Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
SVK
iduzel: 28824
idvazba: 47802
šablona: stranka
čas: 12.11.2019 00:36:19
verze: 4621
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-prihlasovadlo.vscht.cz/svk/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Studentská vědecká konference 2019 proběhne na VŠCHT Praha ve čtvrtek 21. 11. 2019.

Uzávěrka podávání přihlášek 21. 10. 2019
Uzávěrka nahrávání anotací 8. 11. 2019

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. Filip Antončík M2 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Supravodivé kompozity YBCO a jejich využití v praxi detail

Supravodivé kompozity YBCO a jejich využití v praxi

Tématem této práce je příprava, optimalizace a charakterizace supravodivých keramických kompozitů založených na matrici směsného oxidu mědi YBCO. Tyto materiály jsou průmyslově nejvíce vyráběné vysokoteplotní supravodiče a studium jejich vlastností pro použití v reálných aplikacích je hlavní motivací této práce. Byly připraveny různá umělá pinningová centra, především se zaměřením na jejich velikost. Byly studovány různé metody přípravy kompozitů i jejich následné úpravy po růstu z taveniny metodou TSMG. Prekurzory i výsledné supravodivé kompozity byly důkladně analyzovány širokým spektrem analytických metod. Pro analýzu tvaru a velkosti částic byla použita skenovací elektronová mikroskopie, transmisní elektronová mikroskopie a laserová difrakce. Chemické složení bylo studováno pomocí rentgenové fluorescence a energiově disperzní spektroskopie, zatímco fázové složení bylo analyzováno pomocí rentgenové difrakce . Mřížové parametry byly upřesněny Rietveldovou metodou. Fyzikální a termické vlastnosti byly analyzovány pomocí simultánní termické analýzy a PPMS. V neposlední řadě byly změřeny supravodivé charakteristiky kompozitů: jejich levitační síla a zachycené magnetické pole. Výsledky výzkumu najdou široké uplatnění v aplikacích vysokoteplotní supravodivé keramiky.



2 Bc. Lukáš Blažek M1 Ing. Ladislav Nádherný, Ph.D. Magnetické vlastnosti nanostrukturované feritové keramiky   detail

Magnetické vlastnosti nanostrukturované feritové keramiky  

V této práci byly zkoumány strukturní a magnetické vlastnosti dopovaného ferritu CoFe2O4, který by mohl najít uplatnění jako nové ekologické chladící médium fungující na principu magnetokalorického efektu. Struktura materiálu, velikost částic a chemické složení materiálu mají zásadní vliv na jeho klíčové magnetické vlastnosti související s maximální entropickou změnou a adiabatickou změnou teploty při chladícím cyklu. Cílem práce bylo připravit jednofázové nanostrukturované ferity s vysokou hodnotou magnetokalorického efektu a otestovat vliv velikosti částic a dopování. Metodou sol-gel a koprecipitace byly připraveny vzorky s různou velikostí částic a dopací (Mn, Ni, Tb). Velikost částic, krystalová struktura a fázové složení byly studovány pomocí práškové RTG difrakce, skenovací a transmisní elektronové mikroskopie. Magnetické vlastnosti byly měřeny pomocí PPMS.
3 Dominik Chmelař B3 Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D. Chemické modifikace germananu a jejich senzorové aplikace detail

Chemické modifikace germananu a jejich senzorové aplikace

Použití germananu jako chemického senzoru Germanen je jednovrstevný materiál z atomů germania podobný grafenu či silicenu. Avšak samotný germanen je vysoce nestabilní a proto je ho potřeba chemicky modifikovat. Zprvopočátku se začínalo s vodíkovými či methylovými skupinami. Dnes se experimentuje s mnohými dalšími a zjišťují se jejich vlastnosti. Tyto modifikace ovlivňují nejen reaktivitu, ale také například velikost zakázaného pásu či sorpční schopnosti. Plně hydrogenovaná verze germanenu se nazývá germanan, který je možné využit například v tranzistorech či elektrochemických senzorech. Germanan je schopný adsorbovat velké množství molekul plynů či par. Tyto molekuly mohou ovlivnit jeho elektrické vlastnosti. Proto je možné některé varianty germananu použít jako senzor pro elektrochemickou detekci. To jestli bude germanan mít elektrochemickou odezvu je možné ovlivnit pomocí různých modifikací. Cílem práce je syntéza různě modifikovaných germananů a testování možností jejich využití jako elektrochemických senzorů. Tyto germanany byly syntetizovány z příslušných Zintlových fází, modifikovány, následně naneseny na prstové elektrody. U takto modifikovaných elektrod byla měřena jejich odezva na přítomnost těkavých organických sloučenin pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie.  
4 Štěpán Cintl M2 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Interkalace a exfoliace pniktogenů s využitím pro elektrokatalýzu detail

Interkalace a exfoliace pniktogenů s využitím pro elektrokatalýzu

Po objevení grafenu, jemuž se díky jeho unikátním vlastnostem dostalo obrovské popularity, se vědecká společnost rozhodla ubírat směrem k dalším 2D materiálů, jejichž optické, katalytické a transportní vlastnosti zaručují aplikace v širokém měřítku. A to i směrem k pinktogenům, jenž mohou svými vlastnostmi nabídnout opět něco nového oproti grafenu či chalkogenidům přechodných kovů. Obrovskou výhodou těchto materiálů je jejich snadná exfoliace díky vrstevnaté 3D struktuře, která obsahuje slabší vazby mezi vrstvami než ve vrstvách samotných. Tato vědecká práce se zaměřuje na výzkum a optimalizaci procesu interkalace a exfoliace Černého fosforu. V práci jsou popsány vybrané postupy metody interkalace a exfoliace Černého fosforu a možnosti jeho aplikace. Následně je pak každý postup přípravy exfoliovaného Černého fosforu charakterizován metodami XPS, SEM a Ramanovo spektroskopií z důvodu určení účinnosti daného procesu a finálního složení materiálu. Výsledný materiál je pak díky svým elektrochemickým vlastnostem aplikován převážně v elektrochemii.  
5 Lukáš Hrubčík B2 Ing. Jiří Šturala, Ph.D. Modifikace černého fosforu detail

Modifikace černého fosforu

Černý fosfor (BP) je po grafenu další na poli monoelementárních vrstevnatých dvoudimenzionálních materiálů. Na rozdíl od grafenu, který je polovodič s nulovým band-gapem, BP má band-gap, který je silně závislý na počtu vrstev – cca 2.0 eV pro jeho monovrstvu až po cca 0.3 eV pro bulkový BP. Tato vlastnost se jeví jako velice atraktivní pro (opto)elektronické zařízení a fotokatalyzátory chemických reakcí. Hlavní nevýhody, které brání širšímu využití černého fosforu, jsou jeho nestálost na vzduchu a další metodika manipulace s velikostí band-gapu. Tyto vlastnosti se snažíme ovlivnit navázáním komplexů přechodných kovů. Jako ideální prekurzory se jeví jejich karbonyly, např. M(CO)6, kde M = Cr, Mo a W. Jejich aktivací pro reakci pomocí UV záření vznikají reaktivní koordinačně nenasycené M(CO)5 komplexy. Vzniklý prázdný orbital je následně zaplněn volným elektronovým párem z BP. Takto připravené materiály byly charakterizovány pomocí různých spektroskopických a mikroskopovacích technik, např. FT-IR, Ramanova spektroskopie nebo XPS. Věříme, že tato modifikace umožní snadnější manipulaci s BP a jeho další využití, např. jako katalyzátorů oxidačních, (de)hydrogenačních a polymerizačních reakcí.  
6 Bc. Petr Hykyš M2 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Syntéza výchozích MAX fází pro přípravu MXenů detail

Syntéza výchozích MAX fází pro přípravu MXenů

Tématem této práce je syntéza výchozích MAX fází (vrstevnatých karbidů) pro následnou přípravu MXenů. MXeny jsou karbidy, nitridy nebo karbonitridy přechodných kovů s 2D strukturou, které vycházejí z MAX fází. Vyznačují se unikátními elektrickými a elektrokatalytickými vlastnostmi, díky kterým mají široký aplikační potenciál. Vyrábí se exfoliací vrstevnatých karbidů, které jsou syntetizovány vysokoteplotní reakcí z prvků. V této práci budou prezentovány metody optimalizace syntéz karbidových MAX fází s různými přechodnými kovy v odlišných stechiometrických poměrech, jmenovitě pak M2AX, M3AX2 a M4AX3. Produkty syntézy jsou charakterizovány rentgenovou difrakcí pro získání fázového složení a zastoupení jednotlivých fází a elektronovým mikroskopem s mikrosondou pro studium morfologie, prvkového složení a jejich prostorového rozlišení. Práce bude dále obsahovat přípravu MXenů z výchozích MAX fází. Produkty přípravy budou charakterizovány mikroskopií atomárních sil, fotoelektronovou mikroskopií a skenovací a transmisní elektronovou mikroskopií. 
7 Bc. Adéla Jiříčková M2 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Keramické kompozity na bázi Al2O3 s oxidy grafenu detail

Keramické kompozity na bázi Al2O3 s oxidy grafenu

Kompozitní materiály na bázi oxidů grafenu se v dnešní době využívají k separaci plynů, anti-korozní povrchové ochraně různých kovů nebo k odsolování vodných roztoků. V této práci byly připraveny kompozity na bázi Al2O3 a oxidů grafenu - v podobě filtrů mohou sloužit k filtraci oceli od různých nečistot (inkluze), či k dekontaminaci vod od iontů těžkých kovů. V bulkových materiálech mohou zvýšit pevnost a odolnost vůči prudkým tepelným změnám. Připravený oxid grafenu byl syntetizován modifikovanou Tourovou metodou a charakterizován pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie, Ramanovy spektroskopie, elementární spalovací analýzy, simultánní termické analýzy s hmotnostním spektrometrem, rentgenové difrakce, skenovací elektronové mikroskopie s elektronovým disperzním analyzátorem. U připravených kompozitů byla testována jejich smáčivost a mechanické vlastnosti jako porozita, pravá hustota, chování při tepelných šocích, Youngův modul pružnosti a pevnost v tlaku. Výsledky by mohly přinést inovativní způsoby čištění oceli, nové kompozitní žáruvzdorné materiály či novou generaci filtrů k dekontaminaci odpadních vod.
8 Jan Jonáš B1 Ing. Jiří Šturala, Ph.D. Elektrochemie komplexů germananu detail

Elektrochemie komplexů germananu

Elektrochemie komplexů germananu Výzkum v oblasti vrstevnatých materiálů odstartoval objevením grafenu v roce 2004. Ukázalo se, že grafen představuje velice slibný materiál, např. pro výrobu membrán, detekci molekul atd., přesto ale vědci narazili na obtíže, jako je třeba jeho obtížná derivatizace. Analog grafenu na bázi germania (germanen) nabízí díky své snadnější funkcionalizaci nové možnosti v těchto aplikacích, protože umožnuje připojení většího množství aktivních míst, což vede k potencionálnímu využití např. v oblasti katalýzy rozkladu vody, elektrochemických reakcí nebo elektrochemické detekci molekul. Tato studie se zabývá materiály s kovalentně připojenými alkylovými řetězci na germanen s terminální -CN nebo -COOH skupinou, ke kterým byly následně přidány kationty přechodných kovů ve snaze vytvořit jejich komplexy. Na těchto materiálech se poté zkoumala jejich elektrochemická stabilita a schopnost přenosu elektronů z elektrody do elektrolytu (HET Heterogeneous electron transfer).  



9 Jan Konečný B3 Ing. Jiří Šturala, Ph.D. Srovnání metod přípravy substituovaných germananů   detail

Srovnání metod přípravy substituovaných germananů  

Vrstevnaté dvoudimenzionální (2D) materiály jsou v dnešní době na popředí materiálového výzkumu. Díky specifickým vlastnostem 2D materiálů, které se často velmi liší od jejich nevrstevnatých analogů, se nabízí jejich využití v nejrůznějších odvětvích, kde povrch hraje roli, např. v elektronice, pro přípravu kompozitních materiálů, v katalýze apod. Požadované vlastnosti 2D materiálů lze dále modifikovat navázáním různých funkčních skupin na jejich strukturu, které pomáhají vytvořit materiál s atributy požadovanými pro danou aplikaci.  Tato práce se zabývá studiem rozdílných metod přípravy na výsledné složení a strukturu germananů (germaniový analog graphenu) z germanidu vápenatého pomocí různých organických halogenderivatů. Cílem této práce je určit jaké metody jsou nejlepší pro vybrané strukturně odlišné molekuly.  
10 Bc. Anna-Marie Lauermannová M1 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Analýza pojivových materiálů na bázi hořčíku a jejich potenciální využití ve stavebnictví   detail

Analýza pojivových materiálů na bázi hořčíku a jejich potenciální využití ve stavebnictví  

Pojivové materiály na bázi hořčíku jsou alternativní surovinou k Portlandskému cementu ve stavebním průmyslu. Potenciál těchto látek se skrývá v jejich jedinečných vlastnostech. V tomto příspěvku jsou studovány vlastnosti Sorelova cementu, konkrétně jeho formy MOC-318, z hlediska fázového a chemického složení, tepelných vlastností a kinetiky jeho vzniku. Připravené vzorky byly analyzovány pomocí rentgenové difrakční a rentgenové fluorescenční analýzy, simultánní termické analýzy s hmotnostním spektrometrem, skenovací elektronové mikroskopie a energiově disperzní analýzy. Pomocí termické analýzy byl popsán mechanismus rozkladu této látky, který byl dosud v literatuře chybně interpretován.
11 Fedor Levchenko B3 doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D. YAG: ko-dopovaný cerem a hořčíkem detail

YAG: ko-dopovaný cerem a hořčíkem

Syntetické materiály s granátovou strukturou mají široké využiti díky svým optickým vlastnostem. Velmi často se používají takzvané yttrito-hlinité granáty (Y3Al5O12; zkratka YAG). Například Nd:YAG (dopovaný neodymem) se používá jako materiál pro lasery,  Tb3Sc2Al3O12 se používá jako Faradayův rotátor. Ce:YAG se používá jako scintilační materiál pro detektory různého druhu, ovšem oblast jeho největšího použiti je výroba LED. V praxi je největším problémem Ce:YAG rychlost scintilační odezvy, která je negativně ovlivněná záchytem excitovaných elektronů na defektech. Tento nedostatek může být řešen ko-dopací dvojmocnými ionty kovů (např. Mg2+, Ca2+), které urychlí přechod elektronů díky přítomným Ce4+ iontům. Tím se ovlivní hodnota scintilačního výtěžku a rychlost scintilační odezvy. Moje práce se zabývá přípravou ko-dopovaných granátů s obsahem hořčíku. Byly připraveny sady vzorků Ce:YAG dopovaných hořčíkem pomocí metod sol-gel a ko-precipitace. Ko-precipitované prášky byly dále zpracovány metodou SPS do podoby denzní keramiky. Byl zkoumán vliv koncentrace hořčíku, vliv finálního žíhání vzorků v různých atmosférách a vliv doby finálního žíhání na radioluminiscenční vlastnosti granátů. Výsledky, které jsme získali, budou použity pro výzkum dalších multikomponentních granátů.  
12 Bc. Boris Lochman M2 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Příprava materiálu z černého fosforu a nanočástic oxidu titaničitého a studium jeho fotokatalytických vlastností při rozkladu methyloranže detail

Příprava materiálu z černého fosforu a nanočástic oxidu titaničitého a studium jeho fotokatalytických vlastností při rozkladu methyloranže

Průmyslovou výrobou organických sloučenin, zejména barviv, léčiv, detergentů a pesticidů, dochází ke znečištění pitné a užitkové vody organickými polutanty. Tyto látky mají i při nízkých koncentracích nepříznivý vliv na lidský organismus a životní prostředí. Jedním ze způsobů odstranění těchto polutantů je fotokatalytický rozklad za přítomnosti nanočástic oxidu titaničitého. Tento proces je neselektivní a vede k rozkladu organických sloučenin až na anorganické látky jako oxid uhličitý, oxid siřičitý, voda aj. Černý fosfor tento proces podporuje. Cílem práce je příprava kompozitních materiálů z oxidu titaničitého a černého fosforu o různých poměrech výchozích surovin a posouzení jejich schopnosti rozložit methyloranž.  
13 Phuong Thao Ngoová B2 doc. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D. Příprava a fotokatalytické vlastnosti anorganických anologů grafenu   detail

