Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
SVK
iduzel: 28824
idvazba: 47802
šablona: stranka
čas: 25.9.2018 19:51:10
verze: 4465
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-prihlasovadlo.vscht.cz/svk/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Studentská vědecká konference (SVK 2018) proběhne na VŠCHT Praha ve čtvrtek 22. 11. 2018.

Seznam fakultních koordinátorů

V případě dotazů ohledně SVK se obracejte na příslušné ústavní či fakultní kordinátory, popřípadě kontaktujte Veroniku Popovou z Oddělení pro vědu a výzkum (Veronika.Popova@vscht.cz). Dotazy ohledně elektronického přihlašovacího systému směřujte na Jitku Čejkovou (Jitka.Cejkova@vscht.cz).

Nejste zalogován/a (anonym)

101 - Ústav anorganické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Banu Akhetova M2 doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D. Zvýšení intenzity luminiscence erbia ve strukturách diamantu pomocí implantace ytterbia detail

Zvýšení intenzity luminiscence erbia ve strukturách diamantu pomocí implantace ytterbia

Diamant je známý materiál s pozoruhodnými fyzikálními i optickými vlastnostmi. Vezmeme-li v úvahu jeho tvrdost, chemickou odolnost, tepelnou vodivost a biokompatibilitu, nepřekvapuje zájem výzkumníků o tento materiál. Mezi jeho optické vlastnosti patří vysoká hodnota indexu lomu a schopnost vytvářet barevná centra modifikací struktury. Barevná centra vytvořená v diamantu jako stabilní struktuře s širokým zakázaným pásem jsou schopná emitovat světlo ve formě jednotlivých fotonů, a tvoří tak základ kvantového počítače. Ve své práci jsem se snažila o zvýšení intenzity luminiscence barevných center vytvořených dopací erbia do diamantu. Monokrystalické diamanty a nanokrystalické vrstvy diamantu byly implantovány Er3+, Yb3+ a Al3+ s energií 190 keV a dávkou 1x1015 a 5x1015 iontů.cm-2 a následně žíhány ve vakuu. Změny ve struktuře diamantu, dolet erbia a pozice erbia byly sledovány metodou Rutherfordovy spektroskopie (RBS), mikroskopií atomových sil (AFM) a Ramanovou spektroskopií. Z optických vlastností byla zjišťována především luminiscence v blízké infračervené (NIR) oblasti. Z výsledků je patrné zvýšení intenzity luminiscence pásu okolo 1,5 µm při ko-implantaci erbitých a ytterbitých  iontů.
2 Filip Antončík B3 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Syntéza a charakterizace supravodivého keramického kompozitu YBa2Cu3O7-δ – Y2Ba4CuWO10,8 detail

Syntéza a charakterizace supravodivého keramického kompozitu YBa2Cu3O7-δ – Y2Ba4CuWO10,8

Tématem této práce je příprava a charakterizace supravodivého keramického kompozitu na bázi směsného oxidu mědi YBCO obsahující fázi Y-2411-W, tvořící pinningová centra. Fáze Y-2411-W byla připravena reakcí v pevné fázi z oxidů a uhličitanů příslušných prvků a poté byla její příprava optimalizována pro potenciální použití ve větším měřítku. Po úpravě velikosti částic mletím byla fáze Y-2411-W přidána do prekurzoru obsahujícího Y2BaCuO5-δ, YBa2Cu3O7-δ, CeO2 a Sm2O3. Výsledný prekurzor obsahoval 0, 1 a 5 hm. % Y-2411-W. Z této směsi byly připraveny metodou TSMG supravodivé tablety o průměrech 1,35 cm a 2,70 cm. Prekurzory i výsledné tablety byly důkladně analyzovány širokým spektrem analytických metod. Pro analýzu tvaru a velkosti částic byla použita skenovací elektronová mikroskopie (SEM) a laserová difrakce (LD). Chemické složení bylo studováno pomocí rentgenové fluorescence (XRF), energiově disperzní spektroskopie (EDS), zatímco fázové složení bylo analyzováno pomocí rentgenové difrakce (XRD). Mřížové parametry byly upřesněny Rietveldovou analýzou. Fyzikální vlastnosti byly analyzovány pomocí simultánní termické analýzy (STA) a PPMS.


3 Bc. Václav Doležal M2 Ing. Ladislav Nádherný, Ph.D. Syntéza hexagonálního aluminátu LaMgAl11O19 nehydrolytickými sol-gel metodami detail

Syntéza hexagonálního aluminátu LaMgAl11O19 nehydrolytickými sol-gel metodami

Díky izotropním vlastnostem, vysoké chemické stabilitě a odolnosti vůči radiaci mají alumináty aplikační potenciál pro optické aplikace. Tyto materiály se komerčně vyrábí jako laserová média, scintilátory nebo svítivé diody (LED). V rámci předkládaného projektu jsem připravil polykrystalický LaMgAl11O19 ve formě prášku čtyřmi různými nehydrolytickými sol-gel metodami. První dvě jsou založené na aktivní polymeraci, ve druhých dvou byly použity polymery rozpustné ve vodě. Těmito metodami jsem úspěšně rozpustil všechny tři hydrolyzující kationty a připravil stabilní roztok. Tento roztok jsem zahustil do tvorby hustého gelu a po jeho vysušení a rozkladu organické složky jsem získal bílý nebo světle hnědý amorfní-nanokrystalický prášek. Z takto připraveného prekurzoru jsem syntetizoval LaMgAl11O19. Krystalizace hexagonální fáze proběhla při 1170 °C. Fázové složení pevných prekurzorů jsem zjišťoval RTG difrakcí při laboratorní teplotě za použití zdroje Co-Kα. Mikrostruktura a morfologie prekurzoru a konečného materiálu byla pozorována pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Fázově čistý materiál LaMgAl11O19 se podařilo připravit při teplotě, která je o stovky stupňů nižší ve srovnání s přípravou reakcí v pevné fázi.
4 Bc. Jan Havlíček M1 doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D. Příprava transparentní keramiky detail

Příprava transparentní keramiky

Transparentní keramika je materiál s potenciálním využitím v různých aplikacích díky svým zajímavým optickým a mechanickým vlastnostem. Své místo má i v materiálovém výzkumu z důvodu relativně nízkých nákladů na přípravu vzorků. Avšak na přípravu transparentní keramiky jsou kladeny náročné technologické požadavky. Aby materiálem procházelo světlo, musí být jeho zrna velmi dobře slinuta, materiál nesmí obsahovat větší množství pórů a nečistot nebo defektů, které by způsobovaly absorpci, rozptyl nebo odraz světla. Toho lze dosáhnout kombinací vhodné slinovací metody a kvalitního práškového prekurzoru. Cílem této práce je příprava transparentní keramiky cerem dopovaného yttrito-hlinitého granátu (YAG) metodou SPS (Spark Plasma Sintering). Konkrétně je to nalezení vhodné laboratorní metody pro přípravu kvalitního prekurzoru a režimu SPS, pomocí kterého by bylo dosaženo co nejkvalitnějších vzorků transparentní keramiky. Získané poznatky by poté mohly být rozšířeny i na jiné dopace YAGu nebo na další příbuzné dopované materiály s granátovou nebo perovskitovou strukturou. Pomocí této metody by pak mohl být usnadněn výzkum těchto materiálů, které nalézají své uplatnění například jako scintilátory, aktivní prostředí laserů, luminofory a další.
5 Adéla Jiříčková B3 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Optimalizace přípravy oxidu grafenu detail

Optimalizace přípravy oxidu grafenu

Oxid grafenu je již několik let studovaným materiálem díky svým unikátním vlastnostem. V současné době trvá příprava oxidu grafenu minimálně 12 hodin, v práci bylo prokázáno, že celkovou dobu přípravy lze zkrátit na 2 hodiny, přičemž stupeň naoxidování zůstane zachován. Bylo připraveno několik vzorků optimalizovanou Tourovou metodou, jejichž složení i vlastnosti byly porovnány se vzorkem připraveným konvenční Tourovou metodou.  Bylo také prokázáno, že oxid grafenu připravený touto metodou lze využít pro přípravu membrán. Všechny vzorky byly charakterizovány pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie, Ramanovy spektroskopie, infračervené spektroskopie metodou zeslabené úplné reflektance, elementární spalovací analýzy, simultánní termické analýzy, rentgenové difrakce, skenovací elektronové mikroskopie s elektronovým disperzním analyzátorem a skenovací transmisní elektronové mikroskopie. Výsledky najdou uplatnění v průmyslové výrobě oxidu grafenu, neboť zkrácení doby přípravy povede k významným ekonomickým úsporám.
6 Boris Lochman B3 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Příprava a charakterizace částečně naoxidovaného oxidu nanografitu detail

Příprava a charakterizace částečně naoxidovaného oxidu nanografitu

Oxidy grafitu a grafenu jsou jedním z nejvíce studovaných nanomateriálů současnosti.  Cílem této práce je určit vliv množství manganistanu draselného na úroveň oxidace a na strukturu výsledného oxidu grafitu. Grafit byl oxidován modifikovanou Tourovou metodou. Ke třem gramům grafitu bylo přidáno různé množství manganistanu draselného v rozmezí od 0,2g do 18g. Připravené materiály byly charakterizovány pomocí FT-IR, Ramanovy spektroskopie a rentgenové difrakční analýzy. Chemické složení bylo analyzováno pomocí elementární analýzy, EDS a XPS. Morfologie byla studována elektronovým mikroskopem. Získané výsledky jsou užitečné mimo jiné pro optimalizaci přípravy oxidů grafitu o požadovaném chemické složení.
7 Bc. Michal Lojka M2 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Chemické modifikace grafenu sírou a bromem pro využití v elektronice detail

Chemické modifikace grafenu sírou a bromem pro využití v elektronice

Cílem této práce je studium chemicky modifikovaných materiálů na bázi grafenu. Pro syntézu byly použity dva výchozí oxidy grafitu, které byly připraveny odlišnými metodami. Tyto materiály byly dále dopovány dalšími prvky: bromem a sírou. Modifikace sírou byla provedena pomocí Friedel-Craftsovy reakce, zatímco dopování bromem proběhlo pomocí Hunsdieckerovy reakce. Vybrané modifikované grafeny byly následně dekorovány zlatými nanočásticemi. Elementární složení a struktura připravených vzorků byla analyzována pomocí Ramanovy spektroskopie, skenovací elektronové mikroskopie, elementární analýzy a fotoelektronové spektroskopie. Termické chování těchto materiálů bylo analyzováno pomocí simultánní termické analýzy, zatímco elektrochemické vlastnosti byly studovány pomocí cyklické voltametrie.
8 Bc. Petr Marvan M2 doc. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D. Příprava a exfoliace vrstevnatých chalkogenidů Ga a In pro senzorické aplikace detail

Příprava a exfoliace vrstevnatých chalkogenidů Ga a In pro senzorické aplikace

2D vrstevnaté materiály jsou v poslední době velmi studované materiály, zejména díky unikátním fyzikálním a chemickým vlastnostem, které mohou vést k jejich širokému využití v elektronice, optoelektronice nebo katalýze. Přestože ve své objemové formě nejsou příliš výjimečné, při exfoliaci tyto materiály dramaticky mění své vlastnosti jako je například strukturní typ, velikost zakázaného pásu, velikost měrného povrchu a elektrokatalytická aktivita. Pro tuto práci byly vybrány vrstevnaté chalkogenidy obecného vzorce MX2, kde M = Ga, In a X = S, Se, Te, a také In2Se3, který také vykazoval vrstevnatou strukturu. Vzorky objemového materiálu byly připraveny pomocí reakce v pevné fázi z prvků a následně byly exfoliovány mletím pomocí střižných sil. Kromě základních metod charakterizace jejich morfologie, struktury a chemického složení byly zkoumány jejich optické a elektrochemické vlastnosti s ohledem na jejich možné praktické využití. Z elektrochemických vlastností byl především zkoumán vliv různých plynů na elektrochemickou impedanci elektrod z připravených materiálů. Jako plynové senzory by mohly najít uplatnění především v monitorování životního prostředí, kontrole chemických procesů nebo zemědělských aplikacích.
9 Laura Pavlíková B3 doc. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D. Fluorovaný grafen pro elektrochemickou detekci biologicky aktivních látek detail

Fluorovaný grafen pro elektrochemickou detekci biologicky aktivních látek

Fluorovaný grafen je jedním z mála derivátů, který je možné syntetizovat až do stechiometrického poměru C1X1 , v tomto případě C1F1 . S množstvím navázaného fluoru lze měnit celou řadu vlastností grafenu, jako je šířka zakázaného pásu, smáčivost a elektrochemické vlastnosti. Fluorovaný grafen lze připravit několika způsoby, ty nejúčinnější zahrnují reakci grafenu s fluoračním činidlem jako je fluor a některé jeho sloučeniny (XeF2, SF4 apod.). Fluorovaný grafen jsme připravili reakcí termicky redukovaného grafenu s elementárním fluorem. Použitím různých reakčních časů jsme získali řadu vzorků o složení C1F0,06 – 0,49 . Vzorky jsem charakterizovala z hlediska složení a morfologie, dále testovala jejích detekční vlastnosti vůči biologicky aktivním látkám např. dopaminu a nukleových bází. Tyto látky obsahují různé funkční skupiny (hydroxylové nebo aminy), které mohou zvyšovat jejich adsorpci na elektrodový povrch pomocí vodíkových můstků s fluorem. Elektrody z fluorovaného grafenu tudíž mohou dosáhnout nižších detekčních limitů pro tyto látky.
10 Kryštof Skrbek B3 Ing. Vilém Bartůněk, Ph.D. Příprava a charakterizace nanoobjektů na bázi oxidu ceričitého detail

Příprava a charakterizace nanoobjektů na bázi oxidu ceričitého

Oxid ceričitý lze použít jako katalyzátor pro oxidační reakce. V této práci byly připraveny ultrajemné nanočástice oxidu ceričitého precipitační metodou. Srážecí reakce byly prováděny v různých rozpouštědlech pomocí různých srážedel. Produkty byly charakterizovány pomocí rentgenové práškové difrakce a vybrané vzorky pomocí transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením, skenovací elektronové mikroskopie a UV-VIS spektroskopie. Katalytické vlastnosti vzorků byly testovány na chlorovaných fenolech.
11 Lucie Spejchalová B2 Ing. Irena Hoskovcová, CSc. Interakce Fe3+ iontu s ligandy odvozenými od pyridoxalu nebo pyridoxal-fosfátu a serinu detail

Interakce Fe3+ iontu s ligandy odvozenými od pyridoxalu nebo pyridoxal-fosfátu a serinu

Železo je jedním z nejběžnějších kovů na Zemi, vyskytuje se i v lidském těle ve formě různých biologicky aktivních sloučenin v oxidačních stavech Fe2+ a Fe3+. Zaměřili jsme se na železitý kation a jeho interakci s ligandy odvozenými od vitaminu B6 – pyridoxalu (PL) a pyridoxal-5-fosfátu (PLP). Ty v interakci s primárními aminy tvoří iminy – Schiffovy báze. V této práci jsme zaměřili na ligandy odvozené od aminokyseliny serinu, zkráceně PL-Ser nebo PLP-Ser. Metodou kontinuálních variací (neboli Jobovu metodu) jsme určili stechiometrický poměr ligandu a kovu pro následnou syntézu komplexů. Měření probíhala z neizolovaných ligandů a zdrojem železa byl FeCl3.6H2O nebo [Fe(acac)3]; jako rozpouštědlo byl použit methanol. Z výsledků měření byl vyhodnocen vliv přítomnosti vody na vznik železitých komplexů. Následně jsme izolovali komplexy pro oba železité prekurzory s oběma ligandy.
12 Bc. Markéta Tomandlová M1 Ing. Irena Hoskovcová, CSc. Příprava vícevazných Schiffových bazí reakcí ethylendiaminu s různými aldehydy a jejich reakce s iontem Ni(+II) detail

Příprava vícevazných Schiffových bazí reakcí ethylendiaminu s různými aldehydy a jejich reakce s iontem Ni(+II)

Vitamíny skupiny B jsou ve vodě rozpustné vitamíny, které katalyzují mnoho biologických reakcí a mají důležitou funkci při správném fungovaní metabolismu. Ligandy typu Schiffových bází (iminy) vznikají reakcí primárního aminu s aldehydem či ketonem, přičemž vzniká dvojná vazba mezi uhlíkem a dusíkem. Struktura Schiffových bází je vhodná k tvorbě komplexů s ionty kovů. V této reakci vystupuje kov jako katalyzátor a urychluje vznik Schiffovy báze.  V této práci jsme se zaměřili na studium vlivu substituce aldehydu na tvorbu Schiffovy báze s ethylendiaminem a následně na její reakci s iontem Ni(+II). Jako zdroj aldehydu byla použita jedna z forem vitamínu B6 – pyridoxal (PL), a jeho aktivovaná forma – pyridoxal-5-fosfát (PLP). Jako jednodušší analog byl vybrán aldehydový derivát vitamínu B3 – pyridinkarbaldehyd, použili jsme všechny tři jeho polohové izomery. Po izolovaní a charakterizaci ligandů jsme templátovou metodou syntetizovali komplexy s kationtem Ni(+II). Poměr reaktantů (kov : ligand) v syntéze byl určen pomocí metody kontinuálních variací, kde jsme sledovali interakce ligandů se síranem nikelnatým v roztoku pomocí UV-Vis spektroskopie.


13 Tomáš Tomaško B3 Ing. Ladislav Nádherný, Ph.D. Vliv technologie přípravy roztoku na kvalitu tenkých vrstev připravených metodou spin-coating detail

Vliv technologie přípravy roztoku na kvalitu tenkých vrstev připravených metodou spin-coating

Yttrium-hlinitý granát dopovaný ceritými katiónmi (Ce:YAG) nachádza široké uplatnenie napríklad ako luminofor alebo ako scintilátor. V súčasnej dobe sa tento materiál vyrába Czochralského metódou vo forme monokryštálu. Mojim cieľom bolo pripraviť nehydrolytickou metódou sol-gel za použitia polyméru polyvinylpyrrolidonu (PVP) roztok o stechiometrii Y2,915Ce0,085Al5O12 a následne ho zahustiť na požadovanú koncentráciu pri rôznych podmienkach. V týchto roztokoch potom boli analyzované rozdiely fyzikálnych vlastností. Tieto roztoky potom boli pomocou spin-coatingu nanesené na kremíkový substrát, vykryštalizované a porovnávané predovšetkým röntgenovou difrakciou (XRD) a optickou mikroskopiou. Posledným predmetom štúdia bolo porovnanie fyzikálnych vlastností nových a starých roztokov a vplyv na kvalitu tenkých vrstiev.
14 Bc. Petr Vařák M2 doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D. Příprava tenkých vrstev obsahujících stříbro v zinečnato-křemičitanovém skle dotovaném holmiem a ytterbiem detail

Příprava tenkých vrstev obsahujících stříbro v zinečnato-křemičitanovém skle dotovaném holmiem a ytterbiem

Skla s obsahem holmia a ytterbia jsou perspektivními materiály pro fotoniku. Disponují silnou fotoluminiscencí ve viditelné a především v blízké infračervené oblasti. Luminiscence v okolí 2 µm je zajímavá pro konstrukci laserů, optických zesilovačů, filtrů nebo modulátorů. Cílem této práce je studium možnosti ovlivnění fotoluminiscence holmia stříbrem. V laboratoři bylo utaveno zinečnato-křemičitanové sklo s obsahem holmia a ytterbia, v němž byla následně metodou iontové výměny vytvořena tenká vrstva s obsahem stříbra. Připravené vrstvy byly dále žíhány za účelem nukleace nanočástic stříbra. Koncentrace stříbra a hloubka vrstvy byly zjištěny metodou SEM-EDS. Oxidační stav stříbra byl upřesněn absorpční spektroskopií ve viditelné oblasti. Přítomnost nanočástic stříbra byla potvrzena pomocí TEM. Vliv stříbra na fotoluminiscenci holmia byl studován fotoluminiscenční spektroskopií ve viditelné a blízké infračervené oblasti. Vlnovodné vlastnosti byly změřeny pomocí jednohranolové vidové spektroskopie. V prezentované práci byl prokázán pozitivní vliv iontů stříbra na intenzitu emisního přechodu 5I7 - 5I8 holmitého iontu a diskutován jeho mechanismus.
15 Bc. Pavel Vosecký M2 doc. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D. Vrstevnaté ditelluridy přechodných kovů pro elektrokatalytický vývoj vodíku detail

Vrstevnaté ditelluridy přechodných kovů pro elektrokatalytický vývoj vodíku

Vrstevnaté materiály a zejména dichalkogenidy přechodných kovů jsou v čele současného výzkumu elektrokatalytických materiálů. Navzdory skutečnosti, že elektrokatalytické vlastnosti disulfidů a diselenidů molybdenu a wolframu jsou dobře známé, jejich analogické ditelluridy jsou výrazně méně prozkoumány. V této práci uvádíme účinnou metodu chemické exfoliace MoTe2 a WTe2 na bázi interkalace alkalického kovu a následné reakce s vodou. Exfoliované telluridy byly podrobně charakterizovány a zkoumány pro potenciální aplikaci při elektrokatalytickém vývoji vodíku. Struktura připravených materiálů byla zkoumána pomocí skenovací elektronové mikroskopie, fotoelektronové spektroskopie a rentgenové difrakční analýzy. Dále bylo provedeno elektrochemické ošetření oxidací nebo redukcí, vedoucí ke zlepšení elektrokatalytických vlastností. MoTe2 a WTe2 vykazují významně kontrastní vlastnosti vůči vývoji vodíku, kde MoTe2 vykazuje vysokou aktivitu HER s malou závislostí na elektrochemickém ošetření, zatímco WTe2 vykazuje silnou závislost na elektrochemickém ošetření. Zvláště exfoliovaný MoTe2 vykazuje zlepšenou elektrokatalytickou aktivitu pro reakci vedoucí k vývoji vodíku a má obrovský aplikační potenciál.
16 Adam Šrut B2 Ing. Irena Hoskovcová, CSc. Komplexace Schiffových bazí odvozených od vitamínu B3 s kationty Co(+III) a Mn(+II) detail

Komplexace Schiffových bazí odvozených od vitamínu B3 s kationty Co(+III) a Mn(+II)

Vitamin B3 hraje důležitou roli v metabolismu buňky a vyskytuje s ve dvou formách – jako 3-pyridinkarboxylová kyselina a jako amid této kyseliny. V této práci jsme se zaměřili na aldehydový derivát vitaminu B3 a jeho polohový izomer, tedy 3-pyridinkarbaldehyd a 2-pyridinkarbaldehyd. Ke komplexaci Co3+ a Mn2+ jsme použili Schiffovy báze, které vznikají reakcí výše zmíněného aldehydu s aminokyselinou fenylalaninem a metabolitem cysteinu taurinem. Cílem práce bylo studium vlivu polohy iminové vazby na pyridinovém kruhu na komplexaci kovu z první přechodové řady při přípravě modelových komplexů. Nejprve jsme izolovali ligandy a sledovali jsme jejich interakci s ionty kovů pomocí metody kontinuálních variací. Z výsledku jsme určili předpokládaný poměr kov : ligand ve vznikajícím komplexu v roztoku. Komplexy jsme připravovali templátovou metodou, přímou reakcí aldehydu a aminu a následnou reakcí s iontem kovu.

105 - Ústav anorganické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kateřina Bednářová M2 Ing. Ivona Sedlářová, Ph.D. Zpracování heptahydrátu síranu železnatého z výroby titanové běloby detail

Zpracování heptahydrátu síranu železnatého z výroby titanové běloby

Titanová běloba je nejrozšířenějším anorganickým pigmentem na světě. Existují dva průmyslově používané způsoby její výroby, které se liší použitou technologií, zpracovávanou surovinou a tím i vznikajícími odpady. Ročně se vyrobí kolem 5,4 milionů tun TiO2, což znamená i vznik velkého množství odpadů, které je nutné dále zpracovávat a minimalizovat tak jejich dopad na životní prostředí. V ČR se titanová běloba vyrábí sulfátovým procesem, při kterém v závislosti na složení vstupního ilmenitu vznikají mj. 2 - 4 tuny heptahydrátu síranu železnatého na jednu tunu TiO2. Zelenou skalici je tak nutné dále přepracovávat na jiné využitelné produkty, v současnosti jsou to například  železité pigmenty, monohydrát síranu železnatého nebo látky sloužící k úpravě vody. Další možností zpracování by mohla být příprava síranu hořečnatého jako žádaného hnojiva s obsahem hořčíku, kde i zbylé sloučeniny železa lze účelně využít. Cílem této práce bylo provést úvodní studii zabývající se sledováním průběhu konverzní reakce síranu železnatého s oxidem hořečnatým. Prozatím byl sledován vliv použitého oxidu hořečnatého a způsob jeho dávkování.
2 Bc. Emil Burda M2 Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D. Příprava nosiče katalyzátorů pomocí alginátové granulace  detail

Příprava nosiče katalyzátorů pomocí alginátové granulace 

Proces zvyšování velikosti částic je důležitá a v chemickém průmyslu velmi často využívaná operace. Pod tímto pojmem si můžeme představit řadu postupů, při nichž se prachové částice shlukují do větších celků. Alginátová granulace našla široké uplatnění v mnoha různorodých odvětvích, například v potravinářském průmyslu, při výrobě katalyzátorů, farmakologii a dalších. Technologie alginátové granulace spočívá v dávkování suspenze alginátu sodného s granulovanou látkou do granulačního media, kde jsou přítomné vápenaté kationty. Vzniklý alginát vápenatý vytváří nerozpustné gelové částice, které po vysušení tvoří přibližně sférické částice. Cílem provedených experimentů byla příprava sférických částic modelových látek, TiO2 a Yb2O3, procesem alginátové granulace a jejich porovnání. Dalším cílem je, na základě provedených experimentů, optimalizovat poloprovozní granulační aparaturu.
3 Bc. Karel Denk M2 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Porovnání elektrochemických desalinačních metod detail

Porovnání elektrochemických desalinačních metod

Pro budoucnost lidstva je důležitý zejména vývoj technologií úpravy vody s nízkou energetickou spotřebou a zdroje čisté vody. Nejpoužívanější metody odsolování vody, které jsou v dnešní době používané, jsou destilace nebo reverzní osmóza. Tyto metody se však vyznačují svou velkou energetickou náročností, protože z roztoku solí ve vodě neodstraňují sůl, která tvoří minoritní část, ale přímo vodu. Elektrochemické metody odsolování vody na druhou stranu separují ionty soli z vody působením elektrického pole. Elektrodialýza je metoda, která využívá iontově-selektivních membrán a elektrického pole pro odsolení části zpracované vody. Kapacitní deionizace spočívá v adsorpci iontů na vysokopovrchových uhlíkových elektrodách vlivem elektrického pole a jejich následné desorpci. Tyto dvě metody byly experimentálně porovnávány v reálných podmínkách na úpravně pitné vody v Nové Vsi u Bečova v Karlovarském kraji. Metody byly porovnávány z hlediska dosaženého odsolení a energetické náročnosti. Z hlediska snížení salinity pitné vody dosahují obě metody uspokojivých výsledků. Z hlediska energetické náročnosti jsou při vhodně zvolených provozních podmínkách tyto technologie srovnatelné.
4 Dita Hronová B3 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Scale up přípravy neplatinového katalyzátoru pro alkalickou elektrolýzu vody detail

Scale up přípravy neplatinového katalyzátoru pro alkalickou elektrolýzu vody

Elektrolýza vody představuje jeden z nejčistších způsobů výroby vodíku. Elektrolýzu vody dělíme na vysokoteplotní a nízkoteplotní, která se dále dělí na kyselou a alkalickou. Předmětem této práce je alkalická elektrolýza vody. V případě tohoto procesu není běžně dosahováno takových hodnot intenzity výroby, jako u konkurenčních technologií, ale výroba je ekonomicky dostupnější z důvodu možnosti využití levnějších katalyzátorů, elektrod a konstrukčních materiálů. Katalyzátory v elektrolýze vody jsou používány za účelem snížení přepětí na elektrodách. Vynikajících výsledků dosahují platinové katalyzátory, avšak cena takového katalyzátoru je příliš vysoká, proto je vyvíjena snaha syntetizovat materiál, který bude mít stejné elektrokatalytické vlastnosti a zároveň bude levnější. Zajímavou alternativu představují v alkalickém prostředí například směsné oxidy niklu a kobaltu se spinelovou strukturou. V této práci byl katalyzátor NiCo2O4 připraven srážecí metodou v množství přibližně 2 a 25 g. Vlastnosti obou katalyzátorů byly porovnány na základě výsledků z XRD a SEM, elektrokatalytické aktivity a vodivosti katalyzátoru. Cílem práce bylo stanovení vlastností připravených katalyzátorů a ověření možnosti použití vybraného postupu přípravy pro přípravu většího množství katalyzátoru.
5 Bc. Tomáš Kotrla M2 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Příprava dopovaných vrstev hematitu aerosolovou pyrolýzou a jejich fotoelektrochemická charakterizace detail

Příprava dopovaných vrstev hematitu aerosolovou pyrolýzou a jejich fotoelektrochemická charakterizace

Současný moderní svět je silně závislý na fosilních palivech. Jejich spalováním je ovšem produkováno velké množství oxidu uhličitého a postupně dochází k vyčerpávání jejich zdrojů. Z těchto důvodů je nezbytné najít nový zdroj energie, který by měl být v ideálním případě čistý a obnovitelný. Jedním z kandidátů, který splňuje tato kritéria, je vodík. Velice zajímavým způsobem jeho přípravy je fotoelektrochemické štěpení vody pomocí slunečního záření. Tento proces vyžaduje fotokatalyticky aktivní elektrodu - fotoanodu. Slibným materiálem pro přípravu fotoanod je syntetický hematit. Hlavní výhodou hematitu je jeho schopnost absorpce ve viditelné části spektra, což umožňuje rozklad vody slunečním zářením. Z důvodu nízké vodivosti hematitu je výhodné dopování jeho vrstev pomocí vhodného kovu. V této práci byly hematitové vrstvy připraveny aerosolovou pyrolýzou na substrát z FTO skla. Jako prekurzor byl použit vodný roztok Fe3+ iontů, v případě dopovaných vrstev obsahoval prekurzor také ionty dopujícího kovu. Hlavními zkoumanými parametry přípravy byla teplota, délka depozice a obsah dopantu. Deponované vrstvy byly charakterizovány pomocí SEM, XRD a měřením fotoelektrochemických vlastností (solární simulátor) v alkalickém elektrolytu.
6 Bc. Veronika Liworová M2 Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D. Adsorpce CO2 na biochar detail

Adsorpce CO2 na biochar

Biochar (česky biouhel) je materiál organického původu, jehož charakteristickou vlastností je rozvinutá porezní struktura. Tento materiál vzniká termickým spalováním organických látek bez přístupu vzduchu. Je vyráběn především ze zbytkové a odpadní biomasy, kam patří například komposty, zvířecí odpady, dřevní hmota apod. Jeho nejdůležitější složkou je organický uhlík, který tvoří 50 – 90 % celkové hmotnosti.  Cílem měření bylo stanovit specifický povrch a distribuci objemu pórů vzorků biocharu vyrobených z různých materiálů. Podstata měření velikosti specifického povrchu tuhých látek spočívá v určení množství plynných molekul, potřebných k pokrytí měřeného povrchu monovrstvou. U vzorku biochar byly změřeny adsorpční izotermy pomocí adsorpce oxidu uhličitého při různých teplotách. Z těchto dat pak byl vypočten specifický povrch a určena adsorpční tepla jednotlivých vzorků pomocí isosterické metody. Z výsledků lze konstatovat, že s rostoucí teplotou pyrolýzy roste specifický povrch. Ovšem při dosažení maximální teploty dojde k uzavírání porézní struktury a specifický povrch začne klesat, což může být způsobeno postupnou kondenzací aromatických uhlíků do shluku blížící se grafitu.
7 Bc. Darina Plecitá M1 doc. Ing. Jan Vídenský, CSc. Studium nežádoucí reakce karbonátových příměsí při výrobě hnojiv na bázi dusičnanu amonného detail

Studium nežádoucí reakce karbonátových příměsí při výrobě hnojiv na bázi dusičnanu amonného

Mezi nejdůležitější živiny v hnojivech řadíme dusík, protože jeho zdroje v půdě jsou minimální. Ke zvýšení hladiny využitelného dusíku v půdě se vyrábí řada hnojiv, přičemž mezi nejrozšířenější patří velmi žádaný dusičnan amonný. Jeho nevýhodou je výbušnost, hygroskopičnost a s tím související spékavost. Tyto negativní vlastnosti se omezují přídavkem vápence nebo dolomitu, které částečně reagují při mísení s taveninou dusičnanu amonného za vzniku nežádoucího produktu – dusičnanu vápenatého, případně dusičnanu hořečnatého. Rozsah této reakce se výrazně omezuje přídavkem rozpustných síranů. Tato práce se zabývá návrhem metodiky pro stanovení rozsahu reakce vápence, respektive dolomitu, s taveninou dusičnanu amonného. Množství zreagovaného vápence, respektive dolomitu, bylo určeno pomocí změny velikosti vyseparovaných zrn z vyrobeného hnojiva při porovnání s výchozím vzorkem vápence, respektive dolomitu. Získání ve vodě nerozpustného podílu bylo komplikováno použitím povrchové úpravy pomocí látky SK Fert, kterou bylo třeba pro stanovení velikosti částečně zreagovaných zrn vápence, respektive dolomitu, odstranit, z důvodu obtížné rozdružitelnosti tohoto zbytku.
8 Bc. Michaela Plevová M2 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Příprava anion selektivní membrány modifikované katalytickou vrstvou detail

Příprava anion selektivní membrány modifikované katalytickou vrstvou

Vodík je považován za nejlepší prostředek ke skladování energie získané z obnovitelných zdrojů, jejíž dodávky do sítě mohou v čase výrazně kolísat. S rostoucím instalovaným výkonem obnovitelných zdrojů energie je potřeba vyvinout skladovací systém o stejné kapacitě. Za tímto účelem by mohla být využita alkalická elektrolýza vody, která by využívala nadbytečné větrné či solární energie k produkci vodíku. Hlavní výhodu této technologie představuje relativní materiálová nenáročnost, což vede ke snížení ceny celého procesu. Limitujícím prvkem alkalické elektrolýzy vody je separátor elektrodových prostorů. Zlepšení v této oblasti je možné dosáhnout náhradou anorganické diafragmy polymerní anion selektivní membránou, která by byla stabilní za podmínek elektrolýzy vody a umožňovala by tak využít některých výhod konkurenčních technologií, jako je kompaktnější konstrukce a vyšší účinnost procesu. S tím je také spojena možnost nanesení katalyzátoru ve velmi tenké vrstvě přímo na membránu. Toto uspořádání je výhodné z důvodu lepšího kontaktu mezi katalyzátorem a membránou, což vede k efektivnějšímu využití katalyzátoru. Cílem této práce je příprava a charakterizace anion selektivní membrány s 1,4-Diazabicyklo[2.2.2]oktanovou (DABCO) funkční skupinou modifikované katalytickou vrstvou.
9 Veronika Rečková B3 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Ověření stability iontově výměnných membrán v oxidačním prostředí detail

Ověření stability iontově výměnných membrán v oxidačním prostředí

Membránové procesy prodělaly za posledních 20 let velký vývoj a uplatnění nacházejí v mnoha odvětvích průmyslu. Jedním ze základních požadavků na membrány je jejich stabilita. V některých případech však během vlastního procesu dochází ke vzniku meziproduktů, které mohou ovlivnit stabilitu použité membrány, např. produkce peroxidů při elektrolýze vody. V membránové (PEM) elektrolýze vody se používá jako elektrolyt polymerní iontově selektivní  membrána. Chemickou degradaci membrán v PEM elektrolýze může způsobit peroxid vodíku, popř. jeho radikály. Působením meziproduktů může dojít k poklesu jak mechanických, tak elektrochemických vlastností membrány z důvodu rozpadnutí nosného řetězce, či ztrátě funkčních skupin. V této práci byl sledován vliv působení peroxidu vodíku s různou koncentrací v roztocích s odlišným pH na kation i anion selektivní polymerní membrány. Degradace membrán probíhala ve všech případech po dobu jednoho týdne. Výsledná iontově výměnná kapacita byla zjištěna pomocí UV-VIS spektroskopie stanovením koncentrace vyměněných dusičnanových iontů, či titrací hydroxidem sodným a získána jako podíl molů vyměněných iontů a hmotnosti suché membrány.
10 Bc. Jan Ullsperger M2 Dr. Ing. Vlastimil Fíla Inkorporace částic oxidovaného grafenu do polymerních membrán pro separace plynů detail

Inkorporace částic oxidovaného grafenu do polymerních membrán pro separace plynů

V posledních desetiletích kromě konvenčních separačních metod nabývají na významu membránové separační technologie plynných směsí. Navzdory jejich značným výhodám je v současné době největším problémem omezený separační výkon membránových operací a udržení výkonu při dlouhodobém provozu. Další problémem je i relativně náročná výroba membránových materiálů, proto jsou neustále hledány a vyvíjeny nové materiály. Polymery, vzhledem k jejich vynikajícím fyzikálně-chemickým vlastnostem a zároveň možnosti výroby membrán větších rozměrů, jsou jedním z nejrozšířenějších materiálů používaných v této oblasti. Jejich separační anebo fyzikálně-chemické vlastnosti lze zlepšit zabudováním specifických anorganických mikro- nebo nano-částic do jejich matrice (takové kompozitní membrány nesou označení „mixed matrix membranes“, zkratka MMM). V rámci této práce byly metodou odlití z roztoku připraveny a studovány kompozitní membrány s oxidovaným grafenem, kde jako polymerní matrice bylo využito komerčního polyetherimidu Ultem 1100 nebo nekomerčního polyimidu 6FDA-DAM:DABA. Membrány na bázi Ultemu byly kromě metody odlití připraveny také pomocí metody inverze fází, která je vhodná pro případnou výrobu těchto materiálů ve formě dutých vláken s potenciální aplikací v průmyslovém měřítku.
11 Bc. Xénia Vislocká M1 Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Fotokatalyzátory na bázi TiO2 využívající UV záření na čistění vzduchu detail

Fotokatalyzátory na bázi TiO2 využívající UV záření na čistění vzduchu

Akumulácia perzistentných toxických zlúčenín v životnom prostredí predstavuje závažný problém súčasnosti.  Odstránenie týchto látok bežne dostupnými prostriedkami je neefektívne, a preto je potrebné hľadať prístupnejšie riešenia. Využitím fotokatalytických procesov je možné dosiahnuť úplnú degradáciu ťažko oxidovateľných látok. Medzi perspektívne materiály vo fotokatalýze patrí aj TiO2. Vo svojej práci som sa zamerala na syntézu fotokatalyzátorov na báze TiO2 s rôznym obsahom aktívneho uhlia a na stanovenie aktivity takto modifikovaných materiálov. Aktivita bola určená na základe odbúrania toluénu zo vzduchu v prietokovom reaktore (ISO norma 22197-3:2011(E)). Pre materiál s najvyššou aktivitou (23 % aktívneho uhlia) bol ďalej sledovaný vplyv vlhkosti vzduchu na odbúravanie toluénu. Namerané hodnoty boli porovnané s aktivitou štandardného fotokatalyzátoru P25.
12 Bc. Patrik Volner M2 Ing. Ivona Sedlářová, Ph.D. Studium konverzní reakce sádrovce s uhličitanem sodným detail

Studium konverzní reakce sádrovce s uhličitanem sodným

V současné době je produkováno velké množství průmyslových sádrovců, z nichž největší zastoupení mají tzv. energosádrovce vznikající při odsiřování spalin z tepelných elektráren. Jejich produkce je vyšší než spotřeba, a tak část končí na skládkách. Je žádoucí nalézt další způsoby, jak tyto energosádrovce přepracovat na dále využitelné produkty. Jednou z možností je využití konverzní reakce s uhličitanem sodným, při které vzniká síran sodný používaný např. ve sklářství a uhličitan vápenatý, který lze vracet zpět do procesu odsiřování. Cílem této práce bylo provést a ověřit technologickou schůdnost uvedené reakce. Experimenty probíhaly v izotermním míchaném vsádkovém reaktoru nejprve s čistým dihydrátem síranu vápenatého a následně s energosádrovcem. Byl sledován průběh reakce a její teplotní závislost. Bylo zjištěno, že reakce jak s čistým sádrovcem, tak s energosádrovcem (z elektráren Tušimice a Počerady) probíhá se stoprocentní konverzí a velice rychle už při teplotě 25 °C. Jedná se tedy o energeticky nenáročnou technologii poskytující zajímavé produkty, která by mohla najít průmyslové uplatnění.
13 Bc. Veronika Vyšínová M2 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Hodnocení vlastností fotokatalyticky aktivních nátěrů v průběhu expozičních testů detail

Hodnocení vlastností fotokatalyticky aktivních nátěrů v průběhu expozičních testů

Práce se zabývá vlivy atmosférické expozice na fotokatalytické vlastnosti nátěrů. Na základě předchozích experimentů byly vybrány 3 materiály na bázi TiO2 a následně byly v různém poměru aplikovány do vodou ředitelných akrylátových nátěrových hmot. Takto připravené nátěry byly poté vystaveny atmosférickým podmínkám. V průběhu expozice, trvající 17 měsíců, byla hodnocena schopnost vzorků se nešpinit. Sledovaným parametrem bylo vizuální pozorování a barevná diference ΔE. Nátěr obsahující materiál označený CG100 vykazoval výrazně menší zašpinění než nátěry s materiálem označeným CG11, který byl prakticky srovnatelný s nátěry obsahující jen neaktivní rutilový pigment. Fotokatalytické vlastnosti v závislosti na atmosférické expozici byly korelovány s výsledky zrychleného testu stárnutí v QUV panelu. V obou případech bylo zjištěno, že během expozice dochází k rozrušení pojiva a nárůstu povrchového množství TiO2 využitelné pro fotokatalytické reakce. To se projevuje nárůstem fotokatalytické aktivity, jako je zvýšené množství odbouraných plynných polutantů.
14 Bc. Miroslav Šmíd M1 Ing. Jakub Mališ Ověření použitelnosti membránových modulů  pro inertizaci palivového článku detail

Ověření použitelnosti membránových modulů  pro inertizaci palivového článku

Palivové články typu PEM představují perspektivní zdroj elektrické energie pro celou řadu aplikací, kde se uplatní některé z jejich výhod, jako jsou vysoká efektivita přeměny chemické energie paliva na elektrickou, tichý provoz a netoxické odpadní produkty. Jejich provoz má však také jistá technická omezení. Například při odstavení je nutné je propláchnout inertním plynem, který odstraní zbytky vodíku z elektrodového prostoru. Tímto opatřením se zabrání vzniku prostředí, kde by mohlo docházet k nežádoucí degradaci katalyzátoru v průběhu odstávky. Zbytkový vodík, který by prodifundoval skrz membránu, by mohl zapříčinit vznik tzv. mikroexplozí, oběma nežádoucím dějům lze předejít právě proplachem inertním plynem, např. dusíkem. Zdrojem dusíku může být tlaková lahev, která však musí být doplňována. Mnohem elegantnějším řešením je separace dusíku ze vzduchu za pomoci membránového modulu. Tato práce je zaměřena na ověření použitelnosti komerčně dostupných membránových modulů pro tuto aplikaci.
15 Jan Šnajdr B3 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Příprava elektrolytu a optimalizace cely pro vysokoteplotní palivový článek. detail

Příprava elektrolytu a optimalizace cely pro vysokoteplotní palivový článek.

Palivové články představují zajímavou možnost zdroje elektrické energie a jsou vhodné pro celou řadu aplikací. Vysokoteplotní SOFC narozdíl od nízkoteplotního palivového článku má výhodu v tom, že díky vysoké teplotě se nemusí používat drahé katalyzátory. Na druhou stranu vysoká teplota způsobuje rychlou degradaci materiálů a může docházet například k delaminaci elektrody. Proto jsou na používané materiály a způsob jejich zabudování do SOFC kladeny vysoké nároky. Cílem práce bylo připravit a optimalizovat proces přípravy elektrolytu z práškového YSZ a následně připravit SOFC článek nanesením elektrod. Katoda je složena ze směsi LSM/YSZ a anoda ze směsi NiO/YSZ. Chování připravených článků bylo testováno v laboratorní cele SOFC.
16 Eva Šrámková B3 Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D. Adsorpce kyselin fosforu na Pt elektrodě detail

Adsorpce kyselin fosforu na Pt elektrodě

Ve vysokoteplotním palivovém článku s protonově výměnnou membránou se používá membrána z polybenzimidazolu dopovaná H3PO4. V důsledku bezprostředního kontaktu membrány s katalytickou vrstvou obsahující Pt, na které probíhají elektrodové reakce, dochází k adsorpci složek elektrolytu na povrch katalyzátoru a tím k jeho částečnému zablokování pro reaktanty. Na tomto jevu se podílí H3PO4, ale také produkty redukce H3PO4, které jsou v elektrolytu obsaženy. Zejména se jedná o H3PO3, která může být do systému zanesena spolu s H3PO4 použitou na dopování membrány, nebo vzniká redukcí H3PO4 při provozu článku. Adsorpce kyselin fosforu na Pt povrch a jejich vliv na provozní charakteristiky palivového článku však dosud nebyly dostatečně popsány. Cílem této práce je prostudovat změny elektrické dvojvrstvy na povrchu Pt elektrody v systému obsahujícím H3PO3 a H3PO4. K měření byla využita metoda cyklické voltametrie v rozmezí koncentrací 0,1 - 5 mol dm-3 H3PO4 s přídavkem H3PO3 a v teplotním rozmezí 25 až 70 °C. Z naměřených křivek byly vyhodnoceny změny pokrytí povrchu Pt elektrody. V prezentaci bude diskutována závislost těchto změn na teplotě a koncentraci H3PO4.

106 - Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Aigerim Adrysheva M2 Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D. Využití hlubokomořských konkrecí k separaci kritických kovů z roztoků detail

Využití hlubokomořských konkrecí k separaci kritických kovů z roztoků

Hlubokomořské konkrece jsou perspektivní polymetalickou surovinou z důvodu vysokého obsahu manganu a dalších neželezných kovů. Konkrece jsou však charakterizovány také vysokou porozitou a velkým reakčním povrchem, čímž se rozšiřuje spektrum jejich využití také do oblasti sorpce, čí katalýzy. V této práci bylo na hlubokomořské manganové konkrece nahlíženo, jako na velmi účinný sorbent kritických kovů (Eu, Y, Co, Pt, Mo) z vodných roztoků, s potenciální možností následného využití těchto konkrecí jako surovinového zdroje pro extrakci neželezných kovů po vyčerpání sorpčních schopností.
2 Bc. Enas Ghassan Hamed Alzubi M1 prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch Vlastnosti porézní korozivzdorné oceli vyrobené technologií 3D tisku detail

Vlastnosti porézní korozivzdorné oceli vyrobené technologií 3D tisku

3D tisk je nová technologie používaná pro výrobu komplexních trojrozměrných produktů. Použití 3D tisku pro výrobu kovových implantátů se rychle rozšiřuje kvůli své schopnosti produkovat náhrady poškozených tkání s požadovanými vlastnostmi. Kovové implantáty jsou široce aplikovány v ortopedii pro náhradu tvrdé kostní tkáně. V této práci byla studována mikrostruktura a mechanické vlastnosti vysoce porézní nerezové oceli 316L připravené technologií 3D metodou Selective Laser Melting (SLM). Ze získaných výsledku, bylo zjištěno, že mechanické vlastnosti slitiny se přiblížily vlastnostem lidské kosti a tím je táto slitina předurčena pro aplikace v medicíně. Vzorky s porézní strukturou se svým charakterem přibližují trabekulární kosti a je možné s nimi počítat jako s možnou variantou při ortopedických náhradách.
3 Bc. Ivana Arvajová M1 Ing. Michaela Fousová Tepelné zpracování titanové slitiny vyrobené technologií 3D tisku detail

Tepelné zpracování titanové slitiny vyrobené technologií 3D tisku

3D tisk je stále více využívanou technologií v mnoha odvětvích, a to zejména díky schopnosti vytvořit přímo produkty požadovaných rozměrů, mnohdy tvarově velmi složité, obsahující porézní části apod. V této práci byla jedna z metod tisku, selective laser melting, použita k přípravě vzorků slitiny Ti6Al4V, která je často používaným biomateriálem, zejména v ortopedii a zubním lékařství. Po zpracování této slitiny 3D tiskem je vyžadováno tepelné zpracování, jehož cílem je odstranit vzniklá vnitřní pnutí a metastabilní martenzitickou strukturu, které mají nežádoucí vliv na její vlastnosti. Cílem této práce bylo sledovat vliv různých atmosfér použitých při tepelném zpracování na povrchovou morfologii, mikrostrukturu a tvrdost materiálu a výsledky porovnat s komerčně prováděným zpracováním. Nejpodobnějších výsledků s komerčně dostupným režimem bylo dosaženo v argonové atmosféře se vzorkem umístěným v grafitové formě zasypaným titanovými šponami. Ve všech případech byla pozorována oxidace a ovlivnění povrchové vrstvy materiálu.
4 Bc. Radek Bečvář M1 doc. Ing. Jaroslav Bystrianský, CSc. Hodnocení vlivu strukturních změn vysoce legovaných žáropevných ocelí na jejich korozní odolnost   detail

Hodnocení vlivu strukturních změn vysoce legovaných žáropevných ocelí na jejich korozní odolnost  

U žáropevných ocelí jsou hlavní podmínkou pro bezproblémové použití vysoká odolnost proti tečení a dostatečná korozní odolnost pracovnímu prostředí. Odolnost oceli vůči oxidaci v prostředí vodní páry vysokých parametrů lze zvýšit legováním prvků stabilizujících uhlík ve struktuře nebo zjemněním zrna. Cílem této práce bylo zhodnotit změnu korozní odolnosti se změnou struktury žáropevných vysoce legovaných ocelí Super 304H a TP 347HFG, u kterých byly rozpouštěcím žíháním při 1350 °C nasimulovány podmínky svařování. Následné precipitační žíhání při různých teplotních režimech napodobovalo provozní teploty. Byla zkoumána změna mikrostruktury oceli se změnou teplotního režimu a její náchylnost k mezikrystalové korozi po expoziční zkoušce. Ta byla hodnocena jak opticky, tak pomocí reaktivačního měření. Výsledky ukázaly, že pro každou ocel je nutné zvolit správný teplotní režim jak provozu, tak tepelných úprav při konstrukci. Bylo též prokázáno, že zjemnění mikrostruktury zlepšuje korozní odolnost v prostředí páry.
5 Tomáš Blecha B3 Ing. Jan Švadlena Konzervování - restaurování kadidelnice detail

Konzervování - restaurování kadidelnice

Restaurovaný předmět pochází z římskokatolické farnosti Záhoří. Kadidelnice se skládá ze čtyř hlavních částí a čtyř řetězů. Jsou to centrální část, stříška, rukojeť a miska na uhlíky. Všechny části kromě misky byly vyrobeny z mosazi a opatřeny povrchovou úpravou. Miska byla vyrobena z oceli rovněž s povrchovou úpravu. Během detailního průzkumu bylo objeveno několik problémů předmětu, a to korozní a mechanické poškození, znečištění spalinami a druhotné neodborné zásahy. Během materiálového průzkumu bylo potvrzeno, že základovým materiálem je mosaz s fragmentární povrchovou úpravou stříbření zřejmě provedenou galvanicky dle charakteru a způsobu provedení. Z toho se také odvozuje datace předmětu po roce 1850. Na povrch misky byla nanesena mosaz. Samotný zásah proběhl na základě toho, že vlastník nebyl rozhodnut, zda bude restaurovaný předmět opětovně využívat pro liturgické účely nebo zda bude sloužit pouze k výstavním účelům. Došlo k odstranění korozních produktů kompletně u mosazi a u oceli na pomezí základního materiálu, odstranění spalin, vyrovnání mechanických poškození, výrobě nových koncových článků řetězu, výztuže rukojeti a podložky k aplice, stabilizaci a konzervaci ocelové misky. Na závěr byla provedena montáž a navržen ochranný režim.


6 Václav Gerstner B3 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Oltářní koruna Panny Marie detail

Oltářní koruna Panny Marie

Tématem této práce bylo restaurování oltářní koruny z konce 18. století umístěné v kostele Panny Marie Bolestné ve Strakonicích. Většina částí koruny byla vyrobena ze slitiny stříbra, další části pak z mosazi, alpaky a skla. Vnitřek koruny byl vystlán tmavě červeným sametem. Před zásahem se na koruně kromě prachových nečistot vyskytovaly i zbytky organického nátěru. Povrch stříbrných částí byl nepravidelně pokryt tmavými korozními produkty stříbra. Některé části koruny byly značně zdeformovány nebo zcela chyběly. Samotné restaurování bylo provedeno na základě vyhodnocení materiálového průzkumu s ohledem na požadavek majitele uvést předmět do liturgické praxe. Materiálový průzkum spočíval zejména ve zjištění složení použitých materiálů. Metalografickou analýzou bylo zjištěno, že většina částí koruny je vyrobena z různých slitin stříbra, jehož obsah se pohyboval mezi 43,2–82,7 %. Současně byl proveden i textilně-technologický průzkum sametu, při kterém bylo zjištěno, že byl samet vyroben z bavlny a hedvábí. Zásah zahrnoval demontáž koruny, odstranění korozních produktů, výrobu nových částí, vyčištění sametu, konzervaci povrchu všech částí a opětovnou montáž. Na závěr byl určen ochranný režim památky s ohledem na jeho budoucí využití.


7 Bc. Klára Hosová M1 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Koroze slitiny Mg-Y-Nd-Zr v modelových tělních prostředích detail

Koroze slitiny Mg-Y-Nd-Zr v modelových tělních prostředích

Slitiny Mg-Y-Nd-Zr jsou již delší dobu zvažovány pro užití ve zdravotnictví jako materiál pro výrobu biodegradovatelných implantátů (např. šrouby určené k fixaci zlomených kostí, nebo dočasné výztuže). Hlavními důvody jsou s lidskou kostí srovnatelné hodnoty modulu pružnosti a hustoty. Legující prvky (Y, Nd a Zr) jsou v uvažované slitině přítomny z důvodu zlepšení nedostatečných korozních i mechanických vlastností čistého hořčíku. Tématem této práce je vliv struktury slitiny hořčíku Mg-Y-Nd-Zr na její strukturu a korozní vlastnosti. V rámci práce byla studována slitina připravená dvěma různými postupy tvářená za zvýšené teploty (extruze a ECAP). Korozní chování bylo zkoumáno v modelových tělních prostředích (fyziologický roztok pufrovaný i nepufrovaný a SBF). Korozní vlastnosti slitin byly měřeny pomocí expozičních testů a elektrochemických metod (potenciodynamické křivky, polarizační odpor). Výsledky prokázaly velmi dobrou korozní odolnost obou připravených materiálů z pohledu možných aplikací v medicíně, zároveň však zásadní dopad volby korozního prostředí na průběh korozního procesu.
8 Bc. Vít Jonák M2 doc. Ing. Jaroslav Bystrianský, CSc. Vysokoteplotní koroze těsnících segmentů parních turbín detail

Vysokoteplotní koroze těsnících segmentů parních turbín

Průmyslovým problémem, který tato práce zkoumá, je zjištění náchylnosti žárupevné chromové oceli k mezikrystalovému zcitlivění po různých režimech tepelného zpracování. Cílem je odhadnutí změny vlastností při vysokoteplotní oxidaci pomocí elektrochemických metod. Během vysokoteplotní oxidace těchto ocelí bývají pozorována místa na povrchu oceli, vykazující odlišnou odolnost k oxidaci, čímž dochází k nárůstu členité a nehomogenní vrstvy oxidů. Byla zdokumentována mikrostruktura optickým mikroskopem a zjištěna tvrdost (HB) v závislosti na tepelném zpracování. Následně byla změřena odolnost vůči mezikrystalové korozi Straussovou zkouškou a metodou reaktivační polarizace. Pomocí rentgenové difrakce a fluorescence (XRD, XRF) byly analyzovány oxidické vrstvy po vysokoteplotní oxidaci na vzorcích s odlišnou přípravou povrchu před expozicí. Zásadním zjištěním je výrazné ovlivnění povrchu a růstu oxidických vrstev po otryskávání balotinou, kdy jsou do povrchu zaneseny prvky ze skla, které následně působí negativně na korozní odolnost a ochranné vlastnosti oxidů na povrchu oceli. Otryskávání balotinou se používá jako poslední finální úprava pro korozivzdorné oceli, a proto může být vliv kontaminace povrchu zásadní pro další analýzu nehomogenního růstu oxidů při expozici.
9 Bc. Zdeněk Kačenka M1 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Modifikace povrchu titanové beta slitiny a její interakce s modelovým tělním prostředím detail

Modifikace povrchu titanové beta slitiny a její interakce s modelovým tělním prostředím

Cílem této práce bylo anodickou oxidací vytvořit nanostrukturu trubkovitého tvaru na povrchu slitiny Ti-39Nb. Tato modifikace má za cíl zlepšit její bioaktivitu. Byl sledován vliv vloženého napětí a doba expozice na velikost a tvar vrstvy. Byly pořízeny snímky z elektronového mikroskopu, na kterých byly analyzovány průměry trubek a tloušťka vrstvy. Takto vytvořená nanostruktura byla poté tepelně zpracována. Prvkové složení povrchu bylo měřeno pomocí fotoelektronové spektroskopie (XPS). Modifikované povrchy byly testovány v simulované tělní tekutině (SBF). Cílem experimentu bylo určit vliv stavu povrchu na bioaktivitu, ta by se projevila precipitací kalcium fosfátu na povrchu. Děje na fázovém rozhraní byly monitorovány pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie. Díky tomuto měření byla získána informace o čase vzniku nové vrstvy na povrchu vzorku. Bylo potvrzeno, že vliv vloženého potenciálu má vliv na průměr nanotrubek a expoziční čas na tloušťku nanostruktury. Průměr nanotrubek ovlivňuje bioaktivitu. Pozitivní vliv na precipitaci Ca-P soli má tepelné zpracování.
10 Bc. Barbora Kašparová M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Struktura a vlastnosti slitin Ni-Ti-X vyrobených práškovou metalurgií detail

Struktura a vlastnosti slitin Ni-Ti-X vyrobených práškovou metalurgií

Struktura a vlastnosti slitin Ni-Ti-X vyrobených práškovou metalurgií Práce se zabývá možností úpravy fázového složení a zlepšení vlastností slitiny Ni-Ti legováním dalšími prvky. Tato slitina je řazena se mezi slitiny s tvarovou pamětí, které jsou označovány jako „Shape memory alloys“. Díky svým výjimečným vlastnostem, jako je například jev tvarové paměti nebo superelasticita, jsou slitiny Ni-Ti hojně využívány v mnoha odvětvích. Při výrobě klasickou tavnou i práškovou metalurgií obsahuje slitina Ni-Ti kromě požadované fáze NiTi také další fáze (Ti2Ni, Ni3Ti, Ni4Ti3), jejichž přítomnost může být  nežádoucí. Možným řešením je přídavek legujících prvků, které by tyto fáze destabilizovaly nebo by zabránily jejímu vzniku. Cílem práce bylo popsat vliv legujících prvků v množství 1 a 3 hm. % (Co, Fe, Si, V) na mikrostrukturu a fázové složení, na tvrdost a teploty fázových přeměn ve slitině Ni-Ti-X vyrobené postupem práškové metalurgie s využitím reaktivní sintrace.
11 Michal Kopelent B3 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Nanostrukturování vrstevnatých systémů detail

Nanostrukturování vrstevnatých systémů

Nanostrukturování vrstevnatých systémů Některé materiály mohou být pro lidský organismus alergenní či toxické. Řešením tohoto problému může být odstínění povrchu vrstvou, která, která bude biokompatibilní, popřípadě bioaktivní.  Cílem práce bylo najít vhodné podmínky pro vytvoření nanostruktury na vrstvě Ti-39Nb, která byla deponována na korozivzdorné oceli REX 734. Výchozí vrstva měla tloušťku 5 µm. Nanostruktura byla vytvořena metodou anodické oxidace v elektrolytu standardně používaném pro tento typ materiálu. Nicméně, vzhledem k porozitě vrstvy docházelo ke kontaktu elektrolytu s podkladovým materiálem. To vedlo k jejímu podkorodování a následné delaminaci. Z tohoto důvodu byly realizovány experimenty s upravenými elektrochemickými podmínkami. Jelikož je korozní odolnost podkladového materiálu výrazně nižší než u slitiny TiNb, nebylo možné úpravou podmínek zajistit vznik nanostruktury, aniž by došlo ke ztrátě soudržnosti vrstvy. Řešením se ukázalo až vytvoření vrstvy tloušťky 50 mm, zde již byly defekty eliminovány a nanostrukturování proběhlo úspěšně. Dále byla testována adheze vrstvy a nanostruktury. Napětí nutné na odtržení nanostruktury bylo 21 MPa, což je dostačující pro biomateriálové aplikace.  
12 Josef Kozák B3 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Mešní konvičky s podnosem detail

Mešní konvičky s podnosem

Tématem práce bylo restaurování souboru mešních konviček s podnosem. Po prvotním ohledání byl soubor rozdělen na tři samostatné předměty. Jednotlivé konvičky AQUA, VINUM a podnos. Předměty byly před restaurátorským zásahem celoplošně pokryty korozními produkty základního materiálu.  Předměty byly podrobeny historickému a materiálovému průzkumu. Byly odebrány vzorky materiálu za účelem určení jeho složení a k identifikaci případné povrchové úpravy. Ze vzorků byly zhotoveny metalografické výbrusy, které byly dále analyzovány. Na základě historického a materiálového průzkumu byl stanoven restaurátorský záměr a následný restaurátorský postup.     


