přepínač). Polyprotein Gag je štěpen sekvenčně za vzniku fragmentu MACASP1, který je štěpen na MA a CASP1 a posledním krokem je odštěpení peptidu SP1. Blokací odštěpení MA od CA v důsledku mutace je negativně ovlivněno i odštěpení SP1. Podobný efekt byl pozorován u mutantu MA V7R se zablokovaným myristoylovým přepínačem. Cílem této práce je příprava N-terminálního fragmentu Gag MACASP1 pro studium sekvenčního štěpení a vlivu myristoylového přepínače na štěpení. Byly připraveny vektory pro produkci MACASP1 a MA(V7R)CASP1 pro produkci v bakteriálních buňkách a oba tyto proteiny byly produkovány v myristoylované formě. Bylo provedeno štěpení, jehož analýza potvrdila sekvenční štěpení MACASP1.
10 Bc. Jana Dudová M1 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Účinky chlorovaných parafínů na buněčnou linii adipocytů detail

Účinky chlorovaných parafínů na buněčnou linii adipocytů

Chlorované parafíny (CP) jsou organické polutanty lipofilní povahy. V průmyslu jsou hojně využívány středně dlouhé (MCCP) a dlouhé formy CP, i přesto že je dlouhodobě diskutováno jejich negativní působení na lidský organismus a životní prostředí. Vzhledem k nedostatku dat ohledně působení CP na organismus, bylo naším cílem sledovat jejich účinky na buněčnou linii adipocytů 3T3-L1. Při experimentech byly během adipogeneze a ke zralým adipocytům 3T3-L1 do média přidávány středně dlouhé chlorované parafíny. Ve vzorcích buněk a médií jsme stanovili obsah triacylglycerolů (TAG), byly využity dvě různé techniky; barvení pomocí Oil red O s následnou spektrofotometrickou detekcí a stanovení pomocí komerčního enzymatického kitu. Sledována byla také akumulace MCCP ve zralých adipocytech metodou plynové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (GC-NCI-HRMS). Získaná data ukazují, že MCCP se akumulují ve zralých adipocytech 3T3-L1, přičemž se vzrůstají koncentrací a dobou ovlivnění narůstá intracelulární obsah MCCP. Současně jsme zjistili, že přítomnost MCCP v kultivačním médiu nemá vliv na množství TAG, které se v buňkách během adipogeneze vytvoří. Naše výsledky ukazují, že CP mají značnou schopnost akumulovat se uvnitř tukové tkáně, bez vlivu na adipogenezi.  
11 Bc. Michal Dvořák M1 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Příprava enzymů AAC(6´)-APH(2´´) a VanA způsobujících rezistenci proti antibiotikům u Staphylococcus aureus detail

Příprava enzymů AAC(6´)-APH(2´´) a VanA způsobujících rezistenci proti antibiotikům u Staphylococcus aureus

I přes velkou snahu o vývoj nových antibiotik šlapou bakterie, díky své přizpůsobivosti, lidstvu na paty a během krátké doby od zavedení nového antibiotika již bývají izolovány kmeny s rezistencí. Rezistentní bakterie jsou tak pro zdravotnictví velkým strašákem a pro léčbu jimi způsobovaných infekcí často nestačí ani antibiotika poslední volby. Již nyní tak po celém světě umírají statisíce lidí ročně na následky infekcí rezistentními bakteriemi. Z pohledu vývoje nových antibiotik bohužel žijeme v době temna. Od 90. let nebyla objevena žádná nová třída antibiotik. Samotných vhodných antibiotik pak přibývá pouze několik v rámci let. K nejnovějším přístupům v boji s rezistentními bakteriemi patří adjuvantní terapie. Ta spočívá v podávání inhibitorů procesů, které bakteriím umožňují eliminovat antibiotika. Cílem této práce jsou dva enzymy způsobující rezistenci u Staphylococcus aureus, konkrétně bifunkční enzym AAC(6´)-APH(2´´), destruktasa, která modifikuje některá aminoglykosidová antibiotika, a enzym VanA, který chrání buněčnou stěnu před jedním z bývalých antibiotik poslední volby - vankomycinem. Po klonování genů rezistence je nyní cílem enzymy izolovat, aby bylo možné sledovat mechanismus působení a vliv potenciálních inhibitorů na aktivitu zmiňovaných enzymů.
12 Bc. Anežka Dědková, DiS. M2 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Úloha nikotinamidfosforibosyltransferasy v ochraně proti oxidačnímu stresu  detail