Příprava a fotokatalytické vlastnosti anorganických anologů grafenu  

Nejznámějším 2D materiálem současnosti je grafen, který je výjimečný z mnoha důvodů. Je známý pro svoji lehkost, tenkost a mechanickou pevnost. Grafen má nulovou energii zakázaného pásu, jedná se tedy o výborný tepelný i elektrický vodič. V současné době se zkoumají desítky podobných struktur, mezi které patří anorganické anology grafenu ze 14. skupiny (germanen a silicen). Tyto materiály mají na rozdíl od grafenu nenulovou energii zakázaného pásu, čehož se dá využít například v elektrotechnice. Jedinečnost 2D materiálů vyplývá z jejich struktury. Grafen je velice stabilní díky systému konjugovaných dvojných vazeb, což znesnadňuje jeho modifikaci. Výše zmíněné analogy grafenu se svojí strukturou od grafenu liší, což je důvod, proč je lze snadněji modifikovat a zvýšit jejich potenciál k dalšímu využití. Znečištění vodních zdrojů je vážným problémem posledního desetiletí. Jedním ze způsobů čištění vody je fotokatalytický rozklad nečistot. Jedná se o proces, při kterém na fotokatalyzátoru dochází k oxidaci/redukci adsorbovaných sloučenin. Výhodou je relativní účinnost, jednoduchá realizace a dobré teoretické znalosti procesu. Tato práce se zabývala modifikací a fotokatalytickou aktivitou 2D materiálů. Slibným fotokatalyzátorem je například germanen modifikovaný methylovou skupinou.  
14 Ha An Nguyenová B2 Ing. Daniel Bouša, Ph.D. Dělení směsi ethanol-voda pervaporací na kompozitní membráně GO-BP detail

Dělení směsi ethanol-voda pervaporací na kompozitní membráně GO-BP

Pervaporace je proces, při kterém dochází k separaci kapalné směsi dvou a více látek částečným vypařováním jedné z nich skrze membránu. Membránou prochází plynný komponent, permeát, jehož odpařování můžeme podpořit snížením tlaku na permeátové straně membrány nebo zavedením nosného inertního plynu. Hlavní hybnou silou pervaporace je rozdíl mezi chemickými potenciály, odpovídající koncentračnímu gradientu mezi fázemi na opačných stranách membrány. V posledních letech si pervaporace našla různá využití. Můžeme jí nahradit proces destilace, popřípadě ji lze využít pro separaci tekutých uhlovodíků a k odstranění těkavých organických sloučenin z vody nebo naopak k odstranění vody z glycerinu. V této práci byla připravena membrána skládající se ze čtyř střídajících se vrstev oxidu grafenu a čtyr vrstev černého fosoforu. Membrána byla připravena podtlakovou filtrací ze suspenzí výše uvedených materiálů na porézním nylonovém nosiči. Tato membrána byla testována pro pervaporační dělení směsi butanol/voda nebo ethanol/voda. Účinnost pervaporace byla stanovena změnou indexu lomu dělené směsi nebo byla prošlá plynná směs zamražena a následně její složení analýzováno pomocí GC-MS.  
15 Bc. et Bc. Laura Pavlíková M2 Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D. Elektrochemická depozice vrstev Ge detail

Elektrochemická depozice vrstev Ge

Od roku 2004, kdy byl poprvé získán grafen, se začal rozvíjet výzkum v oblasti 2D materiálů. Jedním z anorganických analogů grafenu je germanen, který nemá svoji 3D alotropickou modifikaci na rozdíl od grafenu. Jako výchozí materiál pro přípravu germanenu můžeme použít tzv. Zintlových fází, což jsou vrstevnaté germanidy (např. CaGe2). Selektivním leptáním kovů z  těchto fází se dají připravit vrstvy modifikovaného germananu avšak jen s omezenou laterální velikostí. Pokud chceme připravit větší vrstvu germanenu, můžeme použít epitaxy z molekulárních svazků, což je přístrojově náročná a drahá metoda. Alternativní možností může být elektrochemická depozice na vhodný substrát. Cílem této práce je elektrochemicky deponovat vrstvu germanenu na různé substráty. K depozici se používal vodný roztok GeO2. U depozice byl studován její mechanismus a připravené vrstvy byly charakterizovány z hlediska morfologie a dále z hlediska chemického složení.   
16 Bc. Jan Paštika M2 doc. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D. Příprava a charakterizace křemíkových nanočástic z HSQ detail

Příprava a charakterizace křemíkových nanočástic z HSQ

Křemíkové nanomateriály mají oproti křemíkovým makrostrukturám unikátní vlastnosti, které z nich dělají perspektivního kandidáta pro vývoj biokompatibilních, netoxických, polovodivých a biodegradabilních materiálů. Aplikovat křemíkové nanočástice lze v mnoha oblastech, například ve farmacii jako biomarkery díky jejich výrazné fotoluminiscenci, nebo jako aktivní materiál v LED pro umělá osvětlení věrně napodobující přirozené sluneční světlo, kde můžeme využít snadno modulovatelné vlnové délky, úzkého emisního spektra a vysokého kvantového výtěžku zmíněných nanočástic. Tato práce se zabývá hydrolytickou syntézou polyhedrálního oligomerního silsesquioxanu (POSS) v kyselém prostředí z halogensilanů. POSS je primární surovinou pro získání porézní 3D matrice oxidu křemičitého s křemíkovými nanočásticemi o definované velikosti a tvaru. Dále se také zaměřuje na optimalizaci metody získávání křemíkových nanočástic z matrice oxidu křemičitého. Připravené nanočástice byly charakterizovány v matrici i samostatně pomocí fotoluminiscence, Ramanovy spektroskopie, infračervené spektroskopie, rentgenové fotoelektronové spektroskopie, skenovací elektronové mikroskopie a transmisní elektronové mikroskopie.  
17 Bc. Kryštof Skrbek M2 Ing. Vilém Bartůněk, Ph.D. Imobilizace nanočástic oxidu ceričitého a příprava CeO2-SiO2 kompozitu detail

Imobilizace nanočástic oxidu ceričitého a příprava CeO2-SiO2 kompozitu

Nanočástice oxidu ceričitého jsou známy pro své katalytické vlastnosti, které mají mimojiné velký potenciál pro čištění vody od organických polutantů. Velkým problémem aplikace veškerých nanočástic je ovšem nutnost zamezit jejich úniku do životního prostředí. V tomto příspěvku byly proto studovány metody imobilizace nanočástic oxidu ceričitého, zejména pak tvorba porézní matrice oxidu křemičitého. Vzniklé kompozity byly dále charakterizovány vybranými metodami a testovány pro svoji katalytickou aktivitu.
18 Bc. Lucie Spejchalová M1 Ing. Jan Luxa, Ph.D. Elektrochemická exfoliace a katalytické aplikace NiPS3  detail

Elektrochemická exfoliace a katalytické aplikace NiPS3 

V posledním desetiletí se 2D nanomateriály dostaly do popředí vědeckého zájmu díky svým unikátním vlastnostem, jako je velikost měrného povrchu, transportní vlastnosti, optické vlastnosti a nebo katalytické vlastnosti. Mezi nejprozkoumanější 2D materiály patří grafen a chalkogenidy přechodných kovů, avšak potenciál mají i další vrstevnaté materiály, jako jsou MPCh3 (M = přechodný kov, Ch = S, Se), jejichž 3D struktury byly poprvé syntetizovány koncem 19. století. Z nich lze připravit 2D monovrstvy pomocí exfoliace, a to buď mechanicky, chemicky nebo elektrochemicky. Elektrochemické exfoliace lze provádět interkalací, neboli vmezeřením molekuly/iontu do mřížky materiálu. Pro tuto techniku jsou vhodné materiály se strukturou MPS3. Tato práce se zabývá elektrochemickou exfoliací trithiofosforičitanu nikelnatého (NiPS3). Exfoliace probíhala pomocí interkalace tetrabutylammonium hexafluorofosfátu (NBu4PF6) v bezvodém prostředí (MeCN, DMF). Exfoliované vzorky byly testovány na elektrokatalytický vývoj vodíku a redukci kyslíku.  
19 Alisa Tsepeleva, Bc. M2 doc. Ing. Vlastimil Brožek, DrSc. Rozklad a likvidace freonů v klouzavém elektrickém výboji. detail

Rozklad a likvidace freonů v klouzavém elektrickém výboji.

Vzhledem k antropogennímu původu teplotních změn zemského klimatického systému likvidace průmyslových perfluorovaných sloučenin (PFCs) je stále aktuálním technologickým problémem. Jedno z nejefektivnějších řešení, které bylo vyvinuto v posledních dvou letech, spočívá v interakci fluorovaných látek s různými druhy plazmatu. V rámci experimentů v nethermálním plazmatu byl podroben rozkladu vysoce chemicky stabilní skleníkový plyn tetrafluormethan CF4. Zdrojem nethermálního plazmatu sloužil klouzavý elektrický výboj mezi titanovými elektrodami, vytvářejícími segmentový oblouk ve vybíjecím kanálu. Pokusy s rozkladem plynu byly provedeny na dvou aparaturách s různými úhly sklonu elektrod. Všechny vzorky plynových směsí byly analyzovány pomocí IR spektroskopie. Cílem této práce je stanovení základních rozkladných produktů PFCs, popřípadě možných produktů chemického kontaktu fluorovaných látek se součástkami aparatury.  
20 Tetyana Zheleznyak B2 Ing. Jiří Šturala, Ph.D. Postmodifikace germananů s terminální dvojnou vazbou a hydroxy skupinou   detail

Postmodifikace germananů s terminální dvojnou vazbou a hydroxy skupinou  

Germanan, dvoudimenzionální vrstevnatá modifikace germania analogická grafenu, se dostává do popředí materiálového výzkumu mimo jiné díky jeho slibným optoelektronickým vlastnostem. Další důležitou vlastností je jeho nenulový band-gap, což jej předurčuje pro využití v polovodičových aplikacích.  Tato práce se zabývá post-modifikací germananu s kovalentně navázanou terminální dvojnou vazbou pomocí kysele katalyzované adice alkoholů nebo s terminální -OH skupinou pomocí reakcí s různými reaktivními chloridy kyselin. Věříme, že tyto modifikace povedou k hlubšímu pochopení reaktivity těchto materiálů, k jejich snazšímu zpracování, manipulaci s velikostí band-gapu a také k jejich případným aplikacím, např. jako optoelektronické prvky, fotokatalyzátory aj.  



105 - Ústav anorganické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Vojtěch Domín B3 Ing. Roman Kodým, Ph.D. Studium elektrodových reakcí v procesu vysokoteplotní elektrolýzy vodní páry pomocí matematického modelu detail

Studium elektrodových reakcí v procesu vysokoteplotní elektrolýzy vodní páry pomocí matematického modelu

Čím dál více využívané obnovitelné zdroje energie poskytují nestálý výkon, proto je důležité nalézt technologie, které umožní uložení energie při přebytku a v případě potřeby zpětnou konverzi. Možným řešením je vodíková ekonomika – při přebytku elektrické energie se elektrolýzou vody vyrábí vodík a spotřebovává se při jejím nedostatku. Nadějnou alternativou ke konvenčním způsobům výroby vodíku je pak elektrolýza vody na pevných oxidech, jíž se zabývá tato práce. Oproti elektrolýze alkalické či PEM má znatelnou výhodu – za vysokých teplot roste příspěvek tepla k celkové reakční entalpii, množství elektrické energie, kterou je nutno dodat, naopak klesá. To je obzvlášť výhodné při využití geotermálních či odpadních zdrojů tepla. V této práci byl použit 1D matematický model jedné porézní elektrody zohledňující distribuci kyslíku, proudové hustoty a elektrického potenciálu uvnitř elektrody. Model slouží k vyhodnocení kinetických dat elektrodových reakcí na základě experimentálních dat a umožňuje lepší pochopení kinetiky elektrodových reakcí při vysokoteplotní elektrolýze. Výsledky získané z modelu pak lze dále využít jako vstupní data pro složitější modely celého zařízení, které umožní systém optimalizovat.  
2 Filip Dostál B3 Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D. Charakterizace katalyzátorů pomocí TPR detail

Charakterizace katalyzátorů pomocí TPR

Teplotně programovatelná redukce (TPR) je široce používaná metoda pro charakterizaci katalyzátorů na bázi oxidů kovů, směsných oxidů kovů a oxidy kovů naneseném na nosiči. Metoda TPR poskytuje kvantitativní informace redukovatelnosti povrchu oxidu, jakož i o heterogenitě redukovatelného povrchu. Cílem práce bylo provést programovatelnou teplotní redukci oxidických CuO - ZnO katalyzátorů. Katalyzátory na bázi měď-zinek patří v současné době mezi široce studované katalyzátory, využívané např. pro syntézu methanolu. Pro měření teplotně programovatelné redukce byla použita aparatura ChemStar od firmy Quantachrome. Jako nosný plyn byl použit argon, jako měřící plyn směs argonu (90 obj.%) a vodíku (10 obj.%) s objemovým průtokem 50 ml/min. Redukce byla provedena v rozsahu teplot od 20 °C až do teploty 800 °C, s teplotním krokem 5 ° C/min. Po vlastním měření byla proměřena kalibrace TCD detektoru pomocí směsi argonu a vodíku v různých poměrech. Výsledky měření jsou prezentovány ve formě TPR spekter, ze kterých lze určit stupeň a teplotu redukce mědi a zinku. Pro detailní vyhodnocení je nutné dopracovat metodiku měření TPR a vyhodnocení spekter.  
3 Bc. Josef Fišer M2 Ing. Martin Zlámal, Ph.D. Vliv vegetace na kumulaci rtuti v brakických močálech. detail

Vliv vegetace na kumulaci rtuti v brakických močálech.

Nejdelší řeka Pyrenejského poloostrova – Tajo – ústí do Atlantického oceánu poblíž Lisabonu. Estuár řeky dlouhodobě vykazuje zvýšenou koncentraci toxické rtuti, což je odrazem průmyslové činnosti v okolí. Bakterie přítomné v brakických vodách umožňují methylaci rtuti na methylrtuť  - neurotoxin, akumulující se v tělech ryb a ostatních živočichů. Jejich konzumací se může dostat do potravního řetězce člověka. Byly odebrány vzorky dvou druhů rostlin (Spartina Maritima a Sarcocornia Fruticosa) včetně sedimentů z jejich blízkého i vzdálenějšího okolí. Koncentrace rtuti ve vzorcích byla měřena metodou přímého tepelného rozkladu v peci se zlatou amalgamační pastí s následnou atomovou absorpční spektroskopií. Sedimenty z míst nekolonizovaných vegetací obsahovaly vyšší koncentrace rtuti než sedimenty z blízkosti vegetace. Kořeny rostlin obsahovaly vyšší koncentrace rtuti než stonky a listy. Tato práce přispěla k výzkumu problematiky především aktuálními daty o koncentraci rtuti v sedimentech estuáru s ohledem na přítomnost vegetace.  



4 Barbora Gabrielová B3 Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D. Elektrochemická oxidace a redukce při syntéze aktivních látek ve farmaceutickém průmysl . detail

Elektrochemická oxidace a redukce při syntéze aktivních látek ve farmaceutickém průmysl .