13 Bc. Klára Kuchťáková M1 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Ochrana olova v atmosféře s obsahem kyseliny octové pomocí korozních inhibitorů detail

Ochrana olova v atmosféře s obsahem kyseliny octové pomocí korozních inhibitorů

Olověné buly jsou často uloženy v nevhodném prostředí s výskytem organických kyselin, na které je olovo citlivé. Cílem této práce bylo vyzkoušet látky inhibičně působící na korozi olova v důsledku působení par kyseliny octové. Ideálně takových, které budou mít lepší aplikační a povrchové vlastnosti než dnes široce testované soli karboxylových kyselin. Jako inhibitory byly použity dekanan sodný, Pragokor O 170, přípravek na bázi dikarboxylových solí, benztriazol, cyklohexylamin, thiomočovina a benzoan sodný. Inhibitory byly porovnávány z hlediska účinnosti a změn některých vlastností povrchové vrstvy daných aplikací inhibitorů.
14 Bc. Jana Körberová M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Porézní materiály na bázi titanu detail

Porézní materiály na bázi titanu

V současné době jsou využívány kovové materiály k výrobě implantátů především pro ortopedii a zubní lékařství. Jeden z vhodných materiálů pro tyto aplikace je titan a jeho slitiny. Mechanické vlastnosti titanu a jeho slitin se však liší od kompaktní kosti, což může vést ke značným komplikacím. Hlavním problémem je rozdílnost modulu pružnosti kosti a kovového implantátu. Může docházet k tzv. stress shielding efektu, který vzniká při nerovnoměrném zatížení kosti a implantátu způsobeným tímto rozdílem a vést až k nutnosti reoperace implantátu. Jednou z možností, jak tomuto problému předcházet, je vytvoření porézního implantátu, který by měl modul pružnosti nižší než původní kompaktní implantát. V této práci byly připraveny práškovou metalurgií porézní vzorky Ti a TiSi2 (s přídavkem 20 hm. % pórotvorné látky) a kompaktní vzorek TiSi2. Byla pozorována mikrostruktura a byla vyhodnocena pórovitost a velikost pórů. Dále byly naměřeny mechanické vlastnosti těchto vzorků.
15 Martin Lacka B3 Ing. Tereza Jamborová Svícen detail

Svícen

Svícen Autor: Lacka Martin Ročník: B3 Školitel: Ing. Tereza Jamborová; Jaroslav Prášil, restaurátor s licencí Práce se zabývá restaurováním a konzervováním svícnu ve vlastnictví římskokatolické farnosti v Písku. Svícen byl k restaurování dodán ve dvou částech, trojboké podestě s připevněným dříkem a kalichu s trnem na svíčku. Poškození předmětu spočívalo ve vychýlení dříku z osy, v korozním napadení povrchu, znečištění předmětu voskem, prachem a biologickými pozůstatky.  K dataci svícnu posloužilo literární dílo Cín, ze sbírek Krajského muzea východních Čech (Katalog z výstavy 1983) díky kterému byl předmět zadatován do 18. století. V materiálovém průzkumu bylo potvrzeno, že materiálem svícnu je cín s malými obsahy příměsí a nečistot. Ve větší míře zastoupenou příměsí je měď (1,7 hm. % mědi), která se ve struktuře vyskytovala ve formě intermetalické fáze CuSn. Restaurování předmětu probíhalo odstraňováním nesoudržných korozních produktů a organického znečištění, dále byla obnovena celistvost předmětu připájením kalichu k tělu svícnu a vytmelením spoje dvousložkovým epoxidovým tmelem. Následovala konzervace mikrokrystalickým voskem. Na závěr byl zhotoven doporučený režim ochrany předmětu s ohledem na umístění a další využití předmětu.


16 Jan Langfelner B3 Ing. Jan Švadlena Konzervování-restaurování mešního kalicha detail

Konzervování-restaurování mešního kalicha

Zlacený mosazný mešní kalich byl restaurován v rámci předmětu Semestrální práce I. Jde o majetek farnosti Železný Brod s datací do konce 19. století. Restaurování bylo provedeno na základě materiálové analýzy, historického průzkumu a požadavků majitele na další využívání v rámci liturgie.
17 Bc. Jakub Ludvík M1 Ing. Jan Stoulil, Ph.D. Elektrochemické chování uhlíkové oceli v pórovém roztoku bentonitu s proměnlivým složením detail

Elektrochemické chování uhlíkové oceli v pórovém roztoku bentonitu s proměnlivým složením

Složení pórové vody bentonitu se bude v čase zásadním způsobem měnit a tím se bude měnit i její vliv na kontejner hlubinného úložiště jaderného odpadu. V tomto případě byl uvažován kontejner z uhlíkové oceli. Změny složení pórové vody bentonitu byly založeny na simulaci působení denitrifikačních a sulfát-redukujících bakterií, kde denitrifikační bakterie redukují dusičnanové ionty až na dusík a sulfát-redukující bakterie redukují síranové ionty až na sulfidové. Redukce oxidačních složek má za následek pokles redoxního potenciálu prostředí i samovolného korozního potenciálu. Byl prokázán i pozitivní vliv zvýšené počáteční teploty kontejneru na tvorbu magnetitu, který ocel chrání.
18 Bc. Eva Miklášová M1 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitin hořčíku legovaných Y, Nd a Zn detail

Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitin hořčíku legovaných Y, Nd a Zn

Slitiny hořčíku se řadí k materiálům, které mají potenciální využití v oblasti medicíny jako odbouratelné fixátory zlomenin. Bohužel současné hořčíkové slitiny nedisponují dostatečnými mechanickými a především korozními vlastnostmi umožňující podobné aplikace. Jeden z hlavních problémů je příliš vysoká korozní rychlost, což může vést k předčasnému selhání nosné funkce implantátu. Mezi studované materiály pro výše zmíněné aplikace se řadí slitiny Mg-Nd-Zn a Mg-Y-Nd, jejichž mechanické i korozní vlastnosti se řadí mezi nejlepší v oblasti hořčíkových slitin. Jedním ze způsobů, jak lze tyto vlastnosti ještě dále vylepšit je příprava slitin postupy práškové metalurgie. Tato práce se zabývá slitinami Mg-3Nd-0,5Zn a Mg-4Y-3Nd připravenými postupy práškové metalurgie zahrnující mechanické legování a následnou kompaktizaci spékáním prášků. V  práci jsou hodnoceny mikrostruktura a mechanické vlastnosti připravených materiálů (tvrdost, mechanické vlastnosti v tlaku). Výsledky prokázaly, že mechanické legování je zajímavou a slibnou alternativou pro přípravu těchto materiálů.
19 Bc. Alena Mochalina M2 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Koroze korodovaného olova v parách kyseliny octové detail

Koroze korodovaného olova v parách kyseliny octové

Korozní produkty olova mají ochrannou funkci a výrazně zpomalují jeho korozní reakce. Přítomnost organických kyselin, které jsou neoddělitelnou součástí archivů, muzeí a depozitářů, danou přirozenou bariéru narušují a olovo podléhá korozi. Cílem práce bylo zmapovat pomocí rezistometrických čidel korozní rychlost čistého a uměle korodovaného olova v roztoku uhličitanu olovnatého v závislosti na koncentraci kyseliny octové a relativní vlhkosti. Porovnávala se také morfologie povrchu na korodovaných a nekorodovaných olověných kuponech a čidlech.
20 Bc. Tomáš Myslivec M1 Ing. Michaela Fousová Struktura a mechanické vlastnosti oceli 316L připravené 3D tiskem detail

Struktura a mechanické vlastnosti oceli 316L připravené 3D tiskem

3D tisk kovových materiálů se po více než 20letém vývoji stává populární technologií pro výrobu produktů na míru. Mezi nejpoužívanější materiály patří korozivzdorná ocel 316L, která mimo jiné díky své biokompatibilitě nachází uplatnění v oblasti biomateriálů. Kvůli tvarové unikátnosti produktů může během výroby docházet k různé tepelné historii, jež se podepíše na mikrostruktuře, a ta pak na výsledných mechanických vlastnostech. V mikrostruktuře se také objevuje výrazná anizotropie způsobená usměrněným tepelným tokem ve směru výstavby, která se na mechanických vlastnostech projevuje nejvýrazněji.             Tato práce se zabývá mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi vzorků oceli 316L připravených metodou Selective Laser Melting (bez tepelného zpracování), z nichž polovina byla vytištěna ve vertikální a polovina v horizontální poloze. Sledovanými a porovnávanými mechanickými vlastnostmi jsou Vickersova mikrotvrdost a chování při namáhání v tlaku a tahu.
21 Bc. Patrik Míka M2 doc. Ing. Luděk Joska, CSc. Korozní chování stříbra ve fyziologickém roztoku detail

Korozní chování stříbra ve fyziologickém roztoku

Korozní chování stříbra ve fyziologickém roztoku   Pro správnou funkci implantátu je nezbytná pozitivní interakce buněk s jeho povrchem. Narušení procesu osteointegrace mezi tkání a kovovým biomateriálem může být způsobeno přítomností patogenů, které mají za následek vznik infekce ohrožující zdraví pacienta. Inkorporované nanočástice antibakteriálních látek na povrchu implantátu dokáží minimalizovat výskyt bakterií a inhibovat jejich vliv na organizmus. Jedním z materiálů, který vykazuje dostačující antibakteriální vlastnosti a zároveň nízkou toxicitu vůči hostitelské tkáni, je stříbro. Primárním cílem této práce bylo stanovit korozní rychlost a korozní mechanizmus Ag při samovolném korozním potenciálu ve fyziologickém roztoku a popsat morfologii vznikající vrstvy. Dále byla práce zaměřena na určení vlivu potenciálu na korozní chování stříbra ve fyziologickém roztoku. Z výsledků vyplynulo, že ve všech případech se stříbro nejintenzivněji rozpouštělo v prvních 24 hodinách. Následně byl zaznamenán pokles a ustálení rychlosti rozpouštění stříbra. Z potenciostatických měření bylo zjištěno, že od potenciálu 0,075 V/ACLE dochází ke korozi stříbra, avšak na povrchu vzorku precipitují chloridové komplexy. Ty vytvářejí pórovitou vrstvu, která částečně blokuje uvolňování stříbrných iontů.
22 František Míček B3 Ing. Jiří Děd, CSc. Restaurování věčného světla detail

Restaurování věčného světla

Předmětem restaurování bylo věčné světlo z první poloviny 19. stoletíSvětlo je vyrobeno z mosazi a nachází se na něm zbytky stříbrné a zlaté povrchové úpravy. Celý povrch byl pokrytý silnou vrstvou nečistot a místy byly zřetelné korozní produkty mědi. Největší poškození předmětu bylo ale způsobeno korozním praskáním v důsledku vnitřního pnutí, tím byly zasažen středový díl těla a závěsný díl. Metalografickou analýzou odebraných vzorků bylo zjištěno, že restaurovaný předměty byl vyroben z mosazi s obsahem 33-36% Zn, zbytek tvořila měď. Analýzy složení byly provedeny pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu s EDS analyzátorem. V úvodu restaurování byl předmět demontován na jednotlivé díly a očištěn destilovanou vodou s přídavkem Syntaponu L. Středový díl těla předmětu byl vyžíhán. Po omytí předmětu byly objeveny vyteklé zbytky tmelu, pravděpodobně použitého při výrobě kovotlačením. Tento tmel byl následně odstraněny rozpuštěním v xylenu. Korozní produkty byly z předmětu odstraněny ponorem v 10% roztoku kyseliny sírové, všechny díly byly poté důkladně opláchnuty v destilované vodě. Jednotlivé díly byly vysušeny a konzervovány roztokem Paraloidu B72 v acetonu. Poté byl předmět zkompletován. Na závěr byl navržen ochranný režim s ohledem na umístění a další využití předmětu.


23 Bc. Aleš Návoj M1 doc. Ing. Jaroslav Bystrianský, CSc. Hodnocení základních korozních vlastností strukturních složek vyskytujících se v heterogenních svarových spojích detail

Hodnocení základních korozních vlastností strukturních složek vyskytujících se v heterogenních svarových spojích

Heterogenní svarové spoje se vyskytují v důležitých zařízeních jaderné energetiky, kde se často stávají uzlem, který ovlivňuje celkovou životnost zařízení. Strukturní složky heterogenních svarových spojů, v oblasti ztavení a tepelně ovlivněné oblasti, mají odlišnou korozní odolnost ve srovnání s nenatavenou ocelí. Na hranici ztavení heterogenního svarového spoje bude zviditelněna a zdokumentována potenciální aktivní cesta a bude určen její charakter.
24 Bc. Michaela Nývltová M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Kinetika a mechanismus vzniku intermetalických fází Ti-Al detail

Kinetika a mechanismus vzniku intermetalických fází Ti-Al

Aluminidy titanu jsou perspektivní materiály pro použití zejména v leteckém a kosmickém průmyslu, díky jejich vysoké pevnosti a odolnosti za vysokých teplot a také nízké měrné hmotnosti. Pro efektivnější výrobu  těchto materiálů metodami práškové metalurgie je třeba přesně popsat mechanismus a kinetiku jejich vzniku, což bylo prováděno expozicí titanových vzorků v roztaveném hliníku při teplotách 700, 800 a 900 °C po různou dobu. Změřením tloušťky vrstvy vzniklých intermetalických fází ze snímků z rastrovacího elektronového mikroskopu byla zjištěna kinetika reakce a také byly pomocí EDS analýzy určeny vznikající fáze. Při teplotě 700 °C bylo pozorováno řízení vzniku intermetalických fází difuzí a postupná tvorba fáze TiAl3. Při teplotách 800 a 900 °C byl růst tloušťky vrstvy lineární a lze tedy usuzovat, že je proces pravděpodobně řízen rychlostí chemické reakce.
25 Martin Pavel B3 Ing. Tereza Jamborová Restaurování Naviculy - lodičky na kadidlo detail

Restaurování Naviculy - lodičky na kadidlo

Název práce   Navicula Školitel:           Ing. Tereza Jamborová Autor:              Martin Pavel Ročník:            B 3.   Navicula neboli lodička je liturgický předmět, který slouží k uchování kadidla. K restaurování byl zapůjčen římskokatolickou farností v Písku. Před restaurátorským zásahem byl předmět podroben detailnímu průzkumu, který odhalil mechanická a korozní poškození. Poškození spočívalo v celkovém vyosení předmětu a deformacích jednotlivých částí lodičky. Základní materiál byl identifikován jako mosaz se stříbrnou povrchovou úpravou, která se dochovala jen na několika místech. Dále byl předmět znečištěn organickými zbytky kadidla a prachovými částicemi. Během restaurátorského zásahu došlo k celkové demontáži jednotlivých dílů předmětu a vyrovnání mechanických deformací. Bylo provedeno mechanické čištění za pomoci žíněného a mosazného kartáčku v detergentu a chemické čištění předmětu pomocí 10% vodného roztoku H2SO4. Tímto způsobem byly odstraněny korozní produkty základního materiálu. Předmět byl po čištění neutralizován pomocí 5% vodného roztoku NaHCO3. Pro fixaci povrchu byla použita 10 % akrylátová pryskyřice Paraloid B72 v toluenu, která byla aplikována dvěma nátěry štětcem. S ohledem na budoucí používání předmětu v liturgické praxi byl zhotoven doporučený ochranný režim předmětu.
26 Roman Pešl B2 Ing. Jiří Děd, CSc. Konzervování-restaurování procesní lucerny z farnosti kostela svatého Jakuba Menšího v Železném Brodě detail

Konzervování-restaurování procesní lucerny z farnosti kostela svatého Jakuba Menšího v Železném Brodě

Práce popisuje konzervování a restaurování procesní lucerny z kostela Svatého Jakuba Menšího v Železném Brodě. Lucerna byla používána v pohřebních průvodech, nebo jako osvětlení interiéru kostela při půlnoční mši a rorátech. Výroba byla odhadnuta do druhé poloviny devatenáctého století, technologie a použité materiály nasvědčují tomu, že se může jednat i o předmět z počátku století dvacátého. Lucerna byla dodána demontovaná, pokrytá prachem, korozními produkty a některé spoje byly poškozené. Součástí práce byl materiálový průzkum, který potvrdil, že lucerna byla vyrobena z hlubokotažné mosazi. Vlastní konzervování a restaurování zahrnuje odstranění vosku a nečistot, dále odstranění korozních produktů pomocí 10% vodného roztoku H2SO4 s přídavkem H2O2 a v kombinaci s mechanickým čištěním. Obnovení poškozených pájených spojů bylo provedeno lepením, chybějící díly byly doplněny. Následně byl povrch konzervován 10% paraloidem B72. Na závěr byly stanoveny doporučené podmínky uložení. Lucerna bude nadále sloužit jako dekorativní předmět v interiéru kostela, proto byl při volbě pracovních postupů a stanovení úložných podmínek kladen důraz na zohlednění především estetické hodnoty předmětu.


27 Bc. Kateryna Popova M1 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Ochrana olova v atmosféře s obsahem kyseliny octové pomocí destimulátorů a adsorbentů detail

Ochrana olova v atmosféře s obsahem kyseliny octové pomocí destimulátorů a adsorbentů

Cílem práce bylo porovnání destimulační a sorpční schopnosti vybraných látek pro kyselinu octovou v modelovém prostředí archivu se zaměřením na další použití v konzervátorské praxi při uschování pergamenových listin s olověnými bulami. Bylo provedeno měření korozní rychlosti olověných čidel za různých podmínek, před a po expozici byla provedená fotodokumentace a měření barevnosti olověných kuponů. Složení vzniklých korozních produktů bylo stanoveno pomocí rentgenové difrakční analýzy. Bylo stanoveno, že nejúčinnějšími látkami pro ochranu olověných bul vůči působení kyseliny octové byly aktivovaná alumina a granulát bentonitu s aktivním uhlím. Méně účinným byl dolomitický vápenec, v přítomnosti kterého došlo ke vzniku tenké vrstvy hydratovaného oxidu-octanu olovnatého. V přítomnosti aktivního uhlí a bentonitu došlo k aktivní korozi olova a vzniku viditelné korozní vrstvy, což znamená, že tyto adsorbenty nejsou vhodné pro praktické použití v archivu. Pro zeolit a ACC textilii musí být experiment zopakován.
28 Jan Růžička, DiS. B3 Ing. Šárka, Msallamová, Ph.D. Restaurování novobarokního zinkového kalamáře z produkce Komárovských železáren 1889 - 1899 detail

Restaurování novobarokního zinkového kalamáře z produkce Komárovských železáren 1889 - 1899

Příspěvek přibližuje restaurátorský zásah na novobarokním zinkovém kalamáři z produkce Komárovských železáren, jenž se nachází ve sbírkách Národního technického muzea. Kalamář postrádal původní víčko pravé nádobky a skleněné vložky nádobek, jež bránily styku inkoustu se základním materiálem. Kalamář byl galvanicky pokovován vrstvou mědi, jež byla opatřena tmavou patinou. Korozní napadení zinkové slitiny uvnitř nádobek způsobilo poškození měděného povlaku i základního materiálu. Na základě podrobného restaurátorského průzkumu bylo provedeno čištění a konzervace památky bez porušení základního materiálu a povrchové úpravy. Patina a stopy po používání byly zachovány v plném rozsahu. Chybějící párové víčko kalamáře bylo reverzibilně doplněno metodou lití na ztracený vosk do sádro-antukové formy ze zinkové slitiny shodného složení s originálním kovem. Cizelování, aplikace povrchových úprav a patinování víčka bylo provedeno ve shodě s původními postupy.


29 Bc. Věra Soukupová M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Vliv tepelného zpracování na strukturu a vlastnosti slitiny NiTi46 detail

Vliv tepelného zpracování na strukturu a vlastnosti slitiny NiTi46

Slitina NiTi patří mezi slitiny s tvarovou pamětí. Tvarová paměť, dobrá korozní odolnost a biokompatibilita umožňují použití pro automobilové, letecké a biomedicínské aplikace. Výroba běžnými tavícími procesy je komplikovaná proto se hledají alternativní způsoby přípravy např. prášková metalurgie. Tato práce se zabývá mikrostrukturou a vlastnostmi slitiny NiTi46 připravenou pomocí Self-propagating high-temperature syntesis (SHS) a Spark plasma sintering (SPS) a následném vyříhání. Slitina byla vyžíhána při teplotách 600, 650, 700, 750, 800 a 900 °C. Vzorky byly analyzovány pomocí elektronové mikroskopie (SEM) s EDS analyzátorem. Dále byly provedeny rentgenová difrakce (XRD) a termická analýza (DSC). Na vzorcích byla měřena tvrdost dle Vickerse při zatížení 10 kg.
30 Bc. Tereza Stejskalová M1 prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch Vliv orientace vzorků při 3D tisku detail

Vliv orientace vzorků při 3D tisku

3D tisk neboli aditivní výroba kovových materiálů je technologie, která se v posledních deseti letech velmi rychle vyvíjí. Oproti běžným technologiím má mnoho výhod, vzhledem ke kterým je snahou zavést 3D tisk do průmyslové výroby. Před zavedením této nové technologie je ale nutné nejprve důkladně zmapovat vliv různých výrobních parametrů na kvalitu a vlastnosti vyráběných dílů. Jedním z nich je orientace budovaného výrobku, kterou se zabývala tato práce. Předmětem studia byla titanová slitina Ti-6Al-4V připravená metodou selective laser melting (SLM). Tato slitina patří mezi nejvíce používané titanové slitiny díky svým dobrým mechanickým vlastnostem a biokompatibilitě umožňující její použití v lidském těle a zároveň je i jedním z nejvíce zkoumaných materiálů pro 3D tisk. Vzorky této slitiny byly připraveny ve třech orientacích – horizontální, šikmé a vertikální. Na vzorcích byl studován vliv orientace na povrch, mikrostrukturu a mechanické vlastnosti. Hlavní rozdíl nastal u tažnosti materiálu. Nejvyšší tažnosti vykazovaly vzorky budované vertikálně díky protažení zrn ve směru namáhání a nejnižší porozitě.
31 Bc. Jaroslav Vavřík M2 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Příprava a vlastnosti self-reporting materiálů na bázi hliníku detail

Příprava a vlastnosti self-reporting materiálů na bázi hliníku

Tato práce se zabývá slitinami Al s přechodnými kovy pro jejich potenciální využití jako tepelně odolný materiál s vysokými mechanickými vlastnostmi s možností nahradit Ti a navíc se „self reporting“ vlastnostmi. „Self reporting“ je schopnost oznámení změny vnějších podmínek změnou svých fyzikálních vlastností a její přítomnost spočívá na množství kvazikrystalů, jejichž různé obsahy a jejich vliv na výsledné vlastnosti jsou v této práci studovány. Kvazikrystaly byly přidávány do prášku ve formě vyloužených částic z původního rychle ztuhlého prášku, čímž dojde k jejich zvýšené koncentraci v kompaktu a zvýšení pravděpodobnosti výskytu charakteristických vlastností pro kvazikrystaly. Pro zachování kvazikrystalů bylo nutno zvolit vhodné podmínky kompaktizace takové, aby výsledný produkt byl kompaktní s co možná nejnižší mírou porozity při současném zachování kvazikrystalů. V experimentální části byla studována mikrostruktura, tvrdost a mechanické vlastnosti v tlaku slitiny Al-6Cr-2Fe-1,5Ti-1Si (v hm. %). a změny, ke kterým dochází při použití různé velikosti vstupních prášků, různých přidaných dílů loužených částic obsahující kvazikrystaly a vliv tepelných a mechanických procesů. Výsledné mechanické vlastnosti byly porovnány s literaturou.
32 Bc. Zbyněk Veselka M2 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Příprava a charakterizace jemnozrnné slitiny AlFe7Mn4 detail

Příprava a charakterizace jemnozrnné slitiny AlFe7Mn4

Jemnozrnné slitiny hliníku se železem a manganem se vyznačují dobrými mechanickými vlastnostmi a dobrou tepelnou stabilitou. Pro přípravu jemnozrnné slitiny je potřeba použít metody rychlého tuhnutí jako melt-spinning. Rychlé tuhnutí kromě jemnozrnnosti zajistí rovněž přítomnost metastabilních kvazikrystalů. Rozklad kvazikrystalů, je-li spojen s objemovou změnou, je potenciálně využitelný pro možnou self-healing vlastnost slitiny. Cílem práce bylo připravit slitinu AlFeMn metodami práškové metalurgie, popsat její mikrostrukturu a mechanické vlastnosti, i s ohledem na možnou self-healing vlastnost. Porovnáním mikrostruktur a výsledků mechanických zkoušek byla vybrána nejlepší metoda přípravy. Z přítomnosti kvazikrystalů před a po kompaktizaci metodou SPS pak byla vyhodnoceny vhodné podmínky přípravy.
33 Bc. Tomáš Veselý M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. PVD na kovovém substrátu detail

PVD na kovovém substrátu

PVD je univerzální postup pro depozici anorganických tenkých filmů na různé substráty. Adheze filmů závisí na způsobu vzniku filmu a na jeho interakci se substrátem. Dvoukroková tvorba filmu na substrátu, tedy nukleace a růst, jsou silně ovlivněny podmínky depozice, ale také vlastnostmi substrátu, jako je chemické složení, mikrostruktura a hrubost povrchu. Cíl této práce je depozice kovovo-keramického filmu metodou PVD magnetronového naprašování na kovový substrát s různou mikrostrukturou pro zjištění vlivu mikrostruktury na adhezi filmu a jeho vlastnosti. Jako substrát byly použity vzorky oceli 100Cr6 a AISI 316L.  
34 Bc. Vladimír Vojtěch M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Materiály odolné vůči radiačnímu poškození ve fúzních reaktorech - nová cesta k jejich nalezení detail

Materiály odolné vůči radiačnímu poškození ve fúzních reaktorech - nová cesta k jejich nalezení

Feriticko-martenzitické oceli jsou slibné materiály pro použití ve fúzních reaktorech, s obstojnou odolností proti radiačnímu poškození. Přesto je stále problematické předpovědět, jak se budou tyto materiály v reaktorech chovat. I přes mnoho studií provedených v posledních desítkách let je mechanismus poškození a tím i reakce materiálu nedostatečně popsán. To je způsobeno složitostí těchto materiálů. Nová strategie k řešení tohoto problému je použití jednodušších slitin k popsání základních mechanismů poškození materiálu. V této práci je popsána metoda analýzy radiačního poškození na modelových slitinách Fe a Fe(Cr) pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Je popsána speciální metoda přípravy magnetických vzorků pro následnou analýzu v TEM. Dále se tato práce zabývá nastavením podmínek pro radiaci.
35 Bc. Ilona Voňavková M2 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Mechanické a korozní vlastnosti slitin zinku uvažovaných pro aplikace v medicíně detail

Mechanické a korozní vlastnosti slitin zinku uvažovaných pro aplikace v medicíně

Slitiny zinku, podobně jako slitiny hořčíku, jsou v posledních letech zkoumány pro využití v medicíně jako biodegradovatelné materiály. Samotný zinek nemá dostatečné mechanické vlastnosti, avšak legováním prvky jako jsou hořčík a vápník dochází k výraznému zlepšení těchto vlastností. Uvažované legující prvky jsou navíc dobře přijatelné organismem. Během rozpouštění zinku nedochází k uvolňování vodíku, který negativně ovlivňuje proces hojení poškozené tkáně, jako je tomu v případě hořčíkových slitin. V této práci byly zkoumány slitiny Zn-1,5Mg a Zn-1,5Mg-0,5Ca připravené litím s následnou extruzí za tepla. U připravených materiálů byla zkoumána mikrostruktura, mechanické a korozní vlastnosti. U materiálů byly zjištěny vysoké hodnoty mezí kluzu a mezí pevnosti, zároveň však i velmi nízká tažnost. Průměrná korozní rychlost studovaných materiálů je přijatelná pro aplikace v medicíně, problematický je však výskyt lokalizovaného napadení.
36 Bc. Jakub Šesták M2 Ing. Filip Průša, Ph.D. Vliv podmínek kompaktizace slinováním v plazmatu na mechanické vlastnosti a mikrostrukturu slitiny FeAl20Si20 detail

Vliv podmínek kompaktizace slinováním v plazmatu na mechanické vlastnosti a mikrostrukturu slitiny FeAl20Si20

Vzrůstající nároky na materiály s sebou přináší i snahu o přípravu materiálů novými způsoby, které při zachování stejného chemického složení materiálů zvyšují jejich mechanické vlastnosti. V případě slitin Fe-Al-Si, jejichž výroba tavnou metalurgií je velmi obtížná, je možné například postupy mechanického legování dosáhnout vysokých pevností. Tyto slitiny jsou zároveň charakterizovány velmi dobrou odolností proti vysokoteplotní oxidaci, tepelnou stabilitou a korozní odolností. Chrom, jako hlavní legura, žáruvzdorných ocelí, je Evropskou komisí označen jako kritický prvek a proto je možné pohlížet na slitiny Fe-Al-Si jako na možnou náhradu současných materiálů obsahujících chrom.           Tato práce je zaměřena na optimalizaci podmínek mechanického legování a následné kompaktizace slinováním v plazmatu slitiny FeAlSi, konkrétně FeAl20SI20. Mezi proměnné parametry patřila u mechanického legování samotná navážka výchozích prášků čistých kovů a doba mletí. V případě slinování v plazmatu byl sledován vliv stlačení před nebo až po ohřátí na kompaktizační teplotu při různých režimech průchodu proudu (kontinuální, pulzní) materiálem. Z dosažených výsledků byla vybrána optimální kombinace parametrů přípravy kompaktního materiálu, u které dosáhl vzorek nejlepších vybraných mechanických vlastností.  
37 Bc. Vendula Šimůnková M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Slitiny Ti-Al-Si vyrobené nekonvenčními postupy práškové metalurgie detail

Slitiny Ti-Al-Si vyrobené nekonvenčními postupy práškové metalurgie

Tato práce se zabývá přípravou slitin Ti-Al-Si metodou práškové metalurgie s využitím reaktivní sintrace. Pro kompaktizaci těchto slitin byly zvoleny dvě odlišné metody SPS, a to konvenční SPS a unikátní vysokotlaká HP SPS přítomná v polském „The Institute of Advanced Manufacturing Technology“. Od takto připravených slitin je očekávána kombinace vysokoteplotního materiálu a materiálu s velmi nízkou hustotou, což tento materiál předurčuje pro aplikace v leteckém průmyslu. Vybrané čtyři slitiny Ti-Al-Si s různými poměry hliníkua křemíku byly porovnávány na základě mikrostruktury, pórovitosti a vybraných mechanických vlastností. Porovnáváno bylo několik režimů slinování pomocí SPS z důvodu optimalizace slinovacího procesu. Dále bylo sledováno chování slitin za teplot vyšších, než je udávaná mezní teplota použitelnosti slitin na bázi Ti-Al. Na základě cyklických oxidačních zkoušek byl sledován mechanismus vzniku oxidové vrstvy a její adheze ke kovové matrici.

107 - Ústav skla a keramiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Nagla Al Samsamová B3 Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování keramické nádoby na deštníky detail

Restaurování keramické nádoby na deštníky

V práci byla restaurována novověká nádoba na deštníky od výrobce Scheurich. Restaurátorským záměrem bylo provést čištění a slepení střepů pomocí lepidla Araldite 2020. Chybějící části doplnit epoxidovým tmelem Milliput a provést barevnou retuši vhodným odstínem akrylovými barvivy, dále simulovat lesk glazury pomocí tzv. „glazury za studena“ zn. GOLDEN. Součásti práce byl i restaurátorský průzkum skládající se z analýz (XRD a XRF) střepové hmoty a stanovení jejích parametrů (Archimedova metoda). Na základě výsledků analýz byl předmět zařazen jako pórovina, hlavní krystalickou fázi střepové hmoty tvořil křemen, dále byl identifikován mullit, anortit a nízký obsah rutilu. Na závěr byly specifikovány požadavky na uložení restaurovaného předmětu.
2 Aiman Albekova B3 doc. Dr. Ing. Martin Míka Světelné zdroje pro fotodynamickou terapii detail

Světelné zdroje pro fotodynamickou terapii

Cílem mé práce bylo připravit bioaktivní sklo dopované samariem s vysokou intenzitou emise vhodné pro fotodynamickou terapii. Fotodynamická terapie je nová neinvazivní metoda sloužící k diagnostice a léčbě tumorů. Mezi hlavní výhody patří nulová toxicita, selektivita a možnost opětovné aplikace. Vhodnost použití byla stanovena pomocí naměřených spekter, absorpčního, transmitančního a excitačního. Prvním krokem před utavením skla bylo navážit příslušné suroviny. Následně byla směs homogenizována po dobu 10 minut v třecí misce. Homogenní kmen byl nakládán do PtRh kelímku a taven v elektrické peci se superkanthalovými topnými tělesy. Tavící teplota byla 1400 °C. Po 1 h tavení bylo směsí mícháno, čímž se urychlil proces čeření a homogenizace skloviny. Celkem třikrát byla směs promíchána. Po posledním zamíchání následovalo tavení po dobu 30 minut. Potom byla tavenina odlita do nerezové formy. Ještě horký trámeček byl přemístěn do chladící pece, kde se 1 h temperoval na 500 °C. Nakonec se odlité bioaktivní sklo ponechalo chladnout do druhého dne na laboratorní teplotu.
3 Mgr. Valeriia Barsegian M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Sledování kontaminace prostředí bytových domů azbestovými a ostatními anorganickými vlákny v souvislosti s riziky dopadu na lidské zdraví detail

Sledování kontaminace prostředí bytových domů azbestovými a ostatními anorganickými vlákny v souvislosti s riziky dopadu na lidské zdraví

  Sledování kontaminace prostředí bytových domů azbestovými a ostatními anorganickými vlákny v souvislosti s riziky dopadu na lidské zdraví   Životní prostředí může obsahovat řadu kontaminantů, mezi nimi i anorganická vlákna, která mají negativní vliv na lidské zdraví. Rozlišení přítomných anorganických vláken je zásadní pro určení hygienicky nezávadného prostředí, tak i pro identifikaci zdrojů těchto vláken a návrhu opatření pro omezení jejich emisí. Podle platných právních předpisů jsou zdravotně nejrizikovější azbestové vláknité částice, a proto jsou jmenovitě sledovány. Součástí práce je literární rešerše, seznámení se s principy měření dle mezinárodně normalizovaných postupů, provádění měření v bytových domech, vyhodnocení výsledků měření a jejich interpretace.
4 Bc. Anastasia Bridneva M2 Ing. Eva Gregorová, CSc. Charakterizace porézní keramiky připravené z hydroxyapatitového prášku. detail

Charakterizace porézní keramiky připravené z hydroxyapatitového prášku.

Hydroxyapatit je hlavní anorganickou složkou kostí, a proto je hydroxyapatitová keramika hojně používaným biomateriálem. Porézní hydroxyapatitová keramika byla připravena litím vodné suspenze z komerčního hydroxyapatitového prášku (Calcium phosphate tribasic, 30-40% Ca, Alfa Aesar®, dále HAP) s přídavkem 25 obj. % pšeničné mouky a 5 obj. % kukuřičného škrobu. Byly použity dvě koncentrace suspenze: 36 hm. % HAP a 38 hm. % HAP. Mouka má funkci napěňovadla, tělesotvorného a pórotvorného činidla, škrob zde funguje jako stabilizátor pěny a ovlivňuje především pevnost syrového vzorku. Vzorky vypálené na 850°C a 1200°C byly nejprve charakterizovány RTG difrakcí a rtuťovou porozimetrií. Dále byly připraveny leštěné nábrusy, ze kterých byly pořízeny SEM snímky s různým rozlišením. Na snímcích byla provedena obrazová analýza pomocí stereologických vztahů a výsledky byly srovnány s výsledky rtuťové porozimetrie. Vzorky ze suspenze s koncentrací 36 hm.% byly navíc charakterizovány tomograficky (mikro CT skenováním), použité rozlišení bylo 10 μm. Na vybraných řezech získaných touto metodou byla pro porovnání provedena obrazová analýza. Distribuce velikosti pórů, které byly získány z nábrusů resp. z tomografických řezů, byly statisticky vyhodnoceny a srovnány s výsledky rtuťové porozimetrie. 
5 Lenka Brücknerová B2 Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování pravěké nádoby z Vestce detail

Restaurování pravěké nádoby z Vestce

Předmětem této práce bylo restaurování pravěké keramiky, která byla nalezena ve Vestci, v oblasti u Chrudimi. Jednalo se o jednu nádobu pocházející z lužické kultury, která byla vyzvednuta „in situ“ a dopravena na restaurátorské pracoviště Archeologického ústavu AVČR. Z nádoby byla vypreparovaná hliněná výplň, střepy očištěny a poté následovalo vyhledávání a lepení střepů pomocí reverzibilního lepidla. Střepy, které se nepodařilo umístit, byly použity na analýzy keramického materiálu a ztráty doplněny sádrou. Všechny provedené zákroky byly v souladu s etikou restaurování.
6 Bc. Lucie Burešová M2 prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst Příprava a charakterizace gradientové hydroxyapatitové keramiky detail

Příprava a charakterizace gradientové hydroxyapatitové keramiky

Syntetický hydroxyapatit je významný biokompatibilní, přesněji řečeno bioaktivní, materiál,  protože má podobné složení a vlastnosti jako přírodní hydroxyapatit, který tvoří anorganickou (minerální) složku kostí člověka. Mikrostruktura kosti je však nejen porézní, ale i gradientová, tj. vykazuje výrazné gradienty pórovitosti od kraje (víceméně hutná kortikální kost) do vnitřku (vysoce porézní trabekulární kost). Gradientu pórovitosti, který by měl simulovat gradientní strukturu kostí, bylo dosaženo kombinací biologického napěňování pomocí kvasinek (droždí) a litím do sádrové formy resp. na sádrovou podložku. Pro tyto účely byly měněny klíčové parametry, jako je obsah škrobu, obsah ethanolu a obsah sacharózy v licí suspenzi. Po nalití na sádrovou podložku byly suspenze při 80 °C napěněny pomocí kvasinek. Po usušení byly vzorky vypáleny (s nárůstem 2 °C/min a dobou výpalu 4 h při 850 °C). Pro kontrolu vhodnosti vypalovacího režimu byla provedena rentgenová fázová analýza. Ze vzorků byly připraveny nábrusy a na snímcích z optického mikroskopu byla provedena obrazová analýza.  
7 Bc Daria Cecico M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Přístroj pro fotodynamickou terapii detail

Přístroj pro fotodynamickou terapii

Přístroj pro fotodynamickou terapii Fotodynamická terapie (PDT) je moderní léčebná technika zaměřená především na léčbu různých kožních onemocnění, a dokonce i nádorů v blízkosti povrchu kůže. Tato metoda používá fotosenzibilizátory, ionty vzácných zemin, světlo a aktivní kyslík. Největší výhodou PDT je neinvazivnost. Zatím se PDT používá většinou v nemocnicích a pacienti jsou nuceni kvůli léčbě být mimo domova. Ale díky tomu že metoda není invazivní, v tom není potřeba. Cílem práce je nabídnout zařízení vhodné pro PDT v domácích podmínkách. Naším cílem je vytvořit zařízení, které využívá LED diody, drcené fotoluminiscenční sklo a zalévací silikonovou směs pro LED. Toto zařízení bude malé a přenosné a pacient by ho mohl používat doma nebo v práci.  
8 Bc. Simona Chrenová M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Excitační spektra laserových skel s uplněním v medicíně detail

Excitační spektra laserových skel s uplněním v medicíně

Cílem práce bylo naměření excitačních spekter a pomocí nich nalézt vhodné uplatnění laserových skel dopovaných europiem a terbiem.  Luminofory obsahující europium vykazují luminiscenci okolo 600 nm. Tato vlnová délka je využitelná ve fotodynamické terapii. Fotodynamická metoda umožňuje diagnostiku a léčbu tumorů bez vedlejších účinků. U laserových skel dopovaných terbiem je patrná luminiscence v oblasti 530 nm. Této vlnové délky lze využít v psychologii. Snížením krevního tlaku napomáhá k lepšímu spánku. Pozitivně ovlivňuje také činnost průdušek a zmírňuje záněty. Záření o vlnové délce menší než 600 nm pohlcuje hemoglobin. Absorpci lze zužitkovat ve stomatologii ke koagulaci. Stomatochirurgické zákroky jsou pak absolutně nekrvavé s eliminací rizika infekce. Redukovaná skla obsahující terbium generují záření v blízké infračervené oblasti. Výhodou infračerveného záření je větší penetrační hloubka do tkáně. Toho lze využít ve fyzioterapii. K indikaci laseroterapie dochází při bolestech svalů, šlach a kloubů úrazového i zánětlivého původu. Další vhodnou oblastí je fototerapie. Záření má příznivý vliv na hladinu serotoninu, který má zásadní vliv na cyklus spánku a bdění, chuťové receptory či pocity. Těchto vlivů se využívá k léčbě sezónních depresí, bulimie či poruchách spánku.
9 Bc. Ingrid Czudková M2 prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc. Testování biorozpustnosti vláken nahrazujících azbest detail

Testování biorozpustnosti vláken nahrazujících azbest

V současné době je azbest, jehož vlákna při vdechnutí způsobovala těžké plicní edémy, nahrazen novými typy skleněných vláken. Výrobci těchto vláken by měly zajistit jejich rozpustnost při případném vdechnutí do plic. Práce se zabývá testováním biorozpustnosti vláken pomocí dlouhodobých dynamických průtokových testů v simulované plicní tekutině (SLF) a navazuje tak na bakalářskou práci, kde bylo sledováno rozpouštění 4 typů komerčně vyráběných vláken pomocí statických testů. Dynamické průtokové testy probíhaly za podmínek simulujících plicní prostředí člověka: loužení do SLF o pH 7,4, teplota 37 ± 0,5 °C, průtok plicní tekutiny 120 ml/den. Testy probíhaly po dobu 1 – 60 dní na vybraném typu vláken (E-vlákna). Ve výluzích bylo měřeno pH a stanovena koncentrace Si, Ca, Mg pomocí metody AAS. Dále byly sledovány hmotnostní úbytky vláken a vzhled a složení vláken před a v průběhu loužení pomocí SEM‑EDS. Z výsledků je patrné, že při průtokových testech dochází k degradaci a k výraznému rozpouštění E-vláken. Po 60 dnech loužení dosahují úbytky těchto vláken přes 90 hm.%. Koncentrace jednotlivých složek s dobou loužení postupně klesá, což je v souladu se snižováním velikosti louženého povrchu vláken.  Ze získaných výsledků je možné usoudit, že E-vlákna lze považovat za zdravotně bezpečná.
10 Bc. Mária Dobáková M2 Ing. Miroslav Rada, CSc. Optimalizace složení nových křišťálových skel detail

Optimalizace složení nových křišťálových skel

Cieľom práce bol návrh nových zložení skiel bez obsahu olova, arzénu a bária so zachovaním dôležitých technologických a úžitkových parametrov. Pozornosť bola zameraná predovšetkým na čo najvyššie hodnoty merného elektrického odporu, ktoré umožňujú elektrické tavenie skiel. Ohľad bol tiež braný na cenovú náročnosť kmeňa. Konkrétne bolo navrhnutých a pripravených celkom 5 nových skiel bez obsahu spomínaných toxických prvkov. Jednotlivé zloženia boli volené tak, aby boli vyhovujúce nasledujúce dôležité parametre skiel: merná elektrická vodivosť, viskozitné a kryštalizačné charakteristiky a hydrolytická odolnosť. Práca sa zaoberala návrhom nových zložení skiel jednak s obsahom oxidu strontnatého, ale aj s využitím prítomnosti dolomitu a vápenca, len vápenca a len dolomitu v kmeni. Namerané výsledky boli porovnané nielen medzi sebou, ale i s výsledkami získanými v bakalárskej práci.  
11 Bc. Pavla Dvořáková M2 Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Identifikace příčin poškození středověkých dlaždic detail

Identifikace příčin poškození středověkých dlaždic

Práce byla zaměřena na identifikaci příčin poškození raně středověkých dlaždic. Průzkum byl proveden na dlaždicích tří tvarových typů (šestiúhelník, čtverec, trojúhelník), které pocházely z jednoho datového celku. U sledovaného souboru dlaždic byla nejprve provedena charakterizace střepových hmot, glazur a korozních vrstev, z hlediska chemického a mineralogického složení pomocí rentgenové fluorescenční analýzy a rentgenové difrakční analýzy. Následně byl studován systém glazura-střepová hmota z hlediska souladu koeficientů délkových teplotních roztažností a hodnocena nevratná vlhkostní roztažnost pomocí dilatačních měření. Z provedených výzkumů vyplývá, že glazury jednotlivých typů jsou v mírném tlakovém pnutí a jejich rozpraskání bylo způsobeno především růstem korozních produktů a mechanickým poškozením.
12 Dominika Fink B3 doc. Dr. Ing. Martin Míka Produkce sklárny Lötz Witwe v letech 1880 až 1940 - charakterizace nalezených střepů detail

Produkce sklárny Lötz Witwe v letech 1880 až 1940 - charakterizace nalezených střepů

Práce se zabývá produkcí sklárny Lötz Witwe ve stylu secese a moderny z let 1880 až 1940. V tuto dobu patřila sklárna k naprosté světové špičce a proto její výrobky dodnes můžeme najít ve světových sbírkách a aukčních síních, kde jsou draženy za stovky tisíc korun. V místě působení sklárny v Klášterském Mlýně byly získány původní střepy za pomoci paní PhDr. Jitky Lněničkové. Na střepech jsou pozorovatelné charakteristické dekory, pro které měla sklárna vlastní názvy (např. Papillon nebo Phänomen). Dekory byly tvořené technikami jako např. irisování, listrování nebo nitkování. Naším cílem je obohatit současnost o skryté umění výroby skla Lötz z pohledu nejen datace a historického kontextu, ale především z pohledu technologie složení, jež zásadním způsobem ovlivňuje optické a umělecké vlastnosti. U vybraných nalezených střepů byla měřena transmitance a kolorimetrie pomocí UV-VIS spektrometru. Dekor „Papillon“ byl charakterizován pomocí XRF. Bylo utaveno základní sklo podle původní receptury, jehož optické vlastnosti byly porovnány s nalezeným střepem základního skla. Také byla změřena jeho viskozitní křivka, díky níž jsme mohli rekonstruovat technologii tavení ve sklárně Lötz.


13 Bc. Dagmar Hejlová M1 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Příprava a vlastnosti granulí BaTiO3 pro magnetickou rezonanci detail

Příprava a vlastnosti granulí BaTiO3 pro magnetickou rezonanci

Hlavním cílem této práce byla laboratorní příprava granulí BaTiO3, pomocí vlhké granulace, výpal vzniklých granulí a popsání vlastností těchto granulí. Granule by mohly být potenciálně použity ve formě vodné suspenze uzavřené ve vaku pro homogenizaci magnetického pole B1 při zobrazování pomocí lékařské nukleární magnetické rezonance. Byly připraveny tři velikosti granulí, které pocházely z nadsítných frakcí: 0,6; 1,0 a 1,5 mm. Na těchto granulích probíhala veškerá další měření. Především bylo charakterizováno chemické a fázové složení vypálených granulí, dále kruhovitost pomocí obrazové analýzy, pevnost v tlaku a celková pórovitost pomocí analýzy obrazu a uzavřená pórovitost pyknometricky a zdánlivá viskozita pomocí penetrometrie. Bylo zjištěno, že připravené granule nejsou pro zamýšlené použití příliš vhodné, protože mají velkou celkovou porozitu, její výsledná hodnota je (26 ± 7) %. Největší část tvoří otevřené póry prostupné vodou. Tyto a ještě více uzavřené póry vyplněné plynem snižují výslednou hodnotu permitivity granule BaTiO3, což není žádoucí. Proto, aby granule vykazovaly lepší vlastnosti jako například menší porozitu a byly více kruhovité, by bylo lepší použít jiný postup přípravy granulí, například metodu extruze/sferonizace.
14 Bc. Aneta Hepnerová M2 prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc. Možnost náhrady testů in-vivo testy in-vitro při sledování rozpustnosti vláken detail

Možnost náhrady testů in-vivo testy in-vitro při sledování rozpustnosti vláken

Důležitou vlastností nových typů skleněných vláken, využívaných např. ve stavebnictví, je rozpustnost v plicích při jejich případném vdechnutí. Ta bývá testována v akreditovaných laboratořích testy in-vivo. Pokusná zvířata bývají např. umístěna ve speciálních komorách, kde inhalují ve vzduchu rozptýlená vlákna, nebo jsou jim určitá množství vláken vstřikována injekčně do plic a je sledován hmotnostní úbytek těchto vláken po 40 dnech.  Cílem práce bylo posoudit, zda by testy in-vivo mohly být alespoň částečně nahrazeny jednoduchými modelovými testy in-vitro. Bylo sledováno rozpouštění E-vláken v simulované plicní tekutině (SLF o pH = 7,4) při teplotě 36,5o C po dobu 1-40 dní formou statických testů bez míchání a za stálého míchání při různých poměrech S/V (povrch vláken ku objemu SLF). Byla měřena časová závislost koncentrace složek přešlých ze skla do SLF metodou AAS a byly stanoveny hmotnostní úbytky vláken. Výsledky byly porovnány s výsledky testů in-vivo. V průběhu testů byl dále sledován vzhled a složení vláken pomocí SEM-EDS. Výsledky ukázaly, že při testovaných S/V dochází k rozpouštění vláken, při vysokém S/V (3,7 cm-1) však docházelo k výraznějšímu zpětnému srážení vyloužených složek na povrchu vláken. Vlákna v míchaných a nemíchaných roztocích se rozpouštěla srovnatelně.
15 Barbora Hübnerová B3 Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování vrchní části vitráže s motivem sv. Anny detail

Restaurování vrchní části vitráže s motivem sv. Anny

Předmětem restaurátorského zásahu byla vitráž s figurálním motivem sv. Anny zhotovená na počátku 20.století. Sv. Anna byla matkou Panny Marie a na uměleckých dílech je většinou vyobrazena v červeném šatu se zeleným pláštěm, jak vyučuje mladou Pannu Marii. Restaurátorský záměr zahrnoval očištění jednotlivých fragmentů skla, vytvoření nových doplňků, slepení rozbitých částí, zhotovení zcela nové olověné sítě a provedení průzkumu skla pomocí optické mikroskopie a analýzy SEM/EDS. Průzkum odhalil, že se jedná o sodno-vápenaté modernější sklo. Na fragmentech skla byla pozorována poškození korozními procesy. Veškeré skleněné fragmenty byly vyjmuty ze staré olověné sítě a očištěny. Rozbité části byly slepeny nebo spojeny olověnou správkou. Chybějící části byly doplněny nově vytvořenými kopiemi. Vitráž byla adjustována do nové olověné sítě. Z důvodu plánovaného uložení do depozitu byly doporučeny podmínky uložení zrestaurovaného předmětu pro interiér.