Úloha nikotinamidfosforibosyltransferasy v ochraně proti oxidačnímu stresu 

Nikotinamidfosforibosyltransferasa (Nampt) je klíčový enzym biosyntetické dráhy NAD vycházející z nikotinamidu. NAD působí jako koenzym v mnoha redoxních reakcích, které se mohou podílet také v ochraně buňky proti oxidačnímu stresu. V situaci, kdy antioxidační ochrana selhává, dochází k hromadění volných radikálů a nastává oxidační stres. Naším cílem je zjistit, zda se Nampt svou enzymatickou aktivitou, tedy produkcí NAD, podílí na ochraně buňky proti oxidačnímu stresu. V rámci studie pracujeme s buněčnou linií preadipocytů 3T3-L1. Jako induktor oxidačního stresu jsme zvolili peroxid vodíku, s nímž byly buňky ovlivněny po dobu 4 a 24 hodin. Nejprve jsme stanovili buněčnou viabilitu, kdy jsme pozorovali pokles v životaschopnosti buněk v závislosti na koncentraci peroxidu vodíku. Jako střední letální dávku peroxidu vodíku (LD50) jsme určili koncentraci 851 µmol∙l‑1 pro 4-hodinovou inkubaci a 677 µmol∙l‑1 pro 24-hodinovou inkubaci. Dále jsme se zaměřili na určení vhodného množství preadipocytů pro stanovení antioxidační kapacity, kdy jsme jako dostačující počet stanovili 8∙105 buněk.  
13 Bc. Markéta Fajfrová M2 prof. Ing. Peter Šebo, CSc. Adenylátcyklázový toxin bakterie Bordetella pertussis vyvolává epigenetické modifikace detail

Adenylátcyklázový toxin bakterie Bordetella pertussis vyvolává epigenetické modifikace

Bakterie Bordetella pertussis, původce černého kašle, je schopna překonat imunitní obranu hostitele za účelem kolonizace horních cest dýchacích. K tomu ji slouží řada virulenčních faktorů včetně adenylátcyklázového toxinu (CyaA), který cílí na myeloidní fagocyty exprimující CR3-receptor a blokuje jejich baktericidní funkce vyvoláním nadprodukce cAMP jako signální molekuly. To vede k inhibici diferenciace primárních monocytů na baktericidní makrofágy. Naše výsledky naznačují, že signalizace zprostředkovaná cAMP aktivuje proteinkinázu A, která následně modifikuje klíčové lysinové zbytky na histonech a spouští tvorbu transkripčně inaktivního heterochromatinu. Nedochází tedy k expresi genů potřebných pro diferenciaci. Ukázali jsme, že Trichostatin-A, který inhibuje histondeacetylázy, snižuje účinnost inhibice diferenciace monocytů na makrofágy. Tyto výsledky odhalují mechanismus, kterým se B. pertussis vyhýbá vrozené imunitní obraně, aby se mohla rozmnožil a přenést na nového hostitele.
14 Bc. Josef Haščyn M2 prof. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Vývoj diagnostické platformy pro detekci nukleových kyselin a proteinů Vyžaduje anotaci
15 Bc. Lucie Hodboďová M1 Ing. Markéta Častorálová, Ph.D. Příprava HIV-1 proteasy a fúzních proteinů odvozených od matrixového a kapsidového proteinu viru HIV-1 pro studium jejich interakce detail

Příprava HIV-1 proteasy a fúzních proteinů odvozených od matrixového a kapsidového proteinu viru HIV-1 pro studium jejich interakce