Elektrochemické metody syntéz jsou založeny na přenosu jednoho či více elektronů mezi molekulou reaktantu a elektrodou. To umožňuje provádět oxidační a redukční reakce bez nutnosti používat oxidační a redukční činidla a zvýšit tak bezpečnost, selektivitu a ekologickou nezávadnost provozovaných procesů. Uvedené aspekty činí tento přístup velmi zajímavý také ve farmaceutickém průmyslu. Cílem této práce bylo prozkoumat možnost využití elektrochemické syntézy při výrobě vybraných farmaceuticky aktivních látek. V první fázi byl proveden předběžný výzkum s cílem vybrat potenciálně zajímavé reakční systémy pro další detailnější studium. Při práci byly na různých elektrodách (borem-dopovaný diamant, grafit, skelný uhlík, Pt) naměřeny cyklické voltamogramy studovaných látek v roztocích o vhodném složení. Na jejich základě bylo vyhodnoceno, zda bude daný proces v další fázi studován detailněji.  
5 Bc. Miroslav Hala M1 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Měření stability kompozitních grafitů pro bipolární desky detail

Měření stability kompozitních grafitů pro bipolární desky

Bipolární desky jsou jednou z nejdůležitějších částí svazků PEM palivových článků, kde plní hned několik důležitých funkcí. Jejich hlavním úkolem je rovnoměrná distribuce vodíku a kyslíku, a odvod vzniklé vody. Dále slouží k vedení proudu mezi jednotlivými články ve svazku, pasivnímu chlazení a fixaci jednotlivých komponent v celém zařízení. Vzhledem k tomu, že většinu hmotnosti, objemu a značnou část cenových nákladů palivového článku tvoří právě bipolární desky, je na jejich mechanické a chemické vlastnosti kladen velký důraz. Jedním z materiálů, který se využívá k jejich výrobě, je polymerní uhlíkový kompozit. Tato práce se zabývá pozorováním chemické stability, nasákavosti, smáčivosti a mechanických vlastností kompozitních grafitů. Výsledky těchto měření společně s výsledky, na které tato práce navazuje, budou použity k výběru nejvhodnějšího materiálu pro výrobu svazku palivových článků.
6 Kateřina Hradečná B3 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Charakterizace polymerní anion-selektivní membrány se zvýšenou stabilitou detail

Charakterizace polymerní anion-selektivní membrány se zvýšenou stabilitou

Iontově selektivní membrány (IEM) patří do skupiny semipermeabilních membrán. IEM obsahují funkční skupiny nesoucí náboj, jehož povaha určuje selektivitu k danému iontu přítomného v roztoku. Podle iontu, který přednostně prochází membránou, můžeme IEM rozdělit na kation selektivní (CEM) a anion selektivní (AEM). V průmyslu se AEM využívají v procesu elektrodialýzy. Do budoucna se předpokládá jejich rozšíření také v alkalické elektrolýze vody a alkalických membránových palivových článcích. Dohromady tyto dvě technologie nabízí možnost realizace tzv. vodíkové ekonomiky. Charakterizovaná AEM se skládá z kopolymerní chlormethylované matrice polystren-blok-poly(ethylen-ran-butylen)blok-polystyren (PSEBS-CM) a funkční skupiny N-methylpyrolidin (NMPyr). Oproti současným AEM, u kterých je stabilita omezena jejich maximální pracovní teplotou nejčastěji <50°C, tato membrána vykazuje stabilitu i při pracovních teplotách do 60°C. V rámci vlastní práce bylo pomocí infračervené spektroskopie a elementární analýzy určeno přesné složení membrány. Dále byla stanovena její botnavost, iontově výměnná kapacita a specifická vodivost. V posledním kroku byly vzorky membrány testovány za podmínek alkalické elektrolýzy vody a doplněné o charakterizaci pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie.  
7 Dita Hronová M2 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Příprava a testování neplatinových katalyzátorů pro alkalický palivový článek detail

Příprava a testování neplatinových katalyzátorů pro alkalický palivový článek

Palivový článek představuje zařízení kontinuálně přeměňující chemickou energii na energii elektrickou. Dochází v něm k elektrochemické reakci oxidovadla (vzduch) a paliva (vodík, metanol, zemní plyn) za přítomnosti katalyzátoru. V praxi se uplatňuje několik různých typů palivových článků, lišících se například pracovní teplotou, či používaným elektrolytem. V práci jsme se zabývali katalyzátory pro alkalický palivový článek, který používá jako elektrolyt vodný roztok KOH. Mezi vynikající katalyzátory pro palivové články obecně patří platinové kovy. Alkalické prostředí však umožňuje použití dostupnějších katalyzátorů, než jsou platinové kovy (např. Ni, Ag). V rámci této práce byl testován neplatinový katalyzátor na bázi MnO2 na dvou různých uhlíkových nosičích a platinový katalyzátor na uhlíkovém nosiči.  U vybraných materiálů byl stanovován aktivní povrch katalyzátorů, dále byla prováděna XRD analýza, a byla zjištěna jejich elektrochemická aktivita pro redukci kyslíku pomocí cyklické a lineární voltametrie. Z výsledků vyplývá, že neplatinové katalyzátory na bázi MnO2 vykazují horší aktivitu, avšak tento nedostatek je kompenzován nízkou cenou a jednoduchou přípravou. Další práce se tak zaměří na přípravu a testování nových typů neplatinových katalyzátorů se zvýšenou aktivitou.  
8 Bc. Aneta Hrubantová M2 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Příprava CuFeO2 pro fotoelektrochemickou produkci vodíku detail

Příprava CuFeO2 pro fotoelektrochemickou produkci vodíku

Práce se zabývá přípravou fotoaktivního materiálu - delafossitu CuFeO2, syntetizovaného hydrotermální metodou a jeho aplikací pro fotoelektrochemickou redukci vody. Rozklad vody pomocí sluneční energie je ekonomicky přijatelná a ekologická cesta k získání vodíku. CuFeO2 je polovodič typu p a má velmi zajímavé fotoelektrochemické vlastnosti a dobrou chemickou stabilitu. CuFeO2 byl syntetizován hydrotermálně v alkalickém prostředí za použití dvou různých prekurzorů. V prvním případě byl použit CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O a alginát sodný, v druhém případě Cu(NO3)2.3H2O a FeCl2. Připravený práškový materiál obsahoval kromě dalafossitu i oxidy Fe a Cu a proto byly podmínky syntézy modifikovány a dále provedena kalcinace práškového materiálu s cílem získat maximální podíl krystalického delafossitu. Ze vzniklého práškového materiálu byly připraveny elektrody, které byly dále fotoelektrochemicky testovány.
9 Bc. Tomáš Imrich M1 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Polovodičové fotoanódy na báze Fe2O3 pre fotoelektrochemický rozklad vody detail

Polovodičové fotoanódy na báze Fe2O3 pre fotoelektrochemický rozklad vody

V záujme rozvoja čistých zdrojov energie sa venuje veľká pozornosť vodíku a jeho výrobe z obnoviteľných zdrojov. Jednu z metód predstavuje  fotoelektrochemický rozklad vody pomocou slnečného žiarenia, kde významnú úlohu majú nanoštrukturované materiály. Tie sú využité pre prípravu fotoanód a fotokatód. Fotoanódy sú tvorené n-polovodičovými materiálmi, najmä na báze primárnych oxidov Ti, W a Fe, pričom táto práca popisuje prípravu a vlastnosti hematitu, α-Fe2O3. Metódou prípravy bola zvolená aerosólová pyrolýza, sklo s vodivou vrstvou fluórom dopovaného  SnO2. Charakterizácia pripravených vrstiev hematitu sa zameriava na hodnoty fotoprúdov v rôznych elektrolytoch, ako na jeden z hlavných parametrov. Ďalším významným prvkom u pripravených vrstiev hematitu je miera ich fotokorózie v priebehu ožarovania a polarizácie vo vodnom elektrolyte. Významná pozornosť bola preto venovaná pokrytiu hematitových vrstiev ochrannou vrstvou oxidu titánu (TiO2) a porovnanie ich vlastností s čistými hematitovými vrstvami. Výsledky sú diskutované v závislosti na príprave jednotlivých TiO2 ochranných vrstiev (sol-gel, sprejová pyrolýza, ALD) a type prostredia, v ktorom bola fotoanóda exponovaná.  
10 Bc. Anna Kloužková M1 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Vliv dlouhodobé expozice v QUV panelu na fotoaktivitu tenkých transparentních vrstev TiO2 detail

Vliv dlouhodobé expozice v QUV panelu na fotoaktivitu tenkých transparentních vrstev TiO2

Fotokatalytické polovodičové materiály (TiO2, ZnO) mají perspektivní využití pro odstraňování látek znečišťující životní prostředí, ať už se jedná o látky rozpuštěné ve vodě (barviva, léčiva, biocidy), či látky znečišťující vzduch (VOC, NOx). Jednou z možných aplikací fotokatalyzátorů jsou transparentní povrchy, nanesené v podobě tenkého filmu, mající samočisticí vlastnosti. Uvedené fotoaktivní povrchy nejsou díky kombinaci fotokatalytické aktivity a indukované superhydrofility (schopnost po UV ozáření vytvářet vysoce smáčivý povrch) náchylné k zašpinění a uchovávají si stále původní vzhled. Cílem této práce je příprava tenkých transparentních vrstev TiO2 na skleněných substrátech a posouzení vlivu dlouhodobé expozice v QUV panelu na jejich vlastnosti (fotoaktivita, morfologie, fázové složení). Fotokatalytická aktivita byla hodnocena metodou Resazurinového inkoustu (Rz), založenou na fotokatalytické redukci Rz barviva. Důležitým parametrem při přípravě fotoaktivního skla byla přítomnost bariérové vrstvy a teplota nutná k vytvoření krystalické fáze anatasu. Vystavení vzorků skel zrychlenému testu stárnutí mělo za následek zvýšení fotokatalytické aktivity, zároveň nebyly zaznamenány výraznější změny v morfologii vrstev či optických vlastností skel.
11 Bc. Ondřej Kršek M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Membrány se smíšenou matricí na bázi UiO-66 pro separaci CO2 detail

Membrány se smíšenou matricí na bázi UiO-66 pro separaci CO2

Membránové procesy pro separaci plynů jsou v současnosti vysoce populární jak ve výzkumné, tak i průmyslové sféře. V době boje proti klimatickým změnám nabízí alternativu k řadě tradičních separačních procesů, navíc slučitelnou s principy trvale udržitelného rozvoje. Separace plynných směsí s obsahem CO2 nachází uplatnění například v metodách čištění bioplynu nebo ve snižování emisí skleníkových plynů u odplynů z technologií, které zpracovávají fosilní paliva.  Cílem této práce je příprava polymerních membrán se smíšenou matricí a charakterizace jejich separačních a morfologických vlastností. Matrice membrán byla tvořena syntetizovaným polyimidem 6FDA-DAM: DABA (3:1) a jako plnivo byly použity MOF částice UiO-66, grafen oxid a jejich kombinace. Bylo připraveno několik membrán s různým hmotnostním obsahem částic. Separační měření binární směsi CO2/CH4 bylo provedeno na aparatuře s plynovým chromatografem, vybaveným plamenově ionizačním detektorem a metanizérem.
12 Jan Křenovský B3 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Charakterizace vlastností perfluorovaných sulfonových membrán, používaných jako elektrolyt v PEM palivových článcích detail

Charakterizace vlastností perfluorovaných sulfonových membrán, používaných jako elektrolyt v PEM palivových článcích

S postupným zaváděním tzv. vodíkové ekonomiky do praxe dochází k významnému vývoji a rozvoji nových technologií. V případě mobilních aplikací se jako nejvhodnější jeví  použití tzv. ,,proton exchange membrane“ (PEM) palivových článků. Nedílnou součástí PEM palivových článků jsou membrány, které jednak oddělují anodový a katodový prostor a zároveň plní funkci elektrolytu. Postupem času se ukázalo, že perfluorované sulfonové polymery splňují výše uvedené požadavky nejlépe. Po vypršení patentové ochrany a v důsledku dalšího vývoje přibylo množství různých strukturních modifikací těchto polymerů, které se liší svými vlastnostmi. Při výrobě je kladen důraz na požadavky, které by měli membrány splňovat. Ovšem některé vlastnosti se navzájem vylučují. Výrobci se proto snaží vyrobit membrány, které by byly kompromisem, jenž by co nejlépe vyhovoval nárokům kladeným technologií PEM palivových článků. Cílem práce je charakterizovat a porovnat jednotlivé typy membrán od výrobců DuPont, Fumatech a Dongyue.  
13 Bc. Veronika Marková M1 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Porovnání výkonů MEA s komerčně dostupnými membránami  detail

Porovnání výkonů MEA s komerčně dostupnými membránami 

Technologie palivových článků typu PEM představuje vhodný zdroj elektrické energie pro řadu mobilních aplikací. Klíčovou komponentou tohoto typu palivového článku je MEA skládající se z membrány a dvou elektrod: anody a katody, které jsou směrem k membráně orientovány katalytickou vrstvou. V této vrstvě je cílem maximalizovat tzv. třífázový kontakt, což vede ke zvýšení výkonu palivového článku. Jako potenciálně vhodná příprava MEA je metoda hot-press založena na slisování elektrod s membránou za zvýšeného tlaku a teploty. V procesu přípravy touto metodou je nutné optimalizovat parametry jako je teplota, přítlak a doba lisování. Tyto parametry se odvíjejí od vlastností membrány a elektrod. Použití optimální teploty aplikované při metodě hot-press vede k tvorbě kvalitního třífázového kontaktu, přičemž tato teplota je závislá na vlastnostech použité membrány a pojiva katalytické vrstvy. Cílem této práce je tedy optimalizovat teplotu metody hot-press při přípravě MEA v závislosti na použitých komerčně dostupných membránách od různých výrobců.  
14 Veronika Rečková M2 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Optimalizace přípravy YSZ elektrolytů metodou odlévání suspenze detail

Optimalizace přípravy YSZ elektrolytů metodou odlévání suspenze

Oxid zirkoničitý dopovaný oxidem ytria (ZrO2 – 8 mol% Y2O3; YSZ) patří mezi materiály vykazující chemickou a mechanickou stabilitu i vodivost pro O-II za vysokých teplot. Vzhledem k těmto vlastnostem a jeho cenové dostupnosti je YSZ využíván ve vysokoteplotních technologiích, jako jsou keramické články s pevnými oxidy (SOCs), kyslíkové senzory a pumpy. V SOCs systémech je YSZ využíváno jako neporézní elektrolyt. V SOCs systému, kde YSZ elektrolyt je nosným prvkem, představuje tloušťka elektrolytu kritický parametr pro mechanickou stabilitu sytému a jeho celkový ohmický odpor. Vysoká ohmická ztráta na elektrolytu představuje v SOCs významný problém, který komplikuje aplikaci SOCs. Pro zlepšení účinnosti SOCs systému je proto nezbytné používat co nejtenčí elektrolyt, který bude dostatečně mechanicky stabilní. Spolehlivou metodou přípravy YSZ elektrolytu je uniaxiální lisování komerčního YSZ prášku s následnou sintrací. Vznikne mechanicky stabilní elektrolyt, ale o velké tloušťce, a tedy s vysokým odporem. Na základě literární rešerše, byla vybrána nová metoda, která je založena na odlévání elektrolytu z roztoku/suspenze YSZ. Cílem této práce bylo připravit a charakterizovat elektrolyt s lepšími elektrochemickými vlastnosti a zjednodušit způsob přípravy.  
15 Bc. Alina Volkova M2 Ing. Milan Bernauer, Ph.D. Nízkoteplotní transformace methanu detail

Nízkoteplotní transformace methanu

Methan je v současné době převážně používán jako zdroj energie a v chemickém průmyslu jako surovina pro výrobu syntézního plynu, resp. vodíku. Zdrojem methanu je především zemní plyn a alternativně i biomasa, což otvíra možnosti jeho použití jako obnovitelného zdroje energie, nebo uhlíkatých surovin. Předložená práce je věnována problematice nizkoteplotní (<300°C) katalytické transfomaci methanu na methanol. Selektivní oxidace methanu vyžaduje specificky aktivní katalyzátor schopný umožnit disociativní adsorpci kyslíku a následnou oxidaci methanu na methanol. Jedním z potenciálních katalyzatorů vhodných pro tuto reakci jsou MOFy (Metal Organic Framework).  MOF tvoří relativně novou třídu materiálů, které začaly prokazovat svoji užitečnost pro různé aplikace (separace plynů a katalýza). MOFy jsou krystalické mikroporézní látky, obsahující kovový kationt vazaný na organický ligand. Dalším materiálem vhodným k provedení selektivní oxidace methanu mohou být tzv. kovové pěny (metal foams) jejichž předností je nízká hmotnost, vysoká pevnost a pórovitost. V rámci tohoto výzkumu byla sestavena nová aparatura pro katalytické testy, zahrnující jednotku na přípravu plynných smesí (methan + oxidační činidlo), reaktor a hmotnostní spektrometr.  
16 Eva Šrámková M2 Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D. Elektrochemická aktivita elektrochemicky modifikovaných elektrod ze skelného uhlíku   detail

Elektrochemická aktivita elektrochemicky modifikovaných elektrod ze skelného uhlíku  

Uhlíkové elektrody nachází uplatnění v mnoha elektrochemických procesech. Kinetické parametry elektrodových reakcí na uhlíkových elektrodách jsou obecně ovlivněny charakterem povrchu elektrod. K přípravě elektrod s požadovanými elektrokatalytickými vlastnostmi lze využít různých způsobů modifikace jejich povrchu. Skelný uhlík (angl. glassy carbon, GC) je perspektivním elektrodovým materiálem, zejména díky vysoké chemické a tepelné odolnosti, elektrické vodivosti a širokému potenciálovému oknu ve vodných roztocích. To umožňuje studium elektrodových reakcí, jejichž potenciál leží mimo oblast stability vody. V této práci jsme se zabývali charakterizací elektrokatalytické aktivity GC elektrod aktivovaných elektrochemicky v silně zásaditém prostředí. Za tímto účelem byly připraveny elektrody aktivované cyklováním v rozmezí různých hodnot potenciálů. Cílem bylo najít korelaci mezi složením jejich povrchové vrstvy a elektrokatalytickými vlastnostmi vůči vybraným redoxním reakcím. Složení povrchové vrstvy elektrod bylo stanoveno pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Elektrokatalytické vlastnosti elektrod byly charakterizovány pomocí standardních rychlostních konstant reakcí vybraných redoxních párů. K tomuto účelu byla využita metoda cyklické voltametrie.  