16 Bc. Soňa Hříbalová M1 prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst Vliv uhlíkového znečištění na optické vlastnosti transparentní keramiky detail

Vliv uhlíkového znečištění na optické vlastnosti transparentní keramiky

Optické vlastnosti transparentní keramiky jsou obecně ovlivněny inkluzemi, především pokud mají výrazně odlišný index lomu, např. póry, které mají index lomu blízký 1. Nízké pórovitosti lze u keramiky docílit metodou SPS, která využívá průchod elektrického proudu grafitovými formami. Grafitové formy se používají kvůli jejich elektrické vodivosti, ale zásadním problémem pro přípravu transparentní keramiky je to, že v průběhu slinování kontaminují vzorek uhlíkem. Vzniklé uhlíkové inkluze pak společně se zbytkovou pórovitostí keramiky negativně ovlivňují průhlednost vzorku. Jedním z hlavních materiálů používaných pro přípravu opticky transparentní keramiky s vysokou pevností je spinel MgAl2O4, který vykazuje mnohem lepší mechanické vlastnosti než sklo a je díky své kubické struktuře zvláště vhodný pro optické aplikace. V rámci této práce bylo pomocí Mieovy teorie modelováno, do jaké míry uhlíkové inkluze a pórovitost ovlivňují průhlednost spinelové keramiky, a to jak v závislosti na vlnové délce procházejícího světla, tak na koncentraci a velikosti inkluzí. Dále byly srovnány vlivy pórovitosti a uhlíkových inkluzí mezi sebou. Výsledky získané touto prací mohou sloužit ke správné interpretaci experimentálně naměřených závislostí transmitance na vlnové délce.
17 Bc. Jan Kovařík M2 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Termodynamické vlastnosti misfitového kobaltitu [Bi2-xCa2O4][CoO2]1.7 detail

Termodynamické vlastnosti misfitového kobaltitu [Bi2-xCa2O4][CoO2]1.7

Termodynamické vlastnosti misfitového kobaltitu [Bi2-xCa2O4][CoO2]1.7     Byl připraven misfitový kobaltit s termoelektrickými vlastnostmi o struktuře [Bi2-xCa2O4][CoO2]1.7. Jeho termické vlastnosti byly studovány pomocí simultánní termické analýzy (STA). Morfologie vzorku byla studována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a chemické složení bylo ověřeno energiově-disperzní spektrometrií (EDS). Měření tepelné kapacity za nízké teploty bylo provedeno pomocí PPMS a diferenční skenovací kalorimetrií (DSC) kolem pokojové teploty. Relativní entalpie byly měřeny pomocí vhazovací kalorimetire (DROP). Na připravenou fázi bylo pohlíženo jako na částečně otevřený systém vyměňující kyslík s okolní atmosférou. Kyslíková nestechiometrie byla určená termogravimetrií a měřením hmotnostního úbytku vzorku po redukci ve vodíkové atmosféře. Teplotní závislost tepelné kapacity byla určena metodou nejmenších čtverců simultánním fitováním experimentálních dat získaných z DSC, PPMS a DROP. Byl navržen model zahrnující kyslíkovou nestechiometri. Nízkoteplotní tepelná kapacita byla analyzována kombinovaným Debye-Einsteinovým modelem. Detailní pochopení termodynamických vlastností umožní konstrukci vysoce-efektivních termoelektrických baterií.
18 Bc. Adriana Krajčiová M2 Ing. Miroslav Rada, CSc. Vliv povrchové úpravy skla Float nanoprášky na některé vybrané parametry detail

Vliv povrchové úpravy skla Float nanoprášky na některé vybrané parametry

Cieľom práce bola úprava povrchu skla typu Float dvomi druhmi nanopráškov, a to konkrétne oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého, nájdenie ich optimálneho pomeru v zmesi za použitia metódy tlakového vstrekovania a následné vyšetrenie vplyvu týchto úprav povrchu na mikrotvrdosť. Mikrotvrdosť bola stanovovaná pomocou Vickersovej metódy vtlačovania diamantového indentoru do povrchu takto upravených vzoriek skla pri zaťaženiach 10g, 50g a 100g na cínovej aj necínovej strane. Všetky stanovené hodnoty mikrotvrdosti boli prepočítané na percentuálne zlepšenie pomocou zrovnávania voči hodnotám mikrotvrdosti slepej vzorky. V tejto práci bol skúmaný vplyv veľkosti častíc nanopráškov na výslednú mikrotvrdosť, získaný meraním na poloautomatickom mikrotvrdometri.
19 Bc. Johana Kulhánková M1 Dr. Ing. Dana Rohanová Interakce sklokeramického materiálu v nepufrovaném SBF detail

Interakce sklokeramického materiálu v nepufrovaném SBF

Pufr TRIS, který se využívá pro udržení pH v SBF (Simulated Body Fluid), reaguje se skelnými a sklokeramickými biomateriály a významně pozměňuje výsledky in vitro testů. Cílem práce bylo prozkoumat interakci sklokeramického scaffoldu během statického in vitro testu v SBF bez pufru TRIS o koncentraci HCO3- iontů 27 mmol·dm-3, což je hodnota blízká krevní plazmě (SBF 27). Pro srovnání byl připraven roztok SBF podle ISO normy o koncentraci HCO3- iontů 4,2 mmol·dm-3 (SBF 4). V pravidelných časových intervalech po dobu 14-ti dnů byl z roztoků odebírán výluh, ve kterém se měřilo pH a analyzovaly Ca2+ a (PO4)3- ionty. Po ukončení experimentu byla ve výluhu měřena koncentrace Si jako indikátoru rozpouštění. Scaffoldy byly podrobeny analýzám pomocí XRF, XRD, SEM/EDS a měření specifického povrchu BET před i po testu. Mezi sledované faktory byla zařazena i změna hmotnosti. Zjistilo se, že vyšší koncentrace HCO3-  iontů ovlivňuje morfologii vznikající vrstvy a napomáhá rozpouštění skelné fáze materiálu.  
20 Denisa Kvapilová M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Polarizační mikroskopie API a excipientů detail

Polarizační mikroskopie API a excipientů

Polarizační mikroskopie je metoda, která je založena na interakci polarizovaného světla s anizotropními látkami, při této interakci dochází ke dvojlomu. Jedná se také o techniku zvyšující kontrast, která zlepšuje kvalitu získaného obrazu. Formulace lékových forem, tj. kombinace účinné látky s pomocnými látkami (př. pojiva, plniva, antioxidanty, rozvolňovadla atd.) v tabletách, kapslích, krémech a gelech musí být plně charakterizovaná, aby byla zajištěna účinnost léku a bezpečnost pacienta. Jedna z technik, která se používá, je právě již zmíněná polarizační mikroskopie. Používá se ke studiu celé řady fyzikálně-chemických vlastností. Materiály jsou charakterizovány optickými vlastnostmi, jako je index lomu, dvojlom, absorpcí a rozptylem světla a dalšími vlastnostmi jako je např. velikost a tvar částic. Polarizační mikroskopii lze využít i ke studiu kinetiky krystalizace, rozpouštění a chemických reakcí v závislosti na teplotě. Cílem práce je zmapovat využití polarizační mikroskopie v technologii farmak, vytipovat možné nové směry jejího využití.
21 Nikol Mikšovská B3 Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování renesančního a barokního skla z Trnavy (SK) detail

Restaurování renesančního a barokního skla z Trnavy (SK)

V práci bylo restaurované archeologické sklo z odpadní jímky S1/15 ze slovenského města Trnava z  konce 16. a počátku 17. století. Restaurátorským záměrem bylo vyhledání střepů a sesazení torza maximálního počtu nádob. Střepy byly rozdělovány dle barevnosti a na základě tvaru. Z celkového množství střepů se podařilo vyhledat tři nekompletní nádoby – čtyřbokou lahev, opakní džábnek a torzo okeního terčíku. Džbánek a láhev byly adjustovány výztuží z PMMA (plexiskla), okenní terčík byl vyztužen netkanou skelnou textilií impregnovoanou adhezivem Araldite 2020, které bylo použito i pro lepení. Součástí práce byl i materiálový průzkum pomocí OM, SEM/EDS a XRF. Ukázalo se, že skla byla vyrobena jak v období renesance (přídavek popela), tak barokní technologií, což odpovídá datování nálezu, avšak byl zde i jeden nález gotického skla.
22 Bc. Vojtěch Nečina M2 prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst Příprava transparentní spinelové keramiky technikou žárového lisování a studie vlivu slinovací přísady LiF detail

Příprava transparentní spinelové keramiky technikou žárového lisování a studie vlivu slinovací přísady LiF

Spinelové keramice je v posledních letech věnována zvýšená pozornost, především díky jejím mechanickým a optickým vlastnostem. Kromě vysoké machanické odolnosti vykazuje hutná spinelová keramika výbornou propustnost světla ve viditelné a blízké infračervené oblasti spektra. V této práci byly připraveny vzorky spinelové keramiky z komerčního prášku (Baikowski S25CRX) technikou žárového lisování s přídavkem slinovací přísady (LiF) za účelem dosažení transparentnosti. Maximální teplota dosahovala 1550 resp. 1600 °C, s prodlevami při 1100 resp. 1220 °C, a aplikovaná zátěž byla 40 MPa pro všechny výpaly. U vzorků byla stanovena kritéria hutnosti Archimédovou metodou. Stanovená pórovitost byla v rozmezí 0–0,97 %. Mikrostruktura vzorků byla charakterizována pomocí SEM a složení fází pomocí EDS, která odhalila přítomnost malého množství sekundární fáze ve zbytkové pórovitosti. Nejvyšší naměřené hodnoty in-line transmitance byly v rozsahu 48–67 % (pro oblast vlnové délky 380–790 nm). Na základě experimentálních výsledků a studia literatury byl navržen nový mechanismus slinování s přídavkem LiF.
23 Bc. Pavla Náhunková B3 doc. RNDr. František Škvára, DrSc. Vliv přídavku rýžové mouky na vlastnosti vápenných kaší detail

Vliv přídavku rýžové mouky na vlastnosti vápenných kaší

Stavební materiály jsou napříč historií odlišné a jejich přesné informace o složení nejsou často zaznamenány ani dochovány. V rámci rešerše odborné literatury specializovaných na organické přísady stavebních materiálů používaných ve starověké Číně jsme se zaměřili na přídavek lepivé rýže (sticky rice) do vápenné kaše, tento materiál byl dle výzkumů použit při budování Velké čínské zdi. Z článků bylo vyhodnoceno nejvhodnější složení kaší pro experimentální měření, byly umíchány čtyři směsi s podílem rýžové mouky ve vodě (0 %, 1 %, 3 %, 5 %) a vodním součinitelem 0,8 ke hmotnosti vápenného hydrátu. Posléze byly provedeny zkoušky čerstvých kaší, mezi které patří rozliv, doba tuhnutí, objemová hmotnost a stanovení konzistence. Taktéž byly připraveny ze směsí zkušební tělesa pro studium vlastností zatvrdlého pojiva po 28 dnech. Na stárnutých vzorcích byla provedena zkouška pevnosti v tlaku a hloubky karbonatace. Během zrání bylo rovněž sledováno složení rentgenovou difrakcí a fluorescencí. Cílem práce je určit, zda dokážeme potvrdit výsledky zahraniční odborné literatury a stanovit vliv přídavku této organické přísady na vlastnosti vápenné kaše.
24 Kateřina Pulcová B3 Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování porcelánového korábu z Royal Dux Bohemia detail

Restaurování porcelánového korábu z Royal Dux Bohemia

Cílem této práce bylo restaurování porcelánového předmětu ze závodu ROYAL DUX Bohemia, který byl vyroben mezi lety 1912-1922 v závodu Duchcov. Jedná se o antické vyobrazení korábu s dvěma postavami. Předmět byl silně znečištěn prachovým depozitem a starými lepidly, vnitřek lodě byl rozbitý, jeden úlomek vypadl. Jeho část byla použita k analýze chemického a mineralogického složení střepové hmoty. Figurální plastika Niké (Victoria) byla výrazně poškozena: byla rozbita záda, chybělo jí levé křídlo, část pravého křídla a půlka pochodně. U druhé postavy se nedochovala půlka levé ruky a ukazováček u druhé ruky. Navržený restaurátorský záměr byl schválen zadavatelem. Proběhlo mokré čištění a odstranění starých lepidel. Střepy byly lepeny lepidlem Araldite 2020. Na doplnění chybějící části ruky byla použita forma ze silikonové hmoty Stoamaflex Putty. Všechny doplňky byly vytvořeny z dvousložkové modelovací hmoty Alteco EPO-PUTTY. Nerovnosti byly tmeleny Dentacrylem a zbroušeny brusným papírem. Finální barvení proběhlo airbrush technikou (barvy Ceramic color Pébéo) a na zlaté odstíny byl použit „tekutý kov“ (C. Kreul Home Design). Na závěr byl povrch zmatněn jemným postřikem airbrushem ředidlem C6000. Zásah proběhl v souladu s etickými požadavky.
25 Veronika Pulcová B3 Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování porcelánové plastiky „Svačina“ detail

Restaurování porcelánové plastiky „Svačina“

V prezentované práci bylo provedeno restaurování porcelánové plastiky firmy ROYAL DUX Bohemia (1912-1922). Předmět tvoří pár, sedící u stolku a popíjející ze šálků. Žena i muž mají oblečení v rokokovém stylu. Scéna je umístěna na masivním čtyřnohém podstavci a celý porcelánový předmět je bohatě dekorován a zdoben zlacením. Předmět byl silně znečištěn prachem a původními lepidly v oblasti chybějící levé ruky, která byla neodborně slepena vteřinovým lepidlem. Dále chyběla část lžičky. V rámci průzkumu bylo stanoveno chemické (XRF) a mineralogické (XRD) složení střepové hmoty. Navržený restaurátorský záměr byl schválen zadavatelem. Základním požadavkem bylo provést čištění předmětu, zajistit jeho stabilitu a domodelovat chybějící ruku a část lžičky. Nejprve proběhlo důkladné čištění vodou a opatrné odstranění usazenin a starých lepidel. Následovalo vytvoření formy na doplnění chybějící ruky pomocí Stoamaflex Putty a vosku. Na doplnění a modelaci rukávu, ruky a lžičky byla použita dvousložková hmota Alteco EPO-PUTTY. Nerovnosti na doplňcích byly zbroušeny a tmeleny Dentacrylem. V místě přechodu byla použita bílá barva. Pro finální nabarvení byla použita airbrush technika (barvy Ceramic color Pébéo) a zlacení pomocí odstínu tekutého kovu C. Kreul Home Design.
26 Bc. Tereza Smolíková M2 Ing. Eva Gregorová, CSc. Příprava keramiky s obsahem safirínu detail

Příprava keramiky s obsahem safirínu

Práce se zabývá přípravou keramiky v soustavě MgO-Al2O3-SiO2, konkrétně keramiky s obsahem safirínu, a jejím úkolem bylo zjistit vliv přítomnosti této fáze na elastické vlastnosti. Jako výchozí suroviny jsou použity kaolin Sedlec Ia, australský mastek a oxid hlinitý ve fomě α-Al2O3 (korundu) a g-Al2O3. Z fázového diagramu byly určeny hmotnostní poměry vstupních surovin, homogenizace surovin probíhala mokrým mletím. Po odvodnění na sádrové podložce a vysušení byla nalisována řada vzorků, které byly vypáleny na teploty v rozmezí 1280 až 1440 °C (2 °C/min, výdrž 2 hod). Na těchto discích bylo stanoveno fázové složení pomocí rentgenové difrakce. Nejvyšší obsah safirínu byl získán při složení výchozí směsi s kaolinem, mastkem a γ-Al2O3 v poměru 40:30:30 a výpalem při teplotě 1430 °C. Pro snadnější lisování byla tato směs dovlhčena na 5 hm.% vlhkosti a po odležení byly nalisovány vzorky tvaru trámečků, vypáleny na teploty 1420, 1430 a 1440 °C. V první fázi byly určeny elastické konstanty při pokojové teplotě (smykový modul, Youngův modul a Poissonovo číslo). V závěru práce bylo provedeno měření teplotní závislosti Youngových modulů do teploty 1000 °C. Tyto závislosti byly porovnány s keramikami soustavy MgO-Al2O3-SiO2, které minerál safirín neobsahují.
27 Bc. Adela Sýkorová M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Defekty na automobilových sklách a ich vyhodnotenie detail

Defekty na automobilových sklách a ich vyhodnotenie

Automobilové čelné a zadné sklá v súčasnosti musia spĺňať vysoké nároky na optickú či mechanickú pevnosť, dôvodom je zvýšená bezpečnosť vodiča a spolujazdcov. Koncern VW rozdeľuje čelné sklá najčastejšie do zón A,B,C a D, kde zóna A podlieha najprísnejším hodnotiacim kritériam. Automobilové sklá boli podrobené mechanickej záťaži za bežných podmienok, ale aj pri teplote - 18°C, následne došlo k analýze defektov. Meranie akosti skiel a zároveň sledovanie optických vád prebiehalo na zariadení ISRA VISIONS. Toto zariadenie poukazuje priamo na optické defekty, konkrétne na horizontálnu a vertikálnu distorziu obrazu. Pre detailnejšiu analýzu štruktúry lomových porúch bol použitý optický mikroskop. V práci uvádzam a zameriavam sa aj na defekty vzniknuté vďaka vmestkom z NiS, ktorých typickým lomovým prejavom je motýlikovitý tvar, avšak táto vada je v súčasnosti skôr výnimočná. Diskusia zahrňuje aj príčinu delaminácie viacvrstvového automobilového skla s PVB fóliou. Zo získaných výsledkov by sme mohli byť schopní taktiež predikovať, či znehodnotenie skla bolo zapríčinené užívateľom a teda či je predmetom reklamačného konania.
28 Ondřej Vejsada B3 Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování spodní části vitráže s motivem sv. Anny detail

Restaurování spodní části vitráže s motivem sv. Anny

Restaurovaná vitráž s motivem sv. Anny, která se skládá ze tří vitrážových částí, pochází z depozitáře Pražského arcibiskupství a je z počátku 20. století. Celá vitráž byla složena z 62 kusů skel z čehož dva segmenty zcela chyběly. Výška restaurovaného plátu je cca 820 mm a šířka cca 830 mm. Restaurátorským záměrem bylo zadáno provedení restaurátorského průzkumu pomoci optické mikroskopie a chemické analýzy (SEM/EDS) skla a olověného H – profilu. Restaurování zahrnovalo rozebrání vitrážového okna na jednotlivé segmenty, mytí vlažnou vodou s detergentem, slepení prasklých částí, doplněni chybějících ztrát bordur a následné domalování, výměna olověných H – profilů (odpovídajícím původní technikou) a součástí práce je i navržení podmínek uložení v depozitu.
29 Bc. Lucie Woldřichová M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Reologie farmaceutických substancí detail

Reologie farmaceutických substancí

Ve farmaceutickém průmyslu při výrobě léčiv jsou jedním z klíčových parametrů viskozita a viskoelasticita. Viskozita a viskoelasticita slouží pro návrh správného míchání, správných tokových vlastností a vhodné roztiratelnosti, jež má vliv na plnění a dopravu pomocných látek a API ve výrobě léčiv. Studium reologie a teplotních závislostí viskozity API a excipientů je nutné pro efektivní výrobu léčiv extruzí a ko-extruzí. Tato práce je zaměřena na reologické chování vybraných kapalných a polotuhých léčivých přípravků (s důrazem na nenewtonské plastické soustavy, některé s tixotropním chováním) a zejména teplotní závislost viskozity.
30 Bc. Lucie Šrailová M1 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Tvorba titaničitých sol-gel povlaků s obsahem stříbra na nízko a vysoce porézní titanové slitině detail

Tvorba titaničitých sol-gel povlaků s obsahem stříbra na nízko a vysoce porézní titanové slitině

Titan a jeho slitiny patří mezi kovové biomateriály a mají široké využití v implantologii. Po implantaci materiálu může dojít k nežádoucímu zánětlivému onemocnění nebo dokonce k úplnému vyloučení z organismu. Vlastnosti materiálu lze měnit nejen složením, ale i vhodnou povrchovou úpravou. Pro tento experiment byla vytvořena nízko a vysokoporézní slitina TiSi5  s 5 hm.% Si. Vyšší porozity bylo dosaženo přídavkem 20 hm.% NH4HCl3. Dále byly připraveny tři typy solů. Základní titaničitý a dva o koncentraci stříbra 0,06 mol/l s rozdílnými formami nosičů - AgNO3 a Ag3PO4. Pro tvorbu povlaků byla použita technika dip-coating, poté byly substráty vysušeny a vypáleny. Povlaky okopírovaly povrch pórů a částice Ag a Ag3PO4 byly distribuovány v celém objemu povlaků. Antibakteriální účinky povlaků byly testovány vůči bakteriím Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis po dobu 4 a 24 hod. Oba testy potvrdily antibakteriální účinky povlaků. Na závěr byly provedeny testy cytotoxicity vůči myším fibroblastům L929. Povlaky s obsahem Ag se projevily jako toxické. Povlak bez obsahu Ag a substrát bez povlaku byly netoxické.
31 Bc. Kristýna Švagrová M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Příprava a charakterizace titaničitých sol-gel povlaků s obsahem Ca-P detail

Příprava a charakterizace titaničitých sol-gel povlaků s obsahem Ca-P

V dnešní, uspěchané době s náročným životním stylem obyvatel existuje řada důvodů, proč se vědci a lékaři stále více zajímají o výrobu a renovaci náhrad lidského těla. Implantát musí  100 % -ně plnit funkci nahrazené tkáně, musí být mechanicky a chemicky odolný a v těle nesmí působit škodlivě. Z těchto důvodů se část výzkumu zaměřuje na povrchové úpravy biomateriálů, aby se zlepšila biologická reakce mezi implantátem a tělem. Byly připravovány titaničité povlaky s obsahem Ca-P metodou sol-gel a technikou dip-coating na titanovém substrátu. Do solu na bázi tetra-n-butylorthotitanátu byly přidány reagenty Ca-P ze zásobních etanolových roztoků. Povlaky byly připravovány za různých podmínek potahování. Na vypálených povlacích byla testována bioaktivita pomocí 14 – denního statického in vitro testu v simulované tělní tekutině. Povlaky po výpalu a po in vitro testu byly charakterizovány optickým mikroskopem a skenovacím elektronovým mikroskopem. Po statickém in-vitro testu se na povlacích vytvořily Ca – P fáze, bioaktivita ale nebyla potvrzena, jelikož se neprecipitoval hydroxyapatit. Byly vyhodnoceny nejperspektivnější povlaky, které budou použity při dalším testování. V nastávajících experimentech se budou vybrané povlaky testovat na adhezní, antibakteriální a cytotoxické vlastnosti.

108 - Ústav chemie pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Artemiy Bushuev M2 prof. RNDr. Bohumil Kratochvíl, DSc. Polymorfní screening diltiazemu detail

Polymorfní screening diltiazemu

Diltiazem je blokátor kalciových kanálů, používaný pro léčbu hypertenze, anginy pectoris a některých typů srdeční arytmie. Samotný diltiazem má velmi nízkou rozpustnost a velmi krátký eliminační poločas. Proto se používá forma diltiazem hydrochlorid. Zmíněna forma má vysokou rozpustnost ve vodě, což dělá problém při snaze vyrobit formu léčiva s kontrolovaným uvolněním API. Via polymorfní screening hledám novou krystalickou formu diltiazemu s nadějí na objevení struktury s rospustností vhodnější, než u hydrochloridu diltiazemu.
2 Bc. Petr Bárta M2 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Sorpce vybraných kationtů na odpadní cihelný prach detail

Sorpce vybraných kationtů na odpadní cihelný prach

Jedním z problémů třetího tisíciletí je znečištění vody těžkými kovy unikajícími jak z výroby, tak průsakem ze skládek. Jednou z nejčastějších a hojně využívaných metod čištění vody je adsorpce nečistot na materiál s vhodnými povrchovými vlastnostmi. Odpadní cihelný prach představuje vhodné řešení jak z pohledu ekonomického, tak ekologického.                 Byly porovnány strukturní, povrchové a sorpční vlastnosti cihelného obrusu o dané velikosti částic (< 0,125 mm) ze dvou zdrojů. Bylo zjištěno jak fázové (RTG difrakce), tak chemické (RTG fluorescence) složení. Rovněž byl zjištěn specifický povrch (SBET) a pH nulového náboje obou obrusů. Sorpční vlastnosti byly testovány na dvou kationtech (Cs, Pb).
3 Bc. Natálie Dvorníková M1 prof. Ing. František Kovanda, CSc. Interkalace silibininu do struktury hydrotalcitu detail

Interkalace silibininu do struktury hydrotalcitu

Silibinin je hlavní složkou silymarinu získávaného z ostropestřce mariánského a využívá se především jako hepatoprotektivum. Je velmi omezeně rozpustný ve vodě, což má negativní vliv i na jeho biodostupnost. Cílem práce bylo ověřit možnost zvýšení rozpustnosti silibininu jeho zabudováním do anorganického nosiče. Jako hostitelská struktura byl použit Mg-Al hydrotalcit. Interkalace byla provedena aniontově-výměnnou reakcí s Mg-Al hydrotalcitem v dusičnanové formě z micelárního roztoku cholátu sodného a z vodného roztoku komplexu silibininu s karboxymethyl-β-cyklodextrinem. Interkalace organických složek do mezivrství byla potvrzena práškovou rentgenovou difrakcí a připravené produkty obsahovaly 3,6 resp. 3,2 hm. % silibininu. Interkalát byl připraven také obnovením vrstevnaté struktury z koloidní disperze Mg-Al/NO3 hydrotalcitu ve formamidu, do které byl přidán vodný roztok komplexu. Disolučními testy ve fosfátovém pufru bylo sledováno uvolňování silibininu z interkalovaných produktů. Nejvíce silibininu (72 %) bylo uvolněno z produktu připraveného metodou obnovení vrstevnaté struktury. Použití micelárního roztoku cholátu sodného pro interkalaci silibininu se ukázalo jako méně vhodné, ze vzorku se uvolnilo pouze 33 % léčiva.
4 Bc. Eliška Gáliková M2 Ing. David Koloušek, CSc. Sorpce iontů cesia na zeolitech detail

Sorpce iontů cesia na zeolitech

Práce je věnována iontově výměnným schopnostem přírodních a syntetických zeolitů při separaci Cs+ z odpadních vod primárního okruhu jaderné elektrárny. Pro tento účel byly použity tyto typy sorbentů přírodní klinoptilolit, v laboratoři syntetizované zeolity typu X, P, A a phillipsit. Podíly krystalických fází byly zjištěny práškovou rentgenovou difrakcí. Iontová výměna byla testována ve vsádkovém uspořádání. Koncentrace cesia po sorpci byla měřena na atomovém absorpčním spektrometru, plamenovou ionizací. Byly sledovány iontově výměnné schopnosti v závislosti na pH a času. pH roztoku bylo stanoveno na hodnotu 4,5 a čas expozice 30 minut.
5 Bc. Monika Hanousková M2 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Příprava vícekomponentních forem metodou společné sublimace detail

Příprava vícekomponentních forem metodou společné sublimace

Sublimace je jednou z nejméně probádaných metod přípravy kokrystalů. Pomocí společné sublimace vznikají kokrystaly bez použití rozpouštědla, proto je velká šance vzniku nových pevných forem. Zásadní nevýhodou metody je omezený počet látek, které sublimují, jejich rozdílná teplota sublimace, teplotní stabilita a s tím spojené nedostatečné mísení par v sublimační komoře. Ve většině případů je proto sublimace se společným zdrojem tepla zcela nevhodná. To vedlo k vývoji nové aparatury pro řízenou sublimaci více složek s individuálními zdroji tepla. Umožňuje ohřev jednotlivých látek na zásadně rozdílné teploty, čímž vylepšuje a v řadě případů umožňuje interakce par s rozdílnou teplotou sublimace. Jako modelové příklady jsou studovány známé kokrystaly kofeinu. V nové aparatuře byly připraveny publikované kokrystaly kofeinu s kyselinou šťavelovou, glutarovou, maleinovou, 4-hydroxybenzoovou, gallovou, salicylovou a malonovou. V případě kokrystalu kofeinu s kyselinou malonovou byla poprvé pomocí rentgenové difrakce monokrystalu vyřešena struktura kokrystalu připraveného pomocí společné sublimace.
6 Bc. Michaela Horová M2 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Záchyt zbytkových barviv na aluminosilikátech modifikovaných niklem detail

Záchyt zbytkových barviv na aluminosilikátech modifikovaných niklem

Práce je zaměřena na testování přírodních materiálů na bázi aluminosilikátů s cílem zjistit jejich schopnost odstraňovat zbytková barviva z vodných roztoků. K dispozici jsou vysoce pigmentovaná azobarviva (Mordant blue 9, Ostazinová žluť a Žluť na papír H-R), k jejichž záchytu se používají materiály s dobrými sorpčními vlastnostmi, a to kaoliny, zeolity a odpadní cihelný prach. Tyto sorbenty se povrchově modifikují niklem za účelem významně navýšit adsorpční kapacity pro testovaná barviva. Zbytková koncentrace barviv je měřena spektrofotometricky. Dále je dopočítávána účinnost sorpce, dle které jsou pro každou z barev vybírány 2-3 nejlépe sorbující materiály. Pro Žluť na papír a Mordant blue 9 byly vybrány stejné sorbenty, a to sedlecký kaolin, mikromletý klinoptilolit a cihelný obrus z Libochovic, u nichž se účinnost sorpce pohybovala kolem 90% již při nižších navážkách do 25 g/l. Pro Ostazinovou žluť byl použit zatím en sedlecký kaolin, který jako jediný vykazoval vyšší schopnost záchytu a to kolem 70% při navážce 35 g/l. Pro azobarviva Mordant blue 9 a Žluť na papír jsou vybrané testované materiály vhodné k jejich odstranění z vodných roztoků, u Ostazinové žluti lze tuto metodu také použít, ale s nižší účinností.
7 Bc. Anna Kurzweilová M1 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Využití sorbentů na bázi MnO2 na odstranění arsenů a fosátů z vod detail

Využití sorbentů na bázi MnO2 na odstranění arsenů a fosátů z vod

Cílem této práce bylo porovnat sorpční vlastnosti sorbentů na bázi MnO2 z hlediska schopnosti záchytu oxoaniontů fosforu a arsenu z vod.  Za běžných podmínek lze předpokládat primární sorpci oxoaniontů fosforu. Sorbenty na bázi MnO2 byly zvoleny na základě publikované teorie, že některé minerály manganu prokazují preferenční afinitu k oxoaniontům arsenu. Výsledky této práce by dále mohl přispět k řešení problematiky selektivního odstraňování arsenů ze směsných roztoků arseničnanů a fosforečnanů.
8 Bc. Michal Mrštík M2 prof. RNDr. Bohumil Kratochvíl, DSc. Studium biorelevantních médií při disoluci perorálních léčivých přípravků detail

Studium biorelevantních médií při disoluci perorálních léčivých přípravků

Trendem dnešní doby je perorální podání léčiva prostřednictvím pevné lékové formy, neboť tato aplikace nevyžaduje asistenci lékařského personálu. Jednou z možností, jak v rámci laboratorních podmínek studovat in vivo chování léčivého přípravku, je použití biorelevantních médií při disolučních studií. Biorelevantní média svým složením napodobují fyziologické parametry v gastrointestinálním traktu (GIT) blíže než je tomu u běžně užívaných lékopisných médií. Z tohoto důvodu je jejich použití velikým přínosem pro predikci in vivo hodnot rozpustnosti a rozpouštěcí rychlosti. Tato práce se zaměřuje na porovnání výsledků  z disolučních testů v lékopisem stanovených disolučních médiích o rozdílné hodnotě pH s výsledky z disolučních testů v biorelevantních médiích simulujících žaludeční a střevní podmínky ve stavu nalačno. Disoluční testy byly provedeny s komerčními tabletami léčivé látky vinanu zolpidemu od společnosti Teva Czech Industries s.r.o. Vinan zolpidemu je běžně užíván jako hypnotikum sloužící k léčbě nespavosti, při které má pacient problémy s usínáním. Výsledky práce potvrzují rozdílné chování léčivé látky  v biorelevatních médiích, do kterých jsou navíc k běžně používaným vodným tlumivým roztokům přidávány další složky, které se nacházejí v zažívacím traktu.
9 Bc. Lenka Stiborová M1 prof. RNDr. Bohumil Kratochvíl, DSc. Příprava pevných disperzí k zvýšení rozpustnosti léčiva detail

Příprava pevných disperzí k zvýšení rozpustnosti léčiva

Tato práce se zabývá zvyšováním rozpustnosti špatně rozpustného léčiva silybinu pomocí přípravy pevných disperzí, které byly připravovány metodami tavení, odpařování z rozpouštědla a hnětení. Pevné disperze jsou molekulární směsi léčivé látky a hydrofilního nosiče, často polymerního. V našem případě jsme jako nosiče použili polyvinylpyrrolidon (PVP) a polyethylenglykoly o molekulární hmotnosti 4000 a 6000 (PEG 4000, PEG 6000). Připravené vzorky byly charakterizovány pomocí RTG práškové difrakce, diferenciální skenovací kalorimetrie a disolučních testů, kterými se ověřovalo zvýšení rozpustnosti silybinu. Na základě použitých metod a nosičů bylo připraveno 7 vzorků, u kterých byl provedenými analýzami potvrzen vznik pevné disperze. Disolučními testy byla změřena rozpustnost u 7 vzorků a hodnoty  byly porovnávány s disolučními profily fyzikálních směsí. U  všech měřených vzorků pevných disperzí došlo ke zvýšení rozpustnosti silybinu.
10 Bc. Zdeňka Řeháčková M2 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Kokrystalizační screening levetiracetamu a lenalidomidu detail

Kokrystalizační screening levetiracetamu a lenalidomidu

Práce se zabývá kokrystalovým screeningem nových pevných forem účinných látek levetiracetamu a lenalidomidu. Levetiracetam je velmi dobře účinné a snášenlivé antiepileptikum s příznivým vlivem na Alzheimerovu chorobu. Lenalidomid je ve své indikaci jediné perorálně podávané imunomodulační léčivo s protinádorovým účinkem. Hlavním důvodem hledání nových kokrystalů je snaha o zlepšení fyzikálně-chemických vlastností léčiv. Koformery byly vybrány na základě podobnosti s již existujícími kokrystaly. V případě lenalidomidu by nalezení nové pevné formy mohlo zlepšit jeho špatnou rozpustnost. Podařilo se vyřešit strukturu levetiracetamu s kyselinou ketoglutarovou. Byla nalezena nová fáze levetiracemu s kyselinou 4-hydroxybenzoovou. Primárními metodami pro analýzu vzorků byly rtg monokrystalová a prášková difrakce.
11 Bc. Simona Žižková M2 doc. Dr. Ing. Michal Hušák Metody řešení složitějších molekul z práškových difrakčních dat detail

Metody řešení složitějších molekul z práškových difrakčních dat

Cílem této práce je hledání a srovnání postupů řešení struktury složitějších molekul z práškových difrakčních záznamů a následná realizace těchto postupů v praxi. S ohledem na řešení struktury z prášku je složitost látky definována jako počet torzních úhlů s možností posuvu/rotace fragmentů v buňce - DOF, počet stupňů volnosti.             Výběr složitých molekul byl prováděn vyhledáváním v The Cambridge Structural Database s omezením na organické látky řešené z prášku od roku 2006 s vyšším počtem uhlíků než 12. Celkový počet nalezených struktur byl 690. U všech těchto molekul byl proveden výpočet stupňů volnosti a u DOF větší než 20 se zkoumalo, jakou metodou byla struktura řešena. Na srovnání 10 molekul s nejvyšším DOF obsahujících těžký atom a 10 bez těžkého atomu bylo zjištěno, že většina vybraných struktur byla řešena metodou simulovaného žíhání v programu DASH. Od roku 2006 nikdo nevyřešil strukturu s DOF vyšším než 42.             Perspektivní metodou posuvu hranic řešitelnosti je využít v průběhu simulovaného žíhání preferenci torzních úhlů založeném na statistice dat v CSD. Testy tohoto postupu na látce CBMZPN13 ze simulovaných dat zvýšily pravděpodobnost nalezení řešení z 11̉̀% na 17%. Další postup, který by měl posunout hranice DOF je paralelní výpočet na více CPU.

110 - Ústav organické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Markéta Bašusová B3 Ing. Radek Jurok, Ph.D. Příprava deuterovaných standardů nových syntetických drog detail

Příprava deuterovaných standardů nových syntetických drog

Nové syntetické drogy představují nejčastěji deriváty již známých a kontrolovaných psychotropních látek. Výrobci pouze napodobují efekt původní psychoaktivní látky tím, že mírně obmění její strukturu, ale zachovají shodný farmakofor. Vzhledem k nárůstu jejich popularity v posledních letech je stěžejní jejich správná detekce. Pro správnou diagnostiku těchto drog je potřeba mít autentické standardy. Cílem práce je syntéza deuterovaných derivátů fenethylaminu, především látek typu 25X-NBOMe. Takto připravené látky budou využity jako vnitřní standardy při stanovení sloučenin typu 25X-NBOMe metodou HPLC-MS.


2 Bc. Aneta Bednářová M2 doc. Ing. Igor Linhart, CSc. Příprava cysteinových a histidinových aduktů pro výzkum aduktů cizorodých látek s krevními proteiny detail

Příprava cysteinových a histidinových aduktů pro výzkum aduktů cizorodých látek s krevními proteiny

Sulfanylové skupiny cysteinu a aminoskupiny koncových a dibazických aminokyselin představují významná nukleofilní centra v proteinech, na kterých dochází k vazbě elektrofilních látek. Elektrofily mají schopnost vázat se nejen na proteiny, ale i na biologicky významné makromolekuly jako DNA. Proteinové adukty mohou tedy sloužit jako nepřímé indikátory poškození DNA. V rámci své práce jsem připravila cysteinové adukty se styren-7,8-oxidem, který je aktivním metabolitem průmyslově využívaného styrenu. Doposud se mi podařilo optimalizovat syntézu a připravit dva diastereomerně čisté adukty (1,2) a jeden adukt jako směs dvou diastereomerů (3) s využitím N-chráněného cysteinu. Dále pracuji na optimalizaci syntézy histidinových aduktů s 2-bromethanolem (4,5), který je používán jako syntetický ekvivalent průmyslově využívaného ethylenoxidu. U této syntézy hodnotím výhodu použití různých chránících skupin pro aminoskupinu histidinu.
3 Michal Bobek B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Suzukiho-Miyaurov cross-coupling derivátov naftalénu detail

Suzukiho-Miyaurov cross-coupling derivátov naftalénu

Suzukiho-Miyaurov cross-coupling je všeobecne známa a využívaná reakcia v organickej syntéze. Časť nášho laboratória sa zaoberá práve prípravou katalyzátoru, ktorý by umožňoval enantioselektívny priebeh couplingu. Náplňou mojej práce bola optimalizácia reakčných podmienok Suzukiho couplingu naftylboronovej kyseliny a 1-halogén naftalénu za katalýzy komplexom PEPPSI, ktorý je na vzduchu stály a preto je s ním veľmi dobrá manipulácia. Práve použitím týchto substrátov je možné sledovať axiálnu chiralitu vznikajúceho binaftylového derivátu, a tým tak hodnotiť stereoselektivitu enantioselektívnych palládiových katalyzátorov.  Študoval som vplyv rôznych báz, množstvo katalyzátora, použitie trifluorborátu ako alternatívy k boronovej kyseline, ale aj pridanie Hg do reakčnej zmesi. Práve ortuť je zaujímavá tým, že dokáže eliminovať elementárne palladium, ktoré vzniká rozkladom katalyzátoru v priebehu reakcie. Vzniknuté nanopalladium môže predstavovať problém práve pri testovaní enantioselektívnych katalyzátorov. Síce je katalyticky aktívne, no nie je stereoselektívne a skresľuje tak výsledky pokusu.  


4 Artem Chayka B3 Ing. Michal Himl, Ph.D. Metody přípravy diastereoisomerně čistých vicinálních aminoalkoholů detail

Metody přípravy diastereoisomerně čistých vicinálních aminoalkoholů

Vicinální aminoalkoholy odvozené od norefedrinu mají biologickou aktivitu ve smyslu inhibice enzymů monoaminooxidasy (MAO) A a B, které mají v organismu funkci odbourávání neurotransmiterů a udržování jejích množství na určité hladině. Inhibice těchto enzymů vede ke zvýšení hladiny neurotransmiterů, čehož se využívá při léčení například Parkinsonismu, deprese nebo posttraumatických stressových poruch. Biologická aktivita inhibitorů MOA a jejich účinek na organismus je silně ovlivňována absolutní konfigurací na příslušných stereogenních centrech. Cílem této práce je ověření a rozšíření laboratorní metody syntézy vybraných diastereoisomerně čistých vicinálních aminoalkoholů pro následný výzkum jejich biologických aktivit. Zkoumány byly především možnosti stereoselektivní syntézy každého diastereoisomeru zvlášť a možnost jejich převedení z konfigurace erythro na threo a obráceně pomocí tvorby karbamátového cyklu.


5 Bc. Václav Chmela M1 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Totální syntéza fumichinazolinu F a G, ardeeminu a jeho analogu detail

Totální syntéza fumichinazolinu F a G, ardeeminu a jeho analogu

Deriváty chinazolinu patří do rostoucí skupiny alkaloidů, která vykazuje různou biologickou aktivitu.1 Níže zmínění zástupci jsou biosyntetizováni z anthranilové kyseliny se začleněním dalších jednotek aminokyselin. Zástupci této skupiny snižují mnohočetnou lékovou rezistenci (anti-MDR), vykazují cytotoxické a antivirotické účinky, a proto potřebujeme praktické metody, které umožní syntézu těchto alkaloidů a jejich derivátů. Níže popisuji metodu vedoucí k derivátům chinazolinu, která využívá silikagelem zprostředkovanou dvojitou kondenzaci. Tato metoda byla úspěšně aplikována na totální syntézu glyantrypinu (3 kroky), fumichinazolinu F a G (3 kroky) a ardeeminu (4 kroky).   [1] Kshirsagar, U. A. Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 9336-9352.


6 Jakub Copko B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Nový přístup k přípravě kvarterních flaviniových solí detail

Nový přístup k přípravě kvarterních flaviniových solí

Flaviniové soli jsou používané jako organokatalyzátory v řadě oxidačních reakcích. Jejich použití ve fotoorganokatalýze je zatím málo známé. Tato práce je zaměřena na studium přípravy kvartérních flaviniových solí dvěma způsoby: reduktivní alkylací a přímou kvarternizací alkyl-trifláty. V práci je studována reaktivita různě substituovaných flavinů a vliv délky alkylového řetězce na výtěžek reakce. Byly zvoleny flaviny substituované elektronově bohatými i elektronově chudými substituenty.


7 Bc. Antonín Edr M2 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Chirální polyfluorované NHC ligandy detail

Chirální polyfluorované NHC ligandy

Komplexy ruthenia, jako je Hoveydův-Grubbsův prekatalyzátor II. generace, nebo komplexy palladia, jako je PEPPSI, jsou často používány v organické syntéze jako prekatalyzátory metatezí nebo cross-couplingů. Přestože jsou tyto prekatalyzátory finančně nákladné a toxické, běžně nejsou z reakčních směsí recyklovány. Analoga těchto komplexů nesoucí dostatečně fluorofilní NHC ligandy by mohla být rychle recyklovatelná za využití fluorových separačních metod. Cílem mé práce byla příprava dihydroimidazoliové soli 1, která je prekurzorem polyfluorovaného NHC ligandu, který by navíc mohl být vzhledem ke své chiralitě využit pro enantioselektivní varianty výše uvedených reakcí. Při syntéze soli 1 jsem s výhodou využil novou fluorovou separační metodu, která využívá ekologická a dostupná polyfluorována rozpouštědla.


8 Jáchym Fibír B3 Ing. Radek Jurok, Ph.D. Izolace a derivatizace kanabidiolové kyseliny detail

Izolace a derivatizace kanabidiolové kyseliny

Práce se zabývá účinnými látkami obsaženými v rostlinách rodu konopí (Cannabis) – tzv. fytokanabinoidy – konkrétně kyselinou kanabidiolovou (CBDA). Ta působí mimo endokanabinoidní systém také jako významné topické antibiotikum. Přesný mechanismus tohoto antibakteriálního účinku však není znám. Pro jeho lepší pochopení je látka izolována a její struktura je obměňována, přičemž nové deriváty této látky (zejména estery této kyseliny) jsou dále posílány na testování antibakteriální aktivity na běžných bakteriálních kulturách. Klíčová slova: kanabinoidy, kyselina kanabidiolová, CBDA, antibakteriální aktivita


9 Bc. Eliška Fikejzlová M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Příprava π- konjugovaných boronových kyselin na bázi terthiofenu pro syntézu potenciálních organických polovodičů detail

Příprava π- konjugovaných boronových kyselin na bázi terthiofenu pro syntézu potenciálních organických polovodičů

Tetrasubstituovaná dvojná vazba je motiv, který lze nalézt u látek s biologickou aktivitou nebo při návrhu nových organických materiálů s polovodivými vlastnostmi. V naší laboratoři jsme nedávno publikovali novou metodiku pro stereoselektivní syntézu tetrasubstituovaných alkenů, která využívá cross-coupling reakci dibromenol-fosfátů s boronovými kyselinami. V návaznosti na nedostatek postupů vhodných pro regio- a stereoselektivní syntézu tetrasubstituovaných alkenů s možnou aplikací v materiálové chemii organických polovodičů, jsem se ve své práci zaměřila na vypracování nové metodiky pro přípravu tetrasubstituované dvojné vazby (3) nesoucí π-konjugovaný řetězec. Pro syntetickou studii byla připravena boronová kyselina (2) odvozená od terthiofenu a dále byla studována její reaktivita s dibromenol-fosfátem za podmínek Suzukiho reakce. Získané výsledky během přípravy modelové kyseliny (2) a pokusy o stereoselektivní přípravu alkenů (3) budou diskutovány během prezentace.


10 Bc. Vojtěch Hamala M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. 1,3-Střídavé ureidoderiváty calixarenu: syntéza a komplexační vlastnosti detail

1,3-Střídavé ureidoderiváty calixarenu: syntéza a komplexační vlastnosti

Calix[n]areny jsou makrocyklické sloučeniny, které mohou být použity jako molekulární lešení v supramolekulárních strukturách. Calix[4]areny se vyskytují ve 4 různých konformacích, předmětem této práce je 1,3-střídavý isomer. Převedením calix[4]arenu na p-aminoderiváty a adicí na různě substituované fenylisokyanáty lze připravit p-ureidocalixareny, které jsou vhodnými receptory pro anionty. Cílem této práce je příprava 1,3-střídavých ureido-receptorů z p-terc-butylcalix[4]arenu. Problémem 1,3-střídavých konformerů bývá často nízká rozpustnost v organických rozpouštědlech. Z tohoto důvodu byly k substituci na atomech kyslíku využity hexylové skupiny. Komplexační vlastnosti připravených receptorů vůči vybraným organickým i anorganickým aniontům budou zkoumány pomocí 1H NMR titrací.


11 Bc. Jan Hanus M2 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Syntéza axiálně chirálních derivátů bifenylu detail

Syntéza axiálně chirálních derivátů bifenylu

Axiálně chirální sloučeniny jsou v moderní organické syntéze využívané pro katalýzu enantioselektivních reakcí. Cílem projektu je příprava chirálních anorganicko-organických hybridních materiálů na bázi silseskvioxanů. Tyto materiály by měly sloužit jako heterogenní katalyzátory s velkou porézností a povrchem. Výhoda těchto materiálů spočívá v jejich jednoduché separaci z reakční směsi, jejich opakovatelnému využití či využití v kontinuálních procesech. Organickými stavebními jednotkami byly zvoleny deriváty 6,6'-dimethyl -1,1'-bifenyl-2,2'-diolu, které obsahují v polohách 5 a 5´ vhodné funkční skupiny pro připojení do křemičité sítě. Práce se věnuje syntéze 5,5´-dibrom-6,6´-dimethyl-1,1'-bifenyl-2,2'-diolu a jeho dalšímu syntetickému využití pro přípravu zvolených stavebních bloků.
12 Bc. Jana Herciková M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza nových chirálních stacionárních fází pro HPLC detail

Syntéza nových chirálních stacionárních fází pro HPLC

Vysokotlaká kapalinová chromatografie (HPLC) je v dnešní době jedna z nejdůležitějších separačních metod pro určení optické čistoty léčiv. Díky různým chirálním stacionárním fázím je možné separovat nejrůznější racemické látky často však s výjimkou látek vysoce polárních. Chirální katexy syntetizované v této práci jsou mimořádně vhodné právě pro enantioseparaci ionizovaných či ionizovatelných látek především pak chirálních aminů. Syntéza nových stacionárních fází vycházela z 6-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny, která byla sekvencí reakcí převedena na odpovídající amidy, které byly následně různými způsoby imobilizovány na silikagel. Připravené chirální stacionární fáze byly naplněny do analytických HPLC kolon (150x4 mm) a otestovány na enantioseparaci 25 racemátů bazických léčiv.
13 Bc. Tereza Horáčková M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Reaktivita calix[4]arenu v 1,2-střídavé konformaci detail

Reaktivita calix[4]arenu v 1,2-střídavé konformaci

Dosud nejméně prozkoumaným konformerem calix[4]arenu je 1,2-střídavý. Právě ten je oproti ostatním třem možným nejhůře dostupný a jeho reaktivita tak stále není v literatuře popsána. V rámci výzkumu jeho reaktivity byla provedena řada reakcí zaměřených na derivatizaci horního okraje (halogenace, nitrace, acylace,…). Při halogenaci bylo pozorováno neobvyklé chování tohoto derivátu. Například bromace, která na ostatních konformacích calix[4]arenu probíhá bez problémů, přináší v případě 1,2-střídavého atropoisomeru překvapivé výsledky. Bylo zjištěno, že za obvyklých podmínek bromace para-poloh calixarenového skeletu dochází také k halogenaci methylenových můstků a navázání více než čtyř atomů bromu na molekulu calixarenu. Požadovaný tetrasubstituovaný derivát byl tímto způsobem izolován pouze v 4% výtěžku, který se nicméně podařilo změnou reakčních podmínek optimalizovat až na 86 %. V rámci této práce byla připravena řada nových tetra a disubstituovaných derivátů calix[4]arenu v 1,2-střídavé konformaci, které lze využít jako synthony pro další reakce a získat tak informace o reaktivitě posledního chybějícího konformeru.


14 Bc. Heda Jakubův M2 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza metabolitů methylendioxypyrovaleronu detail

Syntéza metabolitů methylendioxypyrovaleronu

Methylendioxypyrovaleron (MDPV) 1 patří mezi psychostimulancia ze skupiny kathinonů, což jsou nové syntetické drogy odvozené od kathinonu, přirozeně se vyskytujícího alkaloidu v rostlině Kata jedlá (Catha edulis). MDPV se v těle složitě metabolizuje za vzniku celé řady metabolitů, jejichž struktura byla prokázána hmotnostní spektrometrií. Cílem práce byla příprava vybraných metabolitů 2, které byly dále použity jako standardy pro toxikologický screening.


15 Bc. Kristýna Janků M2 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Nesymetrické deriváty binaftalendiaminu pro enantioselektivní interakce detail

Nesymetrické deriváty binaftalendiaminu pro enantioselektivní interakce

Je známo, že močovinové deriváty 1,1‘-binaftalen-2,2‘-diaminu interagují s chirálními molekulami pomocí vodíkových vazeb. Tato interakce může být sledována měřením 1H NMR spekter, ve kterých může dojít k rozštěpení signálů obou enantiomerů. Díky tomu mohou být tyto látky využity při stanovení enantiomerního přebytku u mnoha léčiv, katalyzátorů a dalších důležitých látek.  Schopnost komplexace sloučeniny 1 byla sledována u 1‑fenylethanolu. U obou enantiomerů alkoholu byl po přidání sloučeniny 1 pozorován posun signálů oproti jejich původní pozici. Tento výsledek naznačuje, že sloučenina 1 tvoří komplex s oběma enantiomery, což bylo potvrzeno vypočtenými komplexačními hodnotami, které dosahovaly podobné hodnoty. Selektivní interakce bylo dosaženo se sloučeninou 2. Komplexační konstanty prokázaly, že (S)- enantiomer 1-fenylethanolu je vázán mnohem silněji než (R)- enantiomer. Sloučenina 2 může být výchozím bodem pro syntézu obdobných struktur pro enantioselektivní interakce.


16 Marek Jurtík B3 Ing. Michal Himl, Ph.D. Příprava cysteinových aduktů odvozených od arylnitreniových iontů detail

Příprava cysteinových aduktů odvozených od arylnitreniových iontů

Reaktivní elektrofilní arylnitreniové ionty vznikají v organismu metabolickou aktivací z aromatických amino- a nitro- sloučenin. Mají schopnost se vázat na nukleofilní místa v bílkovinách (zejména v sérovém albuminu a v globinu) nebo v DNA. Arylnitreniové ionty atakují především sulfanylovou skupinu cysteinu, ale i další volné skupiny bílkovinných (globinových) řetězců. Ale protože sirné nukleofily jsou silnější než dusíkové (histidin, lysin), vznikají přednostněji. Bílkovinné adukty nejsou opravovány reparačními mechanismy, a tím pádem může expozice aromatickým amino- a nitro- sloučeninám vést k iniciaci karcinogeneze. Dosud jsem připravil analytické standardy aduktů odvozených od karcinogenního 2-naftylaminu s cysteinem, a to S-(2-aminonaftyl)cystein a S-(2-aminonaftyl)merkapturovou kyselinu, které budou sloužit pro výzkum tvorby globinových aduktů a případně pro vývoj metod biologického monitorování expozice této látce.
17 Bc. Daniel Kortus M1 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Syntéza a alkylace calixarenů se smíšenými můstky detail

Syntéza a alkylace calixarenů se smíšenými můstky

Calixareny se smíšenými můstkovými skupinami jsou strukturní kombinací klasických calixarenů, thiacalixarenů a homooxacalixarenů. Tyto exotické sloučeniny jsou na poli supramolekulární chemie neprozkoumaným územím, je však zřejmé, že záměny methylenových můstků mají razantní dopad na vlastnosti celého makrocyklu – od velikosti kavity přes flexibilitu a komplexační vlastnosti až po reaktivitu. Cílem mé práce je syntéza a derivatizace takovýchto smíšených calixarenů, určení jejich struktury a studium konformačního chování.


18 Vojtěch Košťál B2 Ing. Petr Beier, Ph.D. Příprava nových sloučenin hypervalentního jódu a jejich reaktivita detail

Příprava nových sloučenin hypervalentního jódu a jejich reaktivita

V posledních letech bylo připraveno mnoho cyklických sloučenin hypervaletního jódu v oxidačním stupni III, které nacházejí široké uplatnění při elektrofilním nebo radikálovém přenosu různých funkčních skupin, a to např. CF3, RCF2CF2, CN nebo N3. V mojí práci jsem se zabýval syntézou nových činidel nesoucích na hypervalentním jódu aryl nebo skupinu RCF=CF pomocí organokovových činidel. Připravená činidla s aromatickými zbytky byla poté testována v reakcích s nukleofily – thiolem, Grignardovo činidlem a enolátem. 


19 Bc. Lenka Krepsová M1 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Postupná syntéza calix[5]arenů detail

Postupná syntéza calix[5]arenů

Calix[5]areny se řadí mezi tzv. vyšší calixareny a díky větším rozměrům kavity umožňují interakce s většími molekulami (např. fullerenem C60) a ionty. Pro jejich přípravu není používána jednokroková syntéza, která představuje nejjednodušší způsob syntézy calixarenů se sudým počtem fenolických jader, ale postupná konvergentní syntéza, kdy dochází ke kondenzaci předem připravených fragmentů nesoucích substituenty vhodné pro další syntézy. Cílem mé práce je příprava calix[5]arenů pomocí této fragmentové kondenzace a následná modifikace horního okraje za vzniku látek vhodných pro komplexaci fullerenů.


20 Jan Kulička B2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Sulfanylderiváty calix[4]arenu detail

Sulfanylderiváty calix[4]arenu

Calixareny, které mají bohatou historii výzkumu v naší skupině, jsou typické mj. tím, že je lze stabilizovat v jednotlivých konformacích pomocí vhodné substituce spodního okraje. Přípravené atropoisomery mohou být využity jako molekulární lešení pro výstavbu různých receptorů o rozdílné flexibilitě skeletu. Jedním z vhodných prekursorů pro další syntézy mohou být p-sulfanylderiváty. Cílem práce byla příprava těchto derivátů z běžně dostupných p-bromcalix[4]arenů za použití tetramethylthiuramdisulfidu a následné redukce nebo alkalické hydrolýzy vzniklých dithiokarbamátů. Provedené pokusy o syntézu prvního z nich, kónického 25,26,27,28-tetrapropoxy-5,17-disulfanylcalix[4]arenu, jsou v práci diskutovány.


21 Bc. Martin Kurfiřt M1 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Nový heterogenní fotokatalytický systém založený na tetraacetyl-riboflavinu a viditelném světle detail

Nový heterogenní fotokatalytický systém založený na tetraacetyl-riboflavinu a viditelném světle

Tetraacetyl-riboflavin (TARF) je typickým zástupcem flavinů, je velmi dobře známý ve fotokatalýze. Po ozáření viditelným světlem je excitován a stává se silnějším oxidačním činidlem. V tomto stavu je schopen katalyzovat reakce jako jsou sulfoxidace, oxidace benzylových alkoholů či esterifikace Mitsunobuova typu. Tyto reakce jsou prováděny za mírných podmínek a mohou využívat kyslík jako stechiometrické oxidační činidlo. Produkt musí být následně od zbytků katalyzátoru, či produktů jeho rozkladu separován sloupcovou chromatografií, což použití těchto reakcí omezuje na laboratorní měřítko. Tento problém je možno řešit imobilizací TARF na vhodný pevný nosič, který umožní separovat produkt reakce od katalyzátoru pouhou filtrací. Pro tento účel byl zvolen křemičitý mezoporézní materiál MCM-41, který je pro svoji stabilitu, transparentnost, jednoduchou přípravu a funkcionalizaci ideálním kandidátem. TARF byl na materiál připojen pomocí amidové vazby. Katalytická účinnost takto vytvořeného heterogenního katalyzátoru byla otestována na modelových sulfoxidacích, oxidacích benzylalkoholů a esterifikacích Mitsunobuova typu.


22 Lukáš Lenz B3 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Nesymetricky substituované deriváty binaftalendiaminu pro enantioselektivní interakce s chirálními sloučeninami detail

Nesymetricky substituované deriváty binaftalendiaminu pro enantioselektivní interakce s chirálními sloučeninami

Bylo zjištěno, že nesymetricky substituovaný derivát 1,1‘-binaftalen-2,2‘-diamin enantioselektivně interaguje s chirálními molekulami, které jsou schopné vytvářet vodíkové vazby. Klíčovým meziproduktem při syntéze níže uvedené molekuly je monoacetyl derivát. Posledním krokem syntézy monoacetyl derivátu je chromatografie směsi tří produktů po acetylaci 1,1‘-binaftalen-2,2‘-diaminu, a proto jsem se pokusil zlepšit syntézu tak, aby bylo možno obejít chromatografii. Dále byla připravena močovina reakcí monoacetyl derivátu s izokyanátem. Tato sloučenina by mohla být použita pro štěpení chirálních molekul, např. transportem přes chloroformovou vrstvu.


23 Bc. Juraj Malinčík M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Spiropyrány ako fotoprepínače v materiálovej chémii detail

Spiropyrány ako fotoprepínače v materiálovej chémii

Modifikácia materiálov fotoprepínačom otvára dvere novým aplikáciám. V oblasti kvapalných kryštálov je to predovšetkým potenciálna aplikácia ako optické dátové úložisko. V prípade, že je na kvapalný kryštál modifikovaný fotoprepínačom posvietené svetlom o vhodnej vlnovej dĺžke, dôjde k štruktúrnej zmene, čo môže zapríčiniť reorganizáciu molekúl a s tým spojený fázový prechod. Fotoprepínačom sa dá modifikovať aj silikagél, ktorý potom môžeme použiť ako stacionárnu fázu pre kvapalinovú alebo plynovú chromatografiu. Zmenou štruktúry fotoprepínača sa dramaticky menia separačné vlastnosti silikagélu, ktoré môžeme reverzibilne meniť aj počas samotnej separácie. Vhodným fotoprepínačom pre tieto aplikácie je 1',3',3'-trimetylspiro[chromén-2,2'-indolín], ktorý sa obvykle nazýva spiropyrán. Táto látka a jej deriváty sa dajú svetlom o vlnovej dĺžke v ultrafialovej oblasti reverzibilne prepnúť na zwitterionické merocyanínové farbivo. Pre spätnú reakciu postačuje viditeľné svetlo alebo zvýšenie teploty. Substitúcia chroménového kruhu značne ovplyvňuje fotochemické vlastnosti systému. Navrhli sme preto sériu kvapalne kryštalických látok obsahujúcich spiropyrán s rôznymi substituentami chroménového kruhu a niekoľko spiropyránových modifikácií stacionárnych fáz.


24 Anežka Marková B1 Ing. Petr Beier, Ph.D. Příprava aromatických sloučenin s pentafluorsulfanylovou funkční skupinou detail

Příprava aromatických sloučenin s pentafluorsulfanylovou funkční skupinou

Sloučeniny s pentafluorosulfanylovou funkční skupinou vykazují zajímavé fyzikální i chemické vlastnosti. Tato oblast organické chemie je dosud poměrně málo známá a tyto sloučeniny jsou i přes svůj vysoký potenciál málo dostupné. Přístup k nim je komplikován tím, že neexistuje dostupné činidlo pro zavedení SF5 skupiny do molekuly. Hlavními průmyslově vyráběnými produkty s SF5 skupinou jsou 1-nitro-4-(pentafluorsulfanyl)benzen a 2-nitro-3-(pentafluorosulfanyl)benzen, které vznikají přímou fluorací příslušných disulfidů. Proto je třeba vyvíjet metody přípravy SF5 látek na základě substituce dostupných SF5 benzenů. Byla provedena řada reakcí, jejichž produkty jsou nové látky, které mají potenciál být dále zkoumány a využity.Jednou z  látek s nezanedbatelným potenciálním využitím by mohla být 3-boron-5-(pentafluorsulfanyl)benzoová kyselina. Byla provedena série experimentů s cílem připravit tuto kyselinu z dostupných surovin, aby mohla být později zkoumána její reaktivita a význam. Další část práce je věnována přípravě 1-azido-(pentafluorsulfanyl)benzenu a z něho přípravě triazolů s příslušnými alkyny. Nakonec byla připravena řada 2-substituovaných benzimidazolů z 5-(pentafluorosulfanyl)-N1-fenylbenzen-1,2-diaminu.
25 Bc. Lucie Mašková M1 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza lomených kapalných krystalů s fotosensitivní spojovací skupinou detail

Syntéza lomených kapalných krystalů s fotosensitivní spojovací skupinou

Kapalné krystaly jsou látky, které nacházejí uplatnění v širokém spektru aplikací od výroby LC displejů až po systémy pro uvolňování léčiv, a proto jsou objektem zájmu také naší pracovní skupiny. Ve své práci jsem se zabývala syntézou nových lomených kapalných krystalů na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny, kde je jedna z esterových spojek v postranním řetězci nahrazena fotosensitivní azospojkou. Cílem práce je příprava těchto látek, stanovení jejich mezomorfního chování pomocí diferenční skenovací kalorimetrie a polarizační mikroskopie a následné zhodnocení vlivu záměny esterové spojky za azospojku na typ vznikající mesofáze. Dalším cílem je pak prověření schopnosti těchto sloučenin přepínat jednotlivé fáze za použití  UV světla.   