Maturace je stěžejním krokem životního cyklu retrovirů, včetně viru HIV-1, při kterém dochází k přeměně neinfekčních nezralých virových částic na infekční zralé částice. V procesu katalyzovaném virovou proteasou dochází k sekvenčnímu štěpení retrovirových polyproteinů na jednotlivé strukturní proteiny a enzymy. Přesný mechanismus tohoto štěpení zůstává zatím neobjasněn, ačkoliv je virus HIV-1 znám od roku 1983. HIV-1 proteasa není sekvenčně specifická a předpokládá se, že rozpoznání cílových sekvencí by mohlo být umožněno její interakcí s globulárními doménami polyproteinu Gag. Cílem práce je studium interakce virové proteasy s fúzními proteiny odvozenými od polyproteinu Gag, které se liší právě přítomností globulární domény po stranách štěpného místa. Pro studium této interakce bylo nutné připravit aktivní proteasu HIV-1 a tři fúzní proteiny. Tyto proteiny se skládají z matrixového proteinu a N-terminální domény kapsidového proteinu viru HIV-1, mezi kterými se nachází štěpné místo pro proteasu, nebo pouze z jednoho proteinu a fragmentu druhého. Byly připraveny potřebné vektory a požadované proteiny byly produkovány a izolovány. Následně bude provedeno štěpení připravených fúzních proteinů a bude sledován vliv přítomnosti globulárních domén na štěpení těchto proteinů proteasou.  
16 Bc. Helena Hradiská M2 prof. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Zvyšování efektivity molekulárních simulací pomocí strojového učení detail

Zvyšování efektivity molekulárních simulací pomocí strojového učení

Molekulární simulace našly uplatnění v mnoha oblastech výzkumu, jako je například studium sbalování proteinů, které je ale časově náročné, a tak je potřeba tyto simulace urychlit. Tato práce se soustředí na urychlení simulace sbalování miniproteinu Trp-cage (tryptofanová klec) pomocí metadynamiky, která miniproteinu zabraňuje, aby se dlouho zdržoval v určité konformaci a snáze tak překonal energetické bariéry. Nejprve je však nutné popsat jednotlivé konformace systému, což může umožnit metoda tSNE (t-distributed stochastic neighbor embedding). Na základě záznamu simulace sbalování lze použít time-lagged tSNE (tltSNE) pro vygenerování „2D mapy“ konformací a odlišit rychlé konformační změny od pomalých, které je nutné urychlit. Pro zvýšení efektivity výpočtu tltSNE byla použita umělá neuronová síť (parametric tltSNE). Po 350 ns simulace s použitím metadynamiky došlo ke sbalení miniproteinu. Dalším krokem této práce bude vyzkoušet spojení metadynamiky s paralelním temperováním.



17 Bc. Michaela Hromádková M2 Ing. Markéta Častorálová, Ph.D. Příprava fúzních retrovirových polyproteinů pro studium aktivace proteasy M-PMV in vitro   detail

Příprava fúzních retrovirových polyproteinů pro studium aktivace proteasy M-PMV in vitro  

Infekčnost retrovirových částic je podmíněna štěpením retrovirových polyproteinů na jednotlivé strukturní proteiny a enzymy pomocí virové proteasy. V důsledku štěpení dochází k přestavbě virové částice a změnám v jejím vnitřním uspořádání. Z dřívějších výzkumů je známo, že proteolýza podléhá přísné regulaci, ale mechanismus aktivace proteasy nebyl doposud uspokojivě objasněn. V této práci byl použit DNA konstrukt kódující fúzní polyprotein složený z kapsidové, nukleokapsidové a p4 domény Gag Masonova-Pfizerova opičího viru (M-PMV), který obsahuje na C-konci M-PMV proteasu (M-CANC-p4-PR). Tento vektor byl použit pro produkci M-CANC-p4-PR v bakteriálním expresním systému E. coli BL 21 (DE3). Připravený fúzní protein měl být použit pro studium aktivace proteasy in vitro. Analýzou vzorků z produkce a izolace tohoto fúzního proteinu se však ukázalo, že již v bakteriálních buňkách dochází k jeho štěpení. V současné době probíhá příprava vektoru pro produkci M-CANC-p4-PR s inaktivní proteasou pro ověření hypotézy, že štěpení polyproteinu by mohlo být způsobeno aktivací proteasy již v bakteriálních buňkách.  
18 Bc. Zuzana Hálová M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Proteasy z Antarktického krillu detail