106 - Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Dino Alferi M2 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Korozní chování slitin zinku detail

Korozní chování slitin zinku

Zinek a jeho slitiny mají velký potenciál stát se biodegradabilními materiály. To zejména díky rychlosti rozpouštění zinku v lidském organismu, která je například proti slitinám železa mnohem rychlejší a na druhou stranou se v těle rozpouští pomaleji než hořčíkové slitiny. Další velkou výhodou zinku a jeho slitin je to, že zinek se účastní mnoha metabolických procesů a jeho příjem může být tedy vyšší než u jiných kovů. V této práci byl sledován vliv podmínek výrobní technologie na korozní chování pro slitinu Zn-0,8Mg-0,2Sc, která byla odlita, tepelně zpracována a extrudována za různých podmínek.  Na každém materiálu proběhla 16 h expozice ve fyziologickém roztoku při teplotě 37 °C. Při této expozici byl sledován samovolný korozní potenciál a následně byl měřen polarizační odpor a cyklické potenciodynamické křivky. Z expozice bylo zjištěno, že výrobní podmínky mají zanedbatelný vliv na samovolný korozní potenciál. Naopak u polarizačního odporu a cyklické potenciodynamické polarizace již bylo zjištěno ovlivnění korozního chování výrobními podmínkami. Dále byla provedena týdenní expozice, při které byl sledován časový vývoj polarizačního odporu. Z obou expozic bylo zjištěno, že s rostoucí teplotou a rostoucím poměrem extruze klesá korozní odolnost.  
2 Bc. Tomáš Aliger, Dis. M1 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování renesanční kované mříže detail

Restaurování renesanční kované mříže

Práce se zabývá průzkumem a restaurováním renesanční lunetové mříže. Během průzkumu předmětu byl zkoumán historický vývoj českého mřížovnictví od počátku renesance až po baroko, v rámci čehož byly dohledány i analogické památky nebo jejich grafické předlohy. V další části se průzkum zabývá poškozením předmětu a materiálovým složením, k čemuž byla použita elektronová mikroskopie, metalografické a stratigrafické výbrusy a Ramanova spektrometrie. Poslední část se zabývá samotným procesem restaurování předmětu. Během toho byly z povrchu odstraněny prachové nečistoty a část korozních produktů. Zbytek korozních produktů byl následně stabilizován roztokem dekananu sodného. Následně byl na mříž vyroben zpevňující rám, byly opraveny lomy a doplněny chybějící části. Na závěr byla mříž z pohledové strany barevně sjednocena, konzervována a byl určen její ochranný režim.



3 Tomáš Blecha B1 Ing. Tereza Jamborová Cínové oltářní svícny   detail

Cínové oltářní svícny  

Semestrální práce pojednává o restaurování dvojce cínových barokních svícnů. Práce obsahuje historický průzkum zabývající se svícny, cínem a jeho zpracováním a historickými analogiemi k předmětům. Součástí je i detailní popis předmětů před restaurátorským zásahem zaměřujícím se na korozní napadení, mechanické poškození, znečištění předmětů, druhotné zásahy na předmětech a výrobní vady. Dále byl proveden průzkum materiálového složení předmětů. Dle zjištěných skutečností byl navržen restaurátorský záměr ve třech variantách. Varianty byly předloženy zadavateli a podle vybrané varianty byly předměty zrestaurovány. Vybraná varianta znamenala nahrazení zničených středových dříků svícnů, částečné odstranění korozních produktů na předmětech a finální konzervaci.  



4 Bc. Klára Borkovcová M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Nová nástrojová ocel bez kritických surovin   detail

Nová nástrojová ocel bez kritických surovin  

Nástrojové oceli běžně obsahují legující prvky (především vanad, wolfram a kobalt), které jsou zařazené Evropskou komisí na seznam tzv. kritických surovin. V současné době se intenzivně řeší možná náhrada těchto prvků. Proto byl navržen nový způsob legování nástrojové oceli, kterým je kombinace uhlíku, chromu a titanu. Práce se zabývá nástrojovou ocelí legovanou chromem a titanem připravenou metodou práškové metalurgie, podmínkami tepelného zpracování a jejich vlivem na mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a fázové složení. Po žíhání na měkko byly vzorky austenitizovány při teplotách 1000 – 1150 °C, zakaleny do oleje a následně popouštěny při teplotách 450 – 650 °C. Ze získaných výsledků byl navržen vhodný režim tepelného zpracování této experimentální nástrojové oceli, kterým je kalení z 1100 °C do oleje a následné popouštění třikrát po dobu jedné hodiny při teplotě 450 °C.
5 David Dušek B1 Ing. Tereza Jamborová Stříbřený nástolec detail

Stříbřený nástolec

Tématem práce je průzkum a postup restaurování nástolce ze soukromé sbírky rodiny Mandelíkových. Základem nástolce je zdobný, kuželovitý podstavec, vyplněný sádrou. Do jeho vrchní části je zapuštěn ocelový trn, který tvoří osu nástolce. Na trnu jsou navlečeny dvě skleněné mísy proložené kovovými segmenty. Horní segment je na trnu připevněný na. Jeden z kovových segmentů chybí. Materiálový průzkum potvrdil měď jako základový materiál, pokrytý vrstvou stříbra. Dno předmětu je železné. Železné dno bylo v důsledku koroze rozpadlé a odlamovalo se. Předmět byl pokryt korozními produkty stříbra. V některých místech byla stříbrná vrstva sedřená a na povrchu byly korozní produkty mědi. Pro čištěný povrchu rozebraných částí byl použit roztok obsahující 10 % CH4N2S a 5 % H2SO4 a po oplachu jemný mosazný kartáč s mýdlovou vodou. Železné dno bylo odstraněno a nahrazeno mosaznou destičkou, přilepenou epoxidovou pryskyřicí. Skleněné části byly očištěny horkou vodou a jádrovým mýdlem. Chybějící díl byl nahrazen dvěma slepenými mosaznými segmenty, které byly proudově postříbřeny. Stříbřené části byly následně konzervovány Paraloidem B48N a ocelový trn roztokem taninu. Poté byl předmět opětovně sestaven. Doporučený režim památky byl zhotovován s ohledem na možné používání předmětu při stolování.  



6 Matouš Hons B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování šicího stroje Biesolt & Locke Meissen Čeká na schválení
7 Petr Hrbáček B3 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Vývoj mikrostruktury a mechanických vlastností rychle ztuhlé slitiny AlCr10Fe5 detail

Vývoj mikrostruktury a mechanických vlastností rychle ztuhlé slitiny AlCr10Fe5

Rychlým tuhnutím připravené slitiny oproti běžným hliníkovým slitinám vykazují lepší mechanické vlastnosti za zvýšených teplot. Při jejich výrobě je nutné taveninu ochladit nadkritickou rychlostí. Při čemž vznikne přesycený, metastabilní tuhý roztok legujících prvků v α-hliníku. Dále slitina obsahuje velmi jemné intermetalické částečky, jenž mají pozitivní účinek na užitné vlastnosti materiálu. Z důvodu nezbytnosti vysokých chladících rychlostí vznikají objemová omezení takto připravených slitin, proto jsou předmětem mého zkoumání tenké kovové pásky. Při žíhání pásků může dojít k precipitaci dalších intermetalických fází a k hrubnutí zrn hliníkové matrice. Cílem mé práce je studium daného materiálu AlCr10Fe5, pozorování postupně měnící se mikrostruktury a sledování průběhu tvrdosti při různých teplotách žíhání.
8 Tomáš Hrdlička M2 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Korozní chování uhlíkové oceli v prostředí cementu a bentonitu pro hlubinné úložiště radioaktivního odpadu detail

Korozní chování uhlíkové oceli v prostředí cementu a bentonitu pro hlubinné úložiště radioaktivního odpadu

Cílem této práce bylo experimentálně ověřit předpoklady samovolné pasivace uhlíkové oceli ve směsích cementu a bentonitu s granitickou vodou, porovnat korozní rychlosti v různých typech prostředí a vyhodnotit případné lokální napadení pro optimalizaci tohoto systému, jakožto jednoho z kandidátů pro obalový materiál hlubinného úložiště radioaktivního odpadu. Z výsledků vyplývá, že s rostoucím obsahem cementu ve směsi klesá rovnoměrná korozní rychlost. Bylo zde však pozorováno výrazné lokalizované napadení, kvůli kterému zatím není možné odhadnout dlouhodobé korozní chování tohoto systému.
9 Bc. Jitřenka Jírů M2 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Dusíkem dopované povrchy kovů pro biomateriály detail

Dusíkem dopované povrchy kovů pro biomateriály

β-slitiny jsou pro použití v biomateriálové oblasti atraktivní, jelikož jejich modul pružnosti je mnohem nižší a tím bližší kostní tkáni v porovnání s komerčními slitinami titanu. Tato práce je zaměřena na zkoumání elektrochemických vlastností β-slitin Ti36Nb6Ta a Ti39Nb, jejichž povrch byl upraven metodou iontové implantace dusíku. Primárním účelem této povrchové úpravy je zvýšení tribologických vlastností materiálů. Povrchy byly zkoumány z hlediska jejich korozního chování a polovodivých vlastností pomocí střídavých a stejnosměrných elektrochemických metod. Jako srovnávací sloužili stejné materiály s nativní pasivní vrstvou. Výsledky měření ukázaly, že iontová implantace nemá signifikantní negativní vliv na korozní chování materiálu.  
10 Andrei Kazanskii B3 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Využiti elektrochemických metod pro určení korozního stavu olova.  detail

Využiti elektrochemických metod pro určení korozního stavu olova. 

Historické olověné předměty, např. pečetě, bývají po dlouhodobé expozici v depozitářích nebo archivech pokryty vrstvou korozních produktů na bázi uhličitanů. Restaurátoři stojí před otázkou, zda tato vrstva nevytváří pro podkladové olovo korozní prostředí, v němž je udržován cyklickým korozním mechanizmem nežádoucí obsah kyseliny octové. V takovém případě by bylo nutné přijmout rychlé protikorozní opatření, např. odstranění vrstvy korozních produktů. Cílem práce je ověřit využitelnost jednoduchých elektrochemických metod pro určení, zda je vrstva korozních produktů s obsahem kyseliny octové vůči olovu agresivní. Testovanými elektrochemickými metodami bylo měření samovolného korozního potenciálu a polarizačního odporu olova.  
11 Bc. Leoš Křivský M1 prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch Slitina AlSi9Cu3 připravená technologií SLM a její tepelné zpracování detail

Slitina AlSi9Cu3 připravená technologií SLM a její tepelné zpracování

Současným trendem automobilového průmyslu je především redukce spotřeby pohonných hmot a snížení emise skleníkových plynů z důvodu omezení negativního vlivu dopravy na životní prostředí. Výrobci automobilů se proto snaží docílit snížení hmotnosti jednotlivých součástek. Jednou z možností, jak redukovat hmotnost, je náhrada litých kompaktních součástek za vysoceporézní struktury připravené aditivními technologiemi – 3D tiskem kovových materiálů. V rámci této práce byla studována slitina AlSi9Cu3Fe, která je jednou z nejvyužívanějších slitin v automobilovém průmyslu, připravena metodou Selective Laser Melting (SLM). Tato metoda spočívá v laserovém tavení prášku slitiny v předem definovaných místech a jeho postupné kompaktizaci vrstvu po vrstvě na základě CAD modelu. U vzorků připravených metodou SLM byla sledována mikrostrukturní stabilita při dlouhodobé expozici za teploty 140 °C a vliv tepelného zpracování na mechanické vlastnosti a mikrostrukturu. Paralelně bylo měření provedeno i na vzorku připraveném vysokotlakým litím. Z naměřených hodnot tvrdostí vyplynula nestabilita mikrostruktury slitiny připravené metodou SLM při dlouhodobé expozici i relativně nízkým teplotám a pozitivní vliv tepelného zpracování na její odstranění.  
12 Bc. Martin Lacka B1 Ing. Tereza Jamborová Střešní okapová váza detail

Střešní okapová váza

Prace se zabývá konzervováním a restaurováním žlabového kotlíku ve vlastnictví Krkonošského muzea Jilemnice. Předmět trpěl zejména korozním napadením, které bylo na několika místech natolik pokročilé, že byl materiál v celé tloušťce prokorodován. Z materiálového průzkumu vyplynulo že základním materiálem je ocel s povrchovou úpravou cínováním, na které bylo aplikováno také několik vrstev barevného nátěru. Při postupu restaurování bylo přistoupeno k odstraňování nečistot a nesoudržných korozních produktů. Zbylé byly stabilizovány. Následně došlo také ke konsolidaci krakel v barevné vstvě a aplikaci konzervačních přípravků. Což předmětu zaručilo výrazné zpomalení degradačních procesů a také vylepšení estetického dojmu.



13 Bc. Jiří Linhart M2 Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D. Extrakce Li z cinvalditu pomocí synergické kombinace loužicí metody a kapalinové extrakce detail

Extrakce Li z cinvalditu pomocí synergické kombinace loužicí metody a kapalinové extrakce

Lithium se v posledních letech stává vysoce žádaným kovem z důvodu jeho použití v primárních, a hlavně sekundárních bateriích, využívaných v pohonných jednotkách hybridních automobilů a elektromobilů. Díky snaze o snižování emisí a zvyšující se tendenci k ochraně životního prostředí dochází k celosvětovému boomu elektromobility. Práce se zabývá metodou získávání lithia ze slídového minerálu cinvalditu, jehož významné ložisko se nachází na území České republiky. Vývoj efektivní technologie pro zpracování cinvalditu je tedy z ekonomického hlediska velmi žádoucí pro Českou republiku. Testována byla metoda synergické kombinace kyselého vyluhování v HCl s přídavkem TBP a kapalinové extrakce. Právě spojení dvou kroků do jednoho činí tento zcela nový postup ekonomicky atraktivní.  
14 Bc. Nikola Macháčková M1 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Barevné kódování nanostrukturovaných povrchů detail

Barevné kódování nanostrukturovaných povrchů

V dnešní době jsou studovány různé metody úprav povrchů kovových biomateriálů, zajišťující co nejlepší interakci implantátu s kostí. Jednou z nich je metoda anodické oxidace, která v závislosti na prostředí poskytuje různé typy nanostruktur. Prostředí obsahující fluoridy vede ke vzniku nanostruktury s trubkovitou morfologií. Ta výrazně zlepšuje osseointegraci materiálu a může zlepšovat bioaktivitu povrchu. Anodická oxidace v prostředí neobsahující fluoridy vede ke vzniku kompaktní vrstvy oxidu, na které dochází k interferenci světla v závislosti na její tloušťce. Dochází ke vzniku různých barev na povrchu materiálů, které mohou v praxi pomoci k jasnému rozlišení různých druhů implantátů a výrazně zjednodušit manipulaci s nimi. V této práci byly anodickou oxidací vytvořeny trubkovité nanostruktury na povrchu vzorků komerčně čistého titanu, slitin Ti-6Al-4V a Ti-25Nb-4Ta-10Sn. Druhou anodickou oxidací při aplikaci různých hodnot potenciálu v prostředích H2SO4 a H3PO4 byly vytvořeny různé barvy v závislosti na tloušťce anodického oxidu TiO2. Barvením došlo ke zlepšení korozních vlastností jednotlivých materiálů. Expoziční test v simulované tělní tekutině ukázal, že barvení v H3PO4 podpořilo tvorbu vápenatofosforečnanových sloučenin a dané materiály proto vykazují bioaktivní chování.  
15 Bc. Tomáš Najser M2 Ing. Filip Průša, Ph.D. Příprava ekviatomární slitiny CoCrFeMnNiAl5 metodou mechanického legování s SPS kompaktizací a její následná charakterizace. detail

Příprava ekviatomární slitiny CoCrFeMnNiAl5 metodou mechanického legování s SPS kompaktizací a její následná charakterizace.