26 Tatiana Nemirovich B3 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Mechanochemické indikátory pro IČ spektroskopii  detail

Mechanochemické indikátory pro IČ spektroskopii 

Cílem práce bylo navrhnout molekulu mechanochemického indikátoru pro IČ spektroskopii a provést její syntézu.  Mechanochemický indikátor je látka, jejichž spektrum se mění vlivem vnější mechanické síly. Vhodným indikátorem může být napnutý makrocyklus, obsahující karbonylovou skupinu, kterou jsme zvolili jako funkční skupinou pro IČ spektroskopii. UV záření vyvolává změnu konfigurace na dvojné vazbě (cis\trans), což vede k deformaci celého makrocyklu a předpokládané změně v IČ spektru. Byly zvolené 3 různé makrocykly na bázi para- a meta- stilbenu a meta-indanonu a byly provedeny kvantově-mechanické výpočty pro zjištění geometrie molekul a energetického rozdílu mezi cis- a trans- konfiguracemi. Byla provedena 4-kroková syntéza, byl získán požadovaný produkt, který následovně bude použit k mechanochemickým studiím. 


27 Bc. Róbert Obertík M1 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Metatéza nenasýtených polyfluórpolyétherov detail

Metatéza nenasýtených polyfluórpolyétherov

Vo svojej práci som sa venoval príprave polyfluorovaných  alkénov obsahujúcich nefluorovanú vinylovú skupinu a polyfluorpolyeterový reťazec, ktorých som následne využil pre skrížené alkénové a enýnové metatéze. Terminálne polyfluorpolyoxaalkény som získal transformáciou polyfluorpolyoxajód derivátov pomocou radikálových adícií a následnou elimináciou. Skríženou alkénovou metatézou polyfluorovaného propénu s 1-okténom vznikla dibloková zlúčenina s potenciálnym využitím vo farmácii. Skríženou enýnovou metatézou je možné získať konjugovaný dién ako potencionálne nový typ monoméru. Pre získanie dostatočne vysokého výťažku bolo nutné použiť veľký prebytok fluorovanej komponenty a upraviť reakčnú dobu. Tak tiež som študoval vplyv štruktúry nefluorovanej komponenty metatézy a zvoleného katalyzátoru (Grubbsov kat. 2. generácie a Hoveyda-Grubbsov kat. 2. generácie).


28 Petr Oeser B3 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Příprava konjugovaných dienů z ethyl-acetoacetátu detail

Příprava konjugovaných dienů z ethyl-acetoacetátu

Alkeny tvoří významnou skupinu látek, které nacházejí všestranné využití jako stavební jednotky nebo výchozí substráty v organické syntéze. Zejména konjugované dieny mají široké využití např. v syntézách bioaktivních látek, v materiálové chemii nebo jako výchozí látky pro Diels-Alderovu reakci. Dosavadní přípravy alkenů i konjugovaných dienů vycházejí z Wittigovy, Juliaovy a Petersonovy olefinace a jejich modifikací.  V návaznosti na intenzivní rozvoj postupů pro přípravu konjugovaných dienů jsme vypracovali zcela novou metodiku pro přípravu trisubstiovaných dienů (3). Tato metodika je založena na enolizaci ethyl-acetoacetátu (1) hydridem sodným a následné tvorbě enol-fosfátu (2). Konjugovaný dien (3) vzniká reakcí enol-fosfátu (2) s přebytkem fenylmagnesium chloridu. V příspěvku bude diskutován mechanismus reakce a vliv reakčních podmínek na tvorbu dienu (3).


29 Ondřej Pleskač B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Metateze alkenů na bázi menthonu detail

Metateze alkenů na bázi menthonu

Enantioselektivní metateze s otevřením cyklu v kombinaci se zkříženou metatezí (ROCM – Ring Opening Cross Metathesis) je perspektivní metoda pro syntézu chirálních dienů. Cílem mé práce byla syntéza chirálního substrátu, který by umožnil sledování průběhu ROCM pomocí 1H NMR spektroskopie. Jako základ pro tento substrát jsem zvolil menthon ((2S,5R)-2-isopropyl-5-methylcyklohexan-1-on). V průběhu syntézy jsem dále testoval alkenovou a enynovou metatezi methylenmenthanu.


30 Ladislav Prener B2 Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.; Ing. Ondřej Baszczyňski, Ph.D. Syntéza 2-substituovaných PME-hypoxantinů jako potenciálních inhibitorů GMP synthetasy detail

Syntéza 2-substituovaných PME-hypoxantinů jako potenciálních inhibitorů GMP synthetasy

Guanosinmonofosfát synthetasa (Guanosine monophosphate synthetase, GMPS) je bi-funkčním, dvou doménovým enzymem purinového metabolismu, který v buňkách přeměňuje xanthinmonofosfát (XMP) na guanosinmonofosfát (GMP). Amoniak potřebný pro tuto reakci se získává z glutaminu deaminační reakcí. GMPS byla označena jako potenciální terapeutický cíl nejen v léčbě infekcí způsobených bakterialními a parazitickými patogeny, ale také v léčbě rakoviny. Acyklické nukleosidfosfonáty (ANP) jsou známými inhibitory enzymů purinového metabolismu a dnes také významnými terapeutiky v léčbě HIV a jiných virových onemocnění. Cílem této práce je navrhnout a připravit vhodné inhibitory GMPS , které jsou založené na podobnosti ANP se strukturou substrátu, produktu či případně transitního stavu enzymatické reakce. 1. Deras, M. L., et al.: N2-Hydroxyguanosine 5'-Monophosphate Is a Time-dependent Inhibitor of Escherichia coli Guanosine Monophosphate Synthetase. Biochemistry 1999, 38(1), 303-310.


31 Dominika Smržová B3 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Příprava prekurzorů pro nové helikálně chirální flaviny detail

Příprava prekurzorů pro nové helikálně chirální flaviny

Flavoheliceny jsou helikálně chirální látky složené z několika ortho-kondenzovaných aromatických kruhů. Ve svojí struktuře obsahují flavinový skelet, který je zodpovědný za jejich redoxní vlastnosti. Pro využití těchto látek jako enantioselektivních organokatalyzátorů je nutná vhodná alkylace flavinového skeletu zvyšující jeho reaktivitu a zároveň umožňující zavedení dalšího stereogenního prvku. Cílem této práce je připravit chirální aminouracily jako prekurzory pro flavoheliceny se dvěma stereogenními prvky, vedle helikální chirality také se stereogenním centrem na bočním řetězci. Pro zavedení stereogenním centra budou použity přírodní aminokyseliny s krátkým postranním řetězcem nebo snadno dostupné enantiomerně čisté aminoalkoholy. Tyto látky budou použity pro syntézu flavohelicenů v reakci aminouracilu s nitrosohelicenem. 


32 Bc. Anastasia Surina M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Cross-coupling reakce v chemii calixarenů detail

Cross-coupling reakce v chemii calixarenů

Použití cross-coupling reakcí v calixarenové chemii výrazně obohatí možnosti modifikace základního skeletu těchto makrocyklických látek. Cílem této práce připravit stabilní substráty na bázi calixarenů pro provedení různých typů cross‑coupling reakcí. Byly přípraveny organocíničité deriváty calix[4]arenu v kónické a 1,3‑střídavé konformaci, na kterých byly dále vyzkoušeny cross-coupling reakce Stilleho typu s různě substituovanými halogenderiváty benzenu. Podařilo se připravit několik nových látek, které by mohly být dále využity k tvorbě složitějších receptorů a následně k vytváření struktur typu MOF.


33 Bc. Victoria Tarus M2 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Meta-substituce v thiacalix[4]arenové řadě detail

Meta-substituce v thiacalix[4]arenové řadě

Během posledních několika let se problematika meta-substitucí na thiacalixarenech stává atraktivním předmětem zkoumání naší vědecké skupiny. Nedávno se objevilo několik publikací úspěšných meta-substitucí derivátů thiacalix[4]arenů, imobilizovaných v různých konformacích (konická a 1,3-střídává konformace), a to i bez direktivních vlivů jiných substituentů na stejném aromatickém jádře. V průběhu mého výzkumu byla objevena unikátní regioselektivita při ortho-lithiační reakci, která dosud nebyla v literatuře popsána. Ortho-lithiace umožňuje jednokrokové zavedení různých derivátů do meta-polohy thiacalixarenu a tím otevírá široké možnosti využití těchto thiacalixarenů, například jako inherentně chirální receptory.


34 Bc. Hana Vachová M1 doc. Ing. Igor Linhart, CSc. Príprava derivátov aminokyselín pre toxikologický výzkum proteínových aduktov detail

Príprava derivátov aminokyselín pre toxikologický výzkum proteínových aduktov

Mnohé elektrofilné látky sú schopné reagovať s nukleofilnými reakčnými centrami v proteínoch a tvoriť tak proteínové adukty. Medzi takéto elektrofilné látky patrí aj akrylamid – karcinogénny a mutagénny priemyslový monomér a arylnitréniové ióny, ktoré vznikajú metabolickou aktiváciou nitroaromátov a aromatických amínov. Cieľom tejto práce bolo pripraviť lyzínové deriváty odvodené od akrylamidu a cysteínové deriváty odvodené od 1-aminonaftalénu. 4-Aminonaftylcysteín a príslušná merkapturová kyselina boli pripravené reakciou 1-brom-4-nitronaftalénu s metylesterom N-terc-butyloxykarbonylcysteínu resp. N-acetylcysteínu, následnou redukciou nitroskupiny a odstránením chrániacich skupín. Lyzínové adukty, Nε-(2-karbamoyletyl)lyzín, Nα-acetyl-Nε-(2-karbamoyletyl)lyzín a Nα-acetyl-Nε-di-(2-karbamoyletyl)lyzín boli získané priamou reakciou Nα-acetyllyzínu s akrylamidom. Nα-acetyl-Nε-(2-karbamoyletyl)lyzín bol izolovaný pomocou semipreparatívnej HPLC. Pripravené adukty nachádzajú využitie ako analytické štandardy pre štúdium tvorby a odbúravania proteínových aduktov a v biologickom monitorovaní expozície uvedených xenobiotík.
35 Bc. Leoš Valenta M2 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Fotooxidace derivátů hydrazinu jako princip katalytické Mitsunobuovy reakce detail

Fotooxidace derivátů hydrazinu jako princip katalytické Mitsunobuovy reakce

Mitsunobuova reakce je velmi využívanou reakcí v oblasti organické syntézy. Její omezení tkví v nutnosti použití stechiometrického množství reagentu – azodikarboxylátu, který je jedovatý, nestabilní a potenciálně výbušný. Jako jedno z možných řešení se jeví in-situ generování azodikarboxylátu z příslušného stabilního hydrazindikarboxylátu, který je navíc vedlejším produktem reakce, takže v ideálním případě by stačilo jeho katalytické množství. Jednou z možností je tuto regeneraci provádět fotochemicky s využitím fotokatalyzátoru a viditelného světla. Cílem této práce je prozkoumat možné fotokatalyzátory pro oxidace různě substituovaných hydrazinů jako Mitsunobuových reagentů a potvrdit jejich použitelnost v katalytické Mitsunobuově reakci.


36 Filip Zavřel B3 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Syntéza organických ligandů pro přípravu heterogenních materiálů detail

Syntéza organických ligandů pro přípravu heterogenních materiálů

Specifické organické ligandy v přítomnosti palladnatých solí vykazují tendenci utvářet v roztoku a v tuhém stavu koordinační mnohostěny takzvaným “self-assembly“ mechanismem. Tyto ligandy se skládají z heterocyklických pětičetných jader, kde se v různých polohách váže pyridin-4-yl. V závislosti na atomu v ose ligandu se mění velikost charakteristického úhlu těchto můstkových ligandů, což má za důsledek formaci buď větších M24L48, či menších M12L24 struktur. Jednou z koordinačních struktur podobných těmto látkám jsou i vysoce porézní krystaly. Takovéto struktury, sestávající se například z derivátu triazinu a zinečnaté soli, jsou ve svých pórech schopny nevazebnými interakcemi ukotvit organické molekuly, jež lze dále studovat pomocí rentgenové strukturní analýzy. Lze tedy takto určit i absolutní konfiguraci látek, které díky svým vlastnostem nevyhovují přímému použití metody rentgenové difrakce. Cílem mé práce je připravit pomocí couplingových reakcí ligandy nesoucí pyridinové jednotky, jejichž jádrem jsou deriváty thiofenu, pyrrolu a furanu. Dále se budu zabývat přípravou vysoce porézních krystalů a jejich použitím pro získání informací o struktuře organických látek obtížně získatelných v krystalické podobě.
37 Martin Zbuzek B3 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Příprava ligandů odvozených od cyklenu detail

Příprava ligandů odvozených od cyklenu

Cyklen a jeho deriváty se v praxi využívají v medicíně, např. jeho nejznámější ligand DOTA se v komplexu s Gd3+ kationtem využívá jako kontrastní látka při lokalizaci nádorů pomocí magnetické rezonance. První část mé práce je zaměřena na syntézy di a tripeptidů, ve kterých budou zastoupeny aminokyseliny o různých vlastnostech - polární, nepolární, bazické i kyselé. Za použití chloracetylchloridu budou tyto peptidy následně využity jako alkylační činidla v reakcích s cyklenem, kde proběhne substituce na atomech dusíku. Ve spolupráci se specializovanou laboratoří bude ověřena schopnost interakce připravených ligandů cyklenu s C4-symetrickými receptory, např. draselným kanálem Kv1.3.


38 Bc. Tereza Černá M1 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza lomených kapalných krystalů na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny detail

Syntéza lomených kapalných krystalů na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny

Pojem „kapalný krystal“ představuje unikátní stav hmoty, jejíž vlastnosti se nacházejí někde mezi tuhou a kapalnou fází. Díky schopnosti reagovat na změny vnějších podmínek našly tyto látky uplatnění v širokém spektru aplikací jako jsou výroba LCD, řízené uvolňování léčiva v organismu nebo lokace zánětlivých a nádorových ložisek. Tato práce se zabývá syntézou nových lomených kapalných krystalů na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny a studiem jejich mesomorfních vlastností. Připravila jsem molekuly s jedním postranním ramenem obsahujícím inverzní esterovou spojku a s druhým obsahujícím dvě benzenová jádra spojená fotosenzitivní azoskupinou. U připravených látek bylo stanoveno pomocí DSC a polarizační mikroskopie jejich mesomorfní chování a následně budeme studovat možnost přepínání jednotlivých fází pomocí UV záření.


39 Bc. Marek Čubiňák M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Nové boronáty odvozené od sulfoxidů: Příprava a reaktivita v Suzukiho cross-couplingu detail

Nové boronáty odvozené od sulfoxidů: Příprava a reaktivita v Suzukiho cross-couplingu

Boronové kyseliny tvoří důležitou skupinu organokovových sloučenin, které umožnují tvorbu C–C vazby pomocí Suzukiho reakce. Přestože mají boronové kyseliny spoustu výhod, podléhají dehydrataci za tvorby boroximů, které se snadno oxidují za vzniku fenolu a kyseliny borité. Klíčovým krokem ke zvýšení stability boronových kyselin je jejich derivatizace na příslušné trifluorboráty nebo estery (boronáty). Známé jsou například estery odvozené od pinakolu, neopentyl glykolu nebo N-methyliminodioctové kyseliny (MIDA). V poslední době je intenzivně studována reaktivita a vlastnosti MIDA boronátů, které se vyznačují vysokou stabilitou z důvodu silné donor – akceptorové vazby mezi borem a volným elektronovým párem atomu dusíku. I přes značný rozvoj v oblasti přípravy nových typů boronátů nebyla doposud publikována příprava stabilních esterů boronových kyselin odvozených od sirných diolů. Proto jsme vyvinuli novou metodiku na přípravu stabilních boronátů (1) obsahující fenolický sulfoxid. V prezentaci budou diskutovány výsledky získané při přípravě boronátů (1), jejich vlastnosti a případné využití v Suzukiho reakci.


40 Bc. Michal Šmahel M2 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza 2,4- disubstituovaných derivátů benzothiofenu detail

Syntéza 2,4- disubstituovaných derivátů benzothiofenu

V rámci uceleného výzkumu kapalně-krystalických materiálů s benzothiofenovým jádrem, který probíhá v naší laboratoři, bylo mým úkolem připravit sérii nových potenciálních mesogenů lomeného tvaru odvozených od 3-chlor-4-hydroxybenzo[b]thiofen-2-karboxylové kyseliny. Byla vypracována syntéza centrálního jádra a selektivní chránění hydroxylové skupiny 2,3,4-trisubstituovaného benzo[b]thiofenového derivátu. Následně bylo připraveno 5 cílových látek Ia-d a II lišících se délkou terminálních řetězců (C8H17, C10H21, C12H25, C14H29), popřípadě orientací esterové spojky u derivátu II mezi benzenovými jádry.


41 Bc. Jessica Špačková M2 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Elektronově deficitní flaviniové soli s trifluormethylovou skupinou detail

Elektronově deficitní flaviniové soli s trifluormethylovou skupinou

Kvarternizací derivátů alloxazinu či isoalloxazinu vznikají flaviniové soli, které se jako organokatalyzátory využívají v řadě redoxních reakcí. Zcela novým konceptem je však jejich použití také ve fotokatalýze, kdy se po excitaci viditelným světlem zvýší jejich redoxní potenciál a figurují tak jako silná oxidační činidla. Aktivitu alloxaziniových solí lze dále ještě navýšit zavedením elektron-akceptorních skupin na aromatické jádro. Ve své práci se zabývám syntézou flaviniových solí s trifluormethylovou skupinou a studiem jejich fotokatalytické aktivity při oxidačních reakcích.


42 Bc. Nikola Štěpánková M2 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Fluorované iontové kapaliny s pyrrolidiniovým jádrem detail

Fluorované iontové kapaliny s pyrrolidiniovým jádrem

Ve své práci se zabývám syntézou nových fluorovaných iontových kapalin, které se vyznačují hydrofobními a fluorofilními vlastnostmi. Fluorofilní látky jsou dobře rozpustné v perfluorovaných rozpouštědlech a je možné je recyklovat fluorovými separačními metodami. Alkylací pyrrolidinu a následnou kvarternizací polyfluorpolyoxaalkyl-nonaflátem jsem získala sérii fluorovaných pyrrolidiniových solí 2a2f. Vzniklé soli jsou dobře rozpustné v hydrofluoretherech HFE 7100 a 7500. Jejich účinnost jako korozpouštědla a chemickou stabilitu jsem testovala v modelové Dielsově-Alderově reakci. Dále jsem studovala jejich elektrochemickou stabilitu pro potenciální aplikace v elektrochemii.


111 - Ústav organické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Martin Bezecný M2 doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Optimalizace adhezních vlastností směsi pro plnění želatinových tobolek detail

Optimalizace adhezních vlastností směsi pro plnění želatinových tobolek

Léčivý přípravek je vyráběn ve formě měkkých želatinových tobolek k perorálnímu podání. Ze směsi určené k plnění je nejprve zhotoven výlisek, který je následně vsunován do želatinové tobolky. Současná směs vykazuje vysoké známky adheze a při výrobě výlisku ulpívá na lisovací jehle výrobního zařízení. Cílem práce je optimalizovat formulaci a výrobní postup tak, aby se eliminovaly nebo alespoň minimalizovaly adhezní vlastnosti směsi a její potenciál k zanášení lisovací jehly zařízení. První fáze výzkumu byla zaměřena na otestování sklonu složek formulace k lepení na výrobní zařízení. Jako standardizovaná metoda pro posouzení lepivosti materiálů na výrobní zařízení bylo použito měření smykové pevnosti adheze formulace na plochu z nerezavějící oceli, doplněné o měření tření ve formě ejekčního napětí tablety z matrice. Tyto metodiky jsou standardizované a spolehlivě měřitelné a pravděpodobně budou indikativní pro posouzení chování formulace při plnění želatinových tobolek.
2 Bc. Kateřina Bezpalcová M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Vliv interakce API-excipient na rychlost rozpouštění detail

Vliv interakce API-excipient na rychlost rozpouštění

Předmětem této práce bylo studium vlivu interakce mezi pomocnými a účinnými látkami v binárních systémech na rychlost rozpouštění. Testovány byly čtyři modelové účinné látky a dva excipienty. Rychlost rozpouštění jednotlivých binárních systémů byla zkoumána pomocí zkoušky disoluce s průtokovou celou. Studován byl také vliv složení a celkové povrchové energie na rozpouštění připravených binárních směsí. Celková povrchová energie směsí byla měřena pomocí inverzní plynové chromatografie. Z jednotlivých experimentů bylo vypozorováno, že směsi s Kollidonem®12 PF se rozpouštějí rychleji než samotné účinné látky a tento polymer vždy napomáhá rozpouštění léčiva. Interakce polymeru Kollidon®VA 64 s účinnou látkou ve všech případech způsobila rozpuštění většího množství účinné látky než v případě, kdy se účinná látka rozpouštěla samostatně, rychlost rozpouštění však ve většině případů tento polymer nezvyšoval.
3 Bc Jakub Chvosta M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D Vývoj metod pro stanovení antioxidační ochrany organismu detail

Vývoj metod pro stanovení antioxidační ochrany organismu

Tato práce se zabývá problematikou ochrany organismu před působením oxidativního stresu. Oxidativní stres je poškození organismu, kdy oxidanty, nejčastěji radikály kyslíku a dusíku, způsobují nevratné oxidace řady biomolekul (např. bílkovin, nukleových kyselin a fosfolipidů). Volné radikály se podílejí nejen na patologických procesech (např. stárnutí, diabetes mellitus, Alzheimerova choroba), ale i na fyziologických pochodech jako je buněčná komunikace, procesy imunitního systému a buněčného dýchání. Organismus má snahu regulovat množství oxidantů v těle různými enzymatickými nebo neenzymatickými mechanismy. Neenzymatických pochodů se účastní nízkomolekulární struktury (kyselina L-askorbová, α-tokoferol, glutathion atd.), které se souhrnně nazývají antioxidanty. Monitorování koncentračních hladin oxidované i redukované formy antioxidantů v organismu může přispět k objasnění patologických stavů vznikajících při oxidativním stresu a stanovit antioxidativní kapacitu antioxidantů v organismu. Tato práce se zabývá stanovení oxidované a redukované formy jednoho z antioxidantů-glutathionu. Koncentrační stanovení hladin jednotlivých forem bylo prováděno s využitím analytické metody na bázi HPLC-MS a předřazenou úpravou vzorku pomocí derivatizace.
4 Bc. Jan Dušek M1 Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Heterogenní Lewisovy kyseliny jako katalyzátory pro izomeraci β-pinenoxidu detail

Heterogenní Lewisovy kyseliny jako katalyzátory pro izomeraci β-pinenoxidu

Cílem předkládané práce byla syntéza perillového alkoholu – žádané látky s dezinfekčními účinky, která může být použita jako meziprodukt, nebo jak finální sloučenina. Příprava perillového alkoholu byla provedena štěpením ß-pinenoxidu s využitím zeolitů Beta-150 modifikovaných železem. Modifikace protonované formy zeolitu H-Beta-150 probíhala impregnační metodou. Bylo připraveno 5 katalyzátorů s různým obsahem železa. V práci byl rovněž sledován vliv reakčních podmínek (rozpouštědlo, přidání kyseliny dusičné do reakční směsi, obsah železa v katalyzátoru) na průběh reakce. Nejlepších výsledků (tj. selektivita 50 % k perillovému alkoholu) bylo dosaženo při použitírozpouštědla DMSO. Při přidání HNO3 do reakční směsi vzrostla selektivita i relativní výtěžek perillového alkoholu. Alespoň 1 hm. % železa přítomného v katalyzátoru zvyšovalo rychlost reakce. Železem modifikované zeolity Beta jsou vhodné pro štěpení ß-pinenoxidu na perillový alkohol, zásadní vliv na průběh reakce však má rozpouštědlo.
5 Ivana Dvořáková B3 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Separační procesy pro monitorování neurotransmiterů v biologických matricích detail

Separační procesy pro monitorování neurotransmiterů v biologických matricích

Projekt se zabývá srovnáním separačních metod sloužících ke kvantifikaci neurotransmiterů (dopamin, serotonin) v biologických matricích pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie kombinované s hmotnostní spektrometrií (HPLC-MS). Byla porovnávána metoda extrakce rozpouštědly (příp. precipitace proteinů) s metodou extrakce na pevné fázi (SPE), kde byla testována jak komerčně dostupná SPE kolonka se stacionární fází na bázi oktadecylu, tak kolonka s laboratorně připravenou stacionární fází v podobě molekulárně otištěných polymerů odpovídajících daným neurotransmiterům. Pro jednotlivé analyty byla použita HPLC-MS metoda využívající vysoce selektivního SRM (Selective Reaction Monitoring) modu, která byla kromě samotného monitorování neurotransmiterů využita ke stanovení a porovnání validačních parametrů (přesnost, správnost, výtěžnost) jednotlivých separačních metod.
6 Bc. Kristýna Dvořáková M2 doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat. Studium aktivity potenciálních urychlovačů transdermální absorpce na izolované prasečí kůži detail

Studium aktivity potenciálních urychlovačů transdermální absorpce na izolované prasečí kůži

Lidská kůže tvoří bariéru mezi vnitřním a vnějším prostředím organismu, a chrání jej tak před nežádoucími vlivy z okolí. Unikátní bariérové vlastnosti kůže jsou lokalizovány v nejsvrchnější vrstvě pokožky zvané stratum corneum. Jelikož řada léčiv nemůže překonat tuto bariéru, je snahou výzkumu nalézat nové urychlovače transdermální absorpce, které umožňují snazší průchod účinných látek kůží do systémové cirkulace. Tyto sloučeniny reverzibilně oslabují kožní bariéru, čímž usnadňují prostup léčiva přes kůži do přilehlých tkání a krevního oběhu. Cílem této práce bylo in vitro porovnání aktivity šesti derivátů morfolinu s různou délkou postranního řetězce jako potenciálních urychlovačů transdermální absorpce a vyhodnocení vztahu mezi jejich strukturou a aktivitou. Jako modelové léčivo byl použit theofylin, představující poměrně malou molekulu s vyváženou lipofilitou, a indomethacin, zastupující molekuly velké a lipofilní. Experimenty probíhaly na Franzových difúzních celách s akceptorovou fází simulující vnitřní prostředí organismu. Jako membrána byla použita prasečí kůže, která je svými vlastnostmi podobná kůži lidské. Výsledkem práce pak bylo porovnání účinnosti akcelerantů v závislosti na jejich struktuře.
7 Bc. Monika Frýbová M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Použití polyacetylenových sítí v kyselé heterogenní katalýze   detail

Použití polyacetylenových sítí v kyselé heterogenní katalýze  

Cílem práce bylo ověření a srovnání katalytické aktivity fenylacetylenu, 3‑fenylprop-1-ynu, cyklopropylacetylenu a polyacetylenové (1,3,5‑triethynylbenzenové) sítě v kysele katalyzovaných reakcích. Jako modelové reakce byly zvoleny esterifikace vybraných karboxylových kyselin (kyselina mravenčí, octová, cis-hex-3-enová, sorbová, benzoová) n‑butanolem, acetalizace některých karbonylových sloučenin (propanal, pentanal, hexanal, heptanal, isobutanal, isopentanal) methanolem, ethanolem a isopropylalkoholem, izomerizace α‑ a β‑pinenoxidu a acylace ethylvanilinu a syringaldehydu acetanhydridem. Byl diskutován vliv rozpouštědla a teploty na průběh reakcí. Na základě dosažených výsledků se polyacetylenová (1,3,5‑triethynylbenzenová) síť i homogenní látky s terminální trojnou vazbou ukázaly jako účinné katalyzátory vybraných reakcí. Při katalýze polyacetylenovou sítí dosahovaly reakce vyšších rychlostí a výchozí látky vyšších konverzí než při reakcích katalyzovaných fenylacetylenem. Její výhodou je také snadná separace z reakční směsi.
8 Bc. Anna Gruberová M1 Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Pevné kyselé katalyzátory pro Prinsovu cyklizaci detail

Pevné kyselé katalyzátory pro Prinsovu cyklizaci

Prinsova cyklizace je důležitá reakce, kterou lze připravit mnoho chemických specialit. Jedná se o kondenzační reakci homoallylického alkoholu s aldehydem v kyselém prostředí. Práce byla zaměřena na kysele katalyzovanou cyklizaci isoprenolu s benzaldehydem za vzniku cis a trans-isomeru 4-methyl-2-fenyltetrahydro-2H-pyran-4-olu jako hlavního produktu. Sledován byl vliv několika faktorů na průběh reakce. Těmito faktory byly teplota, druh katalyzátoru, jeho množství a případná modifikace, druh rozpouštědla a jeho množství, sušení a kalcinace katalyzátoru a přídavek methanolu. Použity byly katalyzátory na bázi jílů – montmorillonit K10 v nemodifikované i modifikované formě. Kyselá modifikace byla provedena pomocí kyseliny sírové, chlorovodíkové a dusičné. Na základě provedených experimentů byly stanoveny optimální podmínky pro syntézu substituovaného tetrahydropyranolu a montmorillonit K-10 byl vyhodnocen jako potenciálně vhodný katalyzátor pro Prinsovu cyklizaci.
9 Bc. Klára Ivanecká M1 Doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vliv velikosti primárních částic na kinetiku disoluce tablet detail

Vliv velikosti primárních částic na kinetiku disoluce tablet

Táto práca sa zaoberá problematikou vplyvu veľkosti primárnych častíc na vlastnosti tabliet. Konkrétne bola skúmaná rýchlosť uvoľňovania liečivej látky z tablety vzhľadom na veľkosť jej primárnych častíc. Tablety pripravené z jednotlivých frakcií granulátu boli podrobené disolučným testom a odobrané vzorky analyzované UV spektrofotometrom. Získané hodnoty boli spracované do disolučných profilov, z ktorých môžeme usudzovať, že rýchlosť uvoľňovania liečivej látky klesala s rastúcou veľkosťou častíc tablety. Tento trend bol pozorovaný rovnako u tabliet lisovaných pod tlakom 125 MPa ako aj u tabliet lisovaných pod tlakom 200 MPa. Vyšší lisovací tlak spôsobil u všetkých typov tabliet spomalenie uvoľňovania účinnej látky. Regresná analýza dát v programe ERA 3.0 poskytla výpočet rýchlostných konštánt, maximálneho uvoľneného podielu a rádu kinetiky uvoľňovania. Hodnota rýchlostnej konštanty stúpala s klesajúcou veľkosťou častíc. Pomocou analýzy špecifickej rozpúšťacej rýchlosti bolo možné pozorovať vplyv fragmentácie na rýchlosť uvoľňovania liečivej látky, ktorý u všetkých typov tabliet prevládal nad vplyvom vzniku difúznej bariéry.
10 Bc. Klaudia Kollárová M1 Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Vplyv úpravy nosiča na imobilizáciu Ru katalyzátora pre hydrogenáciu butylsorbátu detail

Vplyv úpravy nosiča na imobilizáciu Ru katalyzátora pre hydrogenáciu butylsorbátu

Táto práca sa zaoberá použitím heterogenného katalyzátora pri selektívnej hydrogenácií butylsorbátu (butyl ester kyseliny sorbovej) na butyl-cis-hex-3-enoát, ktorý je prekurzorom pre prípravu jedného z listových alkoholov, cis-hex-3-en-1-olu. Listové alkoholy sú významné látky v parfumérskom priemysle. Majú výraznú arómu po tráve a ovocí. Použitým katalyzátorom bol [Cp*Ru (butylsorbát)]Tf, ktorý sa uchycoval na tri rôzne smektitové materiály (montmorillonit, hektorit, bentonit). Proces imobilizácie bol sledovaný z viacerých hľadísk. Ako prvá bola pozorovaná schopnosť daného smektitového ílu, uchytiť Ru komplex. Sledovalo sa tiež ako a či vôbec, vplýva teplota kalcinácie nosiča na uchytenie katalyzátora (100°C-500°C). V prípadne najefektívnejšieho nosiča bol skúmaný vplyv hmotnosti nosiča (0,1 g-0,4 g) na imobilizáciu. Každý z troch pripravených typov heterogenného katalyzátora bol neskôr použitý pri selektívnej hydrogenácii butylsorbátu, kde sa sledoval vplyv použitého nosiča na rýchlosť a selektivitu reakcie. Montmorillonit ako nosič pre ruthéniový katalyzátor, preukázal najlepšie výsledky jak pri imobilizácii tak pri selektivnej hydrogenácii butylsorbátu. Ako ideálna teplota kalcinácie nosiča bola 200°C a najvýhodnejšou navážkou nosiča na 0,017 g katalyzátora bolo 0,4 g.
11 Bc. Pavlína Komínová M2 doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Studium vlivu Neusilinu® na tokové vlastnosti mikrokrystalické celulózy (Avicel® PH102) detail

Studium vlivu Neusilinu® na tokové vlastnosti mikrokrystalické celulózy (Avicel® PH102)

Cílem mé práce bylo na modelových směsích prostudovat vliv Neusilinu® na tokové vlastnosti Avicelu® PH102 a navrhnout optimální kritéria pro efektivní aplikaci tohoto víceúčelového excipientu jako kluzné látky. Neusilin® je komerčně dostupný ve čtyřech různých třídách (třídy S1, S2, US2 a UFL2), které se liší svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. V rámci provedených experimentů jsem použila Neusilin® třídy US2 a hodnotila stlačitelnost, smykové tření, celkovou energii toku, stabilitu a vliv doby mísení na tokovost studovaných směsí. Získané hodnoty výsledků jsem poté porovnala s hodnotami tokových vlastností pro binární směs Avicelu® PH102 a koloidního oxidu křemičitého (Aerosil®), které byly uveřejněny v již vydaných publikacích. Mimo jiné jsem diskutovala i pravděpodobný mechanismus účinku Neusilinu® a porovnala jej s publikovaným mechanismem pro Aerosil®, z čehož jsem zjistila, že mechanismus Neusilinu® je rozdílný oproti běžně používaným kluzným látkám jako např. zmíněný Aerosil® nebo talek. V poslední části mé práce jsem studovala možný vliv odlišného charakteru tříd Neusilinu® na tokové vlastnosti Avicelu® PH102, kdy případnou rozdílnost v účinku jsem zkoumala pro třídy US2 a S2.
12 Bc. Tereza Kovářová M1 Ing. Eva Vrbková Testování aktivity heterogenních katalyzátorů v aldolové kondenzaci cyklopentanonu s heptanalem detail

Testování aktivity heterogenních katalyzátorů v aldolové kondenzaci cyklopentanonu s heptanalem

Aldolová kondenzace cyklopentanonu s heptanalem poskytuje řadu různých produktů, z nichž nejžádanějším je 2-heptylidencyklopentanon, který je významným intermediátem v syntézách dalších vonných látek (např. laktonů). Cílem práce bylo otestovat ve zmíněné aldolové kondenzaci různé heterogenní katalyzátory (oxidy kovů, jako např. MgO, CaO, ZnO, směsné Al‒Mg oxidy, modifikované oxidy, zeolity a modifikované silikátové materiály). Některé z katalyzátorů byly v rámci práce připraveny: zeolity modifikované cesiem a modifikované silikátové materiály.  Byl sledován vliv reakčních podmínek (teplota, poměr reaktantů, rozpouštědlo) na průběh reakce. Nejlepšího výsledku po 7 hodinách reakce bylo dosaženo při použití 20 hm. % MgO, při 120 °C, molárního poměru reaktantů heptanalu ku cyklopentanonu 1:2; za těchto podmínek dosáhla konverze heptanalu téměř 100 % a zastoupení 2-heptylidencyklopentanon v reakční směsi bylo 50 %. Zeolity a modifikované silikáty vykazovaly ve většině případů velmi nízkou aktivitu.
13 Nikita Marinko B3 doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Granulace mikrosuspenze pro zlepšené uvolňování tadalafilu detail

Granulace mikrosuspenze pro zlepšené uvolňování tadalafilu

Cílem této práce bylo zjistit, zda je možné technikou mokrého mletí zvýšit specifický povrch částic API a ovlivnit tak rozpouštěcí rychlost tadalafilu. Z důvodu malého množství API k dispozici byly podmínky mletí zvoleny na základě výsledků přípravné studie, ve které se mikronizoval rovněž téměř nerozpustný CaHPO4.2H2O s tím, že pomocí laserové difrakce bylo za těchto podmínek pozorováno snížení velikosti částic na úroveň d50 kolem 1μm. Suspenze tadalafilu, mletá za stejných podmínek se použila jako granulační kapalina. U vysušeného granulátu se stanovil obsah API a dále byly vylisovány tablety, které se porovnaly v disolučním testu s tabletami z homogenizované směsi bez výše zmíněného mletí a granulace. Z dvou disolučních testů bylo patrné, že tablety prosté směsi vykazovaly nepatrně rychlejší uvolňování API. Mletí dalšího podílu tadalafilu za stejných podmínek a měření vývoje distribuce velikosti částic metodou laserové difrakce ukázalo, že u API prakticky nedochází ke zmenšování velikosti částic. Granulát a prostá směs tedy obsahovaly API o stejném specifickém povrchu a ke zvýšení rychlosti uvolňování proto nemohlo dojít. Pomalejší uvolňování z granulátu lze vysvětlit přítomností granulačního pojiva, které zvětšuje odpor proti přenosu hmoty v počáteční fázi disoluce.
14 Bc. Simona Michaličková M1 Ing. Adam Karaba, Ph.D.; doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vývoj segregačního testu směsí pro přímé lisování tablet detail

Vývoj segregačního testu směsí pro přímé lisování tablet

Tato práce se zabývá použitím a úpravou matematického modelu pro hodnocení segregace partikulárních látek, která je velkým problémem při průmyslové výrobě pevných lékových forem, zejména z hlediska stejnoměrnosti lékových jednotek. Proto je výhodné ji rozpoznat a popsat, aby mohla být zavedena odpovídající preventivní opatření. Matematický model může pomoci ověřit představy o mechanismu, kterým segregace v daném konkrétním případě probíhá. Pro segregační testy byla v této práci zvolena směs různě velkých částic CaHPO4∙2H2O. Modelová směs byla podrobena standardnímu segregačnímu testu, založeném na pozorování segregace ve válcové trubici, v níž dochází k přesypávání materiálu. U vzorků odebraných v průběhu segregačních testů podél trubice byly analyzovány distribuce velikosti částic pomocí statického rozptylu světla, takže byly získány údaje o změně distribuce velikosti částic podél segregační cely. Na základě výsledků analýzy pak byly upravovány parametry matematického modelu i samotná modelová představa.
15 Bc. Denisa Pahrová M2 doc. Ing. Pavel Čapek, CSc. Studie transportních parametrů farmaceutických tablet tvořených binární směsí Avicel-Paracetamol detail

Studie transportních parametrů farmaceutických tablet tvořených binární směsí Avicel-Paracetamol

Mechanická pevnost, porozita, rozpadavost a propustnost tablet pro tekutiny závisí na vlastnostech složek tabletovací směsi, jejich poměru a parametrech procesu vytváření tablet. Zejména u tablet farmaceutických směsí, jejichž viskoelastické vlastnosti se výrazně liší, je stanovení jejich propustnosti pro tekutiny velmi žádoucí, neboť vypovídá o případném vzniku a vývoji sekundární porozity po vytvoření tablety. Studium takového modelového systému bylo provedeno na binární směsi Avicelu PH 102 a paracetamolu s proměnným zastoupením složek. Propustnost těchto tablet byla určována v kvazistacionární permeační cele pomocí čistého plynu jako inertního média pro zkoumané porézní prostředí. Propustnost tablet byla také studována v závislosti na použitém lisovacím tlaku. Lisovací tlaky byly zvoleny tak, aby se jejich hodnoty nacházely v blízkosti bodů plastické a elastické deformace Avicelu PH 102, resp. paracetamolu. Permeační měření byla statisticky zpracována a transformována na dva transportní parametry, které jsou nezávislé na použité tekutině a podmínkách měření (zejména teplotě a tlaku) a které v kondenzované formě vypovídají o propustnosti tablet.
16 Bc. Barbora Pencová M2 doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vliv vlastností granulátu na lámavost tablet detail

Vliv vlastností granulátu na lámavost tablet

Výsledné vlastnosti tablet jsou ovlivňovány několika faktory, kdy mezi nejvýznamnější patří mimo složení tabletoviny právě technologie výroby tabletoviny. Jedním z největších problémů pozorovaných u vyhotovených tablet je jejich lámavost, která byla ve spolupráci s průmyslovým partnerem v rámci této práce zkoumána. Pro práci byly dodány dvě šarže granulátu, vzájemně se lišící ve své vlhkosti. Pro každou šarži byly k dispozici dva odlišné granuláty odebrané v rozdílnou dobu procesu. Na základě literárních údajů bylo konstatováno, že příčinou lámání tablet může být příliš vysoký lisovací tlak, rozdílná elastická deformace a pórovitost materiálu či právě jeho vlhkost. Pří různých lisovacích tlacích a měnící se vlhkosti byly studovány viskoelastické vlastnosti, u tablet byl také proveden test indentace a oděru a byla změřena jejich výška a pevnost na přístroji pro měření pevnosti a rozměrů tablet, na jejichž základě byly také šarže mezi sebou porovnány.
17 Bc. Eliška Petrová M1 doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat. Příprava a charakterizace lipidových nanočástic obsahujících imiquimod pro transdermální podání detail

Příprava a charakterizace lipidových nanočástic obsahujících imiquimod pro transdermální podání

Imiquimod je léčivo stimulující imunitní reakci organismu využívané v terapii kožních onemocnění jako jsou např. některé typy karcinomů. Jeho biologická dostupnost topickou cestou je velmi špatná, proto jsem se v této práci zabývala možnostmi formulace imiquimodu do částic nanometrických rozměrů, které by umožnily jeho penetraci do hlubších vrstev kůže. Konkrétně jsem se zabývala přípravou lipidových nanotobolek metodou fázového přechodu a přípravou lipozomů metodou tenké vrstvy. Předmětem práce bylo dosáhnout co nejvyšší koncentrace léčiva v daných typech částic a následně potom sledování jejich stability pomocí dynamického rozptylu světla. U daných formulací byly optimalizovány vybrané procesní parametry a výsledky pro oba systémy byly navzájem porovnány.
18 Bc. Michala Piklová M1 Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Studium adsorpce modelových substancí na silikátové materiály, smektity a aktivní uhlí detail

Studium adsorpce modelových substancí na silikátové materiály, smektity a aktivní uhlí

V této práci byl sledován časový průběh adsorpce kyseliny acetylsalicylové (ASA) z vodných roztoků o odlišné počáteční koncentraci ASA na zvolené adsorbenty a byly porovnávány jejich adsorpčních kapacity. Jako adsorbenty byly použity vybrané druhy aktivního uhlí, konkrétně Norit SX1, Norit SX2 a Chezacarb, ze smektitů byl použit montmorillonit, bentonit, který byl modifikován (sodná, kyselá a bazická forma), a ze silikátů byl použit silikagel a práškový alumosilikát. Množství kyseliny acetylsalicylové ve vzorcích bylo stanoveno pomocí UV/VIS spektroskopie. Z použitých adsorbentů je nejvhodnějším materiálem pro adsorpci kyseliny acetylsalicylové z vodného prostředí aktivní uhlí Chezacarb. Jako nejméně vhodné adsorbenty byly vyhodnoceny montmorillonit a silikátové materiály. Adsorbované množství ASA a průběh adsorpce na dané materiály byly ovlivněny především pH použitého adsorbentu.
19 Bc. Jakub Rozhon M1 Ing. Adam Karaba, Ph. D. Studium kinetiky reverzní Diels-Alderovy reakce s použitím pyrolýzní plynové chromatografie detail

Studium kinetiky reverzní Diels-Alderovy reakce s použitím pyrolýzní plynové chromatografie

Práce je zaměřená na stanovení kinetických parametrů reverzní Diels-Alderovy (RDA) reakce cyklohexenu prostřednictvím pyrolýzní plynové chromatografie. Kinetika těchto reakcí je v literatuře prostudována jen na omezené množině látek a přitom se mohou významně uplatňovat v jednom z nejdůležitějších chemických procesů. RDA reakce cyklohexenu byla zkoumána při teplotách 700 a 780 °C při různých průtocích nosného plynu. Získaná data o zastoupení produktů v reakční směsi byla interpolována s využitím vyvinutého semi-mechanistického modelu, který uvažoval kromě studované reakce i průběh hlavních pyrolýzních reakcí. Získané kinetické parametry jsou v dobré shodě s literárními údaji o této reakci.
20 Bc. Petra Ruskayová M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Porovnání aktivit oxidických katalyzátorů při termokatalytickém štěpení celulózy detail

Porovnání aktivit oxidických katalyzátorů při termokatalytickém štěpení celulózy

Termokatalytické štěpení celulózy je způsob získávání různých cenných organických sloučenin, ať už nižších uhlovodíků, které lze získávat i z ropy, tak kyslíkatých derivátů uhlovodíků. Pomocí katalyzátorů a různých teplot lze získat různé poměry uhlíkatých sloučenin. Jako katalyzátor pro termokatalytické štěpení celulózy lze využít kompozitní metalooxidické sloučeniny ukotvené na uhlíkatých nanotrubičkách, které jsou specifickými katalyzátory pro termokatalytické štěpení metanu na čistý vodík. V této práci byla studována katalytická aktivita jak samotného oxidu zinečnatého, tak směsí ZnO s různým přídavkem CuO, který stabilizuje katalyzátor a prodlužuje dobu aktivity. Dále byl studován vliv opracování katalyzátoru z hlediska teploty kalcinace či vymývání nečistot z přípravy organickým rozpouštědlem. Katalyzátory byly testovány při termokatalytickém štěpení celulózy na upravené aparatuře pro pyrolýzní plynovou chromatografii s hmotnostní detekcí vzniklých sloučenin.
21 Bc. Tomáš Skačányi M1 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Príprava a vývoj katalyzátora pre rozklad pár peroxidu vodíka detail

Príprava a vývoj katalyzátora pre rozklad pár peroxidu vodíka

V oblasti sterilizácie a dekontaminácie sa stále viac presadzuje používanie peroxidu vodíka v parnej fáze ako účinné médium. Táto metóda slúži k sterilizácii izolátorov, aseptických jednotiek výroby liečiv, k ošetreniu celých výrobných hál a budov. Po skončení dekontaminácie je treba pracovnú hodnotu koncentrácie pár peroxidu vodíka znížiť pod 1 ppm (podľa OSHA) - ochrana životného prostredia, pracovníkov a taktiež na zabránenie možnej interakcii zbytkového peroxidu vodíka so surovinami. Doterajšie riešenie spočívalo v samovoľnom rozklade pár peroxidu vodíka na vodu a kyslík buď priamo v dekontaminovanom priestore, ktorý je časovo náročný alebo vo ventilačnom systéme, kde pary peroxidu vodíka strávia krátky čas a nestihnú sa rozložiť. Preto sa do procesu zavádza katalytická jednotka. Na rozklad peroxidu vodíka v kvapalnej fáze sa používajú katalyzátory na báze vzácnych kovov (Pt, Pd, Ag), ktorých mechanizmus sa dá predpokladať aj v plynnej fáze. Vysoká katalytická aktivita k rozkladu peroxidu vodíka bola pozorovaná aj pre MnO2, preto boli pripravené a testované katalyzátory s rôznym obsahom tohto oxidu na nosiči. Pripravené katalyzátory boli otestované vzhľadom na účinnosť k rozkladu pár peroxidu vodíka a vplyv podmienok (Rh, objemový prietok vzduchu, teplota) na túto účinnosť.
22 Bc. Michaela Slámová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Zhodnocení uvolňování léčivé látky z binárních směsí z hlediska erozně-difúzního mechanismu detail

Zhodnocení uvolňování léčivé látky z binárních směsí z hlediska erozně-difúzního mechanismu

V této práci byla studována rychlost uvolňování léčivé látky z binárních směsí pevných disperzí, které byly připraveny metodou tavení modelového léčiva se studovanými polymery. Pevné disperze a jim odpovídající fyzikální směsi byly podrobeny disolučním testům v režimu pravé disoluce dle Wooda. Jako modelová účinná látka byl zvolen paracetamol. Polymery Kollidon® VA 64, Kollidon® 12 PF a Soluplus® byly použity jako matrice. Byla určena pravá rozpouštěcí rychlost, pomocí níž bylo hodnoceno uvolňování léčivé látky a vliv zvoleného polymeru z hlediska erozně difuzního mechanismu. Byly zjištěny významné rozdíly v mechanismu uvolňování léčivé látky ze směsí se Soluplusem ve srovnání s Kollidonem® VA64, resp. 12 PF, ale také mezi oběma typy Kollidonů. To může mít za následek odlišné použití v průmyslové výrobě.
23 Bc. Eva Soldánová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Měření Hansenových parametrů rozpustnosti API a excipientů metodou inverzní plynové chromatografie detail

Měření Hansenových parametrů rozpustnosti API a excipientů metodou inverzní plynové chromatografie

Parametry rozpustnosti nalézají využití v mnoha průmyslových odvětvích. Příkladem jejich využití v chemickém průmyslu může být predikce kompatibility materiálů, zejména kompatibility různých polymerů či polymeru a API, dále pak lze charakterizovat povrch látek, jejich chemickou rezistenci, či míru permeace. Díky využitelnosti základního obecně známého principu: podobné se rozpouští v podobném, lze z podobnosti parametrů rozpustnosti jednotlivých látek určit například vhodné rozpouštědlo pro polymery, či v případě kapalin či tavenin jejich mísitelnost. V procesu hot-melt extruze je tento parametr klíčový pro určení rozpustnosti API v tavenině polymeru. Pomocí inverzní plynové chromatografie byla studována kompatibilita povrchů různých materiálů, k čemuž se využívají dobře definované kapaliny jako energetické sondy. Z naměřených dat byly stanoveny klíčové komponenty (disperzní, polární, resp. interakce vodíkových můstků), které ve výsledku tvoří celkový parametr rozpustnosti.
24 Bc. Markéta Spáčilová M2 prof. Ing. Libor Červený, DrSc. Příprava Timberolu detail

Příprava Timberolu

Cílem této práce bylo nalézt optimální reakční podmínky pro poslední krok třístupňové syntézy Timberolu a následnou izolaci konečného produktu. Timberol (1-(2,2,6-trimethylcyklohexyl)hexan-3-ol) je vonná látka s intenzivní dřevitou vůní. Prvním krokem přípravy je bazicky katalyzovaná aldolová kondenzace citralu s pentan-2-onem (katalyzátor 36% roztok hydroxidu sodného v molárním poměru citral : NaOH 1 : 0,6; lab. teplota, konverze 98 % a selektivita 94 %). Vzniklý pseudoethylionon je v přítomnost kyseliny fosforečné cyklizován na ethylionon. Vhodný objemový poměr kys. fosforečná : pseudoethylionon byl 1 : 1. Posledním krokem syntézy byla hydrogenace ethyliononu na Timberol. Pro hydrogenaci byly použity katalyzátory na bázi niklu. Nejlepší výtěžek (88,4 %) byl dosažen za použití katalyzátoru Acticat 1100 Nickel catalyst (5 MPa, 150 °C, isopropylalkohol). Reakční směs byla separována vakuovou rektifikací (15 teoretických pater, reflux 2 : 15, tlak 13,33 Pa) a byla získána frakce s čistotou 98,1 % a teplotou varu 132 °C.
25 Kateřina Steinbergerová B3 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Syntéza palladnatých komplexů s potencionální cytostatickou aktivitou  detail

Syntéza palladnatých komplexů s potencionální cytostatickou aktivitou 

Přechodné kovy, zejména komplexy na bázi platiny, patří mezi nejúčinnější chemoterapeutika. Tyto komplexy, ačkoliv vykazují výborné cytostatické vlastnosti, mají spousty závažných nežádoucích toxických účinků (nefrotoxicita, ototoxicita). Z tohoto důvodu bylo vynaloženo značné úsilí k nalezení nových cytostatik, které by vykazovaly lepší farmakologické vlastnosti. Vhodnými kandidáty jsou palladnaté komplexy, které se svými chemicko-fyzikálními vlastnostmi podobají platinovým sloučeninám. Výhoda těchto sloučenin spočívá v lepší rozpustnosti, nižší nefrotoxicitě a vyšší reaktivitě, která ale nemusí být vždy pozitivní vlastností. Komplexy totiž mohou před navázáním se k hlavnímu cíli (DNA) reagovat s jinými molekulami a stát se tak neaktivními, nebo naopak ještě více toxickými. Tento problém lze řešit právě volbou vhodných ligandů. Mezi ně patří chelatotvorné látky, které stabilizují palladnaté komplexy a snižují tak jejich hydrolýzu v biologickém prostředí. Cílem této práce je syntéza a charakterizace palladnatých komplexů jako strukturních analogů komplexu Picoplatina s odlišnými pyridinovými ligandy. Připravené komplexy budou charakterizovány metodami MS, FTIR a účinnost komplexů bude ověřena pomocí biologických testů cytotoxicity.
26 Bc. Bára Svobodová M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Deriváty škrobu při přípravě rychle se rozpadajících tablet detail

Deriváty škrobu při přípravě rychle se rozpadajících tablet

Práce byla cílena na studium parametrů tabletoviny vícesložkových směsí u vybraných formulací pro přípravu rychle se rozpadajících tablet. Studovány a tabletovány byly směsi 4  modelových účinných látek z různých tříd BCS s excipienty na bázi škrobu, resp. jeho fyzikálních a chemických derivátech, které byly následně testovány na rychlost rozpadu, pevnost a porozitu. Zároveň byl zkoumán vliv těchto naměřených vlastností a lisovacího tlaku na disoluci účinných látek. Pomocí záměny excipientů za jiné škrobové deriváty o odlišných fyzikálních a chemických vlastnostech bylo aspirováno k formulaci efektivnější pro výrobu vykazující ekonomicky menší náročnost oproti výchozímu komerčně dostupnému templátu. Výsledky práce ukázaly, že některé testované varianty směsí vykazují ekvivalentní, nebo i vhodnější vlastnosti než komerční formulace. Velké změny byly sledovány v rychlosti rozpouštění, jež dosahovala u některých variant vyšších hodnot než u templátu.
27 Bc. Zuzana Tučková M2 Ing. Kamila Syslová Ph.D. Vývoj HPLC metody pro monitorování koncentračních hladin katecholaminů v krevní plasmě pacientů s feochromocytomem detail

Vývoj HPLC metody pro monitorování koncentračních hladin katecholaminů v krevní plasmě pacientů s feochromocytomem

Feochromocytom je nádor, který se vyskytuje u 0,1 % – 0,5 % hypertoniků. U většiny pacientů se jedná o nezhoubný nádor dřeně nadledvin nebo extra adrenální chromafinní tkáně, způsobující nadměrnou produkci katecholaminů (adrenalinu, noradrenalinu a v menší míře dopaminu). Zvýšené koncentrační hladiny katecholaminů vyplavované do organismu následně způsobují nepravidelné, či trvalé klinické příznaky (hypertenze, tachykardie, bolest hlavy atd.). Bez včasné diagnostiky a léčby se symptomy zintenzivňují v závislosti na růstu tumoru do takové míry, že mohou způsobit poškození srdce, ledvin a zapříčinit život ohrožující stav hypertenzní krize. Monitorování koncentračních hladin katecholaminů v organismu by mohlo nejen zjednodušit diagnostiku feochromocytomu, ale i sledovat průběhu daného onemocnění a úspěšnost léčby. Cílem práce se tedy stal vývoj rychlé, dostatečně selektivní a senzitivní analytické metody pro monitorování katecholaminů v krevní plazmě. Vyvinutá analytická metoda se skládá ze separace daných analytů z krevní plasmy pomocí precipitace proteinů, jejich derivatizace připraveným derivatizačním činidlem (3-aminopyridyl-N-hydroxysukcinimidyl karbamátem) a kvantifikace pomocí HPLC – MS pracující ve vysoce selektivním SRM (Selective Reaction Monitoring) módu. 
28 Bc. Lenka Vaneková M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Příprava komplexů drahých kovů s α-pyridinovými ligandy detail

Příprava komplexů drahých kovů s α-pyridinovými ligandy

Platinové komplexy patří mezi všeobecně známé a stále hojně terapeuticky využívané látky při léčbě nádorových onemocnění. Od prvního zástupce, cisplatiny, se záměnou ligandů nebo změnou oxidačního stavu centrálního atomu dospělo k dalším generacím tohoto typu léčiv. Bohužel tyto modifikace nevedly k zásadní redukci nežádoucích toxických účinků, jako jsou neurotoxicita a nefrotoxicita a postupné buněčné rezistence. Pokrok ve vývoji těchto typů aktivních látek může přinést obměna centrálního atomu za jiné drahé kovy. Jako vhodný kandidát se jeví palladium, které má nejen strukturní a vazebnou podobnost platinovým analogům, ale také tvoří silnou vazebnou interakci s řetězci DNA. Komplexy palladia v kombinaci s ligandy obsahující N-donorové skupiny, jako například alfa substituované pyridiny, byly zvoleny na základě literární rešerše pro přípravu potenciálních komplexů s cytostatickou aktivitou v této práci. Nově připravené komplexy na bázi platiny a palladia byly připraveny a analyticky charakterizovány pomocí metod HPLC-UV, FTIR a MS. Cytostatická aktivita jednotlivých komplexů byla testována na vybraných nádorových i nenádorových buněčných liniích.
29 Bc. Anton Varlamov M2 Ing. Eva Vrbková, Ph.D. Aldolová kondenzace substituovaných benzaldehydů detail

Aldolová kondenzace substituovaných benzaldehydů

Tato práce se zabývala přípravou α, ß – nenasycených aldehydů aldolovou kondenzací lineárního aldehydu (heptanalu) s (ne)substituovaným benzaldehydem. Tato reakce poskytuje dva možné produkty - produkt autokondenzace lineárního aldehydu a produkt smíšené aldolové kondenzace. Tyto produkty smíšené aldolové kondenzace jsou, buď žádanými vonnými látkami, nebo intermediáty při jejich syntéze. Jako katalyzátory byly v těchto aldolových kondenzacích použity směsné Mg‑Al-Zn oxidy s různým poměrem jednotlivých složek. S pomocí těchto katalyzátorů byl testován vliv obsahu zinku v katalyzátoru na průběh aldolové kondenzace - reakční rychlost a selektivitu tvorby jednotlivých produktů. Také byl sledován vliv substituentu benzaldehydu v para poloze (methyl, isopropyl, isobutyl, tercbutyl) na průběh reakce.
30 Bc. Aneta Vovesná M2 doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat. Příprava lipidových nanonosičů s obsahem ceramidů pro obnovu kožní bariéry detail

Příprava lipidových nanonosičů s obsahem ceramidů pro obnovu kožní bariéry

Atopická dermatitida a lupénka jsou kožní onemocnění zapříčiněné sníženou hladinou lipidů v mezibuněčné homotě strata cornea. Vhodnou terapií je podání kožních lipidů – ceramidů, topickou cestou. Problém této léčby však představuje nízká propustnost kožní bariéry pro řadu látek, mezi které se řadí právě i ceramidy. Tato práce je zaměřená na formulaci aktivních látek ceramidu 3 a ceramidu 6 do lipozomů a sledování účinnosti této formulace na obnovu poškozené kožní bariéry. Pomocí vysokotlaké homogenizace byly připraveny lipozomy s různými poměry Cer 3, Cer 6 a phospholiponu ekvimolárně zastoupených ku cholesterolu a kyselině stearové. U těchto formulací byla sledována velikost částic, polydisperzita směsi a časová stabilita. Efekt lipozomální formulace byl testován v soustavě Franzových cel na poškozené prasečí kůži. Vzorky byly podrobeny účinku lipozomů, suspenze lipidů a vodné fáze lipozomů a následně byly porovnány intenzity toku léčiva theofylinu přes takto obnovené kožní bariéry. U lipozomů byla pozorována vyšší účinnost obnovy oproti suspenzi lipidů a samotné vodné fázi.
31 Jiří Zbytovský B3 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D Katalytická mokrá oxidace detail

Katalytická mokrá oxidace

Mokrá oxidace je významný průmyslový proces na odstranění nízkých koncentrací organických látek z odpadních vod. Využívá se tlakových reaktorů, kde jsou nečistoty oxidovány za vysokého tlaku kyslíku a zvýšené teploty, v případě katalytické mokré oxidace též za přítomnosti pevného katalyzátoru na bázi vzácných kovů, popř. rozpuštěných solí. V této práci byla zkoumána kinetika oxidace zejména kyseliny octové, akrylové, mravenčí a formaldehydu. Sledován byl především vliv katalyzátoru, kromě nekatalyzované reakce byly použity pevné katalyzátory na bázi Pt, Pd a Ru ve formě prášku či tablet, vyzkoušena byla i rozpuštěná sůl FeSO4. Dále byl sledován vliv teploty (okolo 200°C) a parciálního tlaku kyslíku (15-50 bar). Pro reakci byl použit vsádkový míchaný autokláv za izotermních podmínek, analýza vzorků odebíraných v průběhu reakce byla prováděna na plynovém chromatografu s detektorem TCD. Z výsledků vyplynulo, že kyselina octová je velmi stabilní a odolává oxidaci za jakýchkoliv podmínek. Nejaktivnějším katalyzátorem pro oxidaci ostatních sledovaných sloučenin je Pd. Tyto výsledky budou dále použity pro návrh procesů na čištění průmyslových odpadních vod.
32 Filip Čejka B3 Ing. Jiří Krupka, Ph.D. Experimentální ověření odbarvení dicyklopentadienu podle připraveného návrhu technologie detail

Experimentální ověření odbarvení dicyklopentadienu podle připraveného návrhu technologie

Průmyslovým zdrojem dicyklopentadienu (DCPD) je ethylenová pyrolýza, přičemž většinou se získává dimerací pyrolýzní frakce C5 uhlovodíků obsahující cyklopentadien. Méně běžný způsob výroby spočívá v rektifikační separaci DCPD z lehkého pyrolýzního benzínu (LPB), ovšem produkt má žluté zbarvení pocházející od sytě žlutých uhlovodíků obsažených v LPB. Unipetrol & ÚOT VŠCHT v minulosti vypracovali podklady pro projekci kontinuální výroby technického DCPD z LPB, která řešení odžlucení produktu zahrnovala.  Návrh sestával z  dimeračních reaktorů na obohacení LPB o DCPD a 4-kolonové rektifikační linky. V současné době je z výrobní jednotky zrealizována část dimerační. Cílem této práce bylo potvrdit, s využitím reálné suroviny z výstupu z dimerační sekce, že navržená technologie odžlucení DCPD dvoustupňovou rektifikací byla správná a umožňuje získat produkt se zbarvením nižším než normovaných 100 APHA. Druhým úkolem práce bylo připravit sadu vzorků DCPD dle navržené technologie pro testování u potenciálních odběratelů. K ověření technologie byla využita laboratorní rektifikační kolona s orientovanou výplní.
33 Bc. Denisa Šimáčková M1 prof. Ing. Libor Červený, DrSc. Odbarvování silic pro parfumářské kompozice detail

Odbarvování silic pro parfumářské kompozice

Silice, které jsou charakteristické svou vůni, nacházejí bohaté uplatnění v parfumářském průmyslu a jsou cennou složkou parfumářských kompozic. Cílem výzkumu bylo odbarvení pomerančové, mandarinkové, citronové, Litsea Cubeba a Patchouli silice. Odbarvování bylo prováděno adsorpcí s použitím aktivního uhlí. Byl studován vliv množství aktivního uhlí, teploty, času, míchání a byla porovnána schopnost odbarvení u více druhů aktivního uhlí. Z naměřených dat bylo potvrzeno, že větší množství aktivního uhlí má větší schopnost silice odbarvit. U experimentů prováděných při vyšší teplotě se obvykle zkrátila doba adsorpce, avšak v některých případech působila negativně. Doba sorpce závisela na množství aktivního uhlí, teplotě a míchání. Větší množství aktivního uhlí, vyšší teplota a míchání obvykle sorpci urychlily. Všechna porovnávaná aktivní uhlí byla vyhodnocena jako srovnatelná.
34 Kateřina Šuchmová B3 Ing. Kamila Syslová, PhD. Syntéza magnetických mikročástic pro izolaci DNA  detail

Syntéza magnetických mikročástic pro izolaci DNA 

Cílem této práce byla příprava superparamagnetických mikročástic se schopností vazby DNA. Analýza DNA má dnes značný význam z hlediska medicinální diagnostiky, například pro diagnózu mikrobiálních infekcí, forenzní analýzu nebo detekci genetických variací. Separace pomocí vnějšího magnetického pole se v posledních letech osvědčila jako rychlá a účinná v porovnání s metodami tradičními, jako jsou například fenol-chloroformová extrakce nebo adsorpce na silikát v prostředí chaotropních činidel. Tyto tradiční metody jsou velmi pracné a časově náročné, proto je dnes upřednostňována magnetická separace. Příprava magnetických mikročástic spočívá ve funkcionalizaci magnetitového (Fe3O4) jádra pomocí polymerního obalu obsahujícího funkční karboxylové skupiny. Prezentovaná práce se zabývá přípravou zmiňovaného polymerního obalu na povrchu magnetických nanočástic disperzní polymerizací 2-hydroxyethyl methakrylátu a glycidyl methakrylátu. Schopnost připravených částic izolovat DNA je ověřena pomocí gelové elektroforézy na vzorcích obsahující DNA o délce 100-500 bp.  