Proteasy z Antarktického krillu

Antarktický krill je příkladem organismu, který se evolučně přizpůsobil náročným životním podmínkám a vytvořil si velmi efektivní systém trávicích enzymů. Efektivita těchto enzymů spočívá v synergickém působení a koexistenci bez vzájemné degradace. Proteasy krillu mají široké možnosti uplatnění ve zdravotnictví, zejména v léčbě nehojivých ran, léčbě tromboembolické nemoci a v zubním lékařství k odstranění zubního plaku, ale i v potravinářském průmyslu, na příklad při tenderizaci masa. Pro purifikaci proteas krillu bylo vyvinuto několik postupů. Naším cílem je optimalizace jednoho z těchto postupů, s důrazem na snížení používaní organických rozpouštědel, a zisk proteasy s fibrinolytickou aktivitou. Dalším přístupem k získání fibrinolytické proteasy z krillu je její rekombinantní příprava. Na základě analýzy predikovaných proteas z krillu bylo vybráno 6 proteas, u nichž byla provedena in situ analýza. Byly vyhledány a predikovány strukturní a funkční charakteristiky těchto proteas a vzájemně porovnány. Získané informace byly využity k zařazení proteas do proteinové rodiny a údaje byly porovnány s literaturou. Proteasa, nejvíce podobná fibrinolytickým proteasam, bude produkována rekombinantně v E. coli.  
19 Barbora Janebová B2 Ing. Eva Jablonská, Ph.D. In vitro testování biomateriálů na bázi zinku s povrchovou úpravou detail

In vitro testování biomateriálů na bázi zinku s povrchovou úpravou

Tradiční biomateriály používané v ortopedii mají výborné mechanické vlastnosti. U dočasných aplikací (např. fixace zlomenin) však pacient musí podstoupit další operaci pro jejich odstranění. Proto se objevila snaha vyvinout materiály schopné biodegradace, pro lékařské účely byly navrženy slitiny hořčíku, železa a zinku. Cílem této práce bylo in vitro testování slitiny na bázi zinku s řízeně připravenými povlaky ZnP.  Byl proveden test in vitro cytotoxicity dle normy ISO 10993-5 na extraktech s vyhodnocením metabolické aktivity pomocí resazurinu. Jako buněčné modely byly použity myší fibroblasty (buněčná linie L929) a buněčná linie hFOB 1.19 odvozená od lidské kostní tkáně. Toxicita extraktů byla značně variabilní, většina koncentrovaných působila na buňky toxicky, což může souviset s nadměrným uvolňováním zinku, jehož množství bylo stanovováno pomocí metody ICP-MS. V několika případech materiály s povrchovou úpravou ale vykazovaly lepší vlastnosti v porovnání s těmi bez ní. Dále byl proveden kontaktní test na buněčné linii hFOB 1.19, kdy byla hodnocena kolonizace materiálu a morfologie buněk pomocí fluorescenční mikroskopie. Pro testování antibakteriálního působení byly použity kmeny Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis, přičemž antibakteriální účinek nebyl prokázán.  
20 Bc. Dominika Kališová M2 doc. Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Studium účinků fyzioterapie na buněčné úrovni detail