Na rozdíl od konvenčních slitin jsou slitiny s vysokou entropií (HEAs, High Entropy Alloys) ze své podstaty tvořeny pěti a více prvky, které jsou ve slitině zastoupeny v (přibližně) ekviatomárním množství. Za určitých podmínek tak vzniká jednoduchá struktura, která je tvořena převážně tuhým roztokem jednotlivých složek, a nedochází proto ke vzniku složitého, vícefázového systému. HEAs jsou nositeli unikátních vlastností, jako je např. vysoká tvrdost, otěruvzdornost, pevnost, velmi dobrá odolnost vůči korozi i vysokoteplotní oxidaci, což tyto slitiny předurčuje k široké škále možných technologických aplikací. Ekviatomární slitina CoCrFeMnNi s přídavkem 5 at.% Al byla připravena mechanickým legováním po dobu 8 h s následnou kompaktizací metodou slinování v plazmatu (SPS) při 1 000 °C. U připravené slitiny byla pozorována mikrostruktura pomocí OM i SEM, provedena byla prvková analýza pomocí XRF i EDS a fázové složení bylo určeno pomocí XRD. Na vzorcích byly provedeny zkoušky oxidační odolnosti a tepelné stability, měření tvrdosti dle Vickerse, zkoušky v tlaku za laboratorní či zvýšené teploty a po žíhání. Cílem práce byla příprava vysoko-entropické ekviatomární slitiny CoCrFeMnNiAl5, následné pozorování mikrostruktury a experimentální stanovení vybraných mechanických vlastností.
16 Bc. David Nečas M1 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Nové kompozitní materiály s hořčíkovou matricí a výstuží MgF2. detail

Nové kompozitní materiály s hořčíkovou matricí a výstuží MgF2.

Hořčík je z medicínského hlediska kov s velmi zajímavými vlastnostmi pro implantologii. Má modul pružnosti podobný lidské kosti, dobré mechanické vlastnosti a je biokompatibilní. Považuje se proto za vhodný biodegradovatelný materiál pro vybrané aplikace (traumatologie, ortopedie). Jeho hlavním nedostatkem je však vysoká rychlost degradace, která způsobuje předčasnou ztrátu požadované pevnosti implantátu. Během degradace se rovněž vytváří plynný vodík, který může být pro lidské tělo nebezpečný, pokud se hromadí v okolí implantátu. Tato práce se zabývá možným zlepšením korozní odolnosti slitiny Mg-4Y-3RE kombinací techniky povrchové úpravy prášku hořčíkové slitiny a následné kompaktizace finálních produktů postupy práškové metalurgie. Částice prášku byly nejprve chemicky zpracovány za vhodných podmínek v kyselině fluorovodíkové s cílem připravit na jejich povrchu málo rozpustnou vrstvu fluoridu hořečnatého. Z takto upraveného prášku byly lisováním za studena a metodou sintrace v plazmatu (SPS) připraveny výsledné kompozitní materiály. Připravené materiály se vyznačovaly nižší korozní rychlostí v porovnání s čistým hořčíkem. Přítomnost fluoridů ve formě síťoví na rozhraní jednotlivých částic však vedla poklesu tažnosti.
17 Vojtěch Pečinka M2 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Mechanické vlastnosti rychlořezných ocelí. detail

Mechanické vlastnosti rychlořezných ocelí.

Rychlořezné oceli jsou vysoce legované slitiny železa převážně vyrobeny pomocí práškové metalurgie. Díky svým mechanickým vlastnostem jako je vysoká mez pevnosti, tvrdost, obrobitelnost a výborná prokalitelnosti, jsou široce užívány v průmyslu jako materiál k výrobě nástrojů pro třískové obrábění. Předmětem zkoumání je pět komerčních druhů rychlořezných ocelí s rozdílným stupněm legováním. Cílem práce je popsat jejich mechanické vlastnosti, strukturní vlastnosti, pozorování morfologie lomů materiálu žíhaného naměkko a zakaleného a odolnost zakaleného materiálu proti popouštění. Jako experimentální metoda měření mechanických vlastností a vytvoření lomových ploch, byl zvolený trojbodový ohyb a k pozorování lomové morfologie, bylo užito elektronové mikroskopie.



18 Bc. Markéta Straková M1 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Slitiny Zn-Mg-Sr se zlepšenými mechanickými a korozními vlastnostmi. detail

Slitiny Zn-Mg-Sr se zlepšenými mechanickými a korozními vlastnostmi.

Zinek a jeho slitiny byly v posledních letech studovány jako potenciální biologicky rozložitelné materiály uvažované zejména pro využití v lékařských aplikacích, např. jako různé fixátory zlomenin kostí, popřípadě jako absorbovatelné cévní stenty. Čistý zinek má poměrně nízkou pevnost a tažnost, proto je legován základními, esenciálními prvky lidského organismu (Mg, Ca a Sr) s cílem zlepšit tyto vlastnosti. Přídavek těchto má rovněž pozitivní efekt na biokompatibilitu materiálu. Lepších mechanických vlastností lze také dosáhnout termomechanickým zpracováním – extruzí, válcováním za tepla.  V rámci této práce byly studovány slitiny zinku (Zn-0,8Mg-0,2Sr – hm. %) připravené litím a následnou extruzí. Extruzní proces probíhal při dvou teplotách (150 a 300 °C) a extruzním poměru 11. Mechanické vlastnosti připravených materiálů se lišily zejména v závislosti na teplotě extruzního procesu. Při nižší teplotě extruze došlo k výraznému nárůstu meze kluzu, meze pevnosti, tvrdosti a především tažnosti, která se pohybovala v ideálních hodnotách pro materiály určené pro nosné aplikace.

107 - Ústav skla a keramiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Pavlína Adolfová M2 Ing. Vojtěch Nečina Charakterizace velikosti zrn korundové keramiky detail

Charakterizace velikosti zrn korundové keramiky

Velikost zrn je v případě korundové keramiky důležitým parametrem, jelikož s nižší velikostí zrn lze dosáhnout lepších mechanických vlastností či dokonce optické transparentnosti (ovšem za absence sekundární fáze, včetně pórů). Stanovení velikosti zrn lze standardně provádět pomocí obrazové analýzy snímků ze SEM (skenovací elektronová mikroskopie), nicméně pro zrna, která mají velikost řádově v desítkách nanometrů se dostáváme na hranici možností SEM. K tomuto účelu lze využít metodu stanovení velikosti zrn z rozšíření píků na difraktogramu z rentgenové difrakce (XRD), jelikož jedním z důvodů, proč k rozšíření píků dochází je nanometrická velikost zrn (krystalitů). Vzorky korundové keramiky byly připraveny z komerčně dostupného prášku (TM-DAR) dvěma různými způsoby. Prvním byl konvenční výpal v elektricky vytápěné peci, druhým výpal technikou SPS (spark plasma sintering). Velikost zrn byla stanovena oběma výše uvedenými způsoby, konkrétně se jednalo o střední délku úseků a tzv. Jeffriesovu velikost zrn.  
2 Bc. Aiman Albekova M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Luminiscence mikro částic laserových skel detail

Luminiscence mikro částic laserových skel

Luminiscence je spontánní záření pevných nebo kapalných látek, které vzniká jako přebytek záření tělesa nad úrovní jeho tepelného záření v dané spektrální oblasti při dané teplotě, přitom toto záření má určitou dobu doznívání, tedy trvá i po skončení budícího účinku. Luminiscence má široké praktické uplatnění, jeden z příkladu ve zdravotnictví k diagnostice např. rakovinných buněk, zejména ve fotodynamické terapii. Fotodynamická terapie je nejmodernější lečebná metoda proti rakovině a současně je nejmladší klinicky studovanou metodou léčby tumorů. Lasery jsou nejpoužívanějším zdrojem při léčbě pomocí fotodynamické terapie. Lasery poskytují dostatečný výkon, intenzivní, monochromatické a koherentní záření. Světlo je vedeno přes optická vlákna a přímo osvěcuje cílovou tkáň. Cílem mé práce bylo připravit a studovat nová luminescnční fosforečná skla použitelná pro fotodynamickou terapii (PDT)Experimentální část se skládala z přípravy skel, měření transmitance, luminiscence, barevnosti a excitačních spekter těchto připravených skel. Dále byla měřena fotocitlivost vybraných fotosenzitivních látek na světlo emitované z připravených skelných luminoforů.  
3 Bc. Jan Baborák M2 Ing. Miroslav Rada, CSc. Vliv poměru obsahů jednomocných oxidů a výše obsahu trojmocných oxidů na viskozitu, konduktivitu, mechnanické vlastnosti a sonoritu skel detail

Vliv poměru obsahů jednomocných oxidů a výše obsahu trojmocných oxidů na viskozitu, konduktivitu, mechnanické vlastnosti a sonoritu skel

Skla obsahující více než jeden druh alkalických iontů vykazují značné nelineární změny vlastností v závislosti na jejich molárním poměru. Tento jev se nazývá efekt smíšených alkálií (anglicky „the mixed alkali effect“). Cílem práce je experimentální stanovení nejdůležitějších technologických a užitných parametrů skel v závislosti na složení sklářského kmene – především na vstupním molárním poměru alkalických oxidů a na výši obsahu trojmocných oxidů Sb2O3 a La2O3. Sledovanými parametry jsou: viskozita, měrná elektrická vodivost, krystalizační charakteristiky, mechanické parametry a sonorita. V návaznosti na loňskou práci prezentovanou na SVK jsou naměřené hodnoty porovnány s hodnotami vypočtenými na základě teoretických modelů podle Privena.  
4 Zuzana Bednářová M1 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Využití vibrační spektroskopie při charakterizaci syntetizovaného analcimu detail

Využití vibrační spektroskopie při charakterizaci syntetizovaného analcimu

Analcim NaAlSi2O6.H2O je minerálem ze skupiny zeolitů, který má v průmyslu velký potenciál. Uplatňuje se v řadě oblastí, např. při sanaci životního prostředí, při zatavování radioaktivního odpadu, k čištění odpadních vod nebo jako aditiva v membránách palivových článků. V oblasti medicíny je potenciálním nosičem léčiv a také prekurzorem při syntéze dentálních surovin. Cílem práce bylo syntetizovat analcim z různých Al zdrojů a následně produkt charakterizovat řadou analytických metod se zaměřením na infračervenou spektroskopii. Vstupní suroviny, práškový hliník a amorfní oxid křemičitý, byly rozpuštěny v 4M roztoku hydroxidu sodného. Následným smísením obou roztoků vznikl gel, který byl vložen do teflonové vložky ocelového autoklávu, v němž probíhala syntéza při 200 °C po dobu dvou hodin. Produkty lišící se použitým zdrojem hliníku byly hodnoceny metodami rentgenové fluorescence, rentgenové difrakce, simultánní termickou analýzou a pomocí elektronového mikroskopu. Infračervená spektra byla měřena metodami difuzní reflektance a totálního zeslabeného odrazu, který byla vždy použita v dohledané literatuře. Na druhou stranu se difuzní reflektance ukázala jako vhodnější metoda pro studium analcimu, zvláště pak pro pozorování vibrací spojených s OH vazbou.
5 Bc. Mykyta Borysenko M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Mikroskopie léčiv připravených extruzí z taveniny detail

Mikroskopie léčiv připravených extruzí z taveniny

Metoda přípravy léčiv extruzí z taveniny směsi ve vodě rozpustného polymeru a aktivní farmaceutické substance (API) je poměrně standardní a zavedenou metodou. Využívá se především v případech, kdy je API velmi špatně rozpustná ve vodě. Práce se v první etapě zabývá mikroskopickou analýzou extrudátu v polarizovaném světle, kdy lze v amorfní či semikrystalické polymerní matrici identifikovat primární (tj. nerozpuštěné) a sekundární (tj. vykrystalizované) krystalické fáze API a pomocných látek (excipientů). V druhé etapě je vyvíjena digitální zobrazovací metoda pro mikroskopické pozorování a vyhodnocení rozpouštění vláken z polymeru obsahující API. Motivace vychází ze současného boomu snahy o vláknový 3D tisk nových lékových forem, kdy je rozpouštění léčiva řízeno konstrukcí tablety.
6 Lenka Brücknerová B4 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování souboru gotického a renesančního skla z Moravy   detail

Restaurování souboru gotického a renesančního skla z Moravy  

Předmětem restaurování byly dvě gotické nádoby a jedna renesanční číše nalezené v odpadních jímkách v Brně a Opavě. Torzo gotické poutnické lahve s dekorem tažených vláken nalezené v Brně a opavská číše soudkovitého tvaru s nálepy byly z bezbarvého skla. SEM/EDS analýza potvrdila, že se v obou případech jednalo o sodno-vápenaté sklo typu vitrum blanchum, které se od 14. století produkovalo na území dnešní Itálie. Renesanční vysoká číše na duté zvonovité patce, nalezená v Opavě, je zdobena barevným emailem a zlacením. Dekor sestává z konvalinek a mužské postavy, s velmi cenným datováním (letopočet 1599). Analýza ukázala, že se jedná o regionální produkt z draselno-vápenatého skla, typický pro období konce 16. století. Restaurátorským záměrem bylo re-restaurovat nádoby z Opavy a rekonstruovat tvar poutnické lahve z Brna z torza nalezených zlomků. Všechny nádoby byly očištěny vodou a ze zelené číše byla odstraněna vrstva laku pomocí ethanolu. Vzhledem k velmi dobrému dochování všech skel a z důvodu časté manipulace, bylo zvoleno adhezivum s vyšší pevností - Hxtal NYL-1. Následně byly předměty adjustovány na podpůrné konstrukce z PMMA. Podmínky uložení byly navržené tak, aby umožnily vystavování předmětů a také jejich dlouhodobé uložení v depozitářích.  
7 Bc. Patrícia Bugáňová M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Meranie vybraných vlastností kremičitých sol-gel povlakov s rôznym obsahom striebra detail

Meranie vybraných vlastností kremičitých sol-gel povlakov s rôznym obsahom striebra

Metóda sol-gel predstavuje súhrn procesov prípravy kryštalických či skelných materiálov. Táto metóda je najviac využívaná aj pre výrobu tenkých vrstiev a povlakov. Metódou sol-gel boli pripravené tri typy kremičitých sólov. Dva sóly boli dopované dusičnanom strieborným, v koncentráciách c=0,12 a 0,18 mol∙l-1, tretí zo sólov, bez Ag slúžil ako referent. Aplikácia sólov prebiehala technikou dip-coating na šiestich typoch skelných substrátov. Po výpale bola meraná absorbancia, transmitancia a stanovená hrúbka povlakov absorbčnou spektrofotometriou. Povrch povlakov bol charakterizovaný optickou, elektrónovou mikroskopiou a EDS analýzou. Zistená bola čiastočná pórovitosť pripravených povlakov, zároveň však ich vysoká homogenita a takmer úplná neprítomnosť defektov.  Z vlastností povlakov bola sledovaná chemická odolnosť voči demi vode 72 hod. expozíciou pri 40 °C. So zvyšujúcim sa množstvom prídavku Ag chemická odolnosť povlakov klesala. Ďalej bola sledovaná adhézia povlakov k substrátu, konkrétne tape-testom. Adhézia všetkých typov povlakov bola veľmi dobrá, hodnotená stupňom 5B, prípadne 4B. Významným parametrom je antibakteriálny účinok povlakov, ktorý bol sledovaný 4 a 24 hod. interakciou voči baktérii E. coli. Potvrdený bol výrazný antibakteriálny účinok povlakov po 24 hod.  
8 Tomáš Doležal B2 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Semestrální práce - Znovuvyužití elektrárenských popílků ze složišť - stanovení optimálního stupně provzdušnění kaší a malt detail

Semestrální práce - Znovuvyužití elektrárenských popílků ze složišť - stanovení optimálního stupně provzdušnění kaší a malt

Vysokoteplotní elektrárenský popílek je ceněnou druhotnou surovinou ve stavebnictví. Již dnes se však některé země potýkají s jeho nedostatkem a s přibývajícím uzavíráním uhelných elektráren tomu nebude jinak ani v ČR. Opětovné využívání popílků ze složišť se proto stává zajímavým tématem do budoucna jak z hlediska ekologického, ekonomického, tak s přihlédnutím k ubývajícím zdrojům primárních surovin. Cílem práce bylo ověřit využitelnost elektrárenského popílku ze složiště, a to z hlediska odolnosti povrchu připravených těles vystavených střídavému zmrazování a roztávání. Byly namíchány směsi cementu s 25 hm. % popílku a s různým stupněm provzdušnění. Optimální stupeň provzdušnění byl stanoven z hlediska množství odpadu po cyklování ve vodě a v 3% roztoku NaCl. Bylo zjištěno, že tělesa vystavená působení 3% roztoku NaCl mají nižší odolnost ve srovnání s tělesy, na něž působila voda. U těles s kamenivem, tj. u malt došlo ke zvýšení odpadu po cyklování ve srovnání s tělesy bez kameniva. Přesto po 100 cyklech nepřekročil stupeň porušení u všech připravených těles hodnotu 500 g.m-2, což dle normy odpovídá jen slabě narušenému povrchu. Z hlediska zkoušek zmrazování a roztávání lze tudíž tvrdit, že je popílek ze složiště plnohodnotnou náhradou k popílku čerstvému.  