112 - Ústav polymerů

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Barbora Charvátová M2 Ing. Zdeněk Hošťálek, Ph.D., doc. Ing. Jan Merna, Ph.D. Statistické a blokové polyestestery připravované terpolymerizací epoxidů s anhydridy katalyzovanou organickými bázemi detail

Statistické a blokové polyestestery připravované terpolymerizací epoxidů s anhydridy katalyzovanou organickými bázemi

Polyestery jsou jedním z materiálů široce využívaných v medicínských aplikacích, kde je mnohdy kladen důraz na přípravu polymerů s vlastnostmi šitými na míru. Jednou z metod přípravy polyesterů, kterou lze snadno modifikovat termické a mechanické vlastnosti záměnou vstupního složení polymerizační násady, je kopolymerizace epoxidů s anhydridy. Tato práce byla zaměřena na přípravu statistických a blokových kopolymerů (terpolymerizací epoxidů s anhydridy) iniciovanou organickou bází Bis(trifenylfosfin)iminium chloridem (PPNCl). Reakcemi několika různých komonomerů v různých vzájemných poměrech byly připraveny polymery s širokou škálou termických vlastností a sekvenční polymerizací byly připraveny polymery blokové.


2 Jan Doležal B3 Ing. Jaroslav Minář Vliv metody sušení grafen oxidu na vlastnosti polyesterových nanokompozitů detail

Vliv metody sušení grafen oxidu na vlastnosti polyesterových nanokompozitů

Nanokompozity na bázi grafen oxidu a polyesterů patří mezi perspektivní materiály pro biomedicinální aplikace, např. tkáňové výztuže a šicí nitě. Vlastnosti grafen oxidu jsou vedle typu přípravy ovlivněny také způsobem jeho sušení z vodné disperze. Cílem této práce je porovnání dvou metod sušení grafen oxidu z hlediska vlivu na vlastnosti výsledných polyesterových nanokompozitů. Grafen oxid byl připraven modifikovanou Hummersovou metodou. Vodná disperze grafen oxidu byla sušena lyofilizací či za sníženého tlaku při zvýšené teplotě. Oba druhy grafen oxidu byly charakterizovány pomocí termogravimetrické a elementární analýzy, rozptylu rentgenového záření a rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Nanokompozity byly připraveny in situ blokovou polymerací ε-kaprolaktonu iniciovanou 2-ethylhexanoátem cínatým. U produktů byl stanoven obsah polymeru, termické chování a pomocí rozměrově vylučovací chromatografie byla zjištěna molární hmotnost. Získané výsledky naznačují, že obě metody sušení lze úspěšně použít pro výrobu polyesterových nanokompozitů.


3 Bc. Tereza Fišerová M1 prof. Ing. Jan Roda, CSc.; Ing. Lenka Malinová, Ph.D. Studium kopolymerace ε-kaprolaktamu, ε-kaprolaktonu a γ-butyrolaktonu detail

Studium kopolymerace ε-kaprolaktamu, ε-kaprolaktonu a γ-butyrolaktonu

Polyesteramidy  na bázi ε-kaprolaktamu (CLA) a ε-kaprolaktonu (CLO) jsou vhodné pro přípravu vlákenných vrstev technikou elektrostatického zvlákňování. Průměry těchto vláken se pohybují v rozmezí 0,5-2 µm. Zavedením γ-butyrolaktonových jednotek (BLO) do polyesteramidů (CLA/CLO) došlo k výraznému snížení molární hmotnosti a bylo možné připravit nanovlákenné vrstvy s průměry vláken pod 500 nm. V literatuře zatím nebyla věnována pozornost studiu kopolymerace CLA, CLO a BLO k objasnění příčiny snižování molární hmotnosti. Práce se zabývá studiem aniontové kopolymerace CLA, CLO s různým obsahem BLO při konstantním obsahu laktonů v polymerační násadě 20 mol%. Jednotlivé kopolymerace se od sebe lišily dobou kopolymerace, polymerační teplotou a pořadím dávkování laktonů. Připravené kopolymery byly charakterizovány obsahem kopolymeru, molární hmotností stanovenou viskozimetricky, obsahem a poměrem strukturních jednotek a termickými vlastnostmi.
4 Bc. Jan Janoušek M2 doc. Ing. Jan Merna, Ph.D. Příprava koncově funkcionalizovaného větveného polyethylenu detail

Příprava koncově funkcionalizovaného větveného polyethylenu

Pd-diiminové komplexy umožňují živou polymeraci ethylenu. Transformací živých růstových center je možné připravit koncově funkcionalizované polyethyleny (PE) vhodné např. jako makroiniciátory pro tvorbu blokových kopolymerů. Zároveň tyto komplexy díky tzv. chain walking reakci doprovázející propagaci poskytují homopolymerací ethylenu vysoce větvený PE. Cílem této práce byla příprava nízkomolekulárních PE (M<15 kg/mol). Polymerace byla terminována přídavkem oxidu uhelnatého za účelem zavedení karbonylové koncové skupiny. Připravené PE byly charakterizovány pomocí SEC-MALS a 1H-NMR spektroskopie.


5 Bc. Adéla Kotková M2 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D.; Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D. 3D tisk vs. lisování: Tahové zkoušky detail

3D tisk vs. lisování: Tahové zkoušky

3D tisk je moderní a rychle se rozvíjející technologie, která zpočátku umožnila urychlit a zlevnit výrobu prototypů nejrůznějších výrobků pro ověření jejich vlastností a snadnější zavedení do sériové výroby. Vzhledem ke svým unikátním vlastnostem, kterými tato technologie disponuje, může být využita i na výrobu zcela funkčních produktů, které by ani doposud běžně používanými výrobními prostředky nemohly být zhotoveny. Hodnocení mechanických vlastností objektu vyrobeného na 3D tiskárně slouží k posouzení vhodnosti aplikace v reálné situaci. Práce se zabývá hodnocením tahových vlastností materiálů připravených 3D tiskem a lisováním.  Vzorky tělísek pro tahové zkoušky připravené 3D tiskem se lišily orientací tiskových vrstev a umístěním na tiskové podložce. Pro tisk vzorků byly použity běžně komerčně dostupné materiály pro 3D tisk – ABS, PLA a PET. Experimenty ukázaly odlišnost tahových vlastností jednotlivých částí výrobku připraveného 3D tiskem. Získané informace pomohou lépe nastavit parametry tisku, aby vlastnosti produktu byly ve všech směrech nejuspokojivější.
6 Bc. Oldřich Kotyza M1 doc. Ing. Jan Merna, Ph.D., Ing. Anatolij Sokolohorskyj Příprava standardů pro stanovení větvení polyolefinů pomocí metody HT SEC IR detail

Příprava standardů pro stanovení větvení polyolefinů pomocí metody HT SEC IR

Cílem práce byla příprava standardů pro kalibraci HT SEC s on-line IR detekcí (HT-SEC-IR-η). K přípravě standardů s definovaným větvením byla použita polymerace ethenu, propenu a hex-1-enu pomocí α-diiminových Ni komplexů, které díky tzv. chain-walking mechanismu umožňují regulovat větvení poskytovaných polyolefinů. Větvení připravených polymerů bylo charakterizováno pomocí 1H NMR, 13C NMR a ATR IR. Dále byly připraveny standardy s různým obsahem methylových větví na základě blendů průmyslového HDPE a iPP s různým výsledným větvením. Kalibrace HT-SEC-IR-η získané pomocí různých typů standardů byly porovnány a využity pro stanovení obsahu krátkých větví (SCB) v komerčních typech LDPE.


7 Bc. Anežka Křišťanová M1 Ing. Lenka Malinová, Ph.D., Ing. Pavel Novák, CSc. Příprava silikonhydrogelového materiálu pro kontaktní čočky detail

Příprava silikonhydrogelového materiálu pro kontaktní čočky

Od prvního představení měkkých hydrogelových kontaktních čoček na bázi poly(2-hydroxyethylmethakrylátu) prof. Wichterlem nastal v nošení kontaktních čoček velký rozmach. Se stále zvyšujícími se nároky lidí nosících kotaktní čočky se začal materiál pro výrobu kontaktních čoček modifikovat. V dnešní době se pro výrobu měkkých kontaktních čoček používá silikonhydrogelový materiál, který má díky silikonové složce vyšší propustnost pro kyslík než původní hydrogelový materiál, a proto je vhodný pro dlouhodobé nošení. Práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových silikonhydrogelových materiálů vhodných pro výrobu kontaktních čoček. Silikonhydrogelové materiály byly připraveny kopolymerací N,N-dimethylakrylamidu s poly(dimethylsiloxanem), jehož jeden konec řetězce je modifikován methakrylátem. U připravených materiálů byl stanoven botnací index, obsah polymeru (gelu), index lomu, mechanické vlastnosti a kontaktní (smáčecí) úhel. Při přípravě materiálů byl použit různý obsah síťovadla a pozorován jeho vliv na vlastnosti materiálů.
8 Bc. Alena Libánská M2 prof. Ing. Jiří Brožek, CSc. (ve spolupráci s RNDr. Tomáš Etrych, Ph.D. - Ústav makromolekulární chemie AV ČR v.v.i) Hvězdicovité biodegradabilní polymery pro cílený transport léčiv detail

Hvězdicovité biodegradabilní polymery pro cílený transport léčiv

Práce je zaměřena na syntézu a fyzikálně-chemickou charakterizaci nových biodegradovatelných polymerních nosičů léčiv s hvězdicovitou strukturou. Ty jsou složeny z kopolymerů na bázi N‑(2‑hydroxypropyl)methakrylamidu, které tvoří vnější obal systému, a jsou naroubovány na dendritické jádro. Jako vhodná jádra byly pro práci zvoleny tři typy sloučenin, dvě biodegradovatelná jádra na bázi dimethylolpropionové kyseliny (dendron a dendrimer) a jako kontrola neštěpitelné jádro na bázi polyamidoaminového dendrimeru. V práci byl studován vliv délky polymerního řetězce na výslednou molární hmotnost a hydrodynamickou velikost hvězdicovitého polymeru. Připravené polymerní vzorky byly charakterizovány pomocí SEC, 1H‑NMR, UV spektroskopie a DLS. Po navázání antracyklinového protinádorového antibiotika doxorubicinu, pomocí pH-senzitivní hydrazonové vazby, budou popsané polymerní systémy využity pro studium terapeutického účinku těchto konjugátů. Rovněž bude v práci dále studována biodistribuce samotných nosičů pomocí fluorescenčního zobrazování a pozitronové emisní tomografie v in vivo uspořádání. Pro studium biodistribuce připravených vzorků budou využity polymerní nosiče označené fluorescenční značkou Dyomics 676 a/nebo deferoxaminem - chelátorem pro komplexaci 89Zr.
9 Bc. Jana Malenková M2 Ing. Václava Benešová Polyamid 6 plnený grafitom detail

Polyamid 6 plnený grafitom

Polyamid 6 je v súčasnosti jedným z inžinierských termoplastov, ktorý nachádza široké využitie v rade aplikácií. Jeho mechanické vlastnosti je možné zlepšiť prídavkom aditív, napr. sklenených vláken. Cieľom tejto práce je príprava polyamidu 6 plneného dvoma typmi grafitu – práškovým a expandovaným. Takto plnený polyamid 6 bol pripravený aniónovou polymerizáciou ɛ-kaprolaktámu obsahujúceho dispergovaný grafit. Bol porovnaný vplyv typu grafitu na jeho sedimentáciu v polymerizačnej násade. Na zlepšenie dispergovateľnosti grafitu v tavenine monoméru bol použitý poly(oxyetylén). Priebeh procesu bol sledovaný termočlánkom umiestneným v polymerizačnej násade a boli získané informácie o rýchlosti polymerizačného procesu a kryštalizácii polyamidovej fázy. U pripravených vzoriek bola vyhodnotená vrubová húževnatosť, modul pružnosti v ťahu a medza pevnosti v ťahu.
10 Bc. Edita Moravcová M2 Ing. Radka Kalousková, CSc. Měkčené směsi PVC/PCL: Příprava a charakterizace detail

Měkčené směsi PVC/PCL: Příprava a charakterizace

Polymerní změkčovadla na bázi ε-kaprolaktonu  jsou možnou alternativou nízkomolekulárních látek běžně aplikovaných při měkčení polyvinylchloridu. Biokompatibilní poly(ε-kaprolakton), který se dnes používá při výrobě implantátů či různých lékových forem, je s polyvinylchloridem dobře mísitelný. Blendy těchto polymerů jsou v posledních letech předmětem mnoha studií. Naproti tomu předkládaná práce se zabývá přípravou měkčených směsí polyvinylchloridu a ε-kaprolaktonu, který polymeruje v průběhu zpracovatelského procesu.  Cílem práce byla optimalizace podmínek přípravy směsí a jejich charakterizace. Dále byla hodnocena tepelná stabilita, termické a mechanické vlastnosti směsí a rozsah migrace změkčovadla.
11 Bc. Kateřina Nováková M1 Ing. Václava Benešová Odolnost polyamidů vůči posypovým materiálům   detail

Odolnost polyamidů vůči posypovým materiálům  

V této práci byly aniontovou polymerizací ε-kaprolaktamu připraveny vzorky polyamidu 6 a jeho modifikovaných typů, jež jsou využitelné jako konstrukční materiály. Byla studována odolnost těchto materiálů vůči roztokům chloridu vápenatého, které jsou součástí chemických posypových materiálů. Testy byly prováděny při různých koncentracích chloridu vápenatého při 60 °C po dobu 100 dnů a při 0 °C po dobu 260 dnů. Byly vyhodnoceny změny teploty skelného přechodu, teploty i entalpie tání, termické stability a vrubové houževnatosti takto exponovaných vzorků oproti referenčním. Bylo prokázáno, že roztoky chloridu vápenatého výrazně ovlivňují jak houževnatost materiálů, tak termické vlastnosti, a to v závislosti na koncentraci roztoku a teplotě.
12 Bc. Vendula Tichá M1 Ing. Radka Kalousková, CSc. Stárnutí knižních desek z polyvinylchloridu detail

Stárnutí knižních desek z polyvinylchloridu

V současné době se v depozitářích knihoven nachází řada knih s deskami z měkčeného polyvinylchloridu. Jejich uchovávání provází problémy s migrací aditiv na povrch fólie. Vzniká tak nejen estetický problém ve formě viditelných výpotků, ale fólie se stávají lepkavé a začínají přebírat popisky ze sousedících knih. Předmětem práce byla charakterizace poškození starých knižních desek z měkčeného polyvinylchloridu. Dále byla hodnocena migrace změkčovadla, změna termických a optických parametrů po umělém stárnutí u fólií připravených dle starých receptur a u fólií současně používaných v kancelářském průmyslu.
13 Lenka Wrnatová B3 prof. Ing. Petr Sysel, CSc. Polyimidy obsahující halloysit detail

Polyimidy obsahující halloysit

Polyimidy jsou speciální polymery vyznačující se všestrannou odolností v širokém teplotním rozmezí. Nacházejí uplatnění zejména v (mikro)elektronice, letectví a nověji i jako membrány v separačních technologiích. Potenciálního rozšíření aplikační sféry polyimidů může být dosaženo jejich kombinací s vhodnými přísadami (aditivy). V této práci byly připraveny polyimidy na bázi komerčně dostupných monomerů 4,4‘-oxydiftalanhydridu a 4,4‘-diaminodifenyletheru obsahující teoreticky až 20 hm. % halloysitu, neupravovaného či cíleně upravovaného, jako aditiva. Halloysit je přírodní, cenově dostupný materiál obsahující křemík a hliník. Metodami IČ spektrometrie, elektronové mikroskopie, dynamicko-mechanické a termogravimetrické analýzy a použitím trhacího stroje Instron a integrálního permeametru byla sledována závislost vlastností finálních materiálů (v podobě samonosných filmů o tloušťce desítek mikrometrů) na jejich složení. Poděkování: GA ČR 17-00089S
14 Kateřina Zvolská B3 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. ; Ing. Jakub Havlín Role sloučenin mědi jakožto kaučukových jedů detail

Role sloučenin mědi jakožto kaučukových jedů

Přírodní kaučuk je strategickou surovinou, z níž se vyrábějí pneumatiky, hadice, těsnící elementy apod. Pokud je vulkanizovaný kaučuk – pryž – vystaven účinkům vzdušného kyslíku, může docházet k oxidačnímu stárnutí pryže, při němž dochází ke štěpení vazeb. To často vede ke zhoršení mechanických vlastností pryže. Uvádí se, že proces stárnutí pryže je katalyzován tzv. kaučukovými jedy, hlavně kationty mědi a manganu. V této práci byla měď vmíchána do přírodního kaučuku v různých koncentracích v podobě rozpustného stearátu měďnatého a nerozpustného oxidu měďnatého. Stárnutí bylo hodnoceno metodou indexu zachování plasticity (PRI), alternativní metodou na viskozimetru Mooney a termogravimetrickou metodou (TGA). Dále byly hodnoceny vulkanizační charakteristiky a u připravených pryží pak tahové vlastnosti.
15 Bc. Karolína Řeháková M1 prof. Ing. Jiří Brožek, CSc. Příprava kopolyesterů na bázi laktidu a ε-kaprolaktonu detail

Příprava kopolyesterů na bázi laktidu a ε-kaprolaktonu

Práce se zabývá problematikou syntézy a degradace polyesterů a kopolyesterů na bázi L-laktidu a ε-kaprolaktonu. Kopolyestery byly syntetizovány kopolymerací laktidu a ε-kaprolaktonu, resp. laktidu a  cyklického dimeru ε-kaprolaktonu. Jako iniciátory byly použity ethylmagnesiumbromid a 2-ethylhexanoát cínatý. L-Laktid byl připraven depolymerací poly(L-mléčné kyseliny) a cyklický dimer ε-kaprolaktonu depolymerací  poly(ε-kaprolaktonu). Z vybraných vzorků kopolymerů byly připraveny mikrosféry s rozdílnou průměrnou velikostí částic. Degradace mikrosfér v neutrálním prostředí při 60 °C byla hodnocena úbytkem hmotnosti vzorku, změnou molární hmotnosti a termických vlastností. Změna morfologie mikrosfér byla sledována pomocí snímací elektronové mikroskopie. Ze získaných výsledků vyplynulo, že degradace materiálu probíhá v celém objemu mikrosfér a k degradaci preferenčně dochází v amorfní fázi.
16 Bc. Roman Šnajdar M2 doc. Ing. Antonín Kuta, CSc. Modifikace měkčeného PVC pomocí NBR a síťování  detail

Modifikace měkčeného PVC pomocí NBR a síťování 

Polyvinylchlorid (PVC) je třetím nejvyužívanějším plastem, nejen kvůli svým vlastnostem, ale i pro svou velmi nízkou cenu. Mezi ceněné vlastnosti PVC patří: chemická odolnost, nízká přirozená hořlavost a trvanlivost. Na druhé straně vyniká také ne zcela vhodnými vlastnostmi: malá tepelná a světelná stabilita, zabarvování při vyšších teplotách.  K úpravě popř. změně vlastností PVC lze využít kopolymerace nebo tvorby blendů. Blendy PVC s dalšími polymerními materiály jsou velmi rozšířené. V předkládané práci je využíváno blendů PVC s NBR (akrylonitril-butadienový kaučuk) připravovaných mísením tavenin. Základem blendu je měkčené PVC, k němu je přidáno 10; 20 resp. 30 dsp NBR. Pro další zlepšení vlastností je využito síťování NBR pomocí síry (S) a urychlovačů CBS (N-cyklohexylbenzothiazol-2-sulfenamid) a TMTD (tetramethyltriuramdisulfid). Vliv přídavku a síťování NBR byl hodnocen na základě změny mechanických vlastností, tepelné stability, tepelné a chemické odolnosti. Cílem práce je nalezení vlivu vybraných přísad nejen na mechanické vlastnosti, ale i na olejivzdornost a otěruvzdornost.

126 - Ústav inženýrství pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Blanka Forejtová M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Nanostruktury a mikrostruktury na polymerech PC a PTFE  detail

Nanostruktury a mikrostruktury na polymerech PC a PTFE 

Tato práce se zabývá přípravou tenkých filmů poly (L-mléčné kyseliny) s  uspořádanými strukturami na dvou typech polymerů – PC a PTFE. Tyto uspořádané struktury, které mohou mít hexagonální tvar, morfologii „včelí“ plástve či sítě, mohou sloužit jako buněčný scaffold, což hraje zásadní roli při buněčné adhezi, proliferaci a diferenciaci. Poly (L-mléčná kyselina) je díky svým vlastnostem (excelentní biokompatibilita a biodegradabilita) řazena mezi slibné substráty k přípravě těchto nosičů pro tkáňové inženýrství.  Tenké porézní filmy na plazmaticky modifikovaných i nemodifikovaných vzorcích PC a PTFE  byly připravovány za normálních okolních podmínek (laboratorní teplota, relativní vzdušná vlhkost) metodou fázové separace (IPS), kdy na jednotlivých substrátech došlo k tvorbě texturovaných povrchů vlivem odpařování rozpouštědel z roztoku PLLA/chloroform/metanol. Připravené porézní filmy z PLLA byly dále studovány vhodnými analytickými metodami (AFM, XPS, goniometrie, konfokální mikroskopie, SEM). Bylo zjištěno, že velikost vzniklých struktur na povrchu polymeru závisí na době plazmatické modifikace, volbě použitých rozpouštědel a jejich vzájemném poměru.
2 Bc. Prokop Horník M2 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Příprava grafenu metodou silicidace struktury kov/SiC detail

Příprava grafenu metodou silicidace struktury kov/SiC

Grafén v posledních letech zažívá stále sílící uplatnění v mnoha sférách a to pro jeho skvělé elektronické, mechanické a fotonické vlastnosti. Pro přípravu grafénu se používá několik různých metod. Jednou z nich je silicidace struktury kov/SiC, tato metoda byla využita i v této práci. Zde se využívá reakce napařeného kovu se substrátem SiC při tepelném namáhání a následného vysrážení grafénu na povrchu kovu při chladnutí. Napařena byla kombinace dvou kovů s rozdílnou rozpustností uhlíku v různých molárních poměrech. První byl napařen nikl nebo kobalt a následně měď nebo germanium. Struktury s molárními poměry 2,5/97,5, 5/95, 30/70 a 40/60 byly následně žíhány při teplotách od 800 do 1000°C po dobu 10, 60, 300s. K vyhodnocení grafénových vrstev byla použita Ramanova spektroskopoie.
3 Bc. Jaromír Háša M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Plazmonem asistovaná litografie a chemická strukturace substrátů ušlechtilých kovů pro další bioaplikace detail

Plazmonem asistovaná litografie a chemická strukturace substrátů ušlechtilých kovů pro další bioaplikace

V této práci byla vyvíjena metoda strukturování tenkých polymerních vrstev pomocí plasmonově indukované litografie. Jedná se o novou, rychlejší a jednodušší metodu tvorby 3D mikrotopografie na polymeru, než strukturovaní pomocí masky nebo klasické litografie. Jako plasmonově aktivní substrát byla použita vrstva nanočástic stříbra, absorbující v oblasti 450 nm, na kterou byla nanesena tenká vrstva polystyrenu nebo polykaprolaktonu. Při tvorbě struktur byl použít laser s odpovídající vlnovou délkou. Interakcí se substrátem dochází k lokálnímu zahřívání a redistribuci hmoty na základě Marangoniho jevu. Nastavováním parametrů posunu laseru byla zjištěna jejich závislost na výslednou amplitudu a periodicitu vznikajících struktur a byla ověřena pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Dále byl polymerní povrch zkoumán pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a UV-Vis spektroskopie. Efekt mikrotopografie na orientace buněk byl zkoumán na myších fibroblastech L929. Byl prokázán velký vliv mikrostrukturace na buněčnou odpověď. Plasmonová litografie má tudíž velký potenciál využití v oboru tkáňového inženýrství.
4 Bc. Kateřina Kovaříková M2 doc. Ing. Jakub Siegel, Ph.D. Elektrochemická syntéza stříbrných nanočástic  detail

Elektrochemická syntéza stříbrných nanočástic 

Tato práce se zabývá syntézou stříbrných nanočástic elektrochemickou cestou. K úspěšné syntéze je klíčová volba procesních podmínek. V této práci byl studován vliv pH elektrolytu, teploty, napětí a vzdálenosti elektrod při elektrolytickém rozpouštění stříbra na vznik nanočástic. K charakterizaci připravených částic byly použity metody analýzy velikosti, distribuce velikosti, morfologie a koncentrace nanočástic metodami transmistní elektronové mikroskopie (TEM), dynamického rozptylu světla (DLS), UV-VIS spektroskopie, a atomové absorpční spektrometrie (AAS). Nejlepších výsledků z hlediska koncentrace částic bylo dosaženo při nastavení těchto parametrů: 0,4 mM roztok citronanu sodného, vzdálenost elektrod 4 cm, napětí 15 V, doba depozice 30 minut a  za průměrné teploty  95,2 °C.
5 Bc. Veronika Lacmanová M2 Ing. Alena Řezníčková, Ph.D. Příprava a charakterizace tenkých měděných vrstev detail

Příprava a charakterizace tenkých měděných vrstev

Tato práce se zabývá přípravou tenkých měděných vrstev katodovým naprašováním na polytetrafluorethylen (PTFE) a studiem jejich vlastností. Část vzorků byla po depozici tepelně namáhána při teplotě 300 °C po dobu 1 hod. Vlastnosti měděných vrstev před a po žíhání byly studovány pomocí gravimetrie, goniometrie, UV-Vis spektroskopie, měření plošného odporu, rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Výsledky z gravimetrie ukazují, že s rostoucí dobou depozice roste tloušťka naprášené vrstvy mědi. Smáčivost povrchu roste s dobou depozice a v průběhu stárnutí klesá. Zatímco u tepelně namáhaných vzorků se smáčivost s dobou depozice ani s dobou stárnutí příliš nemění.UV-Vis spektra vykazují typické chování pro bulkovou měď (SPR 570 nm), tato charakteristika se tepelným namáháním ztrácí. Z výsledků XPS analýzy lze vidět, že s rostoucí dobou depozice roste koncentrace Cu a O na povrchu a zároveň klesá koncentrace F. S rostoucí dobou depozice roste také vodivost a dochází ke vzniku elektricky souvislé vrstvy, v případě tepelného namáhání dochází jen k mírnému zvýšení elektrické vodivosti. Působením tepelného namáhání se také mění morfologie povrchu a dochází ke změnám uspořádání vrstvy mědi na povrchu.


6 Elizaveta Mutylo B3 prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc. Vliv přídavku chitosanu na stabilitu stříbrných a zlatých nanočástic. detail

Vliv přídavku chitosanu na stabilitu stříbrných a zlatých nanočástic.

Narůstající rezistence mikroorganismů k antibiotikům je označena jako prioritní celosvětový problém, který ohrožuje lidské zdraví a způsobuje rozsáhlé ekonomické škody. Ztráta účinnosti antibiotik vede k hledání alternativních antibakteriálních látek, které by měly zabraňovat vzniku odolnějších bakterií. Jedním z takových řešení je využití kovových nanočástic. Je obtížné připravit stabilní a sterilní roztoky nanočástic. Ve snaze vyvinout účinné, netoxické a stabilní roztoky s  nanočásticemi stříbra a zlata jsme sledovaly vliv přídavku chitosanu, který má vynikající biologické vlastnosti. Samotný chitosan vykazuje antibakteriální aktivitu, je rozpustný ve vodě při pH<6 a snadno chelatuje s kovovými ionty. Roztoky s nanočásticemi byly připraveny katodovým naprašováním do polyethylenglykolu. Připravené roztoky byly sterilizovány vlhkým vzduchem za zvýšeného tlaku. Stabilita a vlastnosti roztoků byly sledovány pomocí atomové absorpční a UV-Vis spektroskopie. Tvar a velikost nanočástic byla zjištěna pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Testy antibakteriálních vlastností byly provedeny in vitro na bakteriálních kmenech E. coli a S. epidermidis. Bylo zjištěno, že roztoky s přídavkem chitosanu jsou stabilnější a lze je sterilizovat.
7 Bc Klára Neznalová M2 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Modifikace povrchu polymerů uhlíkovými nanovlákny detail

Modifikace povrchu polymerů uhlíkovými nanovlákny

Tkáňové inženýrství je perspektivní vědní obor, který se snaží vyvíjet stále nové materiály, které budou organismem dobře přijímány a nahradí tak dnešní transplantace orgánů nebo umělé trvalé implantáty. Tyto materiály slouží jako podklad pro tvorbu nové tkáně, tzv. scaffoldy a je žádoucí, aby byly atraktivní pro růst buněk. Vhodnými adepty jsou polymerní substráty. Aby bylo možné polymerní materiály takto aplikovat, musí se jejich povrch vhodně modifikovat. Cílem této práce byla příprava polymerních fólií modifikovaných Ar plazmatem a následně roubovaných v suspenzi uhlíkových nanovláken. Změny povrchové smáčivosti v průběhu stárnutí byly studovány goniometricky měřením kontaktních úhlů, povrchová morfologie a drsnost byla analyzována metodou AFM a chemické složení povrchu bylo měřeno pomocí metody XPS.
8 Bc. Hoang Yen Nguyenová M2 Ing. Alena Řezníčková, Ph.D. Antibakteriální účinky stříbrných nanočástic ukotvených na polymer detail

Antibakteriální účinky stříbrných nanočástic ukotvených na polymer

Tato práce se zabývá antibakteriálními účinky nanočástic stříbra ukotvených na polymer. Na plazmaticky aktivovaný povrch polyethylentereftalátu (PET) byly přes bifenyl-4,4’-dithiol (BPD) vázány stříbrné nanočástice (AgNP), které byly připraveny 3 různými metodami: (i) chemickými-AgNPCH, (ii) fyzikálními-AgNPF a (iii) elektrochemickými-AgNPE. U takto modifikovaných vzorků byl sledován vliv metody přípravy AgNP na povrchové a antibakteriální vlastnosti PET. Antibakteriální účinky AgNP byly testovány vůči 2 bakteriálním kmenům, a to Escherichia Coli a Staphylococcus Epidermidis. Pro studium povrchových vlastností byl modifikovaný PET podroben měření smáčivosti, mikroskopie atomárních sil (AFM) a rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Ze snímků AFM bylo patrné navázání thiolových skupin i nanočástic střibra, což potvrdily i výsledky měření XPS. Po ukotvení AgNP byla smáčivost povrchu vyšší než po roubování BPD. Kontaktní úhel po roubování BPD na PET byl 90,8°, po následném navázání AgNPCH a AgNPE se jeho hodnota snížila skoro o 10°. V případě AgNPF kontaktní úhel nabýval hodnoty 45,1°, povrch substrátu tedy vykazoval smáčivost nejvyšší.
9 Bc. Daniel Samec M2 Ing. Kateřina Kolářová, Ph.D. Využití chitosanových filmů k přenosu kovových nanostruktur detail

Využití chitosanových filmů k přenosu kovových nanostruktur

Tento výzkum je zaměřen na přenos kovových nanostruktur (Ag, Au, Pt) z křemenného substrátu na chitosanové filmy sloužící jako přenosné médium. Metodou dewetting jsem vytvořil tzv. nanoislands na pevném křemenném substrátu a po nanesení chitosanového roztoku jsem metodou sloupávání připravil tenké filmy s obsahem kovových nanostruktur. Dále jsem se pokusil přenést tyto nanostruktury metodou extrakční repliky a pomocí aplikace par peroxidu vodíku – VPHP (Vapour Phase Hydrogen Peroxide). Tento optimalizovaný postup má potenciál i u přenosu grafénových vrstev. Poznatky z této práce mohou nalézt uplatnění kromě jiného i ve zdravotnictví, např. v oblasti spojené s krytím ran. Chitosanové filmy slouží jako vynikající substrát k uchování zmiňovaných nanočástic pro další použití.
10 Bc. Zuzana Smejkalová M2 Ing. Ondřej Kvítek Ph.D. Modifikace polymerních substrátů pro řízení struktur růstu buněk detail

Modifikace polymerních substrátů pro řízení struktur růstu buněk

Cílem práce bylo upravit povrchy vybraných polymerů tak, aby umožnily buněčnou adhezi a růst v požadovaných strukturách v mikroskopickém měřítku. K tomuto účelu posloužila technika dvourozměrného mikrostrukturování. Pro modifikaci PTFE a PLLA byly použity kovové mikrostrukturované masky různých rozměrů, které částečně zakrývaly substráty. PTFE byl modifikován za použití hliníkových masek větších rozměrů Ar plazmatem.  Na substrát PLLA byla za použití ocelových masek menších rozměrů napařena uhlíková vrstva. Na ošetřené vzorky byla nanesena kultura myších fibroblastů linie L929 a za pomocí fluorescenčního mikroskopu bylo sledováno osídlení povrchu. Změny v povrchové morfologii substrátů byly sledovány konfokálním mikroskopem. Výrazná ablace byla pozorována v případě PTFE leptaného plazmatem, s čímž koresponduje i gravimetrické měření. Tloušťka odstraněné vrstvy PTFE je rostoucí funkcí doby expozice. Stejnou metodou byl stanoven hmotnostní přírůstek C na PLLA. Zde lze dojít k závěru, že s klesající vzdáleností vzorku od elektrody narůstá hmotnost napařeného C na jednotku plochy vzorku. Z UV-Vis spektroskopie je patrný nárůst optické absorpce s klesající vzdáleností vzorku od elektrody. Změny v absorbanci PTFE ošetřeného plazmatem nebyly pozorovány.
11 Andriy Trelin B3 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. New methods of graphene transfer and their applications  detail

New methods of graphene transfer and their applications 

In the current presentation the advanced methods of monolayer graphene transfer will be shown, such as graphene transfer on flexible and biodegradable polymeric substrate, patterned graphene transfer, chemically modified graphene transfer, etc. As the next step of development, laser-induced periodical structures was created on surface of graphene-PMMA-Fast Red composite, which has potential for further applications in liquid crystal displays and sensors.
12 František Vaněk B3 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Příprava tenkých grafitových vrstev blížících se svými vlastnostmi grafenu detail

Příprava tenkých grafitových vrstev blížících se svými vlastnostmi grafenu

Cílem práce je optimalizovat podmínky přípravy systému kov-uhlík (Nikl napařený na SiO2, PMMA nanesenou metodou spincoating na 300nm SiO2 na Si wafer) tak, aby vzniklé vrstvy uhlíku vytvářely grafen (v idealním případe single layer). Práce je založena na tepelném formování vrstev niklu na SiO2, v kterém se při určité teplotě rozpustí uhlík z tepelně rozloženého PMMA původně umístěného  na povrchu. Během chladnutí kovu sesnižuje rozpustnost uhlíku v niklu, uhlík se segreguje na povrchu kovu a na rozhraní kov-podložka. Za vhodných podmínek se zde vytvářejí velmi tenké krystalické vrstvy uhlíku, které se mohou blížit svými parametry grafenu. Po odleptání vrstvy niklu zbyde vrstva několika-vrstvého grafenu na povrchu SiO2, kde při vhodném výběru tloušťky SiO2 je vizuálně vidět formovaná vrstva uhlíku.
13 Bc. Mariia Vereshchaka M2 Ing. Kateřina Kolářová, Ph.D Příprava celulózových nosičů kurkuminu detail

Příprava celulózových nosičů kurkuminu

Kurkumin je známý svým použitím v potravinářství, nicméně jeho účinky se také uplatňují  ve farmacii a lékařství. Problémem je jeho nízká biologická využitelnost. Kurkumin je foto- a termodegradovatelný na řadu chemických sloučenin, které mají odlišné vlastnosti. V rámci této práce byl připraven produkt teplotního rozkladu kurkuminu. Následně byly porovnány vlastnosti kurkuminu a připraveného degradačního produktu na celulózových nosičich. Rozdíl ve vlastnostech přípravených vzorků byl sledován pomocí UV-Vis, FTIR spektroskopii a antibakteriálních testů. Bylo zjístěno, že degradační produkt kurkuminu má mnohem přínosnějsí vlastnosti pro využití v medicíně.  
14 Bc. Marek Šubrt M2 Ing. Kateřina Kolářová, Ph.D. Příprava a vlastnosti polysacharidových filmů chitosan-methylcelulóza detail

Příprava a vlastnosti polysacharidových filmů chitosan-methylcelulóza

Tato práce se zabývá tvorbou a vlastnostmi kompozitních polysacharidových filmů Chitosan ‑ Methylcelulóza. Chitosan a methylcelulóza jsou přírodní polysacharidy, což je přímo předurčuje k použití v lidském těle. Například v oblasti drug-delivery systémů nebo v tkáňovém inženýrství. Z těchto dvou polysacharidů jsem tvořil kompozitní filmy o různých poměrech obou polysacharidů. Pro jejich rozlišení jsem oba polysacharidy barvil azobarvivy, která se váží k pevnou vazbou. Chitosan byl barven barvivem Direct Red 80 a methylcelulóza saturnovou žlutí. Na filmech jsem testoval zejména jejich rozpustnost. Filmy jsem ponechal několik dní namočené do pufrů o různé teplotě a pH. Tyto výluhy/roztoky jsem poté měřil pomocí UV-VIS spektroskopie, tak abych zjistil, jak se daný film chová v daném prostředí. Zjišťoval jsem, zda se rozpouštějí oba, pouze jeden, nebo žádný z polysacharidů v kompozitu a jak se navzájem polysacharidy ovlivní při určitém složení v rozdílném prostředí. Cílem bylo připravit kompozity s definovanými vlastnostmi ve fyziologickém prostředí pro tkáňové inženýrství.

143 - Laboratoř informatiky a chemie

148 - Ústav chemické technologie restaurování památek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Pavel Holec M2 Ing. Jan Krejčí Možnosti konsolidace archeologického jantaru detail

Možnosti konsolidace archeologického jantaru

Cílem této práce bylo vyhodnotit vliv vybraných organických rozpouštědel a konsolidačních prostředků na stav jantaru a následně navrhnout vhodný postup konsolidace jantarových předmětů. Při konsolidaci jantaru se obvykle používá natírání nebo máčení jantaru v roztoku konsolidantu. Rozpouštědly těchto konsolidantů bývají ve většině případů látky, ve kterých je však částečně rozpustný i samotný jantar. Z tohoto důvodu byla první část výzkumu věnována zkoumání míry degradačního vlivu vybraných čistých rozpouštědel na jantar. Cílem tohoto zkoumání bylo najít takové rozpouštědlo, které by dobře rozpouštělo konsolidant a zároveň co nejméně rozpouštělo jantar. S přihlédnutím k získaným informacím a odborné literatuře byly následně vybrány konsolidační látky a byly zkoumány jejich konsolidační schopnosti. Záměrem druhé části experimentu bylo najít vhodnou dvojici rozpouštědlo-konsolidant, která by nejlépe splňovala moderní podmínky konzervování a restaurování jantarových památek. Třetí a poslední částí výzkumu byla aplikace konsolidačního systému rozpouštědlo-konsolidant, který v předchozích experimentech dosáhl nejlepších výsledků, na archeologické jantarové korálky.
2 Kateřina Kouřilová B4 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Restaurování dámských hedvábných střevíčků detail

Restaurování dámských hedvábných střevíčků

Restaurování hedvábných střevíčků proběhlo v roce 2016 v rámci Semestrální práce III v restaurátorských dílnách VOŠTŘ, Praha 1. Jedná se o dámské lodičky s podpatkem světlezelené barvy datované do poslední třetiny 19. století. Na přední straně jsou zdobené mašlí, která je doplněna paličkovanou krajkou, na jedné z lodiček je dochována stuha na zavazování kolem kotníku. Střevíčky jsou zhotoveny z hedvábného atlasu a usně, která tvoří vnitřní část střevíčků, hrubší useň tvoří podrážky. Střevíčky byly  čištěny mechanicky pomocí štětců a houby Cleanmaster, lokálně byly čištěny destilovanou vodou. Poškozené boční strany střevíců byly podloženy obarvenou hedvábnou tkaninou a skeletovány, stejně tak vnější patové části. Dále byly vyrovnány krajky a byla demontována stuha sloužící k uvázání střevíce. Ta byla v místě poškození překryta hedvábnou krepelínou, skeletována a přichycena na původní místo. Z obarvené hedvábné stuhy byla vytvořena náhrada pro druhý střevíc. Dále byly krepelínou překryty poškozené okraje střevíčků, byla odstraněna stará inventární čísla a na závěr byl svrchní atlas lokálně konsolidován 2% roztokem Tylose MH 6000. Do špiček bot byly vytvořeny vycpávky a následně byly střevíčky uloženy do krabice z nekyselého kartonu Klug.
3 Nela Kýrová B4 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Restaurování domácí obuvi ze zámku Jemniště detail

Restaurování domácí obuvi ze zámku Jemniště

Dámská obuv ze sbírek Národního památkového ústavu byla restaurována v akademickém roce 2016/2017 pod odborným vedením paní restaurátorky Bc. Pavlíny Koubové, DiS. Domácí obuv je datována do období 2. poloviny 19. století až k počátku 20. století a je ušita ze široké řasené hedvábné stužky, která je na bocích zdobena vyšívanou hedvábnou a dracounovou aplikací. Restaurování obuvi spočívalo v čištění a následné skeletáži trhlin. Restaurátorská zpráva je doplněna o podrobnou fotodokumentaci jednotlivých zásahů a vypracovaný textilně-technologický a umělecko-historický průzkum. Na závěr byla obuv uložena v krabici z nekyselého kartonu a zároveň byly doporučeny podmínky pro vhodné uložení a expozici.  


4 Bc. Ondřej Limpouch M1 Ing. Michal Novák, Ph.D. Vliv plastifikátorů na malty na bázi románského cementu s různými plnivy detail

Vliv plastifikátorů na malty na bázi románského cementu s různými plnivy

Románský cement je materiál objevený na konci 18. stol. který našel největší využití zejména v 19 stol. ve stavebnictví. Práce se zabývá vlivem plastifikátoru na malty na bázi románského cementu s ostrohranným plnivem nebo s plnivem s oblými zrny. Plnivo s oblými zrny je méně náročné na množství záměsové vody kvůli menšímu povrchu zrn, než je tomu u ostrohranných plniv, což vede k vyšší plasticitě připravené malty se stejným vodním součinitelem. U připravených čerstvých malt byla zkoumána konzistence, u 1 a 3 měsíce stárnutých malt mechanická odolnost a charakteristika systému pórů. Malty s plnivem s oblými zrny obsahují díky své počáteční vyšší plasticitě menší množství velkých pórů, což je činí méně odolnými proti působení krystalizačních tlaků vodorozpustných solí a vody. Plastifikátor, jakožto přísada zvyšující plasticitu malty, výrazněji zvyšuje pevnost malt s plnivem s oblými zrny. Po přidání plastifikátoru dochází k sjednocení distribuce velikosti pórů obou typů malt. Plastifikátor výrazně zlepšuje mechanické vlastnosti u obou typů malt, proto bych doporučil jeho použití u obou typů malt.
5 Bc. Kateřina Mlsnová M1 Ing. Zuzana Zlámalová Cílová, Ph.D. Studium skleněných předmětů vykazujících crizzling z období 17. - 19. století detail

Studium skleněných předmětů vykazujících crizzling z období 17. - 19. století

Poškození skleněných předmětů v důsledku koroze může mít mnoho podob a jedním z nich je crizzling. Tento termín označuje síť prasklin v povrchu předmětu, doprovázenou odlupováním šupinek zkorodovaného skla, tak dochází ke ztrátě materiálu až celkovému rozpadu předmětu. Tento jev je popisován hlavně u sodno-draselných skel z období baroka, ale můžeme jej nalézt i na předmětech z období mladších např. 19. století. Práce se zabývá dokumentací stavu předmětů se známkami crizzlingu a to především pomocí optické mikroskopie. Na základě výsledků optického pozorování a odborné literatury byly předměty zařazeny do skupin podle různé míry poškození a tedy ohrožení. Dále bylo studováno složení korozních produktů na povrchu skla metodami SEM/EDS a XRD. Předměty byly čištěny destilovanou vodou a celý proces byl kontrolován měřením vodivosti roztoků. S pomocí literatury byly tedy navrženy postupy čištění pro restaurátorskou praxi, způsob konsolidace a navrženy podmínky uložení předmětů.
6 RNDr. Milena Nečásková B3 Ing. Klára Drábková Vlastnosti zlacení na mixtion a na instacoll detail

Vlastnosti zlacení na mixtion a na instacoll

V restaurátorské praxi se používají dva způsoby zlacení architektonických prvků v exteriéru, zlacení na mixtion a zlacení na Instacoll. Podstatou obou technik je pokládání tenkého zlatého plátku na povrch pozlacovaného objektu, natřeného vrstvou adheziva. Mixtion je tradiční adhezivum na bázi částečně polymerovaného lněného oleje, Instacoll je moderní adhezivum na bázi akrylátů. Zlacení na mixtion je technikou převažující, zlacení na Instacoll se zvolna prosazuje. Cílem páce bylo porovnání základní vlastnosti obou druhů zlacení z hlediska optické stálosti a z hlediska přilnavosti k podkladu. Vzorky zlacení oběma technikami byly připraveny na novém ocelovém plechu a na novém i patinou pokrytém měděném plechu. Část vzorků byla stárnuta v exteriéru, další byly uměle stárnuty pod UV zářením a v klimatické komoře.  Měřena byla barevnost a lesk vzorků před i po stárnutí. Soudržnost zlacení byla zjišťována zkouškou přilnavosti odtrhem a mřížkovou zkouškou. Zlacení na Instacoll má vyšší lesk nežli zlacení na mixtion, ale tuto výhodu časem ztrácí. Z hlediska soudržnosti se jeví jako pevnější zlacení na Instacoll. Krizovým místem přilnavosti je u zlacení na Instacoll styčná plocha podložky a podkladového nátěru, u zlacení na mixtion je to plocha mezi zlatem a adhezivem.


7 Bc. Lucie Prchalová M2 doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič Mikrobiologický průzkum zámecké knihovny v Náchodě detail

Mikrobiologický průzkum zámecké knihovny v Náchodě

Zámecká knihovna v Náchodě obsahuje téměř dvacet pět tisíc svazků, které jsou vystaveny nepříznivému vlivu působení mikroorganismů. V této práci byl proveden komplexní mikrobiologický průzkum knihovny. S využitím aeroskopu a sedimentační metody byl vyšetřen vzduch v místnosti a z archiválií byly provedeny mikrobiologické stěry. Vyšetřovaný vzduch nepřekročil limity dané normou pro pobytové místnosti a stěry byly vyhodnoceny jako negativní. Na základě tohoto výsledku bylo doporučeno knihovně dodržovat základní hygienický režim a přebalení archiválií do nových archivních krabic.
8 Veronika Tománková B4 Ing. Klára Drábková Restaurování dámských rukávců detail

Restaurování dámských rukávců

Rukávce jsou majetkem VŠCHT Praha a byly restaurovány v akademickém roce 2016/2017 v rámci Semestrální práce V. Rukávce jsou spodní část lidového kroje, jedná se o krátkou košili s nabíranými dlouhými rukávy. Datovány byly do období 20. let 20. století jako část slováckého kroje z oblasti Dolňácka. Rukávce byly celkově zašedlé a zmačkané, lokálně se objevovaly hnědé a oranžové skvrny. Jeden kovový háček a očko byly zkorodované. Na několika místech byly povolené švy. Ve výšivce a v ploše tylu se vyskytovaly četné perforace. Nejprve byl demontován zkorodovaný háček a očko, které byly konzervovány samostatně. Rukávce byly běleny v lázni tetrahydridoboritanu draselného a poté čištěny mokrou cestou ve vodní lázni s přídavkem detergentu Syntapon L. Kovové zapínání bylo po konzervování znovu přišito na původní místo. Poté byly bavlněnými nitěmi přišity uvolněné švy, vrapování na obou rukávech, odpáraný tyl na zadním díle průkrčníku a uvolněné všití bočních klínů v pasové linii. Perforace v ploše tylu byly doplněny tylovým stehem jemnými bavlněnými nitěmi. Perforace na dírkové výšivce byly podloženy jemným bavlněným plátnem a skeletovány nití taženou z organzy. Pro adjustaci byla vytvořena vycpávka z neběleného bavlněného plátna a vatelínu, rukávce byly uloženy do krabice z kartonu Klug.
9 Anna Triščová B4 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Restaurování vyšívané taštičky Marie Riegrové-Palacké detail

Restaurování vyšívané taštičky Marie Riegrové-Palacké

Předmětem restaurátorského zásahu je vyšívaná taštička na dopisy z 80. let 20. století, původně patřící Marii Riegrové-Palacké. Taštička je obdélníkového tvaru s trojúhelníkovou patkou, tvoří ji dvě kapsy, je vyztužená kartonem a zdobená výšivkou s florálními motivy. V rámci restaurátorské práce byl proveden umělecko-historický průzkum, který měl přiblížit funkci taštičky a vazbu k majitelce, dále textilně technologický průzkum (identifikace vazeb a materiálů, střihová dokumentace, dokumentace poškození a rozbor ozdobných prvků) a následně samotný restaurátorský zásah. Zajímavým prvkem restaurátorského zásahu bylo konzervování kartonu. Karton byl čištěn pryžemi a fixován japonským papírem pod dohledem Ing. Lenky Bartlové v Národním archivu. Taštička byla čištěna za sucha odsáváním prachových částic a tupováním houbou Wallmaster a následně mokrou cestou, kdy byla stírána vlhčenými vatovými tyčinkami. Trhliny ve vrchním materiálu taštičky byly zafixovány pomocí skeletování na hedvábnou tkaninu dobarvenou do požadovaného odstínu. Na závěr restaurátorské práce byla pro taštičku zvolena adjustace ve formě krabičky s vyjímacím dnem. Restaurátorské práce probíhaly v restaurátorské dílně na Vyšší odborné škole textilních řemesel a Střední umělecké škole textilních řemesel v Praze.
10 Mgr. Michaela Závadská B3 Bc. Veronika Šulcová, DiS. Restaurování civilního vějíře s pouzdrem Emy Destinnové detail

Restaurování civilního vějíře s pouzdrem Emy Destinnové

Restaurování civilního vějíře s pouzdrem Emy Destinnové Vějíř s pouzdrem ze sbírek Národního muzea (Inv. č. H6D-5328) byl restaurován v rámci předmětu Semestrální práce III. pod odborným vedením restaurátorky s licencí a pedagogů z VŠCHT Praha – ÚCHTRP. Byl proveden důkladný průzkum obou předmětů. Restaurátorský zásah spočíval v čistění, lepení žebra skeletu a potahu pouzdra, podlepování v rámci zajištění ústřední části listu vějíře a vyhotovení vhodné adjustace. Výběr vyhovující technologie podlepování byl podmíněn dostatečným testováním adheziva (Klucel G, Mowilith DS 5/2, Tylose MH 6000, Beva Gel), nosného materiálu (textilie, japonský papír) a technologických postupů lepení. Demontáž listu (od skeletu) umožnila jeho vyčištění na stole se spodním odtahem pomocí 2% roztoku anionaktivního tenzidu. Díky zvolenému technologickému postupu nanášení „za mokra“, adhezivu (Klucel G 8 % roztok) a nosnému materiálu (japonský papír RK-00 Kouzo 3,5 g/m2) byl v největší možné míře zachován charakter tkaniny včetně skladů. Předmět byl adjustován v krabici z neutrální lepenky Klug s vnitřním, tvarově upraveným lůžkem z vrstveného pěnového PE.
11 Eliška Špotová B3 Ing. Klára Drábková Restaurování pohřebních šatů detail

Restaurování pohřebních šatů

Předmětem restaurování byly pohřební šaty z krypty kostela Panny Marie Vítězné v Karmelitské ulici z přelomu 17. a 18. století. Šaty byly čištěny mokrou cestou. Při restaurování byla použita kombinace konsolidace šitou skeletáží a podlepem - vzhledem k rozdílným výhodám obou postupů - k dosažení výsledku, který vyhovoval restaurovaného předmětu nejvíce.