Studium účinků fyzioterapie na buněčné úrovni

Fyzioterapie je lidstvu známá již od pravěku a v poslední době její význam v medicíně raketově vzrostl. Na základě empirických poznatků je aplikována v léčbě degenerativních a zánětlivých poruch, konkrétní mechanismy jejích účinků jsou však nedostatečně prozkoumány. Tato práce se věnuje vlivům fyzioterapie na buněčné úrovni, zavádí metodiku studia účinků na buněčných kulturách a dává si za cíl pochopit jejich vliv na organismus. Metodika vycházela z informací o praktické aplikaci termoterapie a magnetoterapie na pohybový aparát člověka. Základní hypotézou je, že působení fyzikálních podnětů způsobí v buňkách mírný oxidační stres a nastartuje protizánětlivou odpověď, čímž se urychlí proces regenerace tkáně. Jako model byly použity buňky RAW264.7. Metody zahrnovaly analýzu hladin reaktivních kyslíkových sloučenin (ROS) pomocí spektrofluorimetrie, kvantifikaci cytokinu TNF-α metodou ELISA, stanovení aktivity NO synthasy Griessovým činidlem a kontrolu viability buněk pomocí resazurinu. Z dosavadních měření vyplynulo, že termoterapie i magnetoterapie mají zásadní vliv na hladiny ROS a tlumí zánětlivou odpověď buněk RAW264.7. Podařilo se tedy zavést in vitro model použitelný pro studium různých metod fyzioterapie.  
21 Bc. Petra Kamenská M2 doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Imunochromatografická detekce testosteronu detail

Imunochromatografická detekce testosteronu

Testosterón a jeho syntetické deriváty, nazývané ako anabolicko-androgénne steroidy, tvoria podľa Svetovej antidopingovej agentúry každoročne približne polovicu všetkých zneužívaných látok na nelegálne dopingové účely. Problém dopingu na báze steroidov nesúvisí len s nevyrovnaným výkonom súťažiacich počas športových súťaží, ale najmä so zdravím užívateľov týchto anabolík. Cieľom tejto diplomovej práce je preto vyvinúť funkčný imunochromatografický test na detekciu testosterónu ako rýchlu, lacnú a nenáročnú alternatívu k súčasným analytickým metódam detekcie testosterónu. Na tvorbu kompetitívneho formátu imunochromatografického testu bol k dispozícii testosterón konjugovaný s proteínom a dve skupinovo špecifické protilátky. Ako prvý bol využitý konjugát testosterón-ovalbumín, ktorý neposkytoval dostatočne intenzívne testovacie línie, preto sme pristúpili na testosterón konjugovaný s králičím sérovým albumínom. Po zostavení prvotných imunochromatografických testov s novým konjugátom bol stanovený jeho vizuálny detekčný limit v stovkách ng/ml. Na zostrojenie plne funkčného imunochromatografického testu budú nasledujúce experimenty venované výberu vhodných komponentov a podmienok (typ membrány, koncentrácia zlatých nanočastíc a skupinovo špecifických protilátok, ... ).  
22 Bc. Kseniia Khodakovskaia M2 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Sekrece nikotinamidfosforibosyltransferasy rakovinnými buňkami detail

Sekrece nikotinamidfosforibosyltransferasy rakovinnými buňkami

Nikotinamidfosforibosyltransferasa (Nampt) je intracelulární enzym, který se primárně účastní biosyntézy NAD. Bývá rovněž uváděno, že v extracelulárním prostředí působí jako cytokin. V současné době ale není znám přesný sekreční mechanismus a ani nejsou popsány buňky sekretující Nampt. Zvýšené hladiny Nampt však byly nalezeny v krvi pacientů trpících chronickými a zánětlivými onemocněními, jako je obezita nebo rakovina. Proto bývají za buňky sekretující Nampt označovány rakovinné buňky, adipocyty nebo buňky imunitního systému. Naším cílem bylo ověřit aktivní sekreci Nampt na rakovinných liniích i) pankreatu: PaTu a MIA PaCa-2; ii) jater: HepG2; iii) střevní sliznice: CaCo-2 a HT-29; iv) kosti: U-2 OS a v) mozku: SH-SY5Y. Metodou imunoblotu byla posouzena aktivní sekrece Nampt, kdy jsme stanovili množství Nampt a intracelulárního enzymu glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenasy (GAPDH) v kultivačním médiu a buněčném lyzátu. Za aktivní sekreci Nampt byl označen výsledek, kdy bylo zjištěno vyšší množství Nampt/GAPDH v kultivačním médiu, nežli v buněčném lyzátu. Všechny použité rakovinné linie aktivně sekretovaly Nampt, přičemž nejvyšší míru sekrece vykazovaly linie střevní sliznice HT-29 a kosti U-2 OS.
23 Bc. Kristýna Klementová M2 doc. Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Inhibice quorum sensing vybraných bakteriálních kmenů rezistentním k antibiotikům pomocí rostlinných extraktů  detail