9 Bc. Martin Holeček M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Příprava a charakterizace suspenzí pro 3D tisk biomateriálů detail

Příprava a charakterizace suspenzí pro 3D tisk biomateriálů

Práce se zabývá 3D tiskem sklokeramických materiálů a biomateriálů metodou SLA (stereolitografická metoda). V úvodní etapě práce byla k 3D tisku použita komerční pryskyřice s obsahem nanočástic SiO2. Byla provedena optimalizace tisku a výpalu. V 3D CAD programu byly navrženy porézní struktury (skafoldy) pro biomedicínské aplikace. V začínající druhé etapě práce byl vytipován systém bioskla 45S5 jako vhodný kandidát pro plnění (v podobě submikronových částic) fotosenzitivní pryskyřice. Cílem je připravit suspenzi vhodnou pro 3D tisk skafoldů. Byly provedeny orientační testy těles připravených z této suspenze.  
10 Iryna Ivanishchanka M2 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Možnosti programu FlexPDE při modelování výroby a vlastností tablet detail

Možnosti programu FlexPDE při modelování výroby a vlastností tablet

Tableta je nejrozšířenější perorální léková forma. Tableta vzniká slisováním tabletoviny, tj. prášku nebo granulátu, API a excipientů. Tabletovina je nasypána do matrice, a pak je pomocí razidel vylisována hotová tableta. Při lisování tablety může docházet k její laminaci a víčkovaní. Hlavním cílem této práce bylo modelování mechanických vlastností tablet pomocí programu FlexPDE. Program je určený k řešení parciálních diferenciálních rovnic metodou konečných prvků. Uživatel zadává model pomocí skriptu, ve kterém se specifikuje geometrie, fyzikální (bilanční) rovnice, okrajové a počáteční podmínky a forma grafických či textových výstupů. Pro studenty je k dispozice Lite verze programu zdarma. Konkrétně byl jako první etapa diplomové práce vytvořen model namáhání tablety v příčném tahu. Byly zvoleny tablety ve formě 2D disku, 2D elipsy, 2D kosočtverce (viagra) a 3D tablety v podobě válce a čočky. Bylo zjištěno, že numerický model dává pro geometrie 2D disk a 3D válec stejné výsledky jako analytický vztah.  
11 Nikola Klusoňová B3 doc. Dr. Ing. Martin Míka Luminiscence skel s oxidy vzácných zemin detail

Luminiscence skel s oxidy vzácných zemin

V poslední době je stále větší snaha nahrazovat klasické zdroje světla polovodičovými elektroluminiscenčními diodami (LED) či laserovými diodami (LD), jejichž hlavní výhodou je podstatně větší účinnost přeměny elektrické energie na světlo. Mnoho LED a LD využívá konverze modrého nebo UV světla základního polovodičového čipu pomocí krycí destičky vyrobené z vhodného luminoforu. Cílem práce bylo připravit tavením skla dopovaná vybranými prvky vzácných zemin a změřit jejich excitační spektra. Tato skla by pak mohla být použita jako výše zmíněné luminofory pro výrobu LED či LD zdrojů světla. Připravená skla dopovaná europiem vykazovala nejsilnější luminiscenci při vlnové délce okolo 610 nm. Luminofory s přídavkem germania vykazovala o něco silnější luminiscenci a objevovaly se zde další intenzivní pásy o vlnové délce 591 nm a 703 nm. Luminofory obsahující samarium vykazovala luminiscenci při několika vlnových délkách, nejsilnější ovšem při 601 nm. Přídavkem germania do vzorků dopovaných samariem došlo k výraznému potlačení luminiscence. Při zkoumání vlivu koncentrace vzácných zemin na luminiscenci, kdy luminofory obsahovaly kombinaci obou oxidů, bylo zjištěno, že vyšší koncentrace těchto dopantů vede ke snížení luminiscence a k nepatrně užším luminiscenčním pásům.
12 Bc. et Bc. Karolína Králová M1 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Defektoskopie glazovaných povrchů různých typů keramiky detail

Defektoskopie glazovaných povrchů různých typů keramiky

V keramickém průmyslu jsou defekty glazur průběžně sledovány a eliminovány, protože jsou jednou z hlavních příčin finančních ztrát. Příspěvek je zaměřen na defektoskopii glazovaných povrchů různých keramických výrobků, přičemž hlavním cílem bylo identifikovat zdroj pozorovaných defektů. Dílčím cílem bylo stanovení souladu koeficientů teplotní roztažnosti střepových hmot a glazur reálných i modelových systémů a ověření odolnosti glazur proti náhlým změnám teplot. V experimentální části byly připraveny modelové vzorky s dvěma typy glazur, u kterých byly provedeny různé zátěžové testy a uměle vytvořeny modelové defekty. Následně byly podrobeny zátěžovým zkouškám i reálné vzorky a provedeno hodnocení souladu systémů střepová hmota-glazura termickou analýzou (DIL). Pomocí optické mikroskopie byly zdokumentovány vyvolané modelové i reálné defekty. Analýzy prokázaly negativní vliv interakce glazury a střepové hmoty u glazur reálného systému A. Pozorované defekty byly ověřeny zkouškou odolnosti proti náhlé změně teploty na vybraných modelových systémech. U reálných systémů B a C byly pozorovány povrchové vady způsobené vlivem interakce povrchové vrstvy glazury a okolního prostředí, oba systémy byly z hlediska napěťových stavů v souladu.
13 Bc. Tereza Kubáčková M2 Ing. Tereza Uhlířová Charakterizace past pomocí oscilační reometrie detail

Charakterizace past pomocí oscilační reometrie

Zubní pasty patří mezi polotuhé přípravky, které obsahují až 50 % brusných látek (abraziv). Pro jejich hodnocení se dle lékopisu provádí několik fyzikálních a fyzikálně-chemických zkoušek, jakými jsou například reologická měření, měření velikosti částic nebo termoanalytická měření. Zejména reologická data jsou důležitá nejen při vývoji nových přípravků, kde se uplatňují při navrhování procesu výroby (čerpání, vytlačování z trubek), ale ovlivňují i senzorické vlastnosti. V této práci byla stanovena velikost částic metodou laserové difrakce. Reometrická charakterizace (akumulační a ztrátový modul, ztrátový úhel) probíhala na přístroji Mars III s použitím systému deska-deska (hladká, resp. profilovaná). Pro několik zubních past byla pomocí testu „amplitude sweep“určena lineární viskoelastická oblast. Na tomto základě byla jako modelový příklad vybrána jedna z nich, která byla dále charakterizována a pro kterou byla pomocí testu "frequency sweep" stanovena závislost modulů na frekvenci. S ohledem na charakter zubních past byla poslední část měření věnována tixotropnímu chování a jeho charakterizaci.  
14 Bc. Olena Lesyk M1 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Reaktivita granulí β-TCP za různých uspořádání in vitro testu v SBF – důležitá informace pro ortopedy.    detail

Reaktivita granulí β-TCP za různých uspořádání in vitro testu v SBF – důležitá informace pro ortopedy.   

V dnešní době hrají anorganické nekovové materiály klíčovou roli v několika biomedicínských aplikacích. Příkladem nízko-reaktivního biomateriálu je β˗TCP (β˗tri fosforečnan vápenatý), který se uplatňuje v oblasti regenerace kostní tkáně. Pro ortopedy je velmi důležité vědět, jak efektivně „plnit“ dutiny tímto materiálem, protože, jak se ukázalo v minulých pracích, neplatí zde úměra, že čím více – tím lépe. Cílem práce bylo zjistit vliv uspořádání in vitro testu (změna S/V, nebo m/V- povrch nebo hmotnost materiálu vztažené k objemu roztoku) na hodnocení reaktivity β-TCP. Granule β-TCP o průměru 1 mm (dodané firmou Lasak, a.s.) byly exponovány v roztoku SBF bez přídavku pufru TRIS. Testy se uskutečnily za statických podmínek dle ISO normy 23317:2014, po dobu 14 dní. Ve třech sériích testů s rozdílným (m/V) se odebíraly výluhy SBF pro analýzu Ca2+ iontů (AAS) a (PO4)3- iontů (spektrofotometricky). V průběhu testů bylo monitorováno pH a sledovány změny hmotnosti vzorků β-TCP před a po expozici. Povrch materiálů byl analyzován pomocí BET a SEM/EDS. Výsledky ukázaly, že u nízko-reaktivního typu materiálu je opravdu velmi důležitá i míra „naplnění“ testovací cely, a to z důvodu rychlého přesycení SBF vůči hydroxyapatitu (HAp) v okolí materiálu a jeho následné precipitace.
15 Tereza Malínková B4 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Barokní nápojový servis ze zámku v Rychnově nad Kněžnou detail

Barokní nápojový servis ze zámku v Rychnově nad Kněžnou

Nápojový barokní servis z bezbarvého skla, složený ze tří pohárů na stopce a lahvičky pochází ze sbírek Jana Kolowrata-Krakowského ze zámku v Rychnově nad Kněžnou. Dekor na skle je tvořen jemnými florálními motivy, které jsou zakomponovány do prověšených girland. Ornamenty byly vytvořeny technikou tzv. řezání skla. Servis byl zcela poškozen díky nešťastné události v nedávné době. Do laboratoře se dostal v podobě 83 identifikovatelných střepů a z části pouze v podobě drtě. Restaurátorský záměr obsahoval průzkum (optická mikroskopie, SEM/EDS), čištění, vyhledávání a restaurování. Analýza SEM/EDS ukázala, že se jedná o tzv. kolowratský křišťál, produkovaný v letech 1660-1760 ve sklárně v Deštné v Orlických horách, kterou založil František Karel I. Kolowrat. Díky velmi dobře dochovanému sklu, byly jednotlivé fragmenty očištěny destilovanou vodou, vyhledány a fixovány epoxidovou pryskyřicí Hxtal NYL-1. Stejný epoxid byl použit i na doplnění chybějících částí nádob. Podmínky uložení jsou formulovány pro uložení v depozitáři a pro výstavní účely.
16 Tereza Nohejlová B3 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování ornamentální vitráže z konce 19. století detail

Restaurování ornamentální vitráže z konce 19. století

Restaurovaná vitráž s dekorem ornamentů (o rozměrech 81 x 41,3 cm) byla nalezena v roce 2017 v zaniklé pražské dílně. Nacházela se ve vodě, pod nánosy nečistot. Vitrážové okno sestávalo celkem ze 141 dílů, z nichž bylo 36 dílů malovaných černými a hnědými vypalovacími barvami. Patnáct dílů bylo rozbitých a dalších šestnáct dílů úplně chybělo. Restaurátorským záměrem bylo celou vitráž demontovat z původní olověné sítě, všechny díly očistit vodou, rozbité části slepit pomocí adheziva Araldite 2020 a chybějící skla doplnit. Některá doplněná skla bylo nutné domalovat. Jednotlivé díly vitráže poté vsadit do nových olověných profilů. Průzkum skel byl proveden pomocí optické mikroskopie a chemické složení osmi odebraných vzorků skel, složení lazurovaných vrstev a maleb bylo zjištěno pomocí XRF, respektive SEM/EDS. Zjistili jsme, že ve všech případech se jednalo o sodno-vápenatá skla, produkovaná zřejmě na našem území na přelomu 19./20. století. Závěrem práce bylo navržení ochranného režimu k uložení vitrážového okna do depozitu.
17 Bc. Alena Nováková M2 prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc. Počáteční stádia koroze skel detail

Počáteční stádia koroze skel

Charakterizace počátečních stádií koroze je klíčová pro efektivní ovlivnění často nežádoucích změn na površích skla. Interakce povrchu s okolním prostředím vede ke změnám ve složení, struktuře a vlastnostech povrchu skla. Pokud přijmeme ideu, že makroskopická koroze je iniciovaná na atomární úrovni, lze předpokládat prostorovou a časovou nehomogenitu korozních procesů, a proto je nutno použít na její studium metody s alespoň mikrometrovým rozlišením.  Při studiu koroze byly využity analytické metody s dostatečným rozlišením: skenovací elektronová mikroskopie, rentgenová mikroanalýza a spektrometrie sekundárních iontů. Na vzorcích barnatého skla byly identifikovány dva typy koroze: liniová a plošná. Mikroskopií byly zaznamenány detaily povrchu se zvětšením až stotisíckrát. Při rentgenové mikroanalýze byly použity dvě energie elektronového svazku: 7 keV a 20 keV. Energie 7 keV poskytuje téměř o řád vyšší povrchovou citlivost. Spektrometrie sekundárních iontů pak ukázala povrchové rozložení prvků ve vadách. Výsledky prokázaly zásadní odlišnost povrchu skla od jeho objemového složení a  koexistenci liniové a plošné koroze.  
18 Bc. Karolína Opavová M1 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Tvorba titaničito-vápenato-fosforečnanových povlaků metodou sol-gel se dvěma koncentracemi stříbra detail

Tvorba titaničito-vápenato-fosforečnanových povlaků metodou sol-gel se dvěma koncentracemi stříbra

V oblasti moderní medicíny jsou stále více využívané biomateriály, které slouží k nahrazení či doplnění funkcí poškozených tkání. Jsou na ně kladeny vysoké nároky, zejména na jejich biokompatibilitu, odolnost a funkční schopnost. Je možné je povrchově modifikovat za účelem dosažení požadovaných vlastností. Jednou z nejdůležitějších vlastností je antibakteriální účinek, který zamezuje vzniku alergických či zánětlivých reakcí. Další důležitou vlastností je bioaktivita neboli schopnost biomateriálu vytvořit mechanické i chemické spojení s živou tkání díky precipitovanému hydroxyapatitu na rozhraní materiálu. U povlaků je podstatná zejména jejich přilnavost, která zajišťuje jejich odolnost a životnost. V této práci byl titanový substrát povlakován metodou sol-gel, technikou dip-coating. Byly připraveny tři titaničité soly s obsahem vápníku, fosforu a dvěma různými koncentracemi stříbra. Nanesené povlaky byly vypáleny a následně byly testovány jejich vlastnosti. Stříbro bylo do solů začleněno ve formě AgNO3 pro dosažení antibakteriálního účinku, který byl testován 4 a 24 hodinovým testem vůči gram-negativní bakterii Escherichia coli. Bioaktivita se testovala 20 - denním in vitro testem v simulované tělní tekutině dle normy a adheze připravených povlaků pomocí normovaného tape testu.
19 Bc. Kateřina Peroutková M1 Ing. Karolína Pánová Příprava Ti materiálu s antibakteriálními vlastnostmi pro chirurgické nástroje   detail

Příprava Ti materiálu s antibakteriálními vlastnostmi pro chirurgické nástroje  

V nemocničním prostředí je sterilita nástrojů základním požadavkem. Díky narůstající rezistenci bakterií je vhodné vyvíjet i materiály pro lékařské nástroje s antibakteriálními vlastnostmi. Antibakteriální efekt mají prokazatelně stříbrné nanočástice. Cílem práce bylo připravit nanočástice stříbra z vodného koloidního roztoku a následně jimi dopovat titanový prášek, který slouží jako prekurzor pro přípravu pevného výlisku. Nanočástice Ag byly extrahované z komerčně dostupného koloidního roztoku. Po extrakci a vysušení byly přidány k práškovému titanu a směs byla analyzována pomocí SEM-EDS a XRF k potvrzení přítomnosti stříbra a stanovení jeho koncentrace. Práškový Ti dopovaný nanočásticemi Ag byl slisován pomocí Spark Plasma Sintering (SPS). Kompaktní výlisky Ti-Ag-NPs byly testovány in vitro v SBF roztoku po dobu 10 dnů. Bylo potvrzeno, že materiál je bioinertní, což je v případě chirurgických nástrojů velmi žádoucí. Testy s bakteriemi E. coli potvrdily, že Ti-Ag-NPs má antibakteriální vlastnosti, protože došlo k vyhynutí až poloviny testovaných kolonií.  
20 Bc. Tomáš Pipota M1 prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc. Antireflexní vrstvy na skle detail