215 - Ústav technologie ropy a alternativních paliv

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Katarína Balabánová M2 Ing. Martin Staš, Ph.D. Selektivní hydrorafinace biooleje z pyrolýzy biomasy detail

Selektivní hydrorafinace biooleje z pyrolýzy biomasy

Vzhľadom na obmedzené množstvo svetových zásob ropy a na zvyšujúce sa nároky na životné prostredie sa v posledných rokoch dostáva do popredia biomasa ako obnoviteľný zdroj energie. Táto práca sa zatiaľ teoreticky zaoberá možnosťou spracovania biomasy pyrolýzou za vzniku bio-oleja, ktorý však vzhľadom na jeho vlastnosti nie je možné použiť ako fosílne palivo. Preto sa zaoberá aj možnosťou vylepšenia týchto vlastností a stability bio-oleja hydrodeoxygenáciou, kde sa počas tohto procesu odstráni okrem iného veľké množstvo kyslíka za prítomnosti vhodných sulfidických katalyzátorov. Pri hydrodeoxygenácii bio-oleja je veľmi dôležitý vhodný výber katalyzátora a takisto aj zamedzenie možnosti deaktivácie katalyzátora. Záver práce obsahuje hodnotenie hydrogenovaného produktu ako aj príklad vedeckých výskumov v oblasti hydrogenácie bio-oleja.
2 Bc. Martina Hrušková M2 doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. Vliv teploty na stabilitu nízkoteplotních aditiv pro motorovou naftu detail

Vliv teploty na stabilitu nízkoteplotních aditiv pro motorovou naftu

Dieselová paliva určená pro pohon motorových vozidel musí splňovat příslušné jakostní specifikace. Motorová nafta tak musí splňovat jakostní parametry normy ČSN EN 590 a směsná motorová nafta s přídavkem methylesterů mastných kyselin minimálně 30 % obj. musí splňovat podmínky normy ČSN 65 6508. Tyto normy mimo jiné udávají limitní hodnoty pro nízkoteplotní vlastnosti, které je nutné během zimního období upravovat.  Úprava těchto vlastností se většinou provádí aditivací, tedy přidáním malého množství látky, která vylepší požadované vlastnosti. Aditiva používaná pro vylepšení nízkoteplotních vlastností mohou být teplotně nestabilní, což může negativně ovlivnit další sledovaný parametr paliv - oxidační stabilitu. Předkládaná práce se zabývá literární rešerší na toto téma a obsahuje informace o možnostech aditivace motorové nafty a směsné motorové nafty a možnostech stanovení oxidační stability těchto paliv.
3 Bc. Ravil Itikeev M2 Ing. David Kubička, Ph.D. MBA. Hydrorafinace biooleje z pyrolýzy biomasy detail

Hydrorafinace biooleje z pyrolýzy biomasy

Pуrоlýzní biооlej je perspektivní аlternаtivоu fоsilních pаliv а v sоučаsné dоbě vstupuje jаkо prоdukt nа trh tоpnéhо оleje. Nа rоzdíl оd rоpných prоduktů, které оbsаhují převážně uhlоvоdíkу, biооlej оbsаhuje kyslíkaté slоžkу, jаkо kаrbоxуlоvé kуselinу, аldehуdу, ketоnу, furfurаlу, cukrу а slоučeninу оdvоzené оd ligninu. Chemická stаbilitа biооleje je proto оbecně nízká а závisí nа druhu vstupní surоvinу (biоmаsу) а pоdmínkách pуrоlýzу. Zlepšení slоžení а vlаstnоstí biооleje může být dоsаženо zprаcоváním celéhо оleje hуdrоgenаcí. Prоblémem hydrogenačního zprаcоvání je tо, že pуrоlýzní оlej je směs látek s velmi rozdílnou reaktivitou, které tak vуžаdují různé reakční pоdmínkу a katalyzátory pro dosažení maximální účinnosti.  V současnosti jsou pro zpracování bioolejů studovány převážně sulfidické a kovové katalyzátory, na něž se zaměřuje tato práce.
4 Bc. Milan Janák M1 Ing. David Kubička, Ph.D. MBA. Studium vlivu přípravy Mg-Al a Mg-Fe hydrotalcitů na jejich strukturní a acidobazické vlastnosti detail

Studium vlivu přípravy Mg-Al a Mg-Fe hydrotalcitů na jejich strukturní a acidobazické vlastnosti

Hydrotalcity jsou v současnosti intenzivně studovanou skupinou materiálů v mnoha oborech. V katalýze se uplatňují především jako acidobazické katalyzátory. Nejčastěji se připravují koprecipitační metodou, která je finančně, časově a přístrojově poměrně nenáročná. Lze je však rovněž syntetizovat sol-gel či hydrotermální metodou. Náplní této práce je příprava  Mg-Al a Mg-Fe hydrotalcitů různými metodami přípravy, následné vyhodnocení a porovnání připravených materiálů.
5 Bc. Lukáš Kejla M1 Ing. Jiří Kroufek, Ph.D. Stanovení sirných sloučenin v produktech hydrorafinace středních destilátů detail

Stanovení sirných sloučenin v produktech hydrorafinace středních destilátů

Obsah síry je v současnosti jedním z nejsledovanějších parametrů při hodnocení středních ropných destilátů. Spálením sirných sloučenin vzniká oxid siřičitý, který má negativní vliv na životní prostředí. Sirné sloučeniny navíc působí jako katalytické jedy pro katalyzátory na bázi vzácných kovů. Současná norma ČSN EN 590 udává maximální obsah síry v motorových naftách 10 mg.kg-1 a je pravděpodobné, že se tato hodnota bude ještě s postupem času snižovat. Cílem této práce je shrnutí a porovnání metod stanovení velmi nízkých koncentrací síry a sirných sloučenin ve středních destilátech. V případě stanovení celkového obsahu síry byly porovnány metody ultrafialové fluorescence a vlnově-disperzní rentgenové fluorescenční spektrometrie. Pro stanovení obsahu sirných látek byly porovnány způsoby provedení plynové chromatografie s použitím různých selektivních detektorů.
6 Bc. Eliška Křížová M2 doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. Stanovení zvyšovačů cetanového čísla v motorové naftě detail

Stanovení zvyšovačů cetanového čísla v motorové naftě

Cetanové číslo (CČ) představuje jeden ze základních parametrů motorových naft. Tento parametr ovlivňuje mnoho provozních parametrů motoru např. emise, studený start, hlučnost motoru nebo i spotřeba paliva. S tím jak rostou požadavky na emisní normy je potřeba také zvyšovat CČ. Nejčastěji se využívá přídavku zvyšovačů CČ. Celosvětově nejpoužívanějším zvyšovačem je 2-ethylhexyl nitrát, jehož koncentrace se v ČR stanovuje metodou dle normy ČSN EN ISO 13759. Metoda spočívá v reakci kyseliny dusičné s 2,4-dimethylfenolem. Po úpravě vzorku se měří absorpce světla při vlnové délce 452 nm. Jedná se o metodu vcelku časově náročnou. Ke stanovení koncentrace zvyšovačů lze však využít i další analytické metody založené na jiných principech. Cílem práce je popis a porovnání různých analytických metod využívaných pro stanovení CČ.
7 Bc. Eliška Lyko Vachková M2 Ing. František Rejl, Ph.D. Hydraulické a transportní charakteristiky výplně N250 za podmínek destilace systému C6/C7 detail

Hydraulické a transportní charakteristiky výplně N250 za podmínek destilace systému C6/C7

V rámci této práce byl testován provoz nové destilační kolony o vnitřním průměru 300 mm za sníženého tlaku. Byla naměřena hydraulická a transportní data, tlaková ztráta a výška výplně ekvivalentní teoretickému patru (HETP), plněného lože při destilaci organické směsi cyklohexan/n-heptan za tlaku 33 kPa na ocelové strukturované výplni RMP N 250Y firmy RVT s geometrickou plochou 250 m2/m3. Získaná data byla porovnána s daty naměřenými se stejným systémem na ekvivalentní výplni Mellapak 250Y firmy Sulzer za podmínek atmosférické destilace.
8 Bc. Petr Pozděna M1 Ing. Petr Straka, Ph.D. Studium účinku depresantů ve směsích HVO s motorovou naftou. detail

Studium účinku depresantů ve směsích HVO s motorovou naftou.

Hydrogenované rostlinné oleje (HVO) jsou zájmem intenzivního výzkumu, neboť představují ekologicky přijatelný zdroj uhlovodíků vroucích v rozmezí motorové nafty. Je však známo, že přídavek HVO do motorové nafty má za následek zhoršení teploty vylučování parafínů a bodu tekutosti. Na druhou stranu ovšem dochází ke zlepšení filtrovatelnosti. Cílem této práce bylo studium účinků depresantů na nízkoteplotní vlastnosti směsí HVO s motorovou naftou. Nejprve byly analyzovány vlastnosti neaditivovaných vzorků směsi motorové nafty a HVO. Poté byly zkoumány vlastnosti aditivovaných vzorků směsi motorové nafty, HVO a depresantu. Byly použity čtyři různě připravené HVO. První byl připraven za teploty 340 °C, tlaku 8 MPa na katalyzátoru CoMo/Al2O3. Druhý a třetí HVO byly připraveny na katalyzátoru NiMo/Al2O3 při tlaku 8 MPa a teplotách 340 respektive 360 °C. Čtvrtým byl komerční HVO získaný z procesu NExBTL. Jako depresant byl použit výrobek Infineum R288. Dalším bodem práce bylo studium chování směsí při nízkých teplotách pomocí polarizační mikroskopie.
9 Bc. Barbora Stajníková M1 doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. Aditiva pro zvýšení oktanového a cetanového čísla motorových paliv detail

Aditiva pro zvýšení oktanového a cetanového čísla motorových paliv

Cieľom tejto práce bolo zhromaždenie a spracovanie informácií o aditívach a ich množstvách, pridávaných do motorových náft a benzínov. Súčasťou je tiež popis vplyvu aditív na oktánové a cetánové číslo v palivách. Podľa Európskej normy pre motorové nafty, je požadované najmenšie cetánové číslo 51 jednotiek. Pomocou vhodných a účinných prídavkov, ako sú hlavne alkylnitráty a peroxidy, je možné toto číslo zvýšiť. Zvýšenie cetánového čísla závisí od jeho počiatočnej hodnoty a koncentrácie pridávaného aditíva. V prípade aditív na zvýšenie oktánového čísla automobilových benzínov sa dlho používali olovené prísady, ale kvôli toxicite olova boli zakázané. Ako alternatíva sa začali používať metyltercbutyl éter, ferocén a metylcyklopentadienyl mangán trikarbonyl, zatiaľ čo v leteckých benzínoch sa olovené prísady na zvýšenie oktánového čísla, používajú naďalej. Záver práce hodnotí popis efektivity účinku prídavkov na zvýšenie oktánového a cetánového čísla v palivách.
10 Bc. Daniel Stříbrný M1 Ing. Martin Staš, Ph.D. Oxidační stabilita motorové nafty s přídavkem biosložky detail

Oxidační stabilita motorové nafty s přídavkem biosložky

Motorová nafta dnes podle normy ČSN EN 590 obsahuje cca 7 obj. % biosložky FAME (fatty acid methyl ester - methyl ester mastných kyselin), které snižují oxidační stabilitu paliva. Produkty oxidace jsou karboxylové kyseliny, které způsobují korozi materiálu a vysokomolekulární látky, které mohou zanášet vstřikovací trysky a palivové filtry. Trendem dnešní doby je zvyšování obsahu biosložky v palivu, a proto se v této práci zabývám oxidační stabilitou nafty s různým množstvím biosložky.
11 Bc. Klára Čechová M1 Ing. Bc. Hugo Kittel, CSc. MBA. Možnosti uplatnění těžkého benzínu z FCC v rafinérských produktech detail

Možnosti uplatnění těžkého benzínu z FCC v rafinérských produktech

Součástí některých jednotek FCC je redestilace hlavního produktu, tj. krakového benzínu, na užší frakce specifických vlastností. Frakci tzv. těžkého benzínu z FCC, s destilačním rozmezím 150 – 210 °C, lze v rafinériích kromě standardního mísení do automobilového benzínu (BA) využít i jako komponentu pro výrobu motorové nafty (NM) a leteckého petroleje (PL). Cílem práce bylo posoudit tyto možnosti na základě vlastností reálných vzorků. V práci byl zpracován přehled rozhodujících vlastností uvedených paliv dle platných norem kvality. S použitím vzorků poskytnutých z rafinérie UNIPETROL v Kralupech n. Vlt. byly analyzovány důležité vlastnosti těžkého benzínu z FCC, základních frakcí používaných v rafinérii pro výrobu BA, NM a PL. Byly stanoveny vlastnosti uvedených finálních produktů a diskutovány základní limity pro mísení těžkého benzínu FCC, které se liší podle druhu paliva, do kterého je frakce přidávána. Z hlediska objemů je nejvýhodnější mísení těžkého FCC benzínu do NM. Těžký benzín z FCC zde do určité míry nahrazuje petrolejovou frakci, která pak může být využita k produkci leteckého petroleje. Z hlediska aktuálních cen, které jsou nejvyšší pro letecký petrolej, je nejvhodnější mísení těžkého benzínu do leteckého petroleje, kde ovšem existuje omezení vyráběného objemu.
12 Bc. Pavel Živný M1 Ing. Petr Straka, Ph.D. Stanovení vnitřní stability rop a jejich směsí detail

Stanovení vnitřní stability rop a jejich směsí

Předmětem práce bude stanovení stability dvou vzorků rop, příprava jejich směsí a posouzení stability těchto směsí pomocí metody S-value, spolu s kapkovou zkouškou. Vnitřní stabilita, která je úzce spjata s obsahem asfaltenů, je důležitou vlastností rop předurčující jejich chování při dopravě, čerpání a skladování. Asfalteny jsou za normálních podmínek v ropě přítomny ve formě koloidní suspenze, ve které jsou peptizovány aromatickými uhlovodíky a pryskyřicemi, čímž se udržují ve formě suspenze v olejové fázi. Problém může nastat v případě tepelného zatížení ropy anebo při jejím skladování, kdy dojde k porušení koloidů a vysrážení asfaltenů.  Jednou z metod stanovení vnitřní stability rop a jejich směsí je metoda S-value, kterou se dají získat údaje jak o stabilitě asfaltenů z hlediska míry jejich peptizace, tak i jejich peptizační kapacitě a rovněž peptizační síle maltenického podílu. Součástí práce je také literární rešerše na téma vnitřní stability ropných surovin a grafické vyhodnocení výsledků měření.

216 - Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Soňa Cyprichová M2 Ing. Siarhei Skoblia, Ph.D. Sledování produktů pyrolýzy stabilizovaného čistírenského kalu v závislosti na teplotě procesu                                                                             detail

Sledování produktů pyrolýzy stabilizovaného čistírenského kalu v závislosti na teplotě procesu                                                                            

Práce se zabývá studiem pyrolýzy vysušeného stabilizovaného čistírenského kalu (dále jen SČK). SČK může obsahovat řadu nebezpečných složek (např. těžké kovy, perzistentní organické látky, endokrinní disruptory atd.), které mohou při aplikaci kalu na půdu způsobit její kontaminaci. Při pyrolýze dochází k destrukci a transformaci zmíněných složek kalu za vzniku uhlíkatého zbytku (biocharu) s vysokým obsahem živin (N, P, K), vhodného pro aplikaci do půdy ve formě komplexního přípravku na zlepšení jejích vlastností. Práce prezentuje výsledky pomalé pyrolýzy vzorku sušeného SČK z ČOV v Brně, prováděné v laboratorním reaktoru při teplotách od 300 do 800 °C. Testy ukázaly, že podíl výtěžku biocharu poklesl ze 73,5 % hm. na 45,6 % hm. při nárůstu teploty z 300 na 800 °C. Podíl kapalného kondenzátu s rostoucí teplotou stoupal z 21,7 % hm. při 300 °C na maximální hodnotu 36,2 % hm při 500 °C a dále se zvyšující teplotou klesal. Podíl pyrolýzního plynu rostl ze 3,3 % hm. při 300 °C na 18,7 % hm. při 800 °C. Pro následné energetické zpracování SČK je nejvýhodnější provádět pyrolýzu při teplotě 300 °C, kdy se kal zbaví všech „nebezpečných“ vlastností a zároveň si zachovává maximální obsah energie. Pro zvýšení konverze energie do plynných produktů je vhodné použít teploty nad 500 °C.
2 Bc. Matěj Hušek M1 doc. Ing. Jan Malaťák, Ph.D. Nové možnosti využití odpadního papíru detail

Nové možnosti využití odpadního papíru

Tato práce na téma „Nové využití odpadního papíru“ se zabývá možností využití nerecyklovatelného papíru jako tuhého alternativního paliva.             Zkoumá papírové odpadní materiály z výroby, které pro své specifické vlastnosti (hydrofobní nátěr, velikost papírového vlákna aj.) již nemohou být znovu použity pro výrobu papíru nového. Papírové materiály pochází od společností PPL Sprint s.r.o. Hradec Králové a KRPA PAPER a.s. Hostinné. Změřené hodnoty byly vstaveny kritériím normy ČSN EN ISO 17225-6 6 pro pelety z homogenních směsí. Dále palivářským vlastnostem tradičních palivy – hnědo uhlí a topolové štěpky. Výsledky analýzy prokázaly, že v případě dodržení technických norem a emisních limitů, je možné použít nerecyklovatelné papírové materiály pro výrobu tepelné energie.
3 Bc. Jan Kulas M2 Ing. Marek Staf, Ph.D. Aplikace popílků z elektrostatických odlučovačů pro sorpci oxidu uhličitého detail

Aplikace popílků z elektrostatických odlučovačů pro sorpci oxidu uhličitého

Koncentrace skleníkových plynů se v atmosféře stále prokazatelně zvyšuje a většina odborné veřejnosti se shoduje na přímé vazbě mezi koncentrací GHG a klimatickými změnami. Z tohoto důvodu se Česká republika zavázala v rámci mezinárodních dohod snížit emise skleníkových plynů, a to zejména oxidu uhličitého. Aby bylo možné snížit emise CO2, je zapotřebí najít mimo jiné efektivní řešení záchytu CO2. Po vyhodnocení a kritickém uvážení možností, publikovaných v literatuře se jako vhodné řešení pro ČR jeví jedna z metod CCS, řadící se mezi post-combustion procesy. Důvodem volby je především možnost aplikovat postup na velký počet v ČR již stojících elektráren, využívajících především energetické hnědé uhlí. Touto technologii post-combustion záchytu je Carbonate looping (karbonátová smyčka). Cílem této práce je otestovat elektrárenské popílky z fluidních kotlů, které obsahují zbytkový uhličitan vápenatý, zda je možné jejich využití v technologii Carbonate looping. Pro srovnání budou ke stejnému účelu testovány i popílky z práškových kotlů, u nichž se předpokládá nikoli vazba CO2 na CaO, ale toliko fyzikální adsorpce. Druhým cílem je stanovení sorpční kapacity všech uvedených materiálů a podmínek jejich využitelnosti v technologii CCS.
4 Bc. Lucie Tomešová M2 Ing. Zdeněk Beňo, Ph.D. Stanovení stopových koncentrací sirných látek v plynech detail

Stanovení stopových koncentrací sirných látek v plynech

Problematika stanovování nízkých koncentrací sirných sloučenin v plynech je spojena především s rozvojem progresivních postupů výroby a využití syntetických plynných a kapalných paliv a s tím spojeným dlouhodobým vlivem stopových množství sirných látek na spolehlivost technologických zařízení a životnost aplikovaných katalyzátorů. Rovněž není možné opominout environmentální aspekty spojené se spalováním paliv obsahujících sirné látky. Uvedená práce je z tohoto důvodu zaměřena na sledování sirných látek v plynech ve velmi nízkých koncentracích. Pro sledování sirných látek v reálných vzorcích se používá plynová chromatografie (GC) v kombinaci se sirnými selektivními detektory. V práci jsou porovnány možnosti použití sirného chemiluminiscenčního detektoru (SCD) a plamenově fotometrického detektoru (FPD) pro stanovení sirných látek v plynných vzorcích.
5 Jan Vysloužil B3 Ing. Veronika Vrbová, Ph.D. Příprava impregnovaných adsorpčních materiálů pro záchyt CO2 detail

Příprava impregnovaných adsorpčních materiálů pro záchyt CO2

Jedním ze způsobů separace plynu ze směsi je jeho adsorpce na vhodném adsorpčním materiálu. Cílem této práce bylo získat adsorpční materiál, který zachytí CO2 ve vyšším množství, než jsou běžně komerčně dostupné materiály. Experimentální část byla založena na vytipování vhodného silikagelu pomocí měření BET povrchu, objemu adsorpčních pórů a distribuce jednotlivých pórů. Dalším cílem bylo zjistit nejefektivnější postup impregnace, pro získání vysokého obsahu impregnačního činidla v porézním systému daného adsorpčního materiálu. Takto připravený materiál byl testován pro sorpci oxidu uhličitého statickou i průtočnou metodou.
6 Bc. Klára Zálešáková M2 Ing. Marek Staf, Ph.D. Příprava sorbentů pyrolýzou odpadní biomasy detail

Příprava sorbentů pyrolýzou odpadní biomasy

Poptávka po sorbentech je ve světě velmi vysoká. V určitých oblastech jsou v tuto chvíli stávající neobnovitelné zdroje pro výrobu aktivního uhlí a koksu jako adsorbentu nenahraditelné, proto je dobré hledat nové náhradní materiály pro přípravu sorbentů. Tato práce se zabývá využitím aktivního uhlí jako adsorbentu pro čištění odpadních plynů zejména v energetickém průmyslu a také alternativními možnostmi jeho výroby. Velká část je věnována zhodnocení vhodnosti použití odpadní biomasy pro tento účel – porovnání vlastností biouhlí získaného pyrolýzou odpadních materiálů s komerčně dostupným a běžně využívaným aktivním uhlím.
7 Bc. Vít Šrámek M1 Ing. Marek Staf, Ph.D. Vysokoteplotní sorpce oxidu uhličitého na laboratorně připraveném CaO ve fluidní aparatuře detail

Vysokoteplotní sorpce oxidu uhličitého na laboratorně připraveném CaO ve fluidní aparatuře

Souvislost mezi nárůstem globální teploty a zvyšujícím se obsahem oxidu uhličitého v atmosféře je dnes hlavním důvodem, proč se zabývat omezováním emisí tohoto skleníkového plynu. Jedním z nejvýznamnějších antropogenních zdrojů emisí CO2 jsou energetické zdroje spalující fosilní paliva. Vysokoteplotní karbonátová smyčka představuje možnost, jak pomocí tzv. post-combustion CCS technologie odstranit ze spalin CO2. Principem této smyčky je heterogenní reverzibilní reakce mezi CaO a CO2 za tvorby CaCO3. K následné desorpci CO2 dochází při zvýšení teploty nad mez termické stability uhličitanu. Reakci lze provozovat cyklicky, avšak se zvyšujícím se počtem cyklů dochází k deaktivaci sorbentu a snižování jeho sorpční kapacity zejména vlivem strukturálních změn. Tato práce přímo navazuje na předchozí výzkum laboratorně připraveného CaO naneseného na křemenné vatě a zkoumá jeho chování ve fluidní aparatuře. Fluidní režim, při kterém dochází k intenzivnímu sdílení tepla a hmoty, lépe odpovídá případné aplikaci karbonátové smyčky v praxi. Výsledky experimentu ukazují na možný způsob přípravy sorbentu z organického prekurzoru, který by zajišťoval jeho vyšší stabilitu v průběhu cyklů. Při desorpci v atmosféře s vyšším podílem CO2 se však deaktivace sorbentu projevuje významně.
8 Markéta Švedová B3 doc. Ing. František Skácel, CSc. Počítačová 3D rekonstrukce porézních katalytických filtrů pro ochranu ovzduší detail

Počítačová 3D rekonstrukce porézních katalytických filtrů pro ochranu ovzduší

Znečištění ovzduší je problém týkající se stále větší části světa, škodící lidskému zdraví i životnímu prostředí. Limity postihované látky ve výfukových plynech automobilů jsou zejména CO, nespálené uhlovodíky, oxidy dusíku a saze. Se zpřísňováním legislativních norem přichází rozvoj nových technologií s cílem kombinovat katalytický konvertor a filtr pevných částic do jednoho zařízení. 3D struktura porézního filtru s nanesenou vrstvou katalyzátoru je zrekonstruována pomocí rentgenové tomografie a následně převedena na výpočetní síť. Tok plynu v pórech a katalytické vrstvě zahrnující konvekci, difuzi a reakci je simulován pomocí programu OpenFoam s numerickým řešením Navier-Stokesových rovnic, Fickovy difuze a reakce. V této práci je zkoumán vliv různé distribuce aktivní katalytické vrstvy ve filtru na tlakovou ztrátu a konverzi CO, které jsou vyhodnoceny ze získaných rychlostních, tlakových a koncentračních polí. Na základě těchto výsledků je vybrána nejvhodnější mikrostruktura katalytického filtru.


217 - Ústav technologie vody a prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Dominik Andreides M1 Ing. Dana Pokorná, CSc. Biologická konverze oxidu uhličitého a vodíku na biomethan. detail

Biologická konverze oxidu uhličitého a vodíku na biomethan.

Bioplyn řadíme mezi obnovitelné zdroje energie. Vzniká jako produkt anaerobní fermentace, která patří mezi rozšířenou a zvládnutou technologii. Nejčastější využití bioplynu je spalování v kogeneračních jednotkách pro kombinovanou výrobu elektrické a tepelné energie. Úspěšnost této koncepce je závislá na složení bioplynu, který z 50 % až 70 % obsahuje CH4, zbytek tvoří CO2 a menší stopy znečišťujících plynů. Tyto plyny snižují výhřevnost bioplynu a také znemožňují jeho transport pomocí distribuční sítě zemního plynu. Možným řešením je biologická konverze bioplynu na biomethan. Tato metoda spočívá v přídavku H2 do anaerobního fermentoru, kde je H2 využíván hydrogenotrofními methanogeny jako donor elektronů k redukci CO2 obsaženého v bioplynu za vzniku methanu. Cílem této práce je obohacení směsné kultury o hydrogenotrofní methanogeny přídavkem vhodného substrátu do anaerobního fermentoru a následné porovnání účinnosti biologické konverze CO2 na CH4 mezi termofilním a mezofilním režimem.
2 Bc. Markéta Chlumecká M1 doc. Ing. Jan Bartáček, Ph.D. Anaerobní čištění městských odpadních vod s použitím anaerobního membránového reaktoru detail

Anaerobní čištění městských odpadních vod s použitím anaerobního membránového reaktoru

V dnešní době již není odpadní voda vnímána pouze jako odpad, ale i jako energetická surovina. Hlavní výzvou pro anaerobní reaktor s membránovou separací biomasy (AnMBR) zpracovávající chladnou odpadní vodu je dosažení nízké hodnoty ChSK na odtoku za současné nízké spotřeby energie. Vlivem zanášení membrán by se technologie mohla jevit jako méně výhodná oproti aktivačnímu procesu. Nicméně již existuje řada konkurence schopných provozů se srovnatelnou účinností čištění. Pozitivní vliv na energetickou bilanci má především absence aerace a produkce bioplynu. Tato práce diskutuje výsledky 237 dní provozu nevyhřívaného AnMBR o objemu 2,9 m3 zpracovávajícího reálnou městskou odpadní vodu, jehož součástí jsou dvě ponořené membrány – mikrofiltrační (MF), ultrafiltrační (UF) - o celkové filtrační ploše 12,5 m2. Po úplném zapracování a odstranění technologických nedostatků byly při průměrném denním průtoku 0,5 m3/den a průměrné hydraulické době zdržení 5,5 dní průměrné koncentrace ChSK na odtoku 116 ± 47 mg/l (UF) a 117 ± 50 mg/l (MF). Uvedené výsledky pomohou budoucím provozovatelům AnMBR eliminovat technologické nedostatky systému, případně zkrátit dobu aklimatizace anaerobních mikroorganismů a tedy zapracování reaktoru.
3 Marek Kopáček B3 Ing. Hana Kujalová, Ph.D. Metody stanovení KNK přírodních vod detail

Metody stanovení KNK přírodních vod

Kyselinová neutralizační kapacita (KNK) je významným parametrem při posuzovaní chemického složení vody a jejích vlastností. Cílem mé práce bylo v souboru vzorků přírodních vod stanovit hodnoty KNK pomocí tří různých titračních metod a získané výsledky porovnat s hodnotou KNK vypočtenou z chemického složení vody (KNKVyp), posoudit jejich výhody a nevýhody a možnosti použití pro různé typy vod. Soubor obsahoval 48 vzorků z různých lokalit (alpinská a lesní jezera, rybníky, řeky, potoky a srážky) o hodnotách KNKVyp v rozmezí od -43 µmol l-1 do 2382 µmol l-1. Při práci byly porovnávány metody stanovení KNK pomocí Granovské titrace (KNKG), titrace do dvou koncových bodů (KNK2KB) a titrační metody s použitím indikátoru (KNK4,5). Shoda výsledků byla testována pomocí Studentova t-testu. Všechny soubory byly statisticky shodné pro hodnoty KNK větší než 120 µmol l-1 a pro tuto oblast KNK lze tedy doporučit jakoukoli z těchto tří metod. Pro hodnoty KNK  menší než 120 µmol l-1 byla metoda stanovení KNK4,5 pomocí indikátoru již nepřesná, a proto ji nelze doporučit. Z hlediska jednoduchosti a minimálních nároků na laboratorní vybavení (pH metr, přesná mikropipeta a magnetická míchačka) lze pro běžné a terénní laboratoře doporučit metodu KNKG.
4 Beáta Plutová B3 doc. Ing. Jan Bartáček, Ph.D. N2O production in sulfideinhibited denitrification : effect of pH, temperature and H2S concentration  detail

N2O production in sulfideinhibited denitrification : effect of pH, temperature and H2S concentration 

N2O production in sulfide-inhibited denitrification: effect of pH, temperature and H2S concentration N2O production from denitrification can be considered either as a source of harmful greenhouse gas emissions, or as an opportunity to recover powerful oxidant. This study intends to maximize N2O production by inhibiting the last step of denitrification via hydrogen sulfide. Searching for optimum conditions, three parameters were investigated: pH, temperature and H2S concentration. The initial hydrogen sulfide concentrations were 10, 22 and 50 mg-S/L, studied under initial pH levels of 5.5, 6, 6.5 and temperatures 18, 25, 35 °C, according to Box-Behnken experimental design. The experiments were done in batch setting using activated sludge from nitrification-denitrification in a laboratory reactor. The measured response was production rate of N2O, duration of inhibition, and efficiency of N2O conversion.   Keywords: nitrous oxide production; denitrification; hydrogen sulfide; temperature; wastewater
5 Bc. Kateřina Skleničková M2 Ing. Iveta Růžičková, Ph.D.; Ing. David Koloušek, CSc. Využití zeolitových filtrů při chovu ryb a jejich vliv na vývoj nitrifikačních mikroorganismů.   detail

Využití zeolitových filtrů při chovu ryb a jejich vliv na vývoj nitrifikačních mikroorganismů.  

Specifická selektivita zeolitů označených jako Klinomangan, BBC a geopolymerní zeolit A vůči amonným kationtům (NH4+) produkovaným rybami, byla testována v akváriích o objemu 50 l. Sorbenty byly vloženy do dvoukomorového filtru, přes který cirkulovala voda. V průběhu jednotlivých experimentů byla zjišťována vzájemná interakce zeolitových sorbentů a nitrifikačních mikroorganismů. Hlavním záměrem práce je prodlužovat údržnost vody tím, že při použití zeolitových filtrů dochází k méně hojnému nárůstu mikrobiální populace. V akvarijní vodě byly jako hlavní nitrifikační zástupci identifikovány bakterie rodu Nitrospira, a to za pomoci molekulárně biologické metody FISH (fluorescenční in situ hybridizace). Bakterie Nitrospira představují populaci tzv. nitratačních bakterií, které jsou schopny konverze NO2- na NO3-. Problémem je, že nitritační bakterie nebyly v některých případech identifikovány nebo jen ve velmi malém množství. Proto byly testovány bakterie typu comammox, které jsou schopny přímé konverze Namon na NO3- a výsledky u nádrží, kde byly aplikovány zeolity, byly pozitivní. Ze všech testovaných materiálů byl nejvhodnější přírodní preparát Klinomangan, proto bude v nejbližší době testován v kolonovém uspořádání v sádce s kapry koi (Cyprinus carpio haematopterus).


6 Bc. Veronika Vlachová M2 doc. Ing. Nina Strnadová, CSc. Sledování vybraných ukazatelů z provozu MÚV v Podolí detail

Sledování vybraných ukazatelů z provozu MÚV v Podolí

Práce se zabývá hodnocením vybraných ukazatelů z provozu mobilní úpravny vody (MÚV) v Podolí.  Mobilní úpravna vody byla v areálu ÚV Podolí v provozu po dobu jednoho měsíce (24.8. - 21. 9. 2017). Pro výrobu pitné vody byla použita dvoustupňová úprava (čiření a filtrace) doplněná o filtraci přes granulované aktivní uhlí Chemviron Carbon Filtrasorb TL 830 (GAU). Finální hygienické zabezpečení vody bylo prováděno chlornanem sodným. Pro hodnocení technologie byla vybrána čtyři odběrová místa a to, na nátoku do úpravny (surová voda), po filtraci přes pískový filtr, po filtraci přes GAU a na výstupu z úpravny vody (upravená voda). Kromě základních fyzikálně – chemických, mikrobiologických a hydrobiologických ukazatelů byla pozornost věnována i mikropolutantům, především pesticidním látkám a jejich metabolitům. Vzhledem k zařazení sorpčního stupně do technologie MÚV mohla být hodnocena účinnost přítomných pesticidních látek a jejich metabolitů ze surové vltavské vody.
7 Bc. Jitka Zachová M1 doc. Ing. Vladimír Sýkora, CSc. Charakterizace vybraných antibiotik pro stanovení jejich biologické rozložitelnosti detail

Charakterizace vybraných antibiotik pro stanovení jejich biologické rozložitelnosti

Antibiotika jsou antimikrobiálně účinné látky, které usmrcují bakterie nebo inhibují jejich růst. Některé z těchto látek jsou vysoce odolné proti biodegradaci. V nezměněné nebo částečně změněné formě procházejí čistírnami odpadních vod a znečišťují vodní prostředí. Přestože jejich koncentrace v prostředí jsou nízké, způsobují velké obavy, neboť jejich dopad na lidské zdraví a ekosystém zatím není dobře prozkoumán. Dalším velkým problémem je vznik bakteriální rezistence, která ohrožuje účinnost antibiotik při léčbě. Cílem experimentální části bylo charakterizovat sedm vybraných antibiotik (chloramfenikol, streptomycin, penicillin G, sulfamethoxazol, erythromycin, trimetoprim a ampicillin) pomocí měření CHSKCr, TOC a Norg. Byly navrhnuty rovnice popisující možné způsoby chemické oxidace antibiotik. Na základě porovnání skutečných specifických hodnot CHSK, TOC a Norg s teoretickými hodnotami byl z navrhnutých možností vybrán nejpravděpodobnější způsob oxidace a určena čistota použitých látek. Výsledky budou v budoucnu využity při hodnocení aerobní biologické rozložitelnosti.
8 Kristýna Časarová B3 Ing. Dana Vejmelková, Ph. D. Detekce antibiotické rezistence na čistírně odpadních vod detail

Detekce antibiotické rezistence na čistírně odpadních vod

Antibiotika (ATB) jsou látky přírodního či syntetického původu, které jsou nezbytnou součástí moderní medicíny. Mají využití například při léčbě infekčních chorob lidí i hospodářských zvířat. Antibiotika obsažená v odpadních vodách z domácností a nemocnic se dostávají na čistírnu odpadních vod (ČOV).  Zde se mohou úplně či částečně rozložit, avšak některá antibiotika nejsou biologicky odbouratelná, dostávají se do životního prostředí. Můžeme je detekovat v povrchových, podzemních, ale i v pitných vodách. V odpadní vodě se nachází spolu s bakteriemi, které mohou být nosiči genů rezistence na ATB.  Na ČOV se mohou tyto geny přenášet na jiné bakterie, doposud citlivé na ATB. To s sebou nese zdravotní riziko pro lidi či zvířata. Je tedy potřeba určit, za jakých podmínek dochází k přenosu genů rezistence a získat potřebná data pro zdokonalení technologie čistění odpadních vod. Cílem této práce je vhodný výběr a optimalizace metod detekce genů rezistence a jejich určení v různých částech ČOV.
9 Bc. Milan Šída M2 Ing. Dana Vejmelková, Ph.D. Optimalizace molekulárně biologických metod pro identifikaci spor Clostridium perfringens v pitné vodě. detail

Optimalizace molekulárně biologických metod pro identifikaci spor Clostridium perfringens v pitné vodě.

Clostridium perfringens je aerotolerantní gram-pozitivní tyčinkovitá bakterie vytvářející endospory. Tyto spory jsou termorezistentní a jsou odolné vůči běžným desinfekčním postupům užívaných v technologii úpravy vody. Těmi jsou například chlorace a desinfekce UV zářením. Spory Clostridium perfringens jsou proto důležitým mikrobiologickým ukazatelem znečištění pitné vody a jejich výskyt může být spojen i s výskytem parazitických prvoků a virů. Cílem této práce je návrh spolehlivé metodiky pro identifikaci spor Clostridium perfringens za využití molekulárně biologické metody real-time PCR a to od přípravných procesů až po samotnou analytickou koncovku. Návrhem metodiky a její následnou optimalizací dojde ke zlepšení monitoringu mikrobiologické kvality pitné vody a tím i zkvalitnění ochrany cílového spotřebitele.

218 - Ústav energetiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Jitka Brandejsová B3 Ing. Miroslava Novotná, CSc. Analýza polymerních materiálů pomocí infračervené spektroskopie detail

Analýza polymerních materiálů pomocí infračervené spektroskopie

Dnes je recyklace velice aktuálním tématem, především recyklace polymerních materiálů, které jsou pro životní prostředí obrovskou zátěží. Firma STABILPLASTIK se tímto zabývá a z použitých polymerních materiálů vyrábí plastové palety. Ovšem polymerní materiály úpravou ztrácí své vlastnosti a mohou být nebezpečné pro životní prostředí. Cílem této práce je analýza polymerního odpadu, který se pak dál zpracovává na meziprodukt ve formě peletek. Tyto peletky jsou také předmětem analýzy a jsou dále přepracovány na konečný produkt. K analýze byla vypracována metoda ve, které se používá kombinace obrazové analýzy s vytříděním materiálů, gravimetrie a infračervená spektrometrie.
2 Bc. Karolina Dumská M1 doc. Ing. Jan Macák, CSc. Testování korozní odolnosti svarových spojů pro jadernou energetiku detail

Testování korozní odolnosti svarových spojů pro jadernou energetiku

Heterogenní svarové spoje jsou běžným konstrukčním řešením většiny energetických okruhů. Bohužel mohou být také velmi častým zdrojem provozních problémů, neboť v jejich případě dochází ke spojení dvou či více kovů s různou korozní odolností. U svarového spojení uhlíkové oceli s ocelí austenitickou, které je typické například pro sekundární okruh reaktorů VVER, však paradoxně může docházet k poškození částí vyrobených z austenitické oceli, tedy materiálu, který má výrazně lepší korozní odolnost, a to vlivem migrace nečistot z uhlíkové oceli (S, P, C) do oceli austenitické. Cílem tohoto projektu bylo využití elektrochemických metod pro testování korozního chování vzorků modelových svarových materiálů s různým obsahem Cr a Ni a dále u vzorků austenitické oceli s různou mírou znečištění (S, P, C).
3 Bc. Michal Lieskovský M1 Dr. Ing. Parschová Helena Laboratorní příprava kyselých katexů detail

Laboratorní příprava kyselých katexů

Cílem práce bylo laboratorně připravit silně kyselé katexy a následně zjistit a porovnat jejich účinnost odstranit nikelnaté ionty z vodných roztoků, celkovou kapacitu a distribuci velikosti částic s komerčně používanými silně kyselými katexy. Z komerčně dostupných katexů byl použit monosferický makroporézní katex Lewatit MonoPlus SP112 v H+ formě a standardní gelový katex Lewatit S100 v H+ formě. K přípravě laboratorně připravených katexů byly použity neionogenní sorbenty Amberlite XAD - 2 a Amberlite XAD – 4, které byly sulfonovány koncentrovanou kyselinou sírovou při 90 °C po dobu 8, 16 a 24 hodin. Účinnost odstranění nikelnatých iontů byla sledována pomocí vsádkových pokusů po dobu 4 hodin, kdy byly průběžně odebírány vzorky upravovaného roztoku a měřena koncentrace nikelnatých iontů atomovou absorpční spektrometrií (AAS).
4 Bc. Vojtěch Oujiří M1 Ing. Jana Petrů, doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc. Korozní odolnost úložného obalového souboru pro hlubinná úložiště jaderného odpadu detail

Korozní odolnost úložného obalového souboru pro hlubinná úložiště jaderného odpadu

V České republice ročně vzniká v jaderných elektrárnách okolo 80 tun vysoceaktivního odpadu. Dlouhodobě se hledá vhodné řešení pro nakládání s tímto palivem. V ČR, ale i jinde ve světě se preferuje dlouhodobé ukládání vyhořelého paliva, nejčastěji pak hlubinné ukládání. Samotné hlubinné úložiště se skládá z několika stupňů bariér: samotné palivové tablety UO2, kovový kontejner, bentonitový obal a hornina. Kovový kontejner je nejdůležitější část celého úložiště a je potřeba zvolit vhodný materiál. Na základě různého složení půd a podzemních vod, se uvažuje o použití materiálů uhlíková ocel, korozivzdorná ocel, měď, slitiny titanu, olovo, slitiny niklu a další.  Předkládaná práce se zabývá kandidátními kovovými materiály pro hlubinné ukládání vyhořelého jaderného paliva. Jednotlivé vzorky budou vystaveny simulovanému prostředí, které by mělo v hlubinném úložišti nastat. V rámci dlouhodobého měření se použijí tři metody: gravimetrie, metalografie a XPS. Cílem této práce je přiblížení dané problematiky, seznámení s měřící technikou, příprava vzorků a prostředí pro měření.
5 Bc. Aneta Růžičková M1 Dr. Ing. Helena Parschová Studium stability anexů detail

Studium stability anexů

Tato práce se zabývá studiem stability anexů. Termická stabilita testovaných anexů byla sledována při standardní koncentraci regeneračního činidla v závislosti na změně jejich celkových kapacit a změně distribuce velikosti částic ionexu. Experiment byl prováděn s 15 ml anexu v termostatech po dobu 7 dnů při teplotě 70 °C a 90 °C v roztoku NaOH o koncentraci 1 mol/l. Sledovanými ionexy byly silně bazické anexy typu I - Lewatit MonoPlus M 500 a Lewatit MonoPlus MP 800, silně bazický anex typu II - Lewatit MonoPlus M 600, a dále pak slabě bazický anex Lewatit MonoPlus MP 68. Výsledky ukazují, že při daných podmínkách byla snížena celková kapacita všech silně bazických anexů až o 35 %. U slabě bazického anexu došlo naopak ke zvýšení celkové kapacity až o 12 %.
6 Bc. Hana Skálová M1 doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D. Výroba slabě kyselých katexů  detail

Výroba slabě kyselých katexů 

Tato práce se zabývá výrobou slabě kyselých katexů z modifikací celulózy. Vstupními surovinami je perlová celulóza. Výroba probíhá dvoustupňovou oxidací, kdy nejprve probíhá částečná oxidace hydroxylových skupin na aldehydové skupiny použitím NaIO4 a poté oxidace vzniklých karbonylových skupin na karboxylové skupiny pomocí ClO2 generovaného reakcí mezi NaClO2 a kyselinou octovou. Podmínky v jednotlivých krocích oxidace se snažíme upravit tak, aby nedocházelo k destruktivní oxidaci a vzniklý celulózový katex byl stálý i v mírně alkalickém prostředí. U vzniklých katexů jsme stanovili celkovou kapacitu, kterou jsme srovnali s komerčními katexy.

240 - Ústav chemie ochrany prostředí

319 - Ústav biotechnologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Simona Boková M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Ověření účinnosti látek s antibiofilmovou aktivitou vůči vybraným pathogenům detail

Ověření účinnosti látek s antibiofilmovou aktivitou vůči vybraným pathogenům

Oportunní pathogen Pseudomonas aeruginosa může být příčinou zhoršení stavu pacientů s cystickou fibrózou a jiných nozokomiálních infekcí. Přibývající případy rozsáhlé rezistence bakteriálního biofilmu vůči běžně používaným antibiotikům indukují hledání přírodních biologicky aktivních látek, které by mohly snížit tvorbu biofilmu případně jeho virulenci. Cílem této práce bylo sledovat antimikrobiální aktivitu chitosanu a jeho vliv na tvorbu biofilmu a eradikaci již vzniklého biofilmu P. aeruginosa DBM 3081. Chitosan byl aplikován v různých časových intervalech od počátku kultivace a bylo sledováno jeho působení na množství biomasy biofilmu, metabolickou aktivitu buněk biofilmu a koncentraci suspenzní populace. Zároveň byla pomocí biosenzoru Agrobacterium tumefaciens sledována změna hladiny signálních molekul regulačního systému quorum sensing po aplikaci různých koncentrací chitosanu. Nevýraznějšího efektu bylo dosaženo po aplikaci chitosanu v 2. hodině od počátku kultivace. V přítomnosti chitosanu o koncentraci 40 mg/l byla snížena metabolická aktivita buněk o více než 70 % oproti kontrole. V této studii byl prokázán antimikrobiální efekt chitosanu, jež může být klíčovým poznatkem pro výrobu polymerních materiálů pro medicínské využití.
2 Bc. Kamila Dejmková M2 Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Možnosti inhibice kolonizace titanových materiálů detail

Možnosti inhibice kolonizace titanových materiálů

Tvorba strukturovaných společenství (biofilmů) patří mezi základní strategie přežití mikroorganismů v nepříznivých podmínkách. Mnoho mikroorganismů má schopnost adherovat na povrch různých chirurgických nástrojů, včetně kloubních náhrad. Mikroorganismy ve formě biofilmu mohou způsobovat obtížně léčitelné infekce, vzhledem ke značné rezistenci vůči širokému spektru antimikrobiálních látek. Z tohoto důvodu je dnes v popředí zájmu vědy výzkum alternativních strategií, účinných v boji proti biofilmům. Tato problematika byla také předmětem této práce. Byla studována účinnost přírodní látky baicaleinu pro zabránění tvorby biofilmů vybraných kvasinek (Candida albicans ATCC 2091, Candida krusei CCM 8271, Candida parapsilosis CCM 8276 a Candida parapsilosis CCM 8260) na površích žetonů ze slitiny Ti6Al4V, materiálu používaného pro výrobu kloubních náhrad. Pro kvantifikaci vzniklého biofilmu bylo využito dvou metod – MTT a krystalové violeti, kterými byla stanovena metabolická činnost a celkový obsah biomasy biofilmu. Byla prokázána schopnost baicaleinu inhibovat tvorbu biofilmu, nejvyšší účinek byl zaznamenán při koncentraci 40 mg/l u všech testovaných kvasinek. U C. parapsilosis CCM 8260 došlo k poklesu metabolické aktivity o 86 %, oproti kontrolnímu měření bez přítomnosti baicaleinu.
3 Bc. Jana Drbohlavová M2 Ing. Irena Kolouchová Ph.D. Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida detail

Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida

Biofilmy rodu Candida jsou příčinou mnoha infekcí. Čím dál tím časteji se setkáváme se závážným problémem při léčení těchto infekcí kvůli zvyšující se rezistenci biofilmů k používaným antibiotikům. Současné studie se zaměřují na zkoumání přírodních látek obsažených v rostlinách např. ve vinné révě, které by mohly pomoci při řešení rezistencí mikrobiálních biofilmů k používaným farmakům. Právě vinná réva obsahuje polyfenolové látky, které vykazují antioxidační a antimikrobiální účinky. Cílem experimentů bylo sledování vlivu komerčního extraktu z hroznů modrých odrůd Vitis vinifera (obsah resveratrolu  9 %) na tvorbu biofilmu. Byla sledována adheze rodu Candida (C. albicans DBM 2164, C. albicans ATCC 2091) na polystyrenový povrch mikrotitrační destičky. Extrakt V. vinifera nejúčinněji inhiboval adhezi  kvasinky C. albicans DBM 2164. Pomocí spektrofotometrických metod (barvení krystalovou violetí a metodou MTT) bylo zjištěno, že extrakt V. vinifera (50 mg/l resveratrolu) účinně snižoval množství vytvořeného biofilmu a potlačoval metabolickou aktivitu kvasinky C. albicans DBM 2164 o více než 80 % oproti kontrole. Po srovnání účinku resveratrolu s extraktem se ukázalo, že extrakt V. vinifera byl účinnější a projevuje se zde pravděpodobně vliv i jiných polyfenolových látek.
4 Bc. Monika Dvořáková M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Valorizace zemědělských a průmyslových odpadů pomocí fermentačních procesů detail

Valorizace zemědělských a průmyslových odpadů pomocí fermentačních procesů

Biobutanol, potenciální biosložka paliv, je nejčastěji produkován bakteriemi rodu Clostridium během tzv. aceton-butanol-ethanolové fermentace. Jako substrát mohou být využity odpadní zemědělské produkty, a to především lignocelulózová biomasa, ze které se po vhodné předúpravě uvolňuje celulóza, enzymaticky rozložitelná na glukózu. V této práci byly nejprve testovány vybrané kmeny klostridií z hlediska produkce rozpouštědel na směsném hydrolyzátu pšeničné slámy a peří. Bakterie schopné nejvyšší produkce butanolu byly využity k fermentaci hydrolyzátů pšeničné slámy připravené různými metodami předúprav – kyselou, alkalickou a předúpravou vodní parou. Po kyselé předúpravě došlo jen k malému uvolnění sacharidů, což způsobilo nízkou produkci rozpouštědel. K nejvyšší konverzi celulózy na glukózu došlo při alkalické předúpravě s využitím 1,8% NaOH + 0,6% Ca(OH)2, ale na takto připraveném hydrolyzátu žádný z kmenů nerostl, což přisuzujeme vzniku velkého množství inhibitorů. Prozatím nejlepšího výsledku, a to 1,56 g/l butanolu, dosáhl kmen C. beijerinckii NCIMB 8052 na hydrolyzátu, k jehož předúpravě byl použit 1,2% NaOH. Během další práce bude probíhat optimalizace procesu předúpravy s cílem dosáhnout co nejvyššího výtěžku sacharidů spolu s tolerovatelným množstvím vzniklých inhibitorů.
5 Bc. Kristýna Grusová M2 doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Využití obrazové analýzy pro studium přestupu hmoty ve vícefázových reaktorech pro čištění horkých odpadních plynů detail

Využití obrazové analýzy pro studium přestupu hmoty ve vícefázových reaktorech pro čištění horkých odpadních plynů

Hydrofobní polutanty obsažené v horkých odpadních plynech je možno s výhodou odstraňovat v pneumaticky míchaných vícefázových rozdělovacích reaktorech za použití termofilní mikrobní populace. Vícefázové rozdělovací reaktory jsou charakteristické obsahem inertní nepolární fáze (NAP). Jedním z limitujících faktorů biofiltrace může být koncentrace rozpuštěného kyslíku. Přestup kyslíku je charakterizován objemovým koeficientem přestupu hmoty kLa, ve kterém je již velikost mezifázového povrchu zahrnuta členem a. Znalost tohoto členu přispívá k hlubšímu pochopení biodegradačního procesu. Z tohoto důvodu byla práce zaměřena na určení mezifázového povrchu kapalina-plyn. Experimenty byly provedeny v reaktoru o pracovním objemu 1 L při teplotách 30 až 60 °C a průtocích vstupujícího plynu 0,5 až 1,5 L/min. Jako NAP bylo použito 50 a 100 g silikonových částic, resp. 50 a 100 mL silikonového oleje. Velikost mezifázového povrchu byla stanovena obrazovou analýzou v programu NIS-Elements. Po přídavku silikonových částic se mezifázový povrch snížil oproti médiu bez NAP o 20 až 40 % po přídavku 50 g NAP, resp. o 60 % po přídavku 100 g NAP. Po přídavku silikonového oleje se mezifázový povrch naopak mírně zvýšil. Velikost mezifázového povrchu nebyla teplotou média ovlivněna.
6 Bc. Lukáš Hnatajko M2 doc. Dr. Ing. Petra Patáková Bakteriální produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy a možnosti její izolace z kultivačního média detail

Bakteriální produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy a možnosti její izolace z kultivačního média

Kyselinu mléčnou lze využít k výrobě biodegradovatelných polymerů, které mohou částečně nahradit plastové obalové materiály, vyráběné z ropných derivátů. Z tohoto důvodu je snaha snížit celkové náklady na biotechnologickou produkci kyseliny mléčné, její izolaci z kultivačního média a následnou purifikaci. Snížení nákladů spočívá ve využití alternativních zdrojů uhlíku, jako je například hydrolyzát slámy, popřípadě levnějších zdrojů dusíku, jako je hydrolyzát peří. Screeningový test na mikrotitrační destičce prokázal schopnost růstu bakterií Lactobacillus casei 198 a Lactobacillus reuteri LHR 14 na hydrolyzátech slámy, připravených za různých podmínek. Při testování schopnosti produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy, bylo dosaženo konečné koncentrace kyseliny mléčné v rozmezí 15 až 20 g/l. Další výzkum byl zaměřen na schopnost růstu a produkci kyseliny mléčné na hydrolyzátu peří., Dále byla na modelových roztocích kyseliny mléčné ověřena separační technika srážení a rozkladu laktátové soli. Bylo dosaženo výtěžnosti až 88 %. V případě aplikace této metody na reálné kultivační médium bylo dosaženo výtěžnosti až 86 %.  Dále bude vyzkoušena izolace kyseliny mléčné pomocí extrakce n-butanolem s následnou reextrakcí do vody.
7 Bc. Petra Kašparová M2 Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Inhibice tvorby biofilmu podmíněně patogenních mikroorganismů detail

Inhibice tvorby biofilmu podmíněně patogenních mikroorganismů

Biofilm je společenství mikroorganismů pevně přichycených k pevnému povrchu a sobě navzájem pomocí extracelulární matrix. Schopnost různých mikroorganismů vytvářet biofilm je jedním z faktorů vysoké odolnosti těchto buněk k vlivům prostředí a zvýšené rezistenci k řadě antibiotik. Léčba těchto infekcí se stala značnou terapeutickou výzvou a je snaha o hledání nových látek, které by byly účinné v prevenci adheze buněk i pro eradikaci již vzniklých biofilmů. Cílem této práce bylo sledování vlivu chitosanu, pterostilbenu, erythromycinu a tetracyklinu na tvorbu biofilmu Staphylococcus aureus DBM 3178, Staphylococcus epidermidis DBM 3179 a Enterococcus faecalis DBM 3075. Chitosan byl účinný proti všem sledovaným druhům bakterií. V koncentraci 200 mg.l-1 chitosan způsobil pokles metabolické aktivity buněk S. aureus o 70 %. Stejná koncentrace snížila metabolickou aktivitu buněk S. epidermidis o 97 % a celkový obsah biomasy biofilmu byl snížen o 50 %. Celkový obsah biomasy biofilmu E. faecalis byl snížen o 93 % při použití již 20 mg.l-1 chitosanu. Pterostilben a tetracyklin sice účinně snížili metabolickou aktivitu, ale měly značně stimulační efekt na tvorbu celkové biomasy biofilmu. Erythromycin (kontrolní antibiotikum) byl podstatně méně účinný než ostatní sledované látky.
8 Bc. Šárka Kurková M2 Dr. Ing. Michaela Rumlová Strukturně-funkční studie stabilního alfa helixu myšího leukemického viru detail

Strukturně-funkční studie stabilního alfa helixu myšího leukemického viru

Na tvorbě retrovirové částice se významně podílí strukturní domény virového polyproteinu Gag, zejména kapsidový (CA) a nukleokapsidový protein (NC). Tyto domény spojuje krátký peptidový úsek tzv. CA-NC linker, který se liší podle rodu retrovirů. Nedávno byl u rodu gammaretrovirů, konkrétně u viru myší leukémie MLV (Murine leukemia virus), charakterizován nový strukturní motiv tohoto CA-NC linkeru. Jedná se o jednoduchý, stabilní, nabitý alfa helix (charged assembly helix, CAH), který je tvořen 48 aminokyselinami. Alaninovou skenovací mutagenezí byla zjištěna důležitost bazických aminokyselin CAH na tvorbu retrovirových částic in vitro (Doležal a kol., JBC 2016). Tato práce je zaměřena na studium funkce CAH a ověření jeho role v interakcích vedoucích k tvorbě retrovirové částice. Bylo připraveno pět izotopicky (C13N15) značených CAH peptidů nesoucích vybrané mutace bazických aminokyselin. Peptidy byly purifikovány a jejich struktura analyzována pomocí NMR. Dále byla testována možná interakce CAH s nukleovou kyselinou metodou EMSA (electrophoretic mobility shift assay). Pro ověření vlivu mutací CAH na infektivitu MLV byl zaveden a optimalizován lentivirový systém.
9 Bc. Simona Lucáková M2 Ing. Petr Kaštánek, Ph.D. Heterotrofní kultivace jednobuněčných řas s využitím alternativních zdrojů substrátu detail

Heterotrofní kultivace jednobuněčných řas s využitím alternativních zdrojů substrátu

Nenasycené mastné kyseliny ze skupiny omega-3 mají příznivý vliv na kardiovaskulární a centrální nervový systém seniorů, imunitu, vývoj mozku a zraku novorozenců. Jejich nutriční a farmaceutický význam vedl společně s omezeným množstvím tradičně využívaných zdrojů (mořských ryb) a stále častější preferencí veganského stravování k prohloubení zájmu o nalezení alternativních zdrojů těchto látek. Jednobuněční protisté řádu Thraustochytriales jsou jednou z perspektivních alternativ pro  produkci doplňků stravy obsahujících omega‑3 mastné kyseliny s vysokým podílem dokosahexaenové kyseliny (DHA). Tato práce je zaměřena na heterotrofní kultivaci vybraných zástupců rodu Schizochytrium s využitím levných alternativních zdrojů substrátů jako náhrady komplexních médií a nalezení vhodných kultivačních podmínek pro dosažení vysokého výtěžku produkovaných lipidů. Během vsádkové kultivace byly testovány následující parametry: délka kultivace, zdroj dusíku, pH média, salinita média a využití alternativních látek jako složek média (například odpadní vody vznikající demineralizací syrovátky). U vybraného kmene a média bude v navazující přítokované kultivaci optimalizován vliv dalších kultivačních podmínek, konkrétně aerace a rychlosti otáček míchadla, pro dosažení maximální produktivity DHA.
10 Bc. Markéta Matoušová M2 doc. Dr. Ing. Patáková Petra Produkce sekundárních metabolitů houbou Monascus purpureus. detail

Produkce sekundárních metabolitů houbou Monascus purpureus.