Inhibice quorum sensing vybraných bakteriálních kmenů rezistentním k antibiotikům pomocí rostlinných extraktů 

Bakterie rezistentní vůči účinku antibiotik jsou jednou z největších současných hrozeb pro lidské zdraví. Vývoj nových antibiotik nedrží krok s rozvojem rezistence, proto je potřeba hledat alternativní přístupy. Velmi slibně se jeví antivirulentní přístup, který se zaměřuje na inhibici bakteriální mezibuněčné komunikace (tzv. quorum sensing, QS). QS reguluje klíčové geny pro produkci virulentních faktorů nebo tvorbu biofilmu, což má za následek rozvoj patogenity dané bakterie. V rámci této práce je zkoumána schopnost rostlinných extraktů inhibovat bakteriální komunikaci u vybraných klinických izolátů rezistentních kmenů Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus. K tomuto účelu byla zavedena reportérová metoda, při které jsou využity dva kmeny Vibrio campbellii schopné odpovídat na určité typy autoinduktorů luminiscencí. Natě slézu, jahodníku, řepíku i šalvěje a květ bezu i heřmánku jsou součástí tradičního léčitelství již po staletí. V rámci této práce jsme prokázali, že ethanolové extrakty těchto rostlin tak výrazně snižují virulenci sledovaných bakterií inhibicí mezibuněčné bakteriální komunikace založené na autoinduktorech typu furanů a furanosylborátů.
24 Bc. Tereza Korpasová M2 Ing. Jana Štikarová, Ph.D. Interakce fibrinogenu a trombinu při hemostáze a trombóze detail

Interakce fibrinogenu a trombinu při hemostáze a trombóze

Hlavním úkolem hemostázy je zástava krvácení v porušeném krevním řečišti a současně obnova normální cirkulace v poraněné cévě. Při poškození cévní stěny okamžitě nastoupí hemostatické procesy, které postupně vedou k jejímu uzavření. Finálním krokem koagulační kaskády je přeměna fibrinogenu na fibrin působením serinové proteázy trombinu a vytvoření fibrinové sítě. Porucha jakékoliv ze složek hemostázy může vést k závažným krvácivým či trombotickým stavům. Cílem této práce je studium interakce fibrinogenu a trombinu, posouzení morfologie vzniklého fibrinového klotu a vývoj metody pro měření jeho biomechanických vlastností u plasem s deficiencí koagulačních faktorů FVIII, FIX a FXI a u pacientů s poruchou hemostázy. Doposud byla provedena měření polymeračních a fibrinolytických křivek u vzorků 35 pacientů trpících vrozenými poruchami fibrinogenu pomocí turbidimetrické metody. Měření budou v další fázi výzkumu doplněna snímky z elektronového skenovacího mikroskopu a reometrickým měřením biomechanických vlastností koagulace. Jednotlivé studované parametry nám pomohou získat ucelený pohled na kvalitu fibrinového klotu pro dané konkrétní onemocnění a propojit klinický fenotyp pacienta s výsledky měření.
25 Bc. Tereza Košťálová M2 doc. Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Srovnání biologických účinků fotoproduktů bilirubinu vznikajících při fototerapii novorozenecké žloutenky  detail

Srovnání biologických účinků fotoproduktů bilirubinu vznikajících při fototerapii novorozenecké žloutenky 