Antireflexní vrstvy na skle

Antireflexní vrstvy se využívají ke zvýšení množství světla procházejícího sklem. V současnosti je známo mnoho technologií, jak tyto vrstvy připravit, ty mají však svá úskalí – jsou vícekrokové, technologicky náročné, nebo využívají vysoké teploty. V této práci bylo cílem připravit antireflexní vrstvy jednodušším způsobem, bez nutnosti využití vysokých teplot výpalu. Příprava vrstev byla založena na procesu sol-gel (kyselá katalýza, prekursor tetraethoxysilan). K získání antireflexních vlastností byl do solů přidáván vodný roztok koloidních nanočástic SiO2 v různém poměru, pro zvýšení chemické odolnosti byl vybraný typ solu modifikován přídavky 3-(trimethoxysilyl)propyl methakrylátu (MEMO). Soly byly nanášeny na plochá Na-Ca-SiO2 skla metodou dip-coating. Transmitance byla měřena spektrofotometricky při vlnových délkách λ = 400–800 nm. Adheze vrstev k podložnímu substrátu byla určena dle ISO 2409, hodnocení vzhledu bylo provedeno optickým mikroskopem. Chemická odolnost byla zkoušena modelovým testem urychleného stárnutí (50 °C a 80% rh). Bylo zjištěno, že přídavky koloidního SiO2 ≤ 1 ml zvyšují transmitanci. Vrstvy byly transparentní, homogenní a vykazovaly výbornou adhezi k substrátu. Přídavek MEMO zvyšoval chemickou odolnost vrstev, snižoval však jejich výslednou transmitanci.
21 Bc. Klára Pulcová M1 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Koroze sulfátovápenatého popílkového pojiva vlivem zmrazování a roztávání detail

Koroze sulfátovápenatého popílkového pojiva vlivem zmrazování a roztávání

Pojiva na bázi fluidního popílku patří mezi nové perspektivní materiály s možností využití ve stavebnictví. Fluidní popílek vzniká přirozeně jako sekundární produkt spalování v uhelných elektrárnách. Při jeho použití jako pojivového materiálu namísto cementu lze docílit dnes velmi žádaného snížení množství CO2 v průmyslu. Pokud mají být tato pojiva použita v praxi, je nutné znát mimo jiné i jejich korozní chování. Tato práce se zabývá změnami pevností a objemů vzorků připravených ze sulfátovápenatého bezslínkového pojiva zvaného Sorfix, které byly vystaveny zkoušce zmrazování a roztávání v prostředí H2O, NaCl a Na2SO4. Z výsledků je patrné, že odolnost klesá s rostoucím počtem cyklů zmrazování a roztávání, přičemž lepších výsledků bylo dosaženo u vzorků z prostředí H2O a Na2SO4, oproti vzorkům z prostředí NaCl.  
22 Valentina Radoňská B2 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování tyrkysově glazované nádoby z Lumbeho zahrady detail

Restaurování tyrkysově glazované nádoby z Lumbeho zahrady

Objektem práce byla nádoba s tyrkysovou glazurou, která byla nalezena ve střepovém stavu při archeologickém výzkumu na Pražském hradě. Barevně výrazné střepy byly vyzdviženy v Lumbeho zahradě v bezprostředním sousedství vily, v níž bydlí prezident ČR. Po vyhledání střepů byl určen pravděpodobný účel nádoby jako obalu na květináč. Před zahájením restaurátorského zásahu byly odebrány vzorky střepové hmoty a glazury pro XRD a XRF analýzy a byly stanovena pórovitost a nasákavost materiálu. Na základě výsledků analýz byly zvoleny postupy čištění a vhodná pojiva, které schválil zadavatel. Střepy byly čištěny za mokra a po vyhledání byly lepeny vhodným reversibilním pojivem a současně doplňovány sádrou. Tento postup byl zvolen z důvodu velkých ztrát a nutnosti zajistit stabilitu předmětu. Po doplnění ztrát byla provedena retuš a byly doporučeny podmínky uložení.
23 Bc. Filip Vašíček M2 Ing. Tadeáš Gavenda, Ph.D. Analýza struktury křemičitých skel pomocí Ramanovy spektroskopie detail

Analýza struktury křemičitých skel pomocí Ramanovy spektroskopie

Ramanova spektroskopie je účinnou metodou pro analýzu struktury amorfních pevných látek. Metoda umožňuje zkoumání strukturních změn bez náročné přípravy vzorků a v konfokálním režimu dosahuje prostorové rozlišení až 1 µm, proto je oblíbenou metodou pro studium struktury skel. Experiment byl zaměřen na studium povrchu skel a navazuje na výsledky dosažené v rámci bakalářské a semestrální práce. Předmětem experimentu byla modelová binární sodná a draselná skla s různým obsahem alkálií. Skla byla korodována v prostředí HCl. Pomocí Ramanovy spektroskopie byla zkoumána koroze na povrchu i v objemu skla.Bylo zjištěno, že koroze způsobuje depolymerizaci skla v povrchové vrstvě, což je možné vysvětlit odlivem alkálií způsobeným tvorbou korozních produktů na povrchu skla.Byl zdokumentován rozklad tříčlenných cyklů i změna úhlu Si-O-Si následkem koroze. Experiment byl následně rozšířen na složitější vícesložková průmyslová skla. Byla změřena spektra 15 alkalicko-křemičitých skel s různým složením. Z chemického složení skel byl s pomocí výpočtového modelu naznačen obsah Q motivů ve sklech a výsledky byly srovnány se spektry. Následující krok experimentu bude koroze vybraných skel vodní párou (~ 90°C, ~ 90 % vlhkost) a analýza strukturních změn korodovaných skel pomocí Ramanovy spektroskopie.
24 Bc. Veronika Zemančíková M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Príprava a charakterizácia sol-gel povlakov s obsahom Ag na nízko a vysokoporéznom titáne. detail

Príprava a charakterizácia sol-gel povlakov s obsahom Ag na nízko a vysokoporéznom titáne.

V súčasnej dobe sa mnohé obory vo výraznej miere podieľajú na zlepšovaní  životnej úrovne ľudí trpiacich na rôzne artrózy kĺbov. Zaoberajú sa prípravou implantátov, vyrobených prevažne z titánu. Po implantáciách môže dôjsť k zápalovým reakciám, či dokonca k neprijatiu implantátu. Aby sa predišlo týmto komplikáciám môžu byť substráty povlečené vrstvami s prídavkom striebra, ktoré má pri správnej koncentrácii antibakteriálny účinok a zároveň sa nejaví pre organizmus ako cytotoxické. V projekte boli vysoko a nízko porézne titánové substráty povlakované technikou dip‑coating. Zdrojom striebra boli AgNO3 a Ag3PO4. Antibakteriálnosť povlakov bola testovaná voči gram‑negatívnej baktérii E.coli po dobu 4 a 24 hod. Cytotoxicita bola meraná voči bunečným líniám myších fybroblastov L929 a ľudskému osteosarkómu U-2 OS. Povrchy všetkých substrátov boli charakterizované optickým a elektrónovým mikroskopom. Na povlečených substrátoch sa uskutočnil tape-test na zistenie priľnavosti povlaku k substrátu. Adhézia bola vyhodnotená stupňom 5B. Distribúcia pórov v substráte titanu nebola rovnomerná, čo spôsobilo nerovnomernú distribúciu striebra v povlakoch. Povlaky na vysoko poréznych substrátoch obsahovali drobné trhlinky. Antibakteriálny účinok sa prejavil po 24 hod a povlaky neboli cytotoxické.  
25 Bc. Kateřina Zloužeová M2 prof. Dr. Dipl. Min. Willi Pabst Efektivní dielektrické vlastnosti piezoelektrické keramiky. detail

Efektivní dielektrické vlastnosti piezoelektrické keramiky.

Relativní permitivita patří mezi nejdůležitější materiálové vlastnosti pro materiály využívané v elektronice a elektrotechnice. Jedná se o vlastnost, která závisí nejen na chemickém a fázovém složení, ale i na mikrostruktuře materiálu, včetně pórovitosti. Pro piezoelektrickou keramiku je relativní permitivita zajímavá především proto, že ovlivňuje tzv. účinnost a součinitel elektromechanické vazby, a to do té míry, že porézní piezoelektrický materiál nebo kompozit s nepiezoelektrickou fází může mít pro určité aplikace (např. hydrofony) lepší celkové parametry než hutný resp. jednofázový piezoelektrický materiál, ačkoliv samotné piezoelektrické koeficienty jsou nižší. Cílem této práce je jednak srovnání hodnot efektivní relativní permitivity publikovaných v literatuře s hodnotami predikovaných podle mikromechanických vztahů a empirických průměrů, jednak příprava a charakterizace keramiky z  piezoelektrického niobátu draselno–sodného (KNN). Součástí práce je příprava KNN keramiky lisováním a  konvenčním výpalem nebo metodou SPS v  teplotním rozsahu 600–1000 °C, určení chemického složení metodou rentgenové fluorescenční analýzy, ověření fázového složení rentgenovou difrakcí, měření smrštění, určení objemové hmotnosti a zdánlivé (tj. otevřené) pórovitosti a měření relativní permitivity.
26 Barbora Řípová B1 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování glazované keramiky z Loretánského náměstí detail

Restaurování glazované keramiky z Loretánského náměstí

Předmětem prezentovaného restaurátorského zásahu je keramická forma na bábovku z 19. století. Objekt byl nalezen v Domě U Drahomířina sloupu, č. p. 108 na Loretánském náměstí během záchranného výzkumu v souvislosti s projektem Knihovny Václava Havla. Součástí provedeného průzkumu byly chemické (XRF) a mineralogické (XRD) analýzy složení střepové hmoty a glazury, dále pak stanovení pórovitosti a nasákavosti střepových hmot. Forma v době převzetí sestávala ze tří slepených torz a několika nelokalizovaných střepů. Restaurátorský záměr schválený zadavatelem zahrnoval provedení chemického očištění glazury od vápenatých inkrustací pomocí 3 % roztoku kys. chlorovodíkové, kvůli čemuž musely být dříve spojené části dekomponovány. Následovalo opětovné vyhledání střepů s určením některých dosud nelokalizovaných fragmentů, lepení reverzibilním pojivem (Plextol B500), doplnění chybějících částí sádrou a retuš těchto doplňků. Vnesené materiály byly vybrány s ohledem na jejich stabilitu a reverzibilitu zásahu. Celý proces restaurování provázela fotodokumentace a na závěr byl navržen vhodný režim uložení předmětu.  

108 - Ústav chemie pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Eva Bedrnová M2 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Odstranění fosfátů a amonných iontů z odpadních vod detail

Odstranění fosfátů a amonných iontů z odpadních vod

Práce se zabývá využitím komerčních sorbentů na bázi zeolitu k současnému odstranění iontů PO43- a NH4+ z odpadních vod. Vysoký obsah těchto iontů ve vodách má za následek mimo jiné nadměrný růst řas, který vede k nežádoucí eutrofizaci vod. Použitým zeolitem byly různé frakce klinoptilolitu – mikromletý, 0,2-0,5 mm, 0,5-1 mm, 1-5 mm. Byly také připraveny směsné sorbenty pro tyto frakce vzniklé smícháním dotyčné frakce s mikromletým klinoptilolitem modifikovaným ionty Fe2+ v různých poměrech a při pH modelových roztoků. Experimenty probíhaly ve vsádkovém uspořádání, laboratorní teplotě 20°C po dobu 24 h. Navážky sorbentů se pohybovaly od 10 do 40 g/l. Ke stanovení zbytkových koncentrací obou iontů byla použita metoda UV/VIS spektrofotometrie. Na původní (nepravené) sorbenty se selektivněji sorbovaly ionty NH4+ (> 90%), sorpce iontů PO43- dosahovala 50 – 70% účinnosti. Přídavek 10% modifikovaného sorbentu vedl k významnému zvýšení účinnosti sorpce iontů PO43-. Pro případné využití v kolonovém uspořádání se bude jevit jako nejlepší frakce 0,2-0,5 mm nebo 0,5-1 mm s přídavkem modifikovaného sorbentu.  
2 Bc. Dominik Danko M1 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Vývoj krystalizačního procesu a zkoumání pevných fází Čeká na schválení
3 Bc. Barbora Frühaufová M2 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Příprava krystalů depozicí par Čeká na schválení
4 Bc. Natálie Jevínová M2 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Strukturní studie systému cholesterol-cyklodextrin Čeká na schválení
5 Bc. Květa Kupková M2 prof. Ing. František Kovanda, CSc. Směsné oxidy Co-Cu-Mn pro katalytické spalování těkavých organických látek  detail

Směsné oxidy Co-Cu-Mn pro katalytické spalování těkavých organických látek 

Směsné oxidy přechodných kovů lze využít jako katalyzátory oxidačních reakcí, např. totální oxidace těkavých organických látek na CO2 a H2O. Práce se zabývá přípravou a charakterizací směsných oxidů Co-Cu, Cu-Mn, Co-Mn a Co-Cu-Mn s různými molárními poměry složek. Srážecí reakcí roztoků dusičnanů uvedených kovů roztokem NaOH a Na2CO3 byly připraveny prekurzory, které byly po promytí vyžíhány na vzduchu při 500 °C. Fázové složení oxidů bylo určeno práškovou rentgenovou difrakční analýzou. Ve vzorcích obsahujících pouze Co, Cu, nebo Mn byly identifikovány Co3O4, CuO, resp.Mn2O3. Ve vzorcích oxidů Co a Cu byla zjištěna směs Co3O4 a CuO. V oxidu Cu-Mn s molárním poměrem Cu : Mn = 1 : 1 vznikl směsný oxid Cu1,5Mn1,5O4, u oxidů s molárními poměry Cu : Mn = 1 : 4 a 4 : 1 byly kromě něj přítomny také Mn2O3 resp. CuO. Ve vzorcích obsahujících Co a Mn byly nalezeny pouze směsné oxidy se strukturou spinelu. V oxidech Co-Cu-Mn byl zjištěn směsný oxid se strukturou spinelu, případně ve směsi s CuO nebo CoMn2O4 u oxidů s vyšším obsahem Cu nebo Mn. Připravené vzorky oxidů byly na jiném pracovišti testovány jako katalyzátory při totální oxidaci ethanolu, nejvyšší účinnost vykázal směsný oxid s molárním poměrem Co : Cu : Mn = 3 : 1 : 1.  
6 Bc. Jiří Nohejl M1 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Stabilita a formy selenu v elektrárenských popílcích detail

Stabilita a formy selenu v elektrárenských popílcích

Cílem této práce bylo sledování stability a forem selenu v elektrárenských popílcích a jejich případný vliv na životní prostředí při ukládání popílků jako odpadních produktů po spalování uhlí. Vzorky popílků pocházely z uhelných elektráren patřících do Skupiny ČEZ. Stabilita selenu byla zjišťována metodou loužení a následného změření koncentrace selenu v příslušných výluzích. Loužení popílků by mělo simulovat přírodní procesy. Podle koncentrace Se ve výluhu příslušného popílku byl tento popílek zařazen do tzv. tříd vyluhovatelnosti, které podle zákona určují nebezpečnost ukládaného odpadu. Formy selenu byly zjišťovány metodou sekvenčního loužení a následného změření koncentrace selenu v příslušných výluzích. Výsledky byly porovnány na základě charakteristických vlastností popílků, konkrétně mineralogického a chemického složení, s složení, specifického povrchu, a také hodnoty pH příslušných výluhů. Na základě získaných výsledků se ukládání popílků jako odpadů nebezpečných pro životní prostředí nepotvrdilo .   
7 Simona Šajbanová B3 doc. Dr. Ing. Michal Hušák Rozlišení soli a kokrystalu pomocí DFT výpočtu detail

Rozlišení soli a kokrystalu pomocí DFT výpočtu

Pro registraci a patentování léku je požadovaná informace, zdali se jedná o sůl nebo kokrystal. Tento požadavek je jasně dán i v pravidlech americké vládní agentury FDA. V této práci zkoumáme, jestli lze použít pro rozlišení sůl/kokrystal výpočet pozice vodíku přes DFT výpočet. DFT geometrická optimalizace umožňuje stanovit pozici kritického vodíku u vybraných látek. Pro ověření funkčnosti metody jsme vybrali 3 skupiny krystalových struktur: 1) krystalové fáze agomelatinu 2) kokrystaly, které mají hodnotu ΔpKa v oblasti, která neumožňuje spolehlivé rozlišení sůl/kokrystal 3) krystalové struktury detekované jako špatně určené v článku, který testoval přesnost DFT výpočtu energie u kokrystalů   Z 20 testovaných fází se pouze u 10 podařilo v literatuře dohledat, že pozice vodíku byla určena z RTG spolehlivě (z diferenční Fourierovy mapy).  U těchto 10 struktur vyšla v 8 případech shoda s výsledky DFT výpočtu. Výsledky naší práce prokazují, že DFT výpočet vede u většiny látek ke správnému výsledku a dal by se využít u látek, u kterých není možné vyhodnotit polohu vodíků jinými metodami.  