Rod Monascus je po staletí používán v asijských zemích pro produkci tradiční červené fermentované rýže, která je součástí běžné stravy. Jedná se o vláknitou houbu nápadného červeného zbarvení, jejíž mycelium produkuje různé sekundární metabolity. Polyketidové pigmenty, jako nejdůležitější sekundární metabolity rodu Monascus, mohou potenciálně nahradit některé syntetické pigmenty, používané v potravinářském průmyslu. Šest hlavních produkovaných pigmentů je rozděleno do 3 skupin na žluté, oranžové a červené. Jsou studovány pro jejich příznivé účinky na lidské zdraví. Dalším sekundárním metabolitem je monakolin K, statin, který je využíván ke snižování zvýšené hladiny cholesterolu v krvi. Mycelium této houby však produkuje i potenciálně toxické metabolity, mezi které řadíme například mykotoxin citrinin. Cílem této práce je sledovat vývoj nepohlavních i pohlavních spor na mikroskopické a makroskopické úrovni během kultivace vlastního izolátu této houby, pravděpodobně Monascus purpureus. Kultivace probíhala na agaru, pevných substrátech a v kapalném kultivačním médiu po dobu 21 dní při 25 °C. Během kultivace byly odebírány vzorky pro mikroskopické pozorování a pro HPLC analýzu obsahu myceliem produkovaných žlutých pigmentů a monakolinu K.
11 Bc. Veronika Musilová M2 prof. Ing. Alena Čejková CSc. Vliv nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů za různých růstových podmínek detail

Vliv nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů za různých růstových podmínek

V současné době je velmi diskutovaným problémem rezistence mikroorganismů vůči antibiotikům, kvůli které se farmaceutické firmy snaží vyvíjet nové a účinné antimikrobiální látky, které by dokázaly inhibovat tvorbu mikrobiálního biofilmu.  Další možností by v budoucnu mohlo být spojení nanočástic s antibiotiky, tzv. nanoantibiotika. Tato kombinace je více efektivní než klasická antibiotika. Nejvíce studovanými nanočasticemi jsou nanočástice stříbra a zlata. Ve své práci se zabývám vlivem nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů, konkrétně na bakterii Pseudomonas aeruginosa. V provedených experimentech byl sledován suspenzní nárůst buněk ovlivněných nanočásticemi a ze získaných hodnot byla stanovena minimální inhibiční koncentrace. Tato hodnota byla stanovena i v případě buněk rostoucích v biofilmu, tentokrát z dat metabolické aktivity získaných metodou MTT. Dále bylo stanoveno celkové množství biomasy v biofilmu a to nespecifickým barvením krystalovou violetí. V neposlední řadě byla stanovena hladina komunikačních molekul (N-acyl-homoserinových laktonů), pomocí geneticky modifikovaného kmene Agrobacterium tumefaciens. Bylo prokázáno, že přítomnost nanočástic kovů ovlivňuje růst i metabolickou aktivitu, a že buňky v biofilmu jsou odolnější než suspenzní buňky.
12 Bc. Jana Müllerová M2 Ing. Lukáš Jelínek Ph.D. Využití chmelového extraktoru pro zlepšení kvality studeně chmelených piv detail

Využití chmelového extraktoru pro zlepšení kvality studeně chmelených piv

Rozmach minipivovarů v České republice s sebou přináší vzrůstající zájem o speciální druhy piva vyrobené méně obvyklými pivovarskými technikami. Jednu z nich představuje studené chmelení, které je běžně prováděno macerací chmele v pivu. K výrobě studeně chmelených piv se však stále častěji používají chmelové extraktory, a proto by studium jejich chemicko‑inženýrských principů mohlo v budoucnu usnadnit/intenzifikovat výrobu studeně chmelených piv. V rámci této práce byla pomocí chmelového extraktoru vyrobena studeně chmelená piva lišící se dobou extrakce (30 a 90 minut), přičemž již třicetiminutová extrakce vykazovala uspokojivý přestup senzoricky aktivních látek do piva. Dále byla zkoumána vhodnost jednotlivých chmelových materiálů (pelety a hlávky) pro účely studeného chmelení. Účinnějšího přestupu silic do piva bylo dosaženo extrakcí pelet. Chemické a senzorické vlastnosti takto vyrobených piv byly srovnávány s pivem kontrolním (bez studeného chmelení). V další části práce byla pozornost věnována studiu reziduí silic a hořkých látek ve chmelovém materiálu po provedení extrakce. Tento chmelový zbytek by mohl být následně použit například při chmelovaru, čímž by se snížila ekonomická zátěž celého procesu.
13 Bc. Šárka Neřoldová M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Biotechnologický potenciál mořských mikroorganismů detail

Biotechnologický potenciál mořských mikroorganismů

Moře a oceány tvoří více než 95 % z celkové biosféry planety a jsou cenným zdrojem mikroorganismů. Zájem o bioaktivní sloučeniny produkované mořskými mikroorganismy se v posledním desetiletí zvýšil a je nyní hlavním odvětvím moderní mořské (modré) biotechnologie. Velký potenciál má mořská vláknitá bakterie Salinispora tropica, která se řadí mezi gram-pozitivní aktinomycety. Její sekundární metabolit Salinosporamid A slouží jako inhibitor proteasomu a má potenciál širokého využití při léčbě nádorů. Tento metabolit prochází v současné době klinickými testy pro léčbu pacientů s různými typy rakoviny. Pro zvýšení výtěžků biomasy nebo cílových sloučenin je nutné zintenzivnit proces kultivace. Je nutné se zaměřit hlavně na složení kultivačního média, strategii přítokování, dynamické řízení fyzikálních podmínek, intenzitu míchání, genetiku mikroorganismů, imobilizaci buněk a inženýrství bioreaktorů. V této práci byl sledován vliv složení kultivačního média na růst bakterie Salinispora tropica. Konkrétně byly testovány různé zdroje dusíku. Ve snaze snížit náklady na kultivaci byl jedním z použitých zdrojů dusíku hydrolyzát peří, který má potenciál alespoň částečně nahradit běžně používané drahé zdroje dusíkatých látek.
14 Bc. Lukáš Pekárek M1 Dr. Ing. Michaela Rumlová Studium interakcí kapsidových proteinů flavivirů s nukleovými kyselinami detail

Studium interakcí kapsidových proteinů flavivirů s nukleovými kyselinami

Flaviviry jsou malé +ssRNA (positive sense, single strand) viry přenášené zpravidla členovci, tzv. arthropod-borne viruses. Způsobují horečnatá onemocnění spojená často s dalšími komplikacemi. Spolu se zvýšenou urbanizací a globalizací světa (cestování, obchod) v posledních několika dekádách roste i počet oblastí ohrožených těmito viry, zejména virem Dengue. I přes vynaložené úsilí mnoha vědeckých pracovišť po celém světe, stále neexistuje kauzální léčba. Jedním z možných cílů budoucích léčiv je skládání virové částice. Vytvoření in vitro systému, umožňujícího monitorovat a kvantifikovat účinnost skládání flavivirových částic by otevřelo cestu k hledání inhibitorů tohoto děje a potenciálních léčiv. Prvním krokem k pochopení mechanismu skládání těchto částic je studium interakcí mezi strukturními proteiny flavivirů a virovou RNA. Jako první objekt zájmu se nabízí kapsidový protein flavivirů. Molekuly tohoto proteinu přímo interagují s virovou RNA za vzniku tzv. nukleokapsidové částice. V této práci jsme se zaměřili na studium interakcí rekombinantního kapsidového proteinu s nukleovými kyselinami a tvorbu nukleokapsidových pseudočástic vybraných zástupců flavivirů in vitro.
15 Bc. Luděk Plot M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Využití odhořčených chmelových materiálů pro zlepšení stability pivní pěny detail

Využití odhořčených chmelových materiálů pro zlepšení stability pivní pěny

Odhořčené chmelové materiály (OCHM) vznikají jako vedlejší produkt výroby chmelových přípravků (pelet či extraktů). Vyznačují se především vysokým obsahem polyfenolů a minimem senzoricky aktivních látek. V rámci této práce bylo prokázáno, že přídavek zbytku po CO2 extrakci vysokoobsažné odrůdy Taurus na začátku chmelovaru může zlepšit stabilitu pěny mladého piva více než trojnásobně. Uspokojivých stabilizačních výsledků bylo dosaženo i v případě zbytku po CO2 extrakci odrůdy Vital, zbytku po peletizaci odrůdy Žatecký poloraný červeňák a taninového extraktu. Naopak oxidovaný taninový extrakt neměl na stabilitu pivní pěny v čase výrazný vliv. Stabilizační účinek OCHM by mohl být způsoben vysokým obsahem isoxanthohumolu (podobné fyzikálně-chemické vlastnosti jako iso-α-hořké kyseliny). Tento předpoklad byl rovněž podpořen vysokou pozitivní korelací mezi obsahem isoxanthohumolu v mladém pivu a stabilitou pivní pěny. Úlohu isoxanthohumolu coby potencionálního stabilizátoru pivní pěny bude možné objasnit prostřednictvím analýzy lyofilizované pěny mladého piva infračervenou spektrometrií s Fourierovou transformací.
16 Bc. Jan Prchal M2 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Využití prosévání ke zvýšení obsahu prenylflavonoidů ve chmelových materiálech detail

Využití prosévání ke zvýšení obsahu prenylflavonoidů ve chmelových materiálech

Možnosti výroby potravních doplňků obsahující chmelové fytoestrogeny, zejména 8-prenylnaringenin, jsou limitovány především složením vstupního materiálu. Tím je obvykle odpadní chmelový materiál získaný po extrakci české chmelové odrůdy Vital superkritickým oxidem uhličitým. Obsah 8-prenylnaringeninu v tomto materiálu je však značně proměnlivý v rámci jednotlivých sklizní, proto se hledají nové výrobní postupy pro zajištění dostatečného množství účinné látky v produktu.             Cílem této práce je vyvinutí metody, která by vedla k zisku materiálu obohaceného o 8-prenylnaringenin a jeho potenciální prekurzory. Vhodným řešením je využití jednoduché metody mechanické frakcionace poskytující frakce, které jsou následně podrobeny chemické izomeraci za katalýzy oxidem hořečnatým. Kombinace těchto metod účinně odstraňuje problémy s proměnlivostí obsahu prenylflavonoidů v materiálu a je také dosaženo nezávislosti na složení původní suroviny.
17 Bc. Eliška Sembolová M2 Ing. Eva Vaňková, Ph.D. Antibiofilmové vlastnosti biologicky aktivních látek v kombinaci s netermálním plazmatem detail

Antibiofilmové vlastnosti biologicky aktivních látek v kombinaci s netermálním plazmatem

Biofilmy Pseudomonas spp. jsou strůjci řady komplikací zahrnujících pooperační infekce a mohou se tvořit na různých typech implantátů, např. kloubních či zubních náhradách. Tato práce je zaměřena na sledování aditivního účinku netermálního plazmatu (NTP) a biologicky aktivních látek na vybrané kmeny bakterie P. aeruginosa. Ke vzniku biofilmu této bakterie in vitro byly použity kruhové disky vyrobené z α+β titanové slitiny Ti6Al4V, simulující často používaný materiál kloubních náhrad. Pro sledování aditivního účinku byly vybrány takové expoziční doby NTP a koncentrace biologicky aktivních látek, které odpovídaly přibližně 50% inhibici metabolické aktivity buněk biofilmu. Výsledky byly interpretovány na základě stanovení metabolické aktivity buněk biofilmu pomocí MTT, stanovení celkového množství biomasy biofilmu barvením KV a fluorescenční mikroskopií. Nejlepšího antibiofilmového působení bylo dosaženo u P. aeruginosa ATCC 15442, u které došlo k poklesu metabolické aktivity buněk biofilmu při působení 40 mg/l chitosanu na 55 %, pří expozici biofilmu NTP po dobu 15 minut na 57 % a při kombinaci obou agens došlo k  poklesu na 2 %. Dle získaných výsledků je zřejmé, že NTP lze považovat za plnohodnotnou alternativu, či prostředek posilující účinek, antibiofilmových agens.
18 Bc. Daniela Simonová M1 Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky detail

Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky

Celá řada mikroorganismů má schopnost adheze k biotickým a abiotickým povrchům. Vytvářejí na nich uspořádané společenství, biofilm, čímž zvyšují svou odolnost vůči antimikrobiálním látkám. Mezi takovéto mikroorganismy patří i gramnegativní bakterie rodu Pseudomonas a Burkholderia, které jsou původci závažných plicních onemocnění. Cílem této práce bylo hledání inhibitorů adheze bakterií Pseudomonas a Burkholderia. Jako modelové mikroorganismy byly vybrány P. aeruginosa ATCC 10145 a B. cenocepacia CCM 4899. Jako antimikrobiální látky byly vybrány kalixareny. Kalixareny patří mezi polyvalentní glykomimetika, která inhibují lektiny – oligomerní proteiny obsažené v bakteriálních buňkách. Lektiny se vážou na sacharidy přítomné na stěnách hostitelských buněk a hrají důležitou roli při tvorbě bakteriálního biofilmu. Byl sledován vliv kalixarenů v různých koncentracích na tvorbu biofilmu. Kultivace probíhala při teplotách 37°C pro P. aeruginosa a 30°C pro B. cenocepacia po dobu 24 hodin. Pro kvantifikaci celkového množství biomasy byla použita metoda barvení krystalovou violetí. Byl prokázán vliv kalixarenů na inhibici tvorby biofilmu. Nejvyšších hodnot inhibice bylo dosaženo u látky s označnením IIa a to snížením nárůstu o 95% oproti kontrole.
19 Bc. Zuzana Straková M2 MSc. Martin Chmátal, CSc. Příprava a aplikace biokatalyzátoru pro bioremediaci odpadních vod z koksárenského průmyslu detail

Příprava a aplikace biokatalyzátoru pro bioremediaci odpadních vod z koksárenského průmyslu

Prezentovaná práce se zabývá přípravou enzymového preparátu za účelem biodegradace fenolických látek z modelové odpadní vody (s výhledem jeho aplikace v reálné odpadní koksárenské vodě). Jako výchozího zdroje enzymu tyrosinázy je využito a) komerčních plodnic žampiónů, b) odřezkového odpadního materiálu získaného po sklizni plodnic ze žampionárny. Imobilizovaný preparát je připraven metodou a) zesítění enzymu, kde výsledným preparátem jsou tzv. „cross-link-enzyme-aggregates“ (CLEAs), b) zesítění buněčné biomasy, kde se jako výsledný preparát získá „cross-link-cells“ (CLC). V obou případech se k zesítění užívá glutaraldehyd. V práci bude prezentován postup přípravy preparátů a porovnání některých jejich charakteristik, např. aktivity k fenolu, teplotního optima a teplotní stability preparátů.
20 Bc. Eliška Stručková M2 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Stanovení biogenních aminů v alkoholických nápojích detail

Stanovení biogenních aminů v alkoholických nápojích

Biogenní aminy (BA) jsou látky vyskytující se ve fermentovaných potravinách a tedy i v kvašených alkoholických nápojích. Nejčastěji se jedná o histamin, putrescin, tyramin, kadaverin a tryptamin, které i přes některé své nepostradatelné vlastnosti, díky kterým se účastní různých fyziologických procesů, mohou mít nepříznivý dopad na zdraví spotřebitele, projevující se bolestmi hlavy, žaludečními či střevními nevolnostmi a problémy se srdcem. Při konzumaci alkoholických nápojů je toto riziko umocněno synergickým působením alkoholu. Ačkoli v současné době legislativa v ČR množství BA v nápojích neomezuje, vzhledem k jejich potenciální toxicitě a jejich možné aplikaci jako markeru hygienické kvality či čerstvosti potravin je na jejich stanovení a případné definování legislativních limitů kladen čím dál větší důraz. Cílem této práce byl zejména vývoj metody pro stanovení BA využívající HPLC s prekolonovou derivatizací. Dále byla provedena analýza vybraných nápojů a sledována koncentrace BA v průběhu procesu výroby, přičemž bylo prokázáno, že zjištěné koncentrace nepředstavují významné zdravotní riziko. Metoda bude následně využita pro definování rizik spojených zejména s kontaminací, případně s využitím méně obvyklých typů produkčních mikroorganismů při výrobě piva, vína nebo cideru.
21 Bc. Kateřina Urbanová M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Metody separace řas pomocí flokulace detail

Metody separace řas pomocí flokulace

Mezi řasy spadá velké množství mikroskopických i makroskopických organismů, jejichž společnou vlastností je schopnost fotosyntézy a autotrofního růstu. Z tohoto hlediska jsou velmi atraktivní pro využití k biotechnologické produkci biomasy i cenných metabolitů. Největší výzvou této technologie je vývoj vhodného a univerzálního separačního procesu, v průběhu kterého budou buňky řas efektivně odděleny z kultivačního média a připraveny pro další potenciální zpracování. Doposud je pro tyto účely používána centrifugace, která je ovšem ve velkém měřítku značně ekonomicky nevýhodná. Velkou pozornost si v tomto směru získávají různé mechanismy flokulace, jejímž principem je tvorba větších buněčných celků a jejich následná sedimentace. Zejména v 80. letech minulého století byla pH flokulace považována za slibnou metodu ke sklizni mikrořas, nicméně kvůli její nespolehlivosti se prozatím neuplatnila v průmyslovém měřítku. Oproti tomu elektroflokulace, která je prozatím málo prostudovanou metodou, vykazuje dobré výsledky a její výhodou je také nenáročnost na vybavení. Cílem této práce je studium metod pH flokulace a elektroflokulace na modelovém organismu, kterým je jednobuněčná řasa Chlorella vulgaris, prohloubení dosavadních poznatků a návrh vhodného uspořádání obou těchto metod.
22 Bc. Veronika Vetýšková M2 Dr. Ing. Michaela Rumlová Příprava, charakterizace a porovnání biochemických vlastností isoforem I a II lidského ameloblastinu detail

Příprava, charakterizace a porovnání biochemických vlastností isoforem I a II lidského ameloblastinu

Ameloblastin (AMBN) je vnitřně nestrukturovaný, extracelulární matriční protein, uplatňující se při tvorbě zubní skloviny, která je formována evolučně konzervovaným procesem biomineralizace. V lidských buňkách byly identifikovány dvě isoformy AMBN: celogenomová isoforma I (AMBN I) a sestřižená varianta II (AMBN II), u které chybí úsek 15, vysoce konzervovaných aminokyselin. Role obou těchto isoforem v buňce a to, zda se od sebe odlišují fyzikálně-chemickými vlastnostmi, nebylo dosud zjištěno. Cílem této práce je charakterizovat obě isoformy AMBN na proteinové úrovni porovnáním jejich základních vlastností a studium role obou isoforem při diferenciaci kmenových buněk. Obě isoformy AMBN byly exprimovány v bakteriálních buňkách za použití expresních vektorů kódujících AMBN isoformy ve fúzi s pomocnými kotvami. Následně byly nalezeny vhodné podmínky pro izolaci a purifikaci obou proteinů a jejich převedení do nativních podmínek. Za účelem odstranění pomocných kotev byla optimalizována purifikační metoda pro TEV proteázu. Porovnáním některých biochemických vlastností bylo zjištěno, že podobně jako isoforma I, je i isoforma II lidského AMBN, vnitřně nestrukturovaný protein, který má tendenci vytvářet organizované shluky.
23 Bc. Jakub Vlček M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Vliv sorbentů na stabilitu pivní pěny detail

Vliv sorbentů na stabilitu pivní pěny

Struktura a stabilita pivní pěny jsou jedny z posuzovaných kritérií při senzorickém hodnocení piva a mají zásadní vliv na celkový požitek z konzumace tohoto nápoje. Problémy se stabilitou pěny nastaly především po zavedení technologie HGB. Řešení spočívající v přidávání stabilizačních látek (PGA, tetrahop) se setkalo s určitým odporem veřejnosti. Pozitivně na tvorbu a stabilitu pěny působí zejména bílkoviny, polypeptidy, některé hořké chmelové látky a kovové ionty. Mezi hlavní negativní činitele řadíme lipidy. Právě skutečnost negativního působení lipidů na stabilitu pěny vedla k myšlence jejich odstranění z piva. Byly navrženy látky (sorbenty), které by na sebe měly vázat lipidy. Tyto sorbenty se přidají do piva, nechají se působit a pak se odstraní např. odstředěním nebo filtrací. Ukázalo se, že použité látky zvýšily stabilitu pěny až několikanásobně a že se tedy jedná o vhodnou metodu pro zvýšení stability pivní pěny bez přidání cizích látek do piva. Byly vytvořeny závislosti mezi účinností sorbentů a jejich materiálovými vlastnostmi (specifický povrch, poréznost). Byl popsán i vliv povrchových vlastností (hydrofobita) na účinnost sorbentů. Některé z látek jsou taktéž regenerovatelné a mají tedy velký potenciál využití v průmyslovém měřítku.
24 Bc. Maria Vrublevskaya M2 Ing. Kolouchová Irena Ph.D. Inhibiční účinky antibiotik a přírodních látek na rod Candida detail

Inhibiční účinky antibiotik a přírodních látek na rod Candida

Nejčastěji vyskytující se kvasinkové infekce způsobené zástupci rodu Candida tvoří biofilmy, které jsou rezistentní k širokému spektru antimikrobiálních látek. Rozmanité rostlinné metabolity disponují antimikrobiální aktivitou, mezi nimi i boswellové kyseliny izolované z rostlin rodu Boswellia. V této práci byly testovány účinky boswellových kyselin na kvasinky rodu Candida a analogicky byly prováděny pokusy s použitím běžného antifungálního léčiva, flukonazolu. Minimální inhibiční koncentrace (MIC80) těchto látek byly pro suspenzní populace určeny pomocí mikrokultivačního zařízení Bioscreen C. Vliv boswellových kyselin a flukonazolu na adhezi kvasinek byl testován pomocí MTT a metodou krystalové violeti. Bylo prokázáno, že boswellové kyseliny potlačují růst suspenzní populace Candida parapsilosis CCM 8260 (MIC80 = 500 mg/l). Výrazný vliv boswellových kyselin na uvolňování buněk z biofilmu byl pozorován po aplikaci 1 mg/l u Candida parapsilosis CCM 8260. Metabolická aktivita a množství biomasy Candida albicans CCM 2091 byly sníženy vlivem koncentrace 100 mg/l boswelových kyselin o 50% oproti kontrole. Vzhledem k výsledkům této práce se kombinace běžných antifungálních látek s boswellovými kyselinami jeví jako zajímavá alternativa při léčbě infekcí způsobených rodem Candida.
25 Bc. Vendula Červenková M2 Dr. Ing. Leona Paulová Biotechnologická produkce probiotik a organických kyselin jako doplňku krmiv hospodářských zvířat detail

Biotechnologická produkce probiotik a organických kyselin jako doplňku krmiv hospodářských zvířat

Kromě potravinářského a farmaceutického průmyslu nacházejí probiotika stále častěji uplatnění také v zemědělství. Podobně jako u lidí, tak i u zvířat podporují imunitní systém a zlepšují trávení a vstřebávání živin. Kromě tradičních mléčných bakterií jsou jako probiotika pro hospodářská zvířata používány také propionové bakterie, které se přirozeně nachází v jejich trávícím traktu. Kromě probiotických vlastností se vyznačují i tím, že jsou schopné utilizovat laktát. Cílem práce je produkce doplňku krmiv pro hospodářská zvířata, která budou obohacená probiotickými kulturami, a která budou obsahovat vhodné koncentrace kyseliny mléčné a propionové, jež budou působit jako konzervační činidla. První část práce byla zaměřena na zjištění kompatibility devíti kmenů mléčných a devíti kmenů propionových bakterií, testování probíhalo na agarovém médiu zaočkovaném oběma kmeny. Pro další práci byly vybrány kombinace kmenů, které vykazovaly nejvyšší nárůst biomasy a u nichž se nevyskytovaly inhibiční zóny, které vznikají negativním působením metabolitů jednoho kmene na růst partnerského kmene. Vybrané kombinace mléčných a propionových bakterií byly poté kultivovány na kapalném médiu s cílem sledovat produkci organických kyselin.
26 Bc. Bára Šenkárčinová M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Optimalizace provozních podmínek kvašení piva využívající probiotické kvasinky detail

Optimalizace provozních podmínek kvašení piva využívající probiotické kvasinky

Zvyšující se konkurence na pivním trhu motivuje pivovary k vývoji nových výrobků. Jednou z možností je fermentace mladiny netradičními mikroorganismy, pomocí kvasinek Saccharomyces boulardii. Jedná se o probiotický kmen S. cerevisiae s pozitivními účinky na lidské zdraví, zejména na střevní mikroflóru a imunitní systém. Vzhledem ke schopnosti S. boulardii zkvašovat hlavní cukry přítomné v mladině se nabízí aplikace pro výrobu nízkoalkoholického nebo nealkoholického piva se zdravotním benefitem. Cíl práce spočívá v optimalizaci provozních podmínek kvašení probiotickou kvasinkou. Byly studovány růstové vlastnosti S. boulardii v médiu s obsahem dextrinů, laktosy, fruktooligosacharidů a s přídavkem různých koncentrací ethanolu a iso-α- hořkých kyselin. Tyto sloučeniny se běžně v pivu vyskytují nebo by mohly být použity jako aditivum do hotového výrobku, proto bylo nutné ověřit možnost jejich utilizace kvasinkami. Další část práce zahrnovala sérii experimentů, v nichž byl sledován vliv teploty, zákvasné dávky a extraktu původní mladiny na tvorbu senzoricky aktivních těkavých látek v pivu. Produkt byl vyhodnocen metodami GC/MS, HPLC a senzorickou analýzou. Z  naměřených dat byl sestaven model s optimálními podmínkami pro kvašení.
27 Bc. Jana Štursová M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Možnosti cíleného potlačení tvorby a stability biofilmů detail

Možnosti cíleného potlačení tvorby a stability biofilmů

Biofilm je strukturovaný ekosystém mikroorganismů s částečně změněnou fyziologií. Buňky v tomto stavu jsou oproti buňkám v planktonní formě odolnější vůči vnějším podmínkám. Mikroorganismy, které jsou původci onemocnění tak vykazují častější rezistenci vůči antibiotikům. Mezi ně se řadí i oportunně patogenní Staphylococcus epidermidis, původce nozokomiálních infekcí. Z toho důvodu jsou stále vyvíjeny nové antimikrobiální či anti-biofilmové látky. V práci byla sledována antimikrobiální aktivita a vliv vybraných aminoderivátů kobalt bis-1,2-dikarbollidu na tvorbu biofilmu S. epidermidis DBM 3179. Pomocí MTT metody byla stanovena metabolická aktivita adherovaných buněk na povrch polystyrenových mikrokultivačních destiček. Pomocí krystalové violeti bylo stanoveno celkové množství biomasy buněk biofilmu. K nejvýraznějšímu poklesu metabolické aktivity došlo u látky pod pracovním názvem SK-19, a to až o 99% vůči kontrole. Dále byl sledován vliv SK-5 v kombinaci s antibiotiky erythromycin a tetracyklin na suspenzní populace kultivované v mikrokultivačním zařízení Bioscreen C. Inhibice byla pozorována u všech experimentů, testované látky tak představují potenciál pro potlačení růstu původců onemocnění.

320 - Ústav biochemie a mikrobiologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kristýna Adámková M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.; Mgr. Tomáš Kovaľ, Ph.D. Studium interakcí na zinku závislé nukleasy s RNA pomocí rentgenové krystalografie detail

Studium interakcí na zinku závislé nukleasy s RNA pomocí rentgenové krystalografie

Na zinku závislá nukleasa náleží do rodiny S1-P1 nukleas, které jsou studovány především pro své biotechnologické využití a případné aplikace v medicíně. Jedná se o jednořetězcově specifickou nukleasu, jejíž produkty a zároveň kompetitivní inhibitory jsou 5‘-mononukleotidy, mononukleosidy i ionty fosfátu. Byly objasněny struktury komplexů této nukleasy s produkty štěpení DNA. Díky těmto výsledkům byla vysvětlena vysoká schopnost přizpůsobení aktivního místa přítomnému ligandu, a tím i nespecifita k bázím. Cílem této práce je studium interakce této nukleasy s RNA na základě struktur komplexů nukleasy s produkty štěpení RNA a následné porovnání výsledků s daty naměřenými pro vazbu ssDNA. Z měření rentgenové difrakce krystalů těchto komplexů byla získána data s vysokým difrakčním limitem. Tato data byla zpracována. Dvě struktury komplexů nukleasy s ligandy uridinem a cytidin-5‘-monofosfátem byly vyřešeny a upřesněny. Z dosavadních výsledků je jasné, že způsob interakce s těmito ligandy je velmi podobný jako s produkty štěpení ssDNA.
2 Bc. Zuzana Amlerová M2 RNDr. Michael Mareš, CSc.; Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D. Příprava rekombinantního lidského katepsinu V a analýza jeho inhibice detail

Příprava rekombinantního lidského katepsinu V a analýza jeho inhibice

Katepsin V je cysteinová proteasa s vysokou elastinolytickou aktivitou, která je specificky exprimována v několika typech nádorové tkáně. Představuje potenciální diagnostický marker a cílovou molekulu pro vývoj protinádorových léčiv. Tato práce je zaměřena na přípravu rekombinantního katepsinu V v dostatečném množství a čistotě. K produkci byl využit expresní systém v kvasince Pichia pastoris, kde byl katepsin V produkován jednak ve formě aktivního enzymu a jednak jako neaktivní mutant. Rekombinantní protein byl purifikován pomocí gelové permeační a ionexové chromatografie. Připravená aktivní forma enzymu je používána při analýze nových inhibitorů na bázi vinylsulfonů v kinetickém aktivitním testu s fluorogenním substrátem. Mutantní forma katepsinu V bude využita pro strukturní krystalografickou analýzu.
3 Bc. Jiří Bejček M2 Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Nové konjugáty digitoxinu s BODIPY jako inhibitory Na+/K+ ATPasy: od molekulového dockování po tkáňové kultury detail

Nové konjugáty digitoxinu s BODIPY jako inhibitory Na+/K+ ATPasy: od molekulového dockování po tkáňové kultury

Srdeční glykosidy zahrnují pestrou skupinu látek živočišného i rostlinného původu. V medicíně se díky svému pozitivnímu ionotropnímu účinku využívají při léčbě srdečního selhání a srdečních arytmií. Tento účinek je zprostředkován pomocí inhibice sodno-draselné ATPasy (NKA) – membránového proteinu – jehož inhibice vede mimo jiné také k apoptóze buňky. Digitoxin a jeho deriváty byly díky zmíněnému faktu v této práci studovány pro svůj potenciál stát se v budoucnu možnými teranostatiky, tedy látkami snoubícími v sobě jak terapeutické, tak diagnostické vlastnosti, v léčbě rakoviny. Testováno bylo celkem 11 látek: digitoxin, jeho fluorescenční i nefluorescenční deriváty a samotné fluorofory. K tomuto účelu byly vybrány metody molekulového dockování, testy cytotoxicity na tkáňových liniích A549, HEK 293T, MRC-5 a L929 pomocí WST-1 a fluorescenční mikroskopie. Bylo zjištěno, že digitoxin a jeho deriváty vykazují výrazné cytotoxické účinky na buňky linií A549, HEK 293T a MRC-5. Jako další budou provedeny kolokalizační studie s markery buněčných organel a kolokalizační studie s fluorescenční NKA.
4 Bc. Klára Beňatinská M2 Ing. Zita Purkrtová, Ph.D. Příprava hydrofilních domén oleosinu 2 detail

Příprava hydrofilních domén oleosinu 2

Lipidová tělíska jsou samostatné organely. V rostlinách se nejčastěji vyskytují v endospermu semen a jsou zapojeny do mnoha fyziologických procesů. Slouží například jako úložiště energie ve formě triacylglycerolů. Povrch lipidových tělísek je stabilizován proteiny, mezi které patří mimo jiné také strukturní proteiny nazývané oleosiny. Oleosiny se skládají z dlouhé vnitřní hydrofobní domény (až 70 AMK zbytků) a ze dvou kratších hydrofilních domén N-koncové a C-koncové (cca 30–70 AMK zbytků). Důležité je, že délka hydrofobních domén se mezi oleosiny neliší, zatímco délka hydrofilních domén ano. Ve své práci se zabývám konkrétně oleosinem 2 (At5g40420), který je v semenech rostlin nejčastěji zastoupený a má nejdelší hydrofilní domény (56 a 71 AMK zbytků). Cílem mé práce je připravit hydrofilní domény nejprve jako samostatné peptidy a poté také jako fúzní peptidy spojené pomocí linkeru. Takto připravené peptidy budou použity ke studiu vlastností a krystalografii. V současné době probíhá příprava expresního plasmidu pET16b nesoucího úsek genu kódujícího C-koncovou doménu oleosinu 2.
5 Bc. Kristina Brhlová M2 Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Vývoj imunochemických metod pro detekci zástupců kathinonů a aminoindanů detail

Vývoj imunochemických metod pro detekci zástupců kathinonů a aminoindanů

Člověk je schopen pro své tělesné a materiální potřeby překračovat hranice legislativy i zdravého rozumu. A to i přes riziko ztráty profesních a osobních vztahů nebo trvalého poškození zdraví. Jiné to není v případě užívání nových syntetických drog, které jsou vyráběny jako analoga již zakázaných drog. Nově a zpravidla domácky vyráběné substance nejsou zcela prozkoumány. Často u nich nejsou zjištěny krátkodobé ani dlouhodobé nežádoucí účinky. Proto představují mnohem větší riziko, o kterém uživatel nemusí mít tušení. Přesto jsou atraktivní alternativou díky své snadné dostupnosti, nižší ceně a dočasné bezúhonnosti. Studium struktury, metabolismu a detekce těchto látek je tedy zásadní informací pro legislativní orgány, které mají za cíl bezpečnost a zdraví celé společnosti. Příkladem alarmující situace drogového trhu je bufedron a 5-iodo-2-aminoindan. Cílem této práce je vyvinout detekční imunochemické metody, které budou rychlé, levné a uživatelsky přístupné. Pro vývoj detekční metody ELISA byly vybrány vhodné imobilizační konjugáty, protilátky, pufry a další potřebné podmínky. Dále byla testována křížová reaktivita. Metoda byla sestavena pro 5-iodo-2-aminoindan. Ze sestavené kalibrační křivky byl určen detekční limit 93 ± 10 pg.ml-1 a další parametry metody.
6 Katerina Brodsky M2 Dr.sc. Michael Kotík, Ph.D. Heterologní exprese a charakterizace fungální rutinosidasy detail

Heterologní exprese a charakterizace fungální rutinosidasy

Rutinosidasa (α-L-rhamnosyl-β-D-glykosidasa; EC 3.2.1.168) je enzym ze skupiny diglykosidas, který odštěpuje disacharid rutinosu z příslušného rutinosidu. Rutinosidasy se vyskytují v bakteriích, archebakteriích a plísních. Některé z nich ukazují navíc i transglykosylační aktivitu, což je vlastnost nezbytná k syntéze nových rutinosidů. V rámci diplomové práce byla provedena exprese jedné fungální rutinosidasy (Mucor circinelloides) v expresním systému Komagataella pastoris.  Gen kodující rutinosidasu byl vložen do expresního vektoru pPICZαA pro sekreci rekombinantního enzymu do kultivačního média; následovala transformace hostitelských buněk vzniklým plasmidem. Po integraci cizorodé DNA byl proveden screening aktivních transformantů fluorogenním substrátem 4-methylumbelliferyl-rutinosidem pomocí nativní elektroforézy. Aktivní klony byly kultivovány ve větším měřítku. Biomasa byla centrifugována a rekombinantní protein byl izolován afinitní chromatografií na základě C-terminální histidinové kotvy enzymu. Purifikovaný enzym byl vysrážen síranem amonným. V současné době probíhá charakterizace rekombinantní rutinosidasy: stanovení teplotního optima, pH optima, substrátového spektra, optimálních podmínek pro transglykosylační aktivitu atd.
7 Bc. Ondřej Bulvas M2 Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D. Význam proteinu Rel ve stringentní odpovědí u mykobakterií detail

Význam proteinu Rel ve stringentní odpovědí u mykobakterií

Mykobakterie jsou rod grampozitivních bakterií zahrnující několik významných lidských patogenů. Nejvýznamnějším z nich je bezesporu původce tuberkulózy – Mycobacterium tuberculosis (MTB).  Touto bakterií je v současnosti nakažena až třetina veškeré světové populace a s více než 1,5 miliony úmrtí ročně je na první příčce v počtu úmrtí na infekční choroby. Jedním z problémů v boji s MTB je schopnost tvořit vysoce perzistentní buňky. Za tento jev může z velké části tzv. stringentní odpověď řízená pomocí signální molekuly (alarmonu) (p)ppGpp. Centrálním regulátorem její hladiny je protein Rel, který by díky tomu mohl být zajímavým cílem nových chemoterapeutik. Pro studium proteinu Rel byl použit modelový organismus nepatogenní Mycobacterium smegmatis (MSM). Byl připraven kmen s úplnou delecí Rel a následně sledován její fenotypový projev na buňkách za různých růstových a stresových podmínek. Dalším z přístupů je hledání nových potenciálních interakčních partnerů proteinu Rel. Pro tento účel bude vytvořena DNA knihovna MSM, kterou lze poté využít ke studiu interakcí pomocí bakteriálního dvouhybridního systému. Zavedení a ověření funkčnost výše zmíněných metod by mohlo v budoucnu pomoci pochopit fascinující a stále nedostatečně popsaný systém stringentní odpovědi u mykobakterií.
8 Bc. Eva Fabínyová M2 Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Využití Staphylococcus spp. pro forenzní identifikaci osob detail

Využití Staphylococcus spp. pro forenzní identifikaci osob

Zloženie ľudskej kožnej mikroflóry je veľmi rozmanité a u každého jedinca špecifické. Dominantné zastúpenie tvoria baktérie rodu Staphylococcus, ktorých analýza by mohla nájsť využitie vo forenznej oblasti. Predpokladom pre túto analýzu je zavedenie spoľahlivých a rýchlych metód identifikácie a typizácie vybraných najčastejšie sa vyskytujúcich Staphylococcus spp. (S. aureus, S. cohni, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. hominis, S. saprophyticus, S. warneri) využitím metód MALDI-TOF MS, RAPD-PCR, PFGE aj. a získané protokoly ďalej aplikovať na humánne izoláty týchto druhov Staphylococcus. V práci sme sa zamerali na identifikáciu a typizáciu druhu S. hominis metódou MALDI-TOF MS, s využitím zbierkových kmeňov a humánnych izolátov, ktoré boli taktiež identifikované pomocou súpravy STAPHYtest 24. Získané proteínové spektra zbierkových kmeňov boli využitím rôznych zhlukových analýz a programu ClinPro Tools (Bruker Daltonics) použité k vytvoreniu klasifikačných modelov, ktoré sme ďalej aplikovali k odlíšeniu S. hominis od ostatných Staphylococcus spp., či k odlíšeniu jednotlivých kmeňov S. hominis.
9 Bc. Lucia Fehérová M2 Ing. Petr Svoboda Príprava bunkovej línie produkujúcej visfatin s mutáciou H247A pre overenie vplyvu fosforylácie na jeho enzýmovú aktivitu detail

Príprava bunkovej línie produkujúcej visfatin s mutáciou H247A pre overenie vplyvu fosforylácie na jeho enzýmovú aktivitu

Visfatin je popisovaný ako enzým zúčastňujúci sa syntézy NAD z nikotínamidu, kde katalyzuje prenos fosforibosylovej skupiny z 5-fosforibosyl-1-pyrofosfátu na nikotínamid za vzniku nikotínamidmononukleotidu a pyrofosfátu. Presný mechanizmus tejto reakcie ale nebol dosiaľ objasnený. Predpokladá sa, že pre priebeh enzýmovej katalýzy visfatinu je nevyhnutná autofosforylácia histidínu na 247. pozícii. Našim cieľom bolo tento predpoklad overiť. Boli pripravené bunky HepG2 s produkciou visfatinu v prirodzenej forme (WT) a visfatinu s bodovou mutáciou H247A. Každá z foriem bola pripravená s pripojenou polyhistidínovou kotvou i bez nej. Nasledovalo meranie enzýmovej aktivity visfatinu v bunkovom lyzáte pomocou fluorescenčnej detekcie vznikajúceho NAD ako konečného produktu celej biosyntetickej dráhy z nikotínamidu. V porovnaní s kontrolou vykazoval visfatin-WT-HisTag aj visfatin-WT bez pripojenej histídinovej kotvy rovnako zvýšenú enzýmovú aktivitu, čím bol vylúčený vplyv histidínovej kotvy. Ich hodnoty enzymových aktivít sa však tiež zhodovali s aktivitami visfatinu-H247A a visfatinu-H247A-HisTag. Tým sa ukázalo, že visfatin s bodovou mutáciou H247A má zachovanú svoju enzýmovú aktivitu. Tieto výsledky naznačujú, že autofosforylácia nie je esenciálna pre enzýmovú katalýzu visfatinu.
10 Bc. Zdeněk Gajdík M2 doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná Úloha isoforem fosfolipasy D v halotropismu Arabidopsis thaliana detail

Úloha isoforem fosfolipasy D v halotropismu Arabidopsis thaliana

Rostliny musí během celého životního cyklu čelit nejrůznějším změnám prostředí (změny světla, teploty, množství vody, zasolení, napadení patogenem atd.). Sůl jako abiotický stresor negativně ovlivňuje růst rostlin a tím i jejich produktivitu. Byla popsána řada mechanismů, kterými se rostlina brání zasolení. V této práci se zabýváme halotropismem, což je zahýbání kořene z oblasti o vyšší koncentraci soli do oblasti s nižší koncentrací. Současné modely naznačují, že sůl indukuje produkci jedné ze signálních molekul, kterou je kyselina fosfatidová (PA). Ta vzniká hydrolýzou membránových fosfolipidů, na které se podílí fosfolipasa D (EC 3.1.4.4, PLD). U modelové rostliny Arabidopsis thaliana bylo popsáno dvanáct isoforem PLD lišících se primární strukturou (PX-PH PLD a C2-PLD) i biochemickými vlastnostmi. Konkrétní isoformy C2-PLD ani mechanismus, jakým by se tyto isoformy mohly účastnit halotropismu nejsou dosud známy. Cílem práce bylo najít nejvhodnější experimentální podmínky pro studium halotropismu kořene rostlin Arabidopsis thaliana divokého typu a homozygotních mutantních linií pldα, pldδ a pldζ. Nejvhodnějším uspořádáním bylo přesazení pětidenních semenáčků 1 cm nad rozhraní gelu obsahujícího 400 mM NaCl. 
11 Bc. Miroslava Hanžlová M2 MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Stanovení steroidních hormonů na systému LC-MS/MS detail

Stanovení steroidních hormonů na systému LC-MS/MS

Steroidní hormony jsou lipofilní signální látky, které jsou syntetizovány ve steroidogenních žlázových buňkách kůry nadledvin a pohlavních žláz. V současnosti je popsáno mnoho poruch funkce těchto endokrinních žláz. Pro detailní diagnostiku je důležité stanovení hladin hormonů a prohormonů, které se liší od zdravé populace. Analýza steroidních hormonů má však svá specifika, která spočívají zejména v jejich nízkých koncentracích v krevním séru a existenci pouze velmi malých strukturních rozdílů mezi jednotlivými hormony. Cílem práce bylo navrhnout metodu stanovení steroidních hormonů pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) a porovnat ji s rutinně používanými imunoanalytickými metodami. Pomocí LC-MS/MS jsme nyní během jedné analýzy schopni stanovit 13 steroidních hormonů. Podařilo se prokázat, že mobilní fáze (MF) s přídavkem fluoridu amonného je v porovnání s běžně používanou MF s přídavkem mravenčanu amonného vhodnější pro měření a poskytuje vyšší odezvu detektoru. V současnosti vlastní analýze předchází dvoustupňová extrakce kapalina-kapalina, která by měla být do budoucna nahrazena metodou dvourozměrné (2D) LC-MS/MS bez extrakčního kroku. To by zkrátilo celkovou dobu analýzy a usnadnilo zařazení metody do klinické praxe.
12 Bc. Barbora Hlaváčová M2 Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. Indukce genu pro bifenyl-2,3-dioxygenasu v půdní bakterii Pseudomonas alcaliphila sekundárními metabolity rostlin detail

Indukce genu pro bifenyl-2,3-dioxygenasu v půdní bakterii Pseudomonas alcaliphila sekundárními metabolity rostlin

Schopnost bakterie přežít v daném prostředí se výrazně zvyšuje, pokud je schopna utilizovat netradiční zdroje uhlíku. Na druhou stranu se však také musí bránit vlivu toxických látek, které se v prostředí vyskytují. Ideální je tyto dvě schopnosti spojit a toxickou sloučeninu rozložit na látky, jež je bakterie schopna využít pro svou výživu. Další výhodou je, tentokrát už ne pro bakterii, pokud je touto toxickou sloučeninou nějaký organický polutant, který je tak díky bakteriální degradaci z prostředí odstraňován. Příkladem podobného propojení je například bakterie Pseudomonas alcaliphilla JAB1, izolovaná z půdy z Jablonného nad Orlicí kontaminované polychlorovanými bifenyly (PCB). Kmen JAB1 je schopen degradovat PCB pomocí metabolické dráhy kódované tzv. bph operonem. Mezi induktory této dráhy patří bifenyl, což je ale, stejně jako PCB, látka antropogenního původu. Jak je možné, že degradace probíhá i v prostředí, kde bifenyl přítomen není? Odpověď lze nalézt výše a sice, že tato biodegradační dráha byla původně vyvinuta pro detoxifikaci sekundárních metabolitů rostlin (SMR). Cílem výzkumu je ověření této hypotézy a nalezení SMR, které budou indukovat expresi genů bifenylového operonu lépe než bifenyl. Výzkum může nalézt aplikaci nejen v dekontaminaci oblastí znečištěných PCB.
13 Bc. Veronika Horáková M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Vliv oomycetního mycelia na biodegradaci polycyklických aromatických uhlovodíků detail

Vliv oomycetního mycelia na biodegradaci polycyklických aromatických uhlovodíků

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) patří mezi široce rozšířené kontaminanty životního prostředí. Vzhledem k jejich hydrofobnímu charakteru mají sníženou biologickou dostupnost, což negativně ovlivňuje jejich biodegradaci. Cílem práce je potvrzení hypotézy o vlivu Pythium oligandrum na zvýšení biologické dostupnosti PAU a jeho účinku na pohyblivost bakterií schopných degradovat PAU. Z kontaminované zeminy na médiu s fenantrenem jako jediným zdrojem uhlíku bylo získáno 9 bakteríálních izolátů potencionálně schopných degradovat PAU. Na základě testu v médiu s nízkou koncentrací agaru byly tři z těchto izolátů určeny jako nepohyblivé. Pohyblivé  izoláty patří na základě identifikace MALDI-TOF MS do řádu Burkholderiales. Byly stanoveny kultivační podmínky vhodné, jak pro růst oomycety Pythium oligandrum, tak pro degradaci PAU izoláty. Za těchto podmínek byly provedeny duální testy izolátů a oomycety Pythium oligandrum, které prokázaly, že nedochází k inhibici růstu mezi Pythium oligandrum a žádným z izolátů. V další práci bude u izolátů stanovena účinnost degradace fenantrenu a směsi vybraných PAU, jejichž koncentrace bude stanovována HPLC DAD. S vybranými izoláty s různou pohyblivostí bude dále proveden test degradace fenantrenu a směsi PAU v přítomnosti Pythium oligandrum.
14 Bc. Simona Janičová M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Izolácia biologicky aktívných látok rastliny Magnolia obovata detail

Izolácia biologicky aktívných látok rastliny Magnolia obovata

V súčasnosti dochádza k rastúcemu záujmu o terapeutické využitie prírodných produktov pochádzajúcich z rastlín. Tieto rastliny syntetizujú sekundárne metabolity, ktoré majú širokú štruktúrnu rozmanitosť a sú považované za dôležité zdroje, ktoré majú potenciál pri výrobe farmaceutických prípravkov. Bohatým zdrojom biologicky aktívnych látok je rod Magnolia, ktorej výťažky sú súčasťou kozmetických prípravkov, parfumov a doplnkov stravy vhodných pre zachovanie psychickej rovnováhy. V praxi sa doposiaľ využívajú extrakty získané zo sušenej a rozdrvenej kôry, u ktorej bol popísaný antiseptický, antioxidačný, anxiolitycký, protizápalový a protirakovinový účinok. Cieľom našej práce bolo pripraviť extrakty z listov, kvetného obalu a pohlavných častí rastliny Magnolia obovata  a stanoviť u nich biologickú aktivitu. U získaných extraktov bola testovaná antimikrobiálna aktivita na baktériách a kvasinkách s využitím diskovej difúznej metódy a spektrofotometrického merania rastu. Na základe doterajších  testovaní, sme dospeli k záveru, že kvety a listy  by mohli v porovnaní s kôrou rastliny predstavovať alternatívny a obnoviteľný zdroj biologicky aktívnych látok.
15 Bc. Klára Žofie Janoušková M2 MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Buněčné linie s deficitem interferonového receptoru lambda 1 jako nástroj pro studium signalizace interferony lambda detail

Buněčné linie s deficitem interferonového receptoru lambda 1 jako nástroj pro studium signalizace interferony lambda

Interferony lambda (IFNL) řadíme mezi signální molekuly imunitního systému. K jejich expresi dochází pouze v epitelových buňkách v důsledku virové infekce. Sekretované interferony se váží na heterodimerní membránový receptor složený z podjednotek IFNLR1 a IL-10R2. Navázání interferonu spouští JAK-STAT signální dráhu, která vede k aktivaci transkripce interferon senzitivních genů. IFNL1 až 3 tímto mechanismem stimulují protivirovou odpověď. IFNL4 rovněž aktivuje JAK-STAT dráhu stejně jako IFNL1-3, avšak současně brání spontánní eliminaci viru hepatitidy C. Tento paradox společně s dalšími odlišnostmi, jako je například nižší extracelulární sekrece IFNL4 v porovnání s ostatními IFNL, vyvolává úvahy o možném působení IFNL4 jako intracelulární signální molekuly. Za účelem studia těchto zatím neznámých hypotetických nekanonických signálních drah IFNL4 jsme pomocí metody editace genomu CRISPR/Cas9 vyvinuli buněčné linie deficitní pro IFNLR1. V deficitních i kontrolních liniích transfekovaných IFNL3 nebo IFNL4 jsme u buněk transfekovaných IFNL4 pozorovali jadernou lokalizaci IFNL4. Jaderná lokalizace IFNL3 u IFNL3 transfekovaných buněk nebyla detekovatelná.
16 Nikola Jelenová B3 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Snižuje genová manipulace ječmene toxicitu způsobenou nepříznivými podmínkami? detail

Snižuje genová manipulace ječmene toxicitu způsobenou nepříznivými podmínkami?