Novorozenecká žloutenka (NZ) je v prvním týdnu života novorozence způsobena zejména zvýšenou degradací erytrocytů. Většinou je NZ neškodná, avšak u 7 % případů dochází k závažné, život ohrožující hyperbilirubinémii (>340 µmol/l). U těchto pacientů se indikuje fototerapie (FT, λ = 460 nm), při níž vznikají z bilirubinu (BR) polárnější fotoprodukty (FP), které mohou být z těla snáze vyloučeny. Dle řady studií je FT asociována s nežádoucími vedlejšími účinky, mezi něž se řadí např. vyšší riziko rozvoje alergií či rakoviny. Výzkum biologické aktivity FP by měl odhalit mechanismus některých negativních účinků FT. Tato práce se zabývá srovnáním biologických účinků řady FP (monopyrolické Boxy, dále propendyopenty E, Z a biopyrrin A) s bilirubinem (viz Obr.). MTT testem byl změřen vliv FP na viabilitu buněk hepatoblastomu (HepG2). Pomocí LC-MS byla měřena stabilita FP a schopnost jejich prostupu do buněk. Byla měřena míra inhibice vzniku peroxylových radikálů a míra lipoperoxidace v polárním, resp. nepolárním prostředí. Antioxidační účinky se snižovaly v závislosti na klesajícím počtu pyrolů v molekulách FP. Žádný z FP neměl na rozdíl od BR vliv na buněčnou viabilitu. Tyto výsledky poukazují na možné cytoprotektivní účinky FP, ačkoliv prostup do buněk byl potvrzen jen pro BR a Boxy.



26 Bc. Anežka Kramná M1 prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. Developing antibody mimetics to target cancer antigens detail

Developing antibody mimetics to target cancer antigens

New methods of cancer treatment are investigated to eliminate tumor cells more effectively. Lately, antibody-drug conjugates, where a toxic molecule is linked to an antibody recognizing a cancer antigen, have been introduced. We developed synthetic antibody mimetics targeting prostate-specific membrane antigen (PSMA), called iBodies. iBodies are polymers consisting of N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide backbone bearing small molecules for visualization and binding of a target protein. We prepared series of iBodies decorated with a specific ligand of PSMA and a cytostatic drug attached to the backbone via a cleavable linker. After internalization and cleavage of the linker by lysosomal enzymes, the drug is released and stops cell proliferation. Prepared iBodies bind to the cells as determined by flow cytometry and fluorescent microscopy. The cytotoxic effect was measured via resazurin and CellTiter-Glo viability assays on HEK293 pTet-Off A2 cells transfected with PSMA in comparison with HEK293, where iBody with or without a PSMA inhibitor was used. The specificity and the cytotoxic effect of the iBody bearing the PSMA inhibitor was observed. For further evaluation, experiments using cell lines with endogenous expression of PSMA and using other variants of iBodies will be performed.
27 Bc. Emílie Kučerová M2 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Antimikrobiální účinek peptidů navázaných na biokompatibilní polymerní nosič detail

Antimikrobiální účinek peptidů navázaných na biokompatibilní polymerní nosič

Vzrůstající míra antibiotické rezistence a zvyšující se počet multirezistentních kmenů bakterií a bakterií s extenzivní rezistencí jsou jedny z hlavních světových zdravotnických problémů. Slibnou alternativou konvenčních antibiotik jsou antimikrobiální peptidy, na něž je pravděpodobnost tvorby rezistence výrazně nižší. Jako nosiče antimikrobiálních peptidů lze použít biokompatibilní polymery. Výhodou tohoto spojení je především stabilizace peptidů, jejich cílení, řízené uvolňování při kontaktu s bakterií a snížení toxicity na zdravou tkáň. Tato práce se zabývá testováním účinku antimikrobiálních peptidů GKWMKLLKKILK a Indolicidinu vázaných přes různé spojky na biokompatibilní polymery na bázi modifikovaného hydroxypropyl-methakrylamidu. Největší antimikrobiální účinek byl pozorován při vazbě peptidu GKWMKLLKKILK pomocí pH-senzitivní spojky, v takovém systému byly řádově srovnatelné hodnoty minimální inhibiční koncentrace s hodnotami samotného peptidu. Dále byl prokázán baktericidní účinek peptidu GKWMKLLKKILK testem baktericidity a vizualizací pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Prostřednictvím fluorescenční mikroskopie byla zobrazena lokalizace peptidu GKWMKLLKKILK v obalových vrstvách bakterií, přičemž samotný polymerní nosič s bakteriemi neinteragoval.
28 Bc. Jan Křesťan M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Příprava kmenů Saccharomyces cerevisiae produkujících peptidy navržené pomocí neuronových sítí a testování jejich schopnosti vázat kovy detail