Světové zemědělství v posledních dekádách reaguje na globální změny a geneticky modifikované plodiny získávají čím dál více na významu. Ovšem na evropském trhu stále panují obavy z jejich konzumace. Hlavním problémem zemědělských plodin jsou plísně, zasolení půdy a sucho. Rostliny jako ochranu před stresem syntetizují sekundární metabolity, které způsobují toxicitu a tím případné nebezpečí pro konzumenty. Rekombinantní produkcí osmoprotektivních a antifungálních proteinů, které aktivují rostlinný imunitní systém, se plodiny lépe připraví na stresové podmínky. Prokázáním, že transgenní rostliny jsou méně toxické po tom, co jsou vystaveny nepříznivým vnějším podmínkám, by mohlo vést k vyvrácení mnohých stereotypů. Jako modelová rostlina byl použit ječmen setý, který byl geneticky upraven pro nadprodukci proteinu osmotin a během pěstování byl vystaven plísni Fusarium a 200mM NaCl. Druhá linie ječmene nadprodukovala peptid limen a byla kultivována v přítomnosti spor plísně Fusarium. V rámci bakalářské práce byly testovány methanolové extrakty obou linií ječmene po vystavení rostlin stresu, a to na třech buněčných liniích HaCaT, HEK 293 a HDF2 v pěti různých koncentracích a pomocí fluorescenční metody byla zjištěna viabilita nenádorových buněk, respektive akutní toxicita extraktů.
17 Bc. Monika Kalousková M2 Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Vývoj imunochemické metody pro detekci syntetické drogy pyrovaleronu detail

Vývoj imunochemické metody pro detekci syntetické drogy pyrovaleronu

Nové syntetické drogy mají velmi podobný psychoaktivní účinek jako nelegální drogy. Tyto látky jsou syntetizovány za účelem obejít stávající legislativu – jejich struktura je velmi podobná nelegálním drogám s nepatrnými změnami. Předmětem této studie je vývoj rychlé imunochemické metody pro detekci pyrovaleronu (zástupce syntetických kathinonů). Doposud nebyla vynalezena pro tuto drogu žádná snadná a rychlá screeningová metoda, která by mohla pomoci odhalit tuto látku v oblastech jako je  lékařství a policie. Cílem práce je vyvinout nepřímý kompetitivní formát ELISA pro detekci pyrovaleronu.  Na základě sestavených titračních křivek pomocí 4 králičích polyklonálních protilátek a dvou imobilizačních konjugátů (RJ3-BSA a RJ3-RSA) byla vybrána přijatelná kombinace protilátky (Pl 298, 2,5 μg/ml) a konjugátu (RJ3-BSA, 50 ng/ml) a sestavena kalibrační křivka. V dalších experimentech byly vybírány příhodné podmínky metody (různé složení pufrů pro protilátky, teplota a doba inkubací). S optimalizovanou metodou bylo dosaženo I50 0,30 ± 0,08 ng/ml. V navazující práci bude testována specifita použité protilátky v ELISA pomocí křížových interakcí.
18 Bc. Sofia Kolesnikova M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Multimerization rules for G-quadruplexes detail

Multimerization rules for G-quadruplexes

G-quadruplexes can multimerize under certain conditions, but the sequence requirements of such structures are not well understood. In this study, we investigated the ability of all possible variants of the central tetrad in a monomeric, parallel-strand G-quadruplex to form higher-order structures. Although most of these 256 variants existed primarily as monomers under the conditions of our screen, ∼10% formed dimers or tetramers. These structures could form in a wide range of monovalent and divalent metal ions, and folding was highly cooperative in both KCl and MgCl2. As was previously shown for G-quadruplexes that bind GTP and promote peroxidase reactions, G-quadruplexes that form dimers and tetramers have distinct sequence requirements. Some mutants could also form heteromultimers, and a second screen was performed to characterize the sequence requirements of these structures. Taken together, these experiments provide new insights into the sequence requirements and structures of both homomultimeric and heteromultimeric G-quadruplexes.
19 Bc. Veronika Kovandová M2 Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Využití MALDI-TOF MS pro identifikaci a typizaci bakterií skupiny Enterobacter cloacae komplex detail

Využití MALDI-TOF MS pro identifikaci a typizaci bakterií skupiny Enterobacter cloacae komplex

Rod Enterobacter patří mezi významné rody čeledi Enterobacteriaceae a zahrnuje 22 druhů. Druhy E. asburiae, E. cloacae, E. hormaechei, E. kobei, E. ludwigii si jsou na genetické i fenotypové úrovni natolik podobné, že jsou řazeny do druhové skupiny označované jako Enterobacter cloacae komplex. Tyto druhy jsou ubikvitně rozšířeny v životním prostředí. Řadí se poté k častým kontaminantům potravin, kde způsobují kažení, a jsou i častými původci nozokomiálních infekcí. Pro stanovení zdrojů kontaminace a infekce je proto důležitá přesná identifikace na úrovni druhu, příp. poddruhu a typizace na úrovni kmene. Tato identifikace v praxi dostupnými standardními metodami je však poměrně obtížná, až nemožná. Cílem této práce bylo stanovení spolehlivosti standardních postupů identifikace Enterobacter cloacae komplex metodami ENTEROtest 24 N a MALDI-TOF MS s použitím software Bruker Biotyper. Pro odlišení proteinových profilů E. cloacae a E. hormachei a jejich typizaci byly vytvořeny a srovnány různé klasifikační modely. K vytvoření modelů byly použity software mMass, ClinPro Tools a proteinové profily sbírkových kmenů získané třemi metodami přípravy vzorku. Vybrané modely umožnily stanovit druhově specifické markery a byly následně použity pro identifikaci potravinových izolátů.
20 Bc. Hana Kočí M2 Ing. Jiří Suttnar, CSc. Interakce proteinů normální plazmy s plazmou onkohematologických pacientů detail

Interakce proteinů normální plazmy s plazmou onkohematologických pacientů

Myelodysplastický syndrom (MDS) je onemocnění krvetvorby charakterizované nedozráváním kmenových buněk, či dysplazií. Cílem práce bylo vytvořit nástroj pro výzkum a diagnostiku tohoto onemocnění v plazmě s využitím optické metody SPR (Surface Plazmon Rezonance), která se využívá k charakterizaci biomolekulárních interakcí. Pomocí vazebné a afinitní konstanty umožňuje zjistit množství vázajícího proteinu a jeho stabilitu. Místo interakčních partnerů pro markery MDS byly na SPR čip imobilizovány frakce zdravé plazmy. Tyto frakce byly připraveny třemi způsoby: gelovou chromatografií, deplecí s následnou gelovou chromatografií a pomocí ProteoMineru s následnou gelovou chromatografií. Metoda SPR měla dvě hlavní části: imobilizace frakcí normální plazmy na čip a samotná detekce protein-protein interakcí. Analyzovali jsme vzorky MDS pacientů a zdravé kontroly. Jako nejvhodnější způsob přípravy frakcí plazmy pro SPR se jeví samotná gelová chromatografie a varianta deplece – gelová chromatografie. V pilotních experimentech byly zjištěny rozdíly v interakcích imobilizovaných frakcí plazmy se vzorky plazmy pacientů v různých stadiích MDS a se vzorky plazmy zdravých dárců. Získaná data budou využita k profilování MDS pacientů pomocí SPR imagingu, kdy lze analyzovat více vzorků souběžně.
21 Bc. Hana Kratochvilová M2 Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na půdní mikrobiom detail

Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na půdní mikrobiom

Dlouhodobé hnojení zemědělských půd může ovlivnit půdní mikrobiální společenství a tedy i aktivitu extracelulárních enzymů, které se podílejí na rozkladu organických látek. Cílem této práce je stanovit vliv různých typů hnojení na i) aktivitu enzymů, a na ii) počet funkčních genů pro enzymy účastnící se koloběhu dusíku. Pro měření byly použity vzorky z lokality Humpolec periodicky hnojené již od roku 1996 i) odpadním kalem, ii) trojnásobným množstvím odpadního kalu, iii) statkovým hnojem, iv) minerálním hnojivem (NPK) a v) kontrola bez hnojení. Pro srovnání biologické aktivity půd byly vybrány 4 extracelulární enzymy: β‑glukosidasa, β‑xylosidasa, kyselá fosfatasa a β‑N‑acetylhexosaminidasa. Kinetika enzymových reakcí byla měřena pomocí fluorogenních substrátů a ze získaných závislostí byly vypočítány kinetické parametry KM a Vmax. Dále bude provedena statistická korelace těchto parametrů s fyzikálně-chemickými parametry jednotlivých půd. Počet funkčních genů bude stanoven metodou qPCR a to pomocí absolutní i relativní kvantifikace (vztaženo na gen pro 16S rRNA). TA klonováním byl připraven standard genu nosZ, který kóduje katalytickou podjednotku reduktasy oxidu dusného. Dále budou připraveny standardy pro nitrát reduktasu (narG), fixaci dusíku (nifH) a oxidaci amoniaku (amoA).
22 Bc. Alžběta Kropáčková M2 MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Stanovení thyreoidálních hormonů na systému LC-MS/MS detail

Stanovení thyreoidálních hormonů na systému LC-MS/MS

Stanovení hladiny tyreoidálních hormonů je důležitým diagnostickým nástrojem pro odhalení chorob štítné žlázy. V současné době se pro rutinní analýzu v laboratořích klinické biochemie využívají imunochemické automatické analyzátory s převážně chemiluminiscenční detekcí. Za zlatý standard je ale považována selektivní a specifická metoda LC/MS/MS, která v porovnání s imunoanalytickými metodami nabízí řadu výhod, např. možnost stanovení více analytů současně během jedné analýzy nebo vyloučení zkřížené reakce s používanými protilátkami jako u imunoanalýzy. To LC/MS/MS metodu upřednostňuje zvlášť při vyšetření štítné žlázy v těhotenství, kde dochází k změnám v hladinách vazebných proteinů oproti běžné populaci. Pomocí LC/MS/MS byly stanoveny hormony tyroxin (T4) a trijodtyronin (T3) ve volné i vázané formě ze séra pacientů. Před vlastním stanovením bylo nutné provést ultrafiltraci a extrakci analytů z matrice.  Pro analýzu byl využit přístroj Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS systém s analytickou kolonou Agilent Poroshell 120 EC-C18. Při tomto postupu nebylo dosaženo dostatečné citlivosti pro detekci volných tyreoidálních hormonů. LOD se pohyboval okolo 40 pmol/l. Dostatečnou citlivosti by mohla poskytnout metoda 2D-LC/MS/MS spojená s SPE, která je v současnosti testována.
23 Bc. Karolína Krubnerová M2 Ing. Jiří Suttnar, CSc. Metabolity tryptofanu a oxidační stres v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním detail

Metabolity tryptofanu a oxidační stres v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním

Esenciální aminokyselina tryptofan může být v lidském těle metabolizována několika cestami. Hlavní cestou degradace je tzv. kynureninová cesta. Při určitých patofyziologických stavech je v extrahepatálních buňkách první oxidační krok vedoucí ke vzniku formylkynureninu katalyzován indolamin-pyrrol-2,3-dioxygenasou. Zvýšená koncentrace kynureninů je spojována s rizikem vzniku akutních koronárních syndromů, jako jsou nestabilní angina pectoris, akutní infarkt myokardu a další. Tato onemocnění jsou provázena oxidačním stresem, který je často charakterizován stanovením malondialdehydu (MDA) v krevní plasmě. Ke stanovení metabolitů tryptofanu v plasmě zdravých dárců jsme použili HPLC s detekcí pomocí tandemového hmotnostního spektrometru pracujícího v režimu sledování vybraných reakcí. Bylo testováno několik kolon, kdy nejlepší výsledky poskytovala kolona Atlantis T3 (Waters, Česká republika). Pro přímé stanovení MDA jsme navrhli HPLC metodu s využitím kolony Zic-Hilic (Merck, Česká republika), kterou porovnáme s HPLC metodou využívající derivatizaci MDA 2,4-dinitrofenylhydrazinem. Pomocí uvedených metod budou stanoveny koncentrace tryptofanových metabolitů a MDA v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním a v plasmě kontrolní skupiny zdravých dárců.
24 Bc. Jana Kubíková M2 doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Identifikace somatických mutací v nádorech detail

Identifikace somatických mutací v nádorech

Dlaždicobuněčný karcinom hlavy a krku je v ČR podle údajů ČSÚ příčinou zhruba 800 umrtí ročně, což představuje přibližně 3% všech úmrtí na rakovinu. V našem souboru máme 18 pacientů s tímto onemocněním, u nichž byla sekvenována DNA z normální a nádorové tkáně, s cílem nalézt mutace, které vedly k rozvoji onemocnění. DNA sekvenování nové generace je v současnosti již dobře zavedenou procedurou a pro zpracování sekvenačních dat existuje řada standardních nástrojů. Přesto vlastní analýza není triviální záležitostí. Už jen velikost zpracovávaných dat obvykle přesahuje možnosti běžných počítačů. Proto jsme se rozhodli postup vyzkoušet nejprve na publikovaném datasetu s verifikovanými výsledky. Výstupní data ze sekvenátoru jsme v několika krocích očistili a srovnali s referenčním genomem. U jednotlivých pacientů jsme pak porovnali nádorové vzorky vůči normálním, nenádorovým. Analýzu jsme provedli za pomoci dostupných bioinformatických nástojů a vlastních striptů v programovém prostředí R. Tímto postupem se podařilo replikovat publikované výsledky a identifikovat popsanou mutaci. Můžeme ho tedy v další fázi použít pro naše data.
25 Bc. et Bc. Jan Kuderna M2 Ing. Jan Lipov, Ph.D. Výběr sledovaných a referenčních genů pro studium osteodiferenciace kmenových buněk detail

Výběr sledovaných a referenčních genů pro studium osteodiferenciace kmenových buněk

Stárnoucí populace se stále častěji potýká se zdravotními problémy způsobenými zlomeninami, následky osteopórozy či jinými kostními defekty. Biomateriály třetí generace jsou vhodnou alternativou k jejich léčbě, jelikož jsou schopné vyvolání specifické odpovědi na molekulární úrovni v podobě stimulace migrace, proliferace a především diferenciace mezenchymálních kmenových buněk (MSC) na zralé osteoblasty. Tato práce se nejprve zaměřuje na sledování samotné osteodiferenciace indukované osteodiferenciačním médiem. Testovanou kulturou jsou imortalizované MSC, od kterých se očekává, že po stimulaci tímto médiem budou exprimovat řadu specifických genů. Mezi těmi byl vybrán kolagen typu I, osteokalcin, osteopontin, alkalická fosfatasa a transkripční faktor Runx2. Sledováním relativní míry transkripce těchto osteodiferenciačních markerů pomocí kvantitativní PCR s reverzní transkripcí lze poté potvrdit, zdali k osteodiferenciaci skutečně dochází. Stěžejním krokem je výběr vhodných referenčních genů, ze kterých postoupí do užšího výběru minimálně dva až tři s nejstabilnější expresí. Těmi je prozatím TATA vazebný protein, 14-3-3 protein zeta/delta a β-glukuronidasa. V budoucnu by se práce měla zaměřit na testování osteoindukčního potenciálu nanostrukturovaných titanových materiálů.
26 Bc. Maria Kuzmina M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Testování potenciální antidiabetické a protizánětlivé aktivity syntetických a přírodních látek detail

Testování potenciální antidiabetické a protizánětlivé aktivity syntetických a přírodních látek

Zánět představuje typickou obrannou reakci organismu, se kterou se každý z nás během svého života několikrát setká. Jedná se o komplexní biologickou odpověď na přítomnost patogenu a poškození tkáně. Zatímco akutní zánět pomáhá k překonání infekce a zhojení tkáně, chronický zánět je patologický jev, který stojí za vznikem mnoha chorob včetně diabetu typu II. Tato práce se zabývá testováním vlivu laktátového aniontu, pH a doby jejich expozice. Jako aktivátor zánětu byl použit bakteriální lipopolysacharid, který interaguje s makrofágy a vyvolává produkci dusíkatých a kyslíkových radikálu a zároveň též cytokinů. Produkce reaktivních kyslíkových/dusíkatých sloučenin byla měřena spektrofotometricky s využitím Griessovy metody a NBT (Nitroblue Tetrazolium) testu. Dosavadní výsledky ukazují, že krátkodobá expozice laktátového aniontu podobně jako lehce snížené pH vykazují protizánětlivé účinky, zatímco dlouhodobá expozice účinkuje prozánětlivě.
27 Bc. Jana Kvízová M2 Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Konjugace cyproteron acetátu s fotosensitizéry za účelem cílené léčby rakoviny prostaty   detail

Konjugace cyproteron acetátu s fotosensitizéry za účelem cílené léčby rakoviny prostaty  

Cyproteron acetát (CPA) je antiandrogen využívaný k léčbě rakoviny prostaty, kterou však doprovází řada nežádoucích účinků. Ty se dají minimalizovat systematickou léčbou. Příkladem takové léčby je fotodynamická terapie (PDT) založená na aplikaci fotosenzitizéru (PS), který může být navíc specificky cílen, a tak se přednostně akumuluje v nádorové tkáni. Po aktivaci světlem vyvolává PS vznik reaktivních forem kyslíku destruujících nádor. V buňkách rakoviny prostaty je nadexprimován gen pro androgenní receptor (AR), na který se CPA specificky váže, můžeme ho tak využít k cílení PS do nádorových buněk. Cílem práce bylo studium intracelulární lokalizace a fototoxicity konjugátů CPA s BODIPY a purpurinem 18. Použita byla fluorescenční mikroskopie živých buněk s komerčně dostupnými značkami buněčných organel. Dále byla stanovena toxicita konjugátů in vitro bez fotoaktivace a po aktivaci světlem. Konjugát CPA s purpurinem 18 (4) vykazoval vyšší inhibici proliferace buněk PC-3 (IC50=0,4 µmol·l-1) i LNCaP (IC50=0,05 µmol·l-1.) oproti samotnému purpurinu 18 a na rozdíl od konjugace s BODIPY (8). Látka 4 se lokalizovala v endoplazmatickém retikulu a mohla by mít potenciální využití v PDT, a to zejména díky její vysoké akumulaci v nádorových buňkách a velké fototoxicitě.
28 Bc. Kristýna Káňová M2 prof. Ing. Tomáš Macek, CSc. Metabolity II. fáze derivátů kvercetinu: srovnávací studie detail

Metabolity II. fáze derivátů kvercetinu: srovnávací studie

Rostlinné polyfenoly a především flavonoidy jsou sekundárními metabolity rostlin s vysokou biologickou aktivitou a příznivými účinky na lidské zdraví. V lidském těle však vykazují nízkou biodostupnot a jsou rychle metabolizovány převážně konjugačními reakcemi jako je sulfatace. Sulfáty kvercetinu a jeho derivátů jsou důležité autentické standardy pro metabolické studie. Důležitá je tedy optimalizace jejich přípravy a purifikace v laboratorních podmínkách. Sulfáty luteolinu, myricetinu a ampelopsinu byly připraveny za pomocí enzymu arylsulfotransferasy z Desulfitobacterium hafniense heterologně exprimované v E. coli. Takto připravené mono- a disulfáty byly podrobeny HPLC, MS a NMR analýze a následně byly testovány na schopnost zhášet DPPH (1,1-difenyl-2-pikrylhydrazyl), ABTS (2,2´-azinobis-(3-etylbenzotiazolin-6-sulfonová kyselina)) a DMPD+ (N,N-dimethyl-p-fenylendiamin) radikál, a také na schopnost redukce železitých iontů v porovnání s výchozími látkami. Jednotlivé metabolity se v aktivitě výrazně lišily a tento rozdíl byl pozorován také u jednotlivých isomerů monosulfátů. Výsledky testů tedy potvrzují, že sulfatace výrazně ovlivňuje biologickou aktivitu luteolinu, myricetinu a ampelopsinu.
29 Bc. Lucie Leňková M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Subfrakcionace membrán bakterií rodu Cronobacter a charakterizace přítomných proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie a imunoblotu detail

Subfrakcionace membrán bakterií rodu Cronobacter a charakterizace přítomných proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie a imunoblotu

Bakterie rodu Cronobacter se řadí mezi oportunní patogeny, které jsou spojované s alimentárními a nozokomiálními infekcemi. Rizikovými skupinami jsou především novorozenci a imunodeficientní jedinci. Onemocnění způsobená bakteriemi tohoto rodu nejsou příliš častá, mají však vysokou letalitu, která v případě novorozeneckých meningitid dosahuje až osmdesáti procent. Virulentní faktory účastnící se patogeneze těchto bakterií nejsou v současné době dostatečně popsány. Identifikace potenciálně virulentních proteinů by mohla přispět k objasnění procesu patogeneze těchto bakterií. Následně by také mohla sloužit pro vývoj specifických imunochemických identifikačních metod jako je například metoda ELISA. V rámci této práce byly dvakrát nezávisle izolovány frakce vnější membrány, vnitřní membrány a periplazmy vybrané sady zástupců rodu Cronobacter. Jednotlivé frakce byly charakterizovány pomocí SDS-PAGE a imunoblotu, za použití protilátek proti celým buňkám a proti jednotlivým membránovým frakcím prokazatelně patogenního kmene Cb35. Proteiny membránových frakcí byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF MS). U všech identifikovaných proteinů byla prostřednictvím in silico analýzy určena jejich buněčná lokalizace.
30 Bc. Lucie Loskotová M2 Ing. Martin Janda, Ph.D. Faktory ovlivňující akumulaci kalosy v rostlinách Arabidopsis thaliana detail

Faktory ovlivňující akumulaci kalosy v rostlinách Arabidopsis thaliana

Kalosa, 1,3-β-glukan, je lineární polysacharid vyskytující se v buněčné stěně rostlin. Kalosa se v rostlině podílí na některých základních biologických procesech, jakým je například dělení buněk. Současně hraje roli v odpovědi rostliny na abiotický či biotický stres. I přes nezpochybnitelnou důležitost kalosy nebyla její akumulace dosud zcela prostudována. V této práci se zaměřujeme na akumulaci kalosy v závislosti na stáří rostliny Arabidopsis thaliana (huseníček rolní). Dále se věnujeme úloze, kterou mají fytohormon kyselina salicylová a enzym kalosasynthasa 12 v akumulaci kalosy závislé na stáří A. thaliana. Za tímto účelem používáme jak divoký typ, tak mutantní rostliny A. thaliana. Analyzujeme semenáčky pěstované za sterilních podmínek a také rostliny pěstované v zemině.
31 Bc. Martina Lustová M2 Ing. Petra Junková, Ph.D. Interakce matrixového proteinu HIV-1 s fosfolipidy buněčné membrány detail

Interakce matrixového proteinu HIV-1 s fosfolipidy buněčné membrány

Matrixový protein (MA) tvořící N-terminální doménu polyproteinu Gag hraje u viru HIV významnou roli při transportu polyproteinu Gag k buněčné membráně. MA též zajišťuje interakci s membránou, čímž je iniciována tvorba virových částic a jejich pučení z hostitelské buňky. V předchozích studiích bylo zjištěno, že pro vazbu MA na membránu je zásadní jeho myristoylace a interakce vysoce bazického regionu s fosfatidylinositol-4,5-bisfosfátem (PI-4,5-P2). K vazbě též přispívá fosfatidylserin (PS). Tato práce je zaměřena na odhalení interakčního rozhraní mezi MA a PS. Metodou povrchového mapování, která je založena na detekci specifických kovalentních modifikací dostupných aminokyselin prostřednictvím hmotnostní spektrometrie, jsou studovány změny povrchové dostupnosti vybraných aminokyselin (lysin, tryptofan a tyrosin) po vazbě MA na liposomy obsahující PS. Změny v dostupnosti po interakci s liposomy byly detekovány u lysinů a tryptofanů, což může značit jejich možné zapojení do interakce s PS. V případě lysinů byly, stejně jako u liposomů obohacených o PI-4,5-P2, detekovány změny v první bazické oblasti, avšak interakce mezi lysiny a PS se nezdá být tak specifická jako v případě PI-4,5-P2. Naproti tomu výsledky modifikací tyrosinů neposkytují indicie o jejich zapojení do interakce.
32 Bc. Barbora Miklasová M2 Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. DNA analýza potravinářsky významných mikromycet produkujících patulin a ochratoxin A detail

DNA analýza potravinářsky významných mikromycet produkujících patulin a ochratoxin A

Při produkci potravin může docházet k jejich napadení mikromycetami. Ty nejenže znehodnocují potravinu jako takovou, ale také mohou produkovat toxiny. Patulin a ochratoxin A (OTA) jsou mykotoxiny s hepatotoxickými, imunosupresivními a potenciálně i karcinogenními účinky, produkované zejména mikromycetami rodů AspergillusPenicillium. Tyto mikromycety lze detekovat např. pomocí molekulárně biologických metod, tato práce je zaměřena na PCR a LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification). Naším cílem je tedy navrhnout takové PCR a LAMP protokoly, pomocí kterých bude možné bezpečně rozlišit, zda jsou přítomné mikromycety schopny produkovat patulin či OTA. Poněvadž je syntéza mykotoxinů typicky vícekroková, byly pro práci vybrány klíčové enzymy biosyntetické dráhy obou mykotoxinů, konkrétně polyketid-synthasa (PKS) pro OTA a isoepoxydondehydrogenasa (IDH) pro patulin. Doposud se podařilo izolovat DNA z mikromycet získaných ze sbírek VŠCHT, dále bude pomocí PCR ověřena jeho amplifikovatelnost a poté bude experimentálně ověřen protokol pro detekci genů kódujících klíčové enzymy biosyntetických drah obou mykotoxinů.
33 Patricie Niemcová M1 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Endofytní mikroorganismy v ochraně rostlin detail

Endofytní mikroorganismy v ochraně rostlin

Zemědělství je majoritním producentem plodin dnešní populace. Zvýšená poptávka vede k využívání velkého množství chemických pesticidů a dalších opatření, které vedou k narušování ekosystému. Jednou z možností alternativního řešení je využití endofytních bakterií jako metodu biologické kontroly. Vybrané bakteriální izoláty izolované z řepky, z listů a kořenů topolu a ze zeminy byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI – TOF. Obsahem práce bylo zjištění antifungální aktivity vůči vybraným mikromycétním houbám (Sclerotinium sclerotiorum, Trichoderma harzianum, Rhizoctonia solani, Sphaerodes simicola, Fusarium oxysporum) metodou duálního růstového testu. Další problematikou bylo ověření účinnosti antifungální aktivity endofytních izolátů proti rostlinnému patogenu Leptosphaeria maculans napadající čeleď Brassicaceae, které probíhalo měřením relativní fluorescence geneticky upraveného patogenu.
34 Bc. Denisa Nikodemová M1 Ing. Petr Svoboda Intracelulární lokalizace visfatinu u makrofágů U937 detail

Intracelulární lokalizace visfatinu u makrofágů U937

Protein visfatin se v organismu nachází v intracelulárním i extracelulárním prostředí. Přestože má visfatin v extracelulárním prostředí několik funkcí, není objasněn mechanismus jeho sekrece. Předpokládá se, že je secernován některou z neklasických sekrečních drah. Jako zdroj extracelulární formy visfatinu jsou označovány adipocyty, hepatocyty a makrofágy. Avšak naše předchozí práce prokázaly aktivní sekreci visfatinu pouze u buněk imunitního systému. Cílem práce bylo získání nových poznatků ohledně intracelulární lokalizace visfatinu u U937 makrofágů, se záměrem objasnit mechanismus jeho sekrece. Pro určení intracelulární lokalizace visfatinu byla připravena linie U937 se stabilní produkcí visfatinu ve fúzi se zeleným fluorescenčním proteinem (GFP-visfatin). U této linie byla ověřena syntéza a aktivní sekrece GFP-visfatinu pomocí imunoblotu. Fluorescenční mikroskopií na fixovaných i nativních buněčných preparátech byla sledována intracelulární lokalizace GFP-visfatinu, který se nacházel převážně v cytoplasmě a poblíž cytoplasmatické membrány. Dále bylo zjištěno, že se visfatin nachází ve váčcích, které se uvolňovaly z buněk. Výsledky naznačují, že makrofágy aktivně sekretují visfatin pomocí transportních váčků.
35 Bc. Klára Novotná M2 Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Vliv nanočástic na extracelulární matrici biofilmu Staphylococcus aureus  a na transkripci genů kódujících modulíny  detail

Vliv nanočástic na extracelulární matrici biofilmu Staphylococcus aureus  a na transkripci genů kódujících modulíny 

Grampozitivní bakterie Staphylococcus aureus je nebezpečný oportunní patogen, který kolonizuje kůži a povrchy sliznic člověka a dalších savců. Je schopná tvořit biofilm, což má často za následek vznik chronických infekcí vznikajících po hospitalizaci pacienta v nemocnici. Biofilm se může také tvořit na katetrech, implantátech či kloubních náhradách. Proto je důležité se zabývat mechanismy odstranění biofilmů či zabránění jejich růstu. Součástí těchto biofilmů jsou amyloidní proteiny zvané modulíny rozpustné ve fenolu (PSM), které v biofilmu zastávají významné funkce. Práce je zaměřena právě na studium biofilmu vybraných kmenů S. aureus ze sbírky ZL ÚBM. Vizualizace biofilmu i PSM je prováděna pomocí mikroskopických metod. Metodou CTAB byla izolována DNA vybraných bakteriálních kmenů S. aureus a jednotlivé PSM byly amplifikovány metodou PCR. Stříbrné i zlaté nanočástice vykazují antimikrobiální aktivitu proti bakteriím a mikromycetám. Pro úspěšnou aplikaci nanočástic jako antibakteriálních agens je nezbytné porozumět jejich vlivu nejen na bakteriální buňky, ale i na biofilmy. V této práci bude studován vliv stříbrných a zlatých nanočástic na adhezi buněk a tvorbu biofilmu S. aureus. Dále se bude ověřovat vliv nanočástic na hladinu transkripce genů PSMα a PSMβ.
36 Bc. Ondřej Novotný M2 doc. Ing. Mgr. Štěpánka Kučková, Ph.D. Rozlišení mléčných materiálů používaných v historických objektech pomocí hmotnostní spektrometrie detail

Rozlišení mléčných materiálů používaných v historických objektech pomocí hmotnostní spektrometrie

Malta je stavební materiál tvořený v základu plnivem, pojivem a vodou. Kvůli zlepšení vlastností malty se, hlavně v závislosti na zeměpisné oblasti a na dostupném materiálu, v průběhu historie používala aditiva (přídavky do 5 % celkové hmotnosti) jako krev, rýžový škrob, vajíčka nebo mléko. V průběhu času se ale přesná technologie přípravy malty nedochovala a dnes syntetické náhražky aditiv nedosahují takové životnosti, nebo kvality, jakou se vyznačují dochované vzorky. Tato práce se zabývá rozlišením proteinů z mléčných aditiv přidávaných do malt. Štěpením pomocí enzymu trypsinu a následným měřením izolovaných peptidů na přístroji MALDI-TOF se pokoušíme analýzou hlavních komponent (PCA) rozlišit od sebe jednotlivá mléčná aditiva, v našem případě plné mléko, kasein, tvaroh a syrovátku. Z důvodu nespecifického štěpení a degradace proteinů, způsobeném alkalickým prostředím v maltě, povětrnostními podmínkami a stárnutím, zkoumáme rozlišení proteinů v referenčních materiálech, v modelových maltách z referenčních materiálů a s reálnými historickými vzorky. Dosavadní výsledky prokázaly možnost spolehlivého rozlišení referenčních materiálů a podobné výsledky očekáváme i u porovnání modelových a historických malt.
37 Bc. Radim Novotný M2 Ing. Jan Prchal, Ph.D. Hledání nových interakčních partnerů matrixového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru detail

Hledání nových interakčních partnerů matrixového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru

Masonův-Pfizerův opičí virus (M-PMV) je retrovirus a důležitý modelový organismus pro studium životního cyklu retrovirů. V jeho životním cyklu hraje klíčovou roli N-terminální doména Gag polyproteinu, matrixový protein (MA), který zprostředkovává transport nezralé virové částice uvnitř buňky a její následnou interakci s buněčnou membránou. Většina retrovirových MA je N-terminálně myristoylována. Myristoyl slouží jako signál pro cílení virové částice k membráně a jako kotva pro interakci s membránou. Nalezení nových proteinů hostitelské buňky interagujících s MA by mohlo přispět k bližšímu objasnění procesu transportu uvnitř hostitelských buněk a interakce s buněčnou membránou. V rámci této práce byl proveden s myristoylovaným a nemyristoylovaným MA GST-pull-down proti lyzátům buněk linií COS-1, HeLa a HEK 293T. Interagující proteiny byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie. Z analýzy vzešel jako zajímavý interakční partner vakuolární třídící protein 28 (VPS28). Jedná se o jednu ze tří podjednotek komplexu ESCRT-I, který hraje nezbytnou roli v řadě procesů včetně pučení virů. VPS28 byl připraven rekombinantně a jeho interakce s MA je ověřována pomocí NMR spektroskopie.
38 Bc. Jakub Papík M2 Ing. Iva Pichová, CSc. Analýza obsahu vakuol a lipidových tělísek kvasinek Candida albicans a Saccharomyces cerevisiae pomocí Ramanovy spektroskopie detail

Analýza obsahu vakuol a lipidových tělísek kvasinek Candida albicans a Saccharomyces cerevisiae pomocí Ramanovy spektroskopie

Candida albicans je oportunně patogenní kvasinka, která je běžnou součástí mikroflóry zdravého člověka. V případě oslabení imunitního systému může způsobit infekce nazývané kandidózy. C. albicans je díky flexibilnímu metabolismu schopná přežívat za nepříznivých nutričních podmínek a odolávat stresům, kterým je vystavena v hostitelském prostředí. Důležitou roli v těchto procesech hrají zásobní buněčné kompartmenty kandid: vakuoly a lipidová tělíska. Pomocí Ramanovy mikrospektroskopie jsme porovnali chemické složení vakuol a lipidových tělísek dvou příbuzných kvasinek: Saccharomyces cerevisiae a C. albicans. Kvasinky byly kultivovány buď v médiu bohatém na dusík, nebo za nedostatku dusíku. Z Ramanových spekter jsme zjistili, že nedostatek dusíku způsobil pokles množství fekosterolu a episterolu v lipidových tělískách obou druhů kvasinek, a měl za následek také zvýšenou syntézu mastných kyselin a triacylglycerolů u S. cerevisiae. V Ramanových spektrech vakuol byl identifikován polyfosfát jako vakuolární marker. Zatímco u S. cerevisiae se jeho množství po hladovění nijak dramaticky nezvýšilo, u C. albicans vzrostlo množství polyfosfátu dvojnásobně. Naše výsledky ukazují, že S. cerevisiae a C. albicans využívají rozdílné strategie pro přežití v případě nedostatku dusíku.
39 Bc. Anna Pershina M2 Doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů detail

Mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů

Polyhydroxyalkanoáty jsou netoxické, biokompatibilní, biologicky odbouratelné termoplasty, které mohou být vyrobeny z obnovitelných zdrojů. Vysoký stupeň polymerace, optická aktivita a nerozpustnost ve vodě dělají PHA vysoce konkurenceschopné vůči polypropylenu či jiným plastům. Existuje však překážka pro velkoobjemovou produkci PHA, a to je jejich výrobní cena, která se v prvé řadě odvíjí od použitého zdroje uhlíku při kultivaci produkčních bakterií. Proto je snaha poměrně drahé substráty nahradit levnými odpadními materiály nebo vedlejšími produkty zemědělské a potravinářské výroby, které by zvýšily konkurenceschopnost PHA. Cílem této práce byl screening PHA - produkčních schopností bakteriálních izolátů v závislosti na čase. Bakteriální izoláty byly kultivovány v LB (24 hod, 28 °C) a E2 médiu (3 a 7 dní, 28 °C). Dále byla sledována produkce PHA u tří izolátů v průběhu 5 dní při kultivaci na LB médiu při 28 °C. Identifikace 10 izolátů byla provedena pomocí MALDI-TOF MS.
40 Bc. Lukáš Plašil M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Imunopurifikace membránových proteinů Cronobacter spp. a jejich následná identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie detail

Imunopurifikace membránových proteinů Cronobacter spp. a jejich následná identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie

Bakterie rodu Cronobacter jsou podmíněnými patogeny způsobujícími závažná onemocnění u imunokompromitovaných jedinců. Navzdory těžkým průběhům těchto onemocnění není dosud přesně popsaná jejich patogeneze. Navíc se jednotlivé druhy liší svou virulencí, přičemž onemocnění způsobuje nejčastěji C. sakazakii. Tato práce porovnává zastoupení imunogenních membránových proteinů u patogenního kmene C. sakazakii Cb 35 a u zástupců ostatních druhů s následným zaměřením na virulentní proteiny. Membránové proteiny byly rozdělené do frakcí vnější membrány, periplasmy a vnitřní membrány pomocí série ultracentrifugací. Následně byly z frakcí odděleny imunogenní proteiny použitím magnetických částic s navázanými polyklonálními protilátkami. Pro analýzu proteinů byla použita hmotnostní spektrometrie. Identifikovány byly desítky proteinů u jednotlivých kmenů v rámci každé frakce. U všech těchto proteinů bylo určeno pravděpodobné umístění v buňce. Následně bylo podle dostupné literatury vybráno jedenáct potenciálně virulentních membránových proteinů, které by mohly přispívat k virulenci bakterií rodu Cronobacter.
41 Bc. Terezie Páníková M2 Ing. Michaela Marková, Ph.D. Charakterizace MbsTA – nového toxin-antitoxin systému z Mycobacterium tuberculosis detail

Charakterizace MbsTA – nového toxin-antitoxin systému z Mycobacterium tuberculosis

Tuberkulóza je mezi deseti nejčastějšími příčinami úmrtí na světě. I když existují různá antibiotika proti tuberkulóze, stále častěji se objevují nové kmeny, které jsou multirezistentní. Proto je třeba nalézt nové cíle antibiotik. Jedním z možných cílů se ukazují Toxin-antitoxin (TA) systémy. Antitoxin, je nestabilní molekula, která tvoří komplex s toxinem a inhibuje ho. Při změně podmínek se komplex rozdělí a uvolní se samotný toxin, který bakterii zabije. MbsTA (mycobacterial suicide Toxin-Antitioxin) byl vybrán jako vhodný cíl pro návrh nových antibiotik, protože není sekretován z buňky a MbsT je pro tuto bakterii silně toxický. Tato práce se zabývá stabilitou MbsTA komplexu, produkcí volného MbsT a určení jeho katalytické aktivity in vitro pomocí fluorescenčního stanovení NAD(P)+.
42 Bc. Sandra Pšeničková M2 Ing. Petr Kaštánek, Ph.D. Antimikrobiální účinky extrahovaných látek z mikrořas a sinic detail

Antimikrobiální účinky extrahovaných látek z mikrořas a sinic

Mikrořasy mohou být zdrojem pigmentů, polynenasycených mastných kyselin, polysacharidů, vitamínů, antioxidantů a antimikrobiálních látek, a proto je jejich biomasa využívána v potravinářství, kosmetice a nově také v medicíně. Cílem této práce bylo sledovat antimikrobiální aktivitu vodných, ethanolových a propylenglykolových extraktů mikrořas proti vybraným patogenním bakteriím. Pro testování antimikrobiálních účinků extraktů látek z mikrořas byla použita difúzní metoda, podle které byly vybrány extrakty s vyšší inhibiční aktivitou. Pro další testování byly vytvořeny extrakty z vybraných mikrořas ve větším množství. U takto vytvořených extraktů byla sledována antimikrobiální aktivita v různých koncentracích extraktů mikrořas. Na základě počátečního testování byly vybrány ethanolové extrakty látek získaných z mikrořas Chlorella vulgaris, Arthrospira maxima, Scenedesmus sp. a Trachydiscus minutus.
43 Bc. Eliška Semrádová M2 doc. RNDr. Jarmila Pazlarová, CSc. Metody detekce polysacharidů v matrici biofilmů Listeria monocytogenes detail

Metody detekce polysacharidů v matrici biofilmů Listeria monocytogenes

Listerióza je alimentární onemocnění způsobené grampozitivní bakterií Listeria monocytogenes. Největším rizikem nákazy je konzumace potravin, jako jsou zrající sýry, saláty, syrové maso nebo nepasterizované mléko. Listerie se do potravin často dostává již ve výrobě z povrchů výrobních zařízení, které pokrývá vrstvou biofilmu. Tento biofilm je prakticky neviditelný a velice odolný vůči stresovým podmínkám, jako je chlad, nízké pH, vysoká koncentrace solí nebo působení dezinfekčních prostředků. Součástí biofilmu jsou kromě nukleových kyselin a proteinů také exopolysacharidy. Cílem této práce je z matrice biofilmu vhodnými metodami porovnat složky polysacharidů u jednotlivých kmenů L. monocytogenes a zjistit, jakým způsobem ovlivňují okolní podmínky jejich produkci.
44 Bc. Tatiana Smirnova M2 doc. Dr. Ing. Hynek Radovan Zkoumání vlivu abiotických stresů na odpověď plodin s využitím kvantitativní proteomiky   detail

Zkoumání vlivu abiotických stresů na odpověď plodin s využitím kvantitativní proteomiky  

Během života jsou rostliny vystaveny různým abiotickým stresům, nejčastěji to bývají nízké a vysoké teploty, osmotický stres, oxidační stres, salinita atd. Během abiotického stresu může docházet k denaturaci proteinů a značnému poškození membrán buněk pletiv rostliny. Ke zvýšení produktivity plodin za nepříznivých podmínek a k rozvoji šlechtění rostlin lze použít ochranné proteiny (např. dehydriny; DHN) jako diagnostické markery působení stresu. Jedná se o proteiny, které patří ke skupině LEA II (late embryogenesis abundant) proteinů, které se akumulují v pozdním stádiu embryogeneze.  Kombinaci dvou metod (Western blotu a 2D-DIGE) lze prokázat přítomnost DHN a kvantitativně vyhodnotit jejich obsah v pletivech zkoumaných rostlin. V daném experimentu se ověřoval vliv nízkých teplot nad bodem mrazu na vzorky ozimého ječmene odrůd Cenader a Luxor a vliv sucha na vzorky melounů odrůd Creamson sweet a Sugar baby. Zatím v průběhu experimentů bylo prokázáno, že podstatně více DHN u ječmene lze nalézt u rostlin, které byly vystaveny nízkým teplotám, než u těch, které se pěstovaly za běžných podmínek. V případě melounů nelze přesně stanovit závislost mezi hladinou DHN v kontrolách a po působení abiotického stresu.
45 Bc. Lucie Staňková M1 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Zavedení metod pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene detail

Zavedení metod pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene

Cílem této práce bylo zavést metody pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene (Hordeum vulgare L.) a zejména jejich optimalizace pro robotické zpracování vzorků, která povede ke standardizovanému hodnocení transgenních rostlin. Konkrétně se pracovalo s rostlinami obsahující transgen osmotinu, což je protein, který hraje významnou roli v odolnosti rostlin vůči patogenům a abiotickému stresu. Metody byly zaměřené na optimalizaci a studium biochemických (obsah chlorofylu, proteinů a malondialdehydu) a antioxidačních (enzymová aktivita glutathion reduktasy a askorbát peroxidasy) charakteristik. Mladé rostliny ječmene byly vystaveny abiotickému stresu způsobeného zasolením, kdy byly po čtyři týdny zalévané roztokem soli o koncentraci 0 mM, 150 mM, 300 mM a 450 mM, a stresu suchem, při čemž část rostlin nebyla po dobu čtrnácti dní zalévaná.
46 Bc. Zuzana Stehlíková M2 doc. Ing. Lenka Burketová, CSc. Tvorba kořenových vlásků rostliny Arabidopsis thaliana v interakci s bakterií Pseudomonas syringae detail

Tvorba kořenových vlásků rostliny Arabidopsis thaliana v interakci s bakterií Pseudomonas syringae

V odpovědi na různé environmentální stresy zintenzivňují rostliny růst kořenových vlásků. Velmi dobře popsán je pozitvní efekt na kořenové vlásky při styku rostliny s rhizobakteriemi, které podporují růst rostlin. Doposud ovšem nebyl testován vliv patogenních bakterií na růst kořenových vlásků. V naší práci jsme použili modelový patosystém Arabidopsis thaliana x Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (P. syringae). Rostliny A. thaliana kultivované za sterilních podmínek jsme ošetřili suspensí obsahující  P. syringae. Takto ošetřené rostliny vykazují stimulaci růstu kořenových vlásků. Zjistili jsme, že ošetření dalšími bakteriemi, jako jsou E.coli a A. tumefaciens vyvolává též stimulaci růstu kořenových vlásků.  Rostliny na napadení patogeny reagují aktivací svého sofistikovaného imunitního systému, jehož významnou součástí jsou signální dráhy fytohormonů kyselin salicylové, jasmonové a etylénu. Zajímala nás role těchto drah při stimulaci kořenového vlášení. Ukázalo se, že dominantní roli v regulaci růstu kořenových vlásků má ethylen. Naše data ukazují, že nejen bakterie podporující růst mohou stimulovat kořenové vlášení, ale že se jedná o obecný fenomén spuštěný při interakci rostlin s bakteriemi.
47 Bc. Anna Stellnerová M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Sestavení a charakterizace multianalytového imunotestu pro klasické stafylokokové enterotoxiny detail

Sestavení a charakterizace multianalytového imunotestu pro klasické stafylokokové enterotoxiny

Stafylokokové enterotoxiny jsou proteiny produkované bakteriálním patogenem Staphylococcus aureus, který je běžným kolonizátorem kůže a sliznic. Ačkoliv je lidský organismus vůči stafylokokové infekci odolný, při oslabení imunity může způsobit různě závažná onemocnění. Kontaminace potravin stafylokokovými enterotoxiny ovlivňuje jejich zdravotní nezávadnost, a proto je nutné vyvíjet rychlé metody pro jejich detekci. Dosud byly pro jednotlivé klasické stafylokokové enterotoxiny vyvinuty imunochromatografické testy (ICT) za nejvýhodnějších podmínek pro každý z nich. Cílem této práce bylo sjednocení podmínek a vývoj jednotného multianalytového testu. Nejdříve bylo nutné ověřit funkčnost a detekční limity jednotlivých ICT v otevřeném formátu. V průběhu práce byl sestaven a charakterizován multitest, který byl následně převeden do uzavřeného formátu. Dále budou vybrány vhodné podmínky pro uzavřený formát a test bude ověřen na vzorcích mléčných produktů. Vyvíjený multianalytový test by měl mít schopnost detekovat testované analyty v hodnotách ng.ml-1, a měl by být vhodný pro využití přímo v terénu.
48 Bc. Veronika Sucháňová M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Antimikrobiálna fotodynamická terapia pomocou organokovových zlúčenín a materiálov detail

Antimikrobiálna fotodynamická terapia pomocou organokovových zlúčenín a materiálov

Fotodynamická terapia (PDT) je metóda liečby nádorových ochorení a povrchových infekcií. Spôsobuje poškodenie cieľových buniek na základe interakcie inak neškodného fotosenzibilizátora a viditeľného svetla. Fotosenzibilizátor je chemická látka, ktorá reaguje na expozíciu svetlom vznikom singletového kyslíka a voľných kyslíkových radikálov. V tejto práci boli skúmané antimikrobiálne vlastnosti molybdénového klastru KK671 a vrstiev oxidu titaničitého (TiO2) proti baktériám Pseudomonas aeruginosa Enterococcus faecalis. Boli uskutočnené dva typy experimentov. Látka KK671 bola pridaná do bakteriálnej suspenzie, ktorá bola následne osvietená modrým svetlom. V druhom type experimentov bol najprv na vrstve TiO2 kultivovaný bakteriálny biofilm, ktorý bol na druhý deň osvietený halogénovým svetlom. V oboch prípadoch bol zaznamenaný dramatický úbytok bakteriálnej populácie v porovnaní s kontrolou. Výsledky naznačujú, že fotosenzitívne látky by mohli mať antimikrobiálne vlastnosti a môžu byť využité na liečbu kožných ochorení a sterilizáciu medicínskych a priemyselných zariadení.
49 Bc. Jakub Sýs M2 Ing. Petra Junková, Ph.D. Interakce mezi matrixovým proteinem a cytoplasmatickou doménou polyproteinu Env Mason-Pfizerova opičího viru detail

Interakce mezi matrixovým proteinem a cytoplasmatickou doménou polyproteinu Env Mason-Pfizerova opičího viru

Mechanismus transportu a uvolňování nových virových částic spočívá u viru lidské imunodeficience (HIV) v interakci matrixového proteinu (MA) s cytoplazmatickou doménou polyproteinu Env (CT). U Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV), který se ve zmíněných mechanismech od HIV odlišuje, nebyla daná interakce dosud prokázána. Dosavadní studie však naznačují, že i u M-PMV může tato interakce hrát roli ve virovém transportu uvnitř hostitelské buňky. V rámci naší studie byla využita metoda in vitro proteinového prokřižování s následnou hmotnostně-spektrometrickou analýzou, která umožňuje detekci a identifikaci prokřížených peptidů. Detekce prokřížených peptidů pocházejících současně z MA a CT by tak nejen potvrdila interakci těchto dvou proteinů, ale též přispěla k odhalení oblastí, které jsou za interakci zodpovědné. Na základě získaných dat byla prokázána přítomnost obou proteinů v jednotlivých analyzovaných zónách. Pomocí softwaru StavroX však nebyly nalezeny žádné relevantní signály prokřížených peptidů. Z dosavadních výsledků tedy není možné usuzovat, zda k dané interakci opravdu dochází. V budoucnu bude proto studována interakce také mezi dalšími formami zmíněných proteinů či budou využity jiné softwary pro spolehlivé vyhodnocení dat.
50 Bc. Barbora Teplá M2 doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Význam signální dráhy ERK v dlaždicových karcinomech hlavy a krku detail

Význam signální dráhy ERK v dlaždicových karcinomech hlavy a krku

Nádory postihující epiteliální tkáň hlavy a krku (HNSCC) jsou 6. nejčastějším typem rakoviny na světě s každoročním nárůstem o 650 000 nových případů a s více než 50% mortalitou. Nepříznivým faktorem je i to, že se jedná o heterogenní skupinu nádorů, která se liší patogenezí, lokalizací, biologií a léčbou. Mezi hlavní rizikové faktory patří kouření, alkohol a HPV infekce. HPV status je významným prognostickým faktorem, díky němuž lze onemocnění rozdělit na dvě skupiny. Skupina HPV pozitivních nádorů, která je charakteristická pro mladší sexuálně aktivní ženy, má výrazně lepší prognózu, zatímco HPV negativní nádory jsou typické pro muže nad 60 let, kteří kombinují kouření a pití alkoholu a mají obecně horší prognózu. Pro zlepšení prognostických postupů a navržení nových typů léčby je nutné identifikovat nové cíle, které podmiňují vznik tohoto onemocnění,   Tato práce má za cíl popsat možný vliv signální dráhy ERK, zvláště pak proteinkináz ERK1 a ERK2, na vznik a vývoj HNSCC. Analýzou expresních profilů bylo zjištěno, že 80 % nádorů má sníženou hladinu proteinkinázy ERK1, ale ne ERK2, což naznačuje, že by proteinkináza ERK1 mohla mít tumor-supresorovou funkci. Pro ověření této hypotézy jsou prováděny expresní profily ve vzorcích nádorové tkáně a buněčných linií odvozených od HNSCC.
51 Bc. Veronika Todorovová M2 doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Efekt vybraných mutací kapsidového proteinu M-PMV na jeho životní cyklus detail

Efekt vybraných mutací kapsidového proteinu M-PMV na jeho životní cyklus

Předpokladem pro vývoj nových inhibitorů skládání retrovirové částice je detailní znalost její struktury, díky níž mohou být vytipovány aminokyseliny důležité pro protein-proteinové interakce v rámci částice. Tyto interakce jsou zprostředkované především aminokyselinami v kapsidovém proteinu viru (CA), který je tvořen dvěma doménami, N-terminální doménou (NTD) a C-terminální doménou (CTD). Na základě struktury NTD CA proteinu Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) byly určeny aminokyseliny, které by se na proteinových interakcích v částici měly podílet. Nejprve byly připraveny DNA konstrukty kódující proteiny nesoucí mutace vybraných aminokyselin NTD CA pro přípravu strukturních proteinů v bakteriálních buňkách a pro následné studium tvorby částic z těchto proteinů in vitro. Poté byly připraveny odpovídající DNA konstrukty kódující celovirový genom, které byly využity pro transfekci vhodných buněk tkáňových kultur pro sledování vlivu mutací na životní cyklus viru. Zjistili jsme, že některé z mutací vybraných aminokyselin CA proteinu ovlivňují morfologii částic M-PMV a infektivitu tohoto viru a jsou tedy velmi významné pro jeho životní cyklus.
52 Bc. Nikola Vrzáčková M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Metabolismus glutaminu a odpověď na stres v nádorovém prostředí detail

Metabolismus glutaminu a odpověď na stres v nádorovém prostředí

Nádorová onemocnění představují druhou nejčastější příčinu úmrtí ve světě. Při transformaci nenádorové buňky na buňku nádorovou dochází k podstatné změně v buněčném metabolismu. Hlavní úlohu v tomto „boji o přežití“ hrají zásoby nutrientů, v čele se dvěma nejdůležitějšími energetickými a stavebními zdroji, glukosou a glutaminem. Tato práce se zaměřuje na druhý z těchto metabolitů, glutamin, na jehož roli v nádorové buňce nespecificky cílí léčivo, běžně používané pro léčbu akutní lymfoblastické leukémie, asparaginasa. Na lidských nádorových liniích adenokarcinomu pankreatu PaTu, karcinomu děložního čípku HeLa a kontrolní nenádorové linii fibroblastů HDF byl studován vliv glutaminu, konkrétně jeho akutní a chronické deplece. Po čtyřdenní kultivaci buněk a následném vystavení zvýšenému oxidačnímu stresu aplikací peroxidu vodíku byla s využitím resazurinu měřena viabilita buněk. Z naměřených dat vyplývá, že již akutní deplece glutaminu zásadním způsobem snižuje odolnost buněk vůči oxidačnímu stresu. Této skutečnosti by mohlo být využito při terapii chemo/radioresistentních solidních tumorů.
53 Bc. Anna Zmeškalová M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Nové lipidizované analogy anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin detail

Nové lipidizované analogy anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin

Obezita je častou metabolickou poruchou, ovlivňující několik dalších životně nebezpečných nemocí, včetně diabetes mellitus typu 2, hypertenze a aterosklerózy. Několik studií také ukazuje, že pacienti s diabetem mají o 50 - 75 % zvýšenou pravděpodobnost výskytu Alzheimerovy choroby a naopak. Jelikož se výskyt obezity stále zvyšuje, bylo by užitečné najít účinnou neinvazivní terapii. Zajímavou  metodou pro léčbu obezity by mohly být centrálně uvolňované a působící anorexigenní neuropeptidy, nicméně jejich dodání z periferie do mozku je komplikované, jelikož tyto peptidy mají nízkou stabilitu a limitovaný prostup skrze hemato-encefalitickou bariéru a není je proto možné podávat periferně. Jednou z modifikací, která může vést k lepší prostupnosti přes hemato-encefalickou bariéru, je lipidizace peptidů.  Cílem této práce je farmakologická charakterizace nových stabilních lipidizovaných analogů anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin (PrRP) a to jak z hlediska vazby na receptor a signalizace v in vitro testech na buňkách s receptorem GPR10 a na neurálních buňkách SY5Y, tak z hlediska příjmu potravy u myší v in vivo testech. Zároveň probíhá měření apoptotických účinků u buněk SY5Y po působení methylglyoxalu a vliv analogů PrRP na apoptozu, případně jejich neuroprotektivní účinky.
54 Bc. Andrea Zubrová M2 Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. Příprava biosenzorového kmene pro stanovení indukce genu bphA sekundárními metabolity rostlin detail

Příprava biosenzorového kmene pro stanovení indukce genu bphA sekundárními metabolity rostlin

Od roku 1966, kdy byly polychlorované bifenyly (PCB) poprvé popsány jako globálně rozšířené polutanty životního prostředí, jsou intenzivně studovány možnosti jejich odstranění. Bakteriální gen bphA kóduje první a klíčový enzym kometabolické degradace PCB bifenyl-2,3-dioxygenasu, zodpovědnou za aktivaci jinak persistentního aromatického kruhu. PCB vykazují strukturní analogii se sekundárními metabolity rostlin (SMR), jež jsou přirozenou součástí rhizosféry. Několik studií již poukázalo na to, že některé SMR mohou významně zvyšovat indukci genú bph v půdních bakteriích. Tato práce se zabývá konstrukcí biosenzorového kmene půdní bakterie Pseudomonas alcaliphila JAB1, umožňující určení míry indukce genu bphA látkami z řady SMR a napomoci tak objasnění interakcí v systému půdní bakterie-rostliny. Biosenzorový kmen JAB1 je připravován dvěma způsoby. První byl proveden zařazením reportérového genu egfp do chromozomu homologní rekombinací pomocí systému λ-Red. V druhém případě byl do bakterie elektroporací vpraven plasmid pro extrachromozomální koexpresi bphA a egfp. Takto připravené biosenzorové kmeny budou následně exponovány SMR a míra indukce genu bphA těmito sloučeninami bude určena fluorimetricky.
55 Bc. Petra Zídková M2 Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Detekce a charakterizace vybraných Bacillus spp. včetně toxinogenních B. cereus v potravinách detail

Detekce a charakterizace vybraných Bacillus spp. včetně toxinogenních B. cereus v potravinách

Rod Bacillus patří mezi nejrozmanitější bakteriální rody. Vzhledem ke své schopnosti sporulace a široké enzymové výbavě je ubikvitně rozšířen a patří proto i mezi časté mikrobiální kontaminanty potravin. Mezi často izolované druhy způsobující kažení potravin patří B. subtilis, B. licheniformis a B. pumilus, zatímco B. cereus je původcem emetického či diarhogenního syndromu vzhledem ke své schopnost produkovat enterotoxiny v potravině (emetický toxin) či v tenkém střevě (hemolytický toxin HBL, nehemolytický toxin NHE). Cílem naší práci je proto zavést protokoly pro spolehlivou detekci, identifikaci a charakterizaci výše uvedených Bacillus spp. včetně genů pro enterotoxiny B. cereus metodami PCR a MALDI-TOF MS a tyto protokoly dále použít pro studium jejich výskytu v potravinách.Bylo použito 20 sbírkových kmenů a 9 izolátů z potravin. Při identifikaci metodou MALDI-TOF MS poskytla nejlepší výsledky metoda extrakce, kdy bylo dosaženo spolehlivé druhové identifikace pro skupinu B. cereus a B. subtilis a bezpečné rodové identifikace pro B. pumilus a B. licheniformis. Byly zavedeny a ověřeny druhově (B. cereus a B.licheniformis) a rodově specifické PCR protokoly a protokoly pro enterotoxiny HBL a NHE, jejichž přítomnost se prokázala u 66 %, resp. 100 % z 12 testovaných kmenů B. cereus.
56 Bc. Charlotte Čuhajová M2 Ing. Jiří Suttnar, CSc. Cílená metabolomika plasmy pacientů s hematologickými malignitami detail

Cílená metabolomika plasmy pacientů s hematologickými malignitami

Tato práce se zabývá, jak zhoubným onemocněním, tak leukemií. Při zhoubných onemocněních včetně leukemií mění rakovinné buňky svůj metabolismus tak, aby podporoval růst, přežívání a proliferaci. Společným znakem pozměněného metabolismu je zvýšená spotřeba glukózy, její přeměna na laktát a snížená oxidační fosforylace i za přítomnosti plně funkčních mitochondrií. Tento efekt se nazývá aerobní glykolýza (Warburgův efekt). Savčí buňky katabolizují hlavně glukózu a glutamin, a proto jsou s nimi související metabolity sledovány i při onkohematologických onemocněních. Změněný metabolizmus doprovází rovněž oxidační stres, který je často charakterizován plazmatickou koncentrací malondialdehydu (MDA). Pro sledování metabolitů citrátového cyklu a volných aminokyselin v plazmě jsme použili kapalinovou chromatografii s hybridním hmotnostním spektrometrem QTRAP 4000 (Amedis, Praha). Pro oba typy metabolitů byly testovány různé kolony. Pro metabolity citrátového cyklu se zatím nejvíce osvědčila kolona Xbridge Amide (Waters, Praha), pro aminokyseliny to byla kolona Zic-Hilic (Merck, Praha). Pomocí uvedených metod budou stanoveny koncentrace metabolitů citrátového cyklu, aminokyseliny a MDA v plazmě pacientů s onkohematologickými malignitami a v plazmě kontrolní skupiny zdravých dárců.
57 Monika Čížková B3 Ing. Michaela Marková, Ph.D. Produkce a charakterizace rekombinantního proteinu RnhD z Mycobacterium smegmatis detail

Produkce a charakterizace rekombinantního proteinu RnhD z Mycobacterium smegmatis

Mycobacterium tuberculosis (MTB) způsobuje onemocnění tuberkulózu, na kterou ročně zemře více než 1 500 000 lidí. Přestože nemoc je antibiotiky léčitelná, léčba nebývá vždy účinná. Jedna z příčin neúčinné terapie je i schopnost mikroorganismu přežívat v extrémních podmínkách za hypoxie a vysokého oxidačního stresu v dormatním stavu. Do toho se stavu se mykobakterie může dostat díky útlumu metabolismu, který je součástí tzv. stringentní odpovědi. Tato stresová odpověď je řízena signální molekulou (p)ppGpp zvanou alarmon. Předpokládá se, že na regulaci alarmonu se podílí i protein RnhD, která navíc disponuje nukleázovou aktivitou. Znalost mechanismu působení tohoto proteinu by mohl poskytnout nové cesty léčby tuberkulózy. Ke studiu této dráhy využíváme modelový nepatogenní organismus Mycobacterium smegmatis, ze kterého byl izolován gen pro RnhD. Cílem bylo vložit tento gen do vektoru pTriex.Ti vhodného pro produkci cílového proteinu v E.coli, vyizolovat a přečistit exprimovaný protein a ověřit jeho katalytické vlastnosti.
58 Bc. Bára Čížková M2 Ing. Tomáš Podzimek, Ph.D. Hledání nespecifických nukleas v křenu selském (Armoracia rusticana) detail

Hledání nespecifických nukleas v křenu selském (Armoracia rusticana)

Nukleasy jsou enzymy ze třídy hydrolas, které hydrolyticky štěpí fosfodiesterovou vazbu nukleových kyselin. Díky těmto vlastnostem byly u nukleas z různých druhů rostlin testovány a u některých i potvrzeny protinádorové účinky. Cílem této práce je najít a zjistit sekvenci genu kódujícího nukleasu v kořeni křenu selského (Armoracia rusticana), jakožto rostlině využívající se nejen v české tradiční medicíně. Pro získání sekvence genu kódujícího nukleasu byla nejprve využita metoda 3' RACE (Rapid Amplification of cDNA ends), která je založená na využití polyA sekvence na 3' konci mRNA, na kterou nasedá primer oligodT, a druhého genově specifického primeru. Využití této metody vedlo ke vzniku velkého množství produktů, proto byly následně navrženy genově specifické primery na konzervované sekvence, které byly objeveny při porovnání deseti nukleotidových sekvencí nukleas z rostlin z čeledi brukvovitých. Tyto nově navržené primery budou použity k amplifikaci části sekvence genu kódujícího zatím neznámou nukleasu.
59 Bc. Hana Řezáčková M2 Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D. Sledování změn proteomu lidských kmenových buněk v průběhu osteodiferenciace detail

Sledování změn proteomu lidských kmenových buněk v průběhu osteodiferenciace

Titanové materiály jsou nejpoužívanějším biomateriálem pro kloubní náhrady. V současné době je vyvíjeno velké úsilí používané materiály modifikovat tak, aby byly zlepšeny jejich mechanické vlastnosti i interakce s tkáněmi. Sledování změn proteomu kmenových buněk v průběhu kultivace v médiu s osteodiferenciačními faktory by mohlo sloužit ke zjištění potenciálních biomarkerů, které by se daly využít k pozorování reakce buněk při růstu na nových biomateriálech. Tato práce se zabývá sledováním změn v proteomu buněk hTERT, imortalizovaných lidských kmenových buněk odvozených od tukové tkáně, v průběhu růstu v kontrolním médiu a médiu obsahujícím osteodiferenciační faktory. Po 7, 14 a 21 dnech růstu byly buňky lysovány, izolované proteiny rozštěpeny trypsinem a zastoupení jednotlivých proteinů určeno pomocí label-free kvantifikace ve spojení s kapalinovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií. Naměřená data byla podrobena statistickému a bioinformatickému vyhodnocení. Bylo zjištěno, že nejvýznamnější změny v hladinách proteinů oproti kontrolnímu médiu nastaly u buněk po 14 dnech kultivace, přičemž mezi nejvíce zasažené procesy patřily metabolismus kolagenu a organizace extracelulární matrix.
60 Bc. Soňa Šimková M2 Ing. Jan Lipov, Ph.D. Mechanismus vazby a působení nových syntetických drog a jejich prekursorů na dopaminové receptory detail

Mechanismus vazby a působení nových syntetických drog a jejich prekursorů na dopaminové receptory

V posledných rokoch sa na trhu objavuje čím ďalej tým viac nových syntetických drog. Dôvodom je snaha vyrobiť psychoaktívne látky, ktoré by boli legálne. Tieto látky sa často vyrábajú z už existujúcich liečiv či drog pozmenením ich štruktúry, čím sa stávajú legislatívou nepostihnuteľné. S rastúcim počtom prípadov ich zneužiti