Příprava kmenů Saccharomyces cerevisiae produkujících peptidy navržené pomocí neuronových sítí a testování jejich schopnosti vázat kovy

Metalothioneiny jsou peptidy, které jsou díky svým řetězcům bohatým na cystein schopny vázat těžké kovy. Organismy je díky této vlastnosti využívají k ochraně buněk před vystavením nadměrnému množství kovů, čímž se zamezuje vzniku oxidačního stresu, který může být pro buňky fatální. Rekombinantní metalothioneiny mají potenciál především v bioremediaci prostředí kontaminovaných kovy. Rovněž se jejich hlubším zkoumáním odhaluje role metalothioneinů v karcinogenezi a případné možnosti terapie. Umělé neuronové sítě jsou složitý počítačový algoritmus navržený na základě podobnosti s fungováním lidského mozku. Systém je schopen tzv. strojového učení. Do programu jsou zadány sekvence známých metalothioneinů a na základě podobnosti sekvencí jsou generovány zcela nové sekvence peptidů. Cílem této práce je ověření schopnosti neuronových sítí navrhnout funkční peptidy, které se běžně nevyskytují v přírodě. Ověřování funkčnosti je prováděno přípravou vybraných rekombinantních kmenů kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Tyto kmeny obsahují plazmid se syntetickým genem pro vybrané uměle navržené peptidy. Následným testováním tolerance kvasinek vůči kovům je ověřována aktivita těchto peptidů.
29 Vít Lichtenberg M2 Ing. Štěpán Huber, Ph.D. Vybrané možnosti analýzy padělků léčiv s obsahem inhibitorů fosfodiesterázy 5 detail

Vybrané možnosti analýzy padělků léčiv s obsahem inhibitorů fosfodiesterázy 5

Léky na léčbu erektilní dysfunkce patří nepochybně mezi nejvíce padělaná léčiva na světě. Přestože se jedná o rozsáhlý problém, tak se mu nevěnuje dostatečná pozornost. Při analýze falsifikátů je důležité používat metody se specifickými vlastnostmi. Jedná se o nedestruktivnost, jednoduchou přípravu vzorku, relativně malé množství vzorku potřebné k analýze, přímočaré vyhodnocení výsledků, rychlost metody a nižší náročnost na obsluhující personál. Tyto podmínky splňuje především rentgenová prášková difrakce (XRPD). Pokud XRPD doplníme o Ramanovu a infračervenou spektroskopii, tak získáme spolehlivé informace o vnitřním složení přípravku. Cílem práce je ověřit použití metody rentgenové práškové difrakce, Ramanovy a infračervené spektroskopie ke kvalitativní analýze padělaných medicinálních přípravků s obsahem inhibitorů fosfodiesterázy 5 a rozšířit tak možnosti forenzní identifikace padělaných léků.
30 Bc. Karolína Loužecká M2 Ing. Eva Benešová, Ph.D. Produkce a charakterizace asparaginasy iso 1 z chladově adaptované bakterie Arthrobacter polaris detail

Produkce a charakterizace asparaginasy iso 1 z chladově adaptované bakterie Arthrobacter polaris

lAsparaginasa katalyzující reakci, při níž zlasparaginu vzniká kyselina lasparagová a amoniak, je využívána v medicíně více než 50 let, a sice v léčbě hematologických malignit, zvláště akutní lymfoblastické leukémie. Podstatou účinku je skutečnost, že nádorové buňky jsou citlivé na snížení koncentrace lasparaginu v krvi, zatímco zdravé buňky dokáží dostatečně rychle na depleci lasparaginu reagovat. I vpotravinářství našla lasparaginasa své uplatnění, a to jako aditivum zamezující vzniku akrylamidu, jehož je l-asparagin významným prekurzorem. Tímto enzymem mohou být před tepelnou úpravou ošetřeny např. kávové boby či bramborové lupínky. Doposud využívané lasparaginasy mají některé limitující vlastnosti, které snižují jejich potenciál. Předpokládá se, že vhodným zdr