110 - Ústav organické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kateřina Babková M1 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Syntéza referenčních standardů pro mechanochemickou spektroskopii detail

Syntéza referenčních standardů pro mechanochemickou spektroskopii

Mechanochemie se zabývá vlivem mechanické síly na molekuly. Mechanická síla nejvíce působí na mechanicky citlivý molekulární fragment tzv. mechanofor. Je-li jako mechanofor zvolen spektroskopicky citlivý fragment (např. chromofor, nebo fluorofor), potom je možné stanovit odezvu působící síly spektroskopicky. Připravené mechanofory jsou následně kovalentně navázany ve středu polymerního řetězce (PEG), který umožňuje přenos mechanického stresu na mechanofor pomocí ultrazvuku. Cílem této práce je syntetizovat standardy, které slouží k popsání účinku ostatních přítomných funkčních skupin a rozpouštědla. S výhodou byly pro tento účel zvoleny 1,3 a 1,4 substituované deriváty benzenu (1, 2), které představují jednoduché UV-citlivé mechanofory. Ty byly inkorporovány do struktury PEG řetězce pomocí alkyn-azid click-reakce. Pro stanovení vlivu přítomné triazolové funkční skupiny byla dále připravena modelová látka odvozená od nonan-1,9-diolu (3), která neobsahuje aromatickou centrální jednotku. Připravené sloučeniny byly analyzovány pomocí UV-VIS a fluorescenční spektroskopie. V práci byl zohledněn vliv délky polymerního řetězce a působící mechanické síly (ultrazvuku).



2 Bc. Kateřina Bezděková M2 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Příprava chirální fluorové dihydroimidazoliové soli detail

Příprava chirální fluorové dihydroimidazoliové soli

Cílem mé práce je příprava chirálního fluorového derivátu dihydroimidazoliové soli (4) nesoucí stericky náročné areny na bázi kumenu. Takto modifikovaná sůl by v budoucnu měla sloužit k přípravě chirálního a fluorofilního rutheniového katalyzátoru vhodného pro enantioselektivní metateze. S využitím separačních metod fluorové chemie by polyfluoralkylové řetězce měly zároveň zajistit snadnou recyklaci komplexu z reakční směsi. Nejprve jsem tedy několikakrokovou syntézou získala bromaren (1). Následně jsem připravila chirální diamin (2). V současné době studuji Buchwaldův-Hartwigův coupling obou klíčových intermediátů. Posledním krokem je cyklizace chirálního sekundárního aminu (3) na cílovou dihydroimidazoliovou sůl (4).  



3 Veronika Boguschová B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Preparation of 1,10-ethyliden-3-oktyl-n-trifluoromethylalloxazinium-chlorides as catalysts for oxidation reactions detail

Preparation of 1,10-ethyliden-3-oktyl-n-trifluoromethylalloxazinium-chlorides as catalysts for oxidation reactions

Flavins and flavinium salts are known catalysts of oxidation reactions. These catalysts are inspired by nature’s cofactors FAD or FMN. There are two major principles of their oxidative function – photocatalytic, where flavin or flavinium salt becomes stronger oxidation agent by excitation with visible light, or organocatalytic, where flavinium salts after treatment by hydrogen peroxide changes to its hydroperoxide, which oxidates the substrate. My work focuses on synthesis of bridged flavinium salts with electron withdrawing CF3 group in position 7 and 8, studying their properties and and testing their catalytic activity in oxidations of substitued ethylbenzenes.



4 Bc. Šárka Bouzková M1 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Modifikované [2.2]paracyklofany jako intermediáty pro komplexy přechodných kovů detail

Modifikované [2.2]paracyklofany jako intermediáty pro komplexy přechodných kovů

Deriváty [2.2]paracyklofanu modifikované v poloze 4 patří mezi chirální stavební bloky. Předmětem mé práce je syntéza komplexů přechodných kovů (Pd, Ag, Ru), které nesou NHC ligand připravený z racemického 4-amino[2.2]paracyklofanu, jehož syntéza vychází z [2.2]paracyklofanu. Katalytická aktivita připravených palladiových komplexů v modelovém Suzukiho-Miyaurově cross-couplingu je srovnatelná s aktivitou komerčně dostupného katalyzátoru PEPPSI-IPr. Varianty těchto komplexů by mohly najít uplatnění při enantioselektivních cross-coupling reakcích (palladiové komplexy) nebo enantioselektivních metatezích alkenů. (rutheniové komplexy).    



5 Nikola Broftová B3 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Chemie oxidovaných thiacalixarenových derivátů detail

Chemie oxidovaných thiacalixarenových derivátů

Makrocykly na bázi sulfonylcalix[4]arenu obsahující fenoxathiinový motiv lze snadno připravit oxidací spirodienonthiacalix[4]arenu. Jejich inherentní chiralita je předurčuje jako stavební blok pro syntézu receptorů chirálních látek. V rámci tohoto projektu byl nejprve studován mechanismus oxidace spirodienonthiacalix[4]arenu s cílem optimalizovat reakční podmínky. Následně byly zkoumány možnosti transformace vzniklých derivátů sulfonylcalixarenu SNAr reakcí s N-nukleofily. Výsledné produkty poslouží jako základ pro přípravu receptorů chirálních aniontů.



6 Bc. Artem Chayka M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Synthesis of new potential alpha 2A-adrenoceptor antagonists detail

Synthesis of new potential alpha 2A-adrenoceptor antagonists

        Sepsis and septic shock are the leading causes of death in intensive care units. During sepsis the whole-body inflammatory reaction occurs that leads to the tissues and organs damage and then to the multiple organ failure, which is believed to be initiated by the liver failure. Intraportal infusion of alpha-2A adrenoceptor antagonists such as yohimbine and BRL-44408 can improve the liver state by decreasing the concentration of TNF-alpha and interleukin-6 proinflammatory factors and by increasing the organ perfusion and function. Already known alpha-2A adrenergic antagonists have either low selectivity or low activity that implies their limited usage in praxis. The aim of my work was to prepare series of new compounds derived from BRL-44408 in order to improve the compound properties and to study the alpha-2A adrenoceptor antagonist site, which is not definitely known yet. Biological activity of prepared compounds was studied on the cell culture assays and the acquired results were analyzed in terms of interaction of the substances with the receptor (SAR study).  
7 Bc. Marek Chovanec M1 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Hypervalentní sloučeniny jódu s polyfluorovanými řetězci detail

Hypervalentní sloučeniny jódu s polyfluorovanými řetězci

2-Jodoxybenzoová kyselina (IBX) je selektivní oxidační činidlo, vhodné především pro oxidaci alkoholů na aldehydy. Cílem mé práce byla příprava fluorovaného analogu IBX. Zavedením fluorovaných řetězců do molekuly lze pro recyklaci činidla z reakční směsi použít některou z fluorových separačních technik. Při syntéze analogů IBX jsem vycházel z komerčně dostupné 3-hydroxybenzoové kyseliny (1). Z ní jsem následně připravil čtyři deriváty 2-jod-5-(polyfluoralkoxy)benzoové kyseliny (3). Reakcí s Oxonem jsem získal fluorovaný analog IBX (4), který jsem testoval v pilotních oxidačních reakcích vybraných alkoholů.



8 Michal Churý B2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Design a syntéza centrálních jednotek pro dendritické struktury detail

Design a syntéza centrálních jednotek pro dendritické struktury

Dendritické struktury jsou větvené molekuly, které nalézají široké uplatnění v oblasti supramolekulární chemie včetně využití v biologických procesech. Tato práce se zabývá jedním možností využití calix[4]arenového skeletu jako centrální jednotky, ze které bude vycházet dendritický rozvoj. V rámci výzkumu byly syntetizovány tetraaminocalix[4]areny v kónické a 1,3-střídavé konformaci, které byly persulfonylovány pomocí nosylchloridu.  Následným krokem bude redukce nitroskupin, která byla úspěšně vyzkoušena na modelových sloučeninách a celý proces bude opakovaný, díky čemuž získáme velké množství funkčních skupin na periferii v relativně nízkém počtu kroků. Vzhledem k vysokému výtěžku a jednoduchosti provedení lze očekávat další průmyslové využití těchto struktur. Cílem práce je syntéza vyšších generací dendrimerů s calix[4]arenovými jádry, které budou připraveny k připojení funkčních skupin na periferii, které budou vhodné pro další studium.  



9 Bc. Jakub Copko M2 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Prenylflavin: Syntetické studie k novému flavinovému kofaktoru detail

Prenylflavin: Syntetické studie k novému flavinovému kofaktoru

Přírodní kofaktory FMN a FAD jsou zodpovědné za pestrou škálu biochemických transformací, zejména redoxních reakcí. Jejich reaktivita v biokatalytických cyklech inspirovala organické chemiky a tyto deriváty riboflavinu nalezli uplatnění nejen jakožto organokatalyzátory v oxidačních a redukčních reakcí, ale i ve fotokatalýze. V nedávné době byl objeven nový flavinový kofaktor, prenylovaný derivát FMN 1a. Tento kofaktor, nově nalezený v bakteriích rodu E. coli, je zapojený například do syntézy ubichinonu, či degradace ligninu. Flavoenzymy obsahující prenylovaný FMN již byly testovány v biokatalýze, například při dekarboxylacích skořicové kyseliny. Biosyntéza nového kofaktoru už byla prostudována, ale pro využití v organokatalýze a fotokatalýze by bylo vhodné nalézt syntetickou cestu, která by zároveň umožnila i strukturní obměnu uměle připraveného kofaktoru. Cílem mé práce je hledání metodiky přípravy syntetického prenylovaného flavinu 1b a následně studium jeho možného využití ve fotokatalýze.  



10 Ondřej Daněk B1 Ing. Petra Ménová, Ph.D. 6-fluoroquinolone derivatives as potential DC-SIGN receptor inhibitors detail

6-fluoroquinolone derivatives as potential DC-SIGN receptor inhibitors

DC-SIGN is a protein receptor located on the surface of human dendritic cells. It forms complexes with various mannose-containing glycoproteins, and thus it can bind bacteria and viral particles to the dendritic cell’s surface. This adhesion of pathogens is needed for an adequate immune response, but can be taken advantage of by some viruses, namely HIV and Hepatitis C. These viruses need to bind to the DC-SIGN receptor in order to get transported into T-cells which are then infected by the virus. In case of HIV, the virus adheres to DC-SIGN with GP120 glycoprotein. Linking small molecules with high affinity for certain parts of the receptor in such a way as to ensure their interaction with the binding sites of GP120 would lead to selective blocking of DC-SIGN receptor. This can make it impossible for HIV virus to form a complex with the receptor, and thus stop the virus from infecting the T-cells. As a part of a larger fragment-based drug discovery project, a small library of substituted 6-fluoro-4-quinolones was synthesized and screened for affinity for DC-SIGN.  



11 Bc. František Dolníček M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Studium reaktivity pillar[5]arenu detail

Studium reaktivity pillar[5]arenu

Pillar[n]areny jsou makrocyklické sloučeniny, které byly objeveny teprve v roce 2008 a jsou tak relativně novou skupinou základních skeletů v oblasti supramolekulární chemie. Pillar[5]areny jsou tvořeny pěti hydrochinonovými jednotkami spojenými v polohách 2 a 5 methylenovými můstky. Tyto látky mají elektronově bohatou kavitu, jejíž modifikací vhodnými substituenty můžeme vytvořit receptory schopné komplexovat kationty, anionty nebo neutrální látky. Syntéza pillararenů je snadná, vychází z levných surovin a probíhá ve vysokých výtěžcích. V rámci této práce byl připraven permethylovaný pillar[5]aren, který byl dále využit k syntéze derivátů s různými funkčními skupinami (především esterovými a karboxylovými), které mohou nalézt uplatnění jako receptory v supramolekulární chemii. 



12 Bc. Tereza Edlová M1 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Regioselektivní příprava a funkcionalizace substituovaných cyklobutenů  detail

Regioselektivní příprava a funkcionalizace substituovaných cyklobutenů 

Cyklobuteny patří mezi nejjednodušší cyklické alkeny, které si díky své nestandardní reaktivitě nalezly řadu využití v organické syntéze. I 1,2-disubstituované cyklobuteny (1) našly řadu uplatnění například pro stereospecifickou přípravu alkoholů, biologicky aktivních cyklopropyl ketonů, dendralenů a mnoho dalších.  V naší skupině byla nedávno vyvinuta univerzální metoda pro přípravu 1,2-disubstituovaných cyklobutenů (1)1. Překvapivě, halogenace cyklobutenů (1) je zcela neprozkoumanou oblastí syntetické chemie. Cílem této práce bylo tedy prostudovat reaktivitu 1,2-disubstituovaných cyklobutenů (1) s bromačními činidly. Dále pak byla prostudována možnost derivatizace halogenovaného produktu (2), který byl převeden na odpovídající cyklobutenon (3), který je strukturním motivem látek s enzymatickou inhibiční aktivitou. Provedené experimenty stejně jako návrh mechanismu halogenace a možné rozšíření vytvořené metodiky budou diskutovány v prezentaci. [1] Polák, P.; Tobrman, T. Eur. J. Org. Chem 2019, 2019 (5), 957-968.  



13 Šimon Sebastian Havíř B3 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Prekurzory fluorovaných NHC ligandů nesoucích 2,6-diethylfenylové skupiny detail

Prekurzory fluorovaných NHC ligandů nesoucích 2,6-diethylfenylové skupiny

Grubbsův a Hovyedův-Grubbsův katalyzátor 2. generace a jejich analoga jsou v organické syntéze hojně využívány pro metatezi alkenů. V naší pracovní skupině jsme syntetizovali sérii enantiomerně čistých chirálních Pd a Ru katalyzátorů recyklovatelných fluorovými separačními metodami, obsahujících NHC ligandy modifikované mesitylovými skupinami. Cílem mé práce je zvýšit stabilitu a enantioselektivitu těchto katalyzátorů náhradou ortho-methylových skupin ethylovými substituenty. Při syntéze jsem vyšel z 2,6-diethylanilinu (1), který jsem sledem čtyř reakcí převedl na polyfluorovaný anilin 2, který představuje základní stavební jednotku ligandů a katalyzátorů.  



14 Bc. Lukáš Janecký M1 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Příprava N-vinyl substituovaných imidoylchloridů z N-fluoralkyl-1,2,3-triazolů detail

Příprava N-vinyl substituovaných imidoylchloridů z N-fluoralkyl-1,2,3-triazolů

Příspěvek popisuje zcela novou metodu přípravy N-vinyl substituovaných imidoylchloridů transformací N-fluoralkyl-1,2,3-triazolů s chloridem hlinitým jako Lewisovou kyselinou. Strukturní motivy připravených fluorovaných imidoylchloridů mohou nalézt široké uplatnění v podobě „stavebních bloků“ pro syntézu sloučenin pro farmaceutický průmysl a materiálové inženýrství. Připravené imidoylchloridy mohou být také zajímavé z pohledu alkylačních a hydrogenačních reakcí vazby C=N, funkcionalizace vazeb C-F a oxidativních adic na nízkovalentní kovy (cross-couplingové reakce), případně lithium-halogenové výměny vazby C-X.  Byly optimalizovány podmínky pro přípravu cílených imidoylchloridů, kde jako nejvhodnější rozpouštědlo byl nalezen 1,2-dichlorethan a byl použit jeden ekvivalent chloridu hlinitého. Celkem bylo připraveno 5 zcela nových sloučenin v dobrých výtěžcích (Schéma 1), které byly charakterizovány pomocí 1H, 13C, 19F NMR spektroskopie a jejich struktura byla potvrzena pomocí HRMS.   



15 Bc. Barbora Jansová M2 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza kapalných krystalů s 4-fluor-3-hydroxybenzoovou kyselinou jako centrálním jádrem detail

Syntéza kapalných krystalů s 4-fluor-3-hydroxybenzoovou kyselinou jako centrálním jádrem

Kapalné krystaly tvoří fascinující stav hmoty mezi tuhou a kapalnou fází, kde dochází ke kombinaci vlastností anizotropní krystalické látky (uspořádanost molekul, optické, elektrické vlastnosti) a kapalné látky (mobilita molekul, měřitelná viskozita). Tyto vlastnosti byly poprvé objeveny už v roce 1888, ale až později jejich aplikace při konstrukci prvního LCD udělala z kapalných krystalů fenomén a často skloňovaný pojem. Při aplikaci jako jsou právě LC displeje se využívá jedinečné vlastnosti kapalných krystalů, jakou je adaptabilita a rychlé přeuspořádání struktury kapalně krystalické fáze v reakci na vnější podnět (elektrické, magnetické, mechanické pole). V rámci této práce byly připraveny nové kapalné krystaly lomeného tvaru (Obrázek 1). Struktura cílových materiálů a meziproduktů byla potvrzena 1H NMR a 13C NMR spektroskopií a jejich čistota byla stanovena pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie. Mesomorfní vlastnosti cílových látek byly studovány metodami diferenční skenovací kalorimetrie a optické polarizační mikroskopie.  



16 Bc. Žaneta Javorská M1 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza vybraných analogů katinonů detail

Syntéza vybraných analogů katinonů

Užívání nových syntetických drog je celosvětově rozšířený problém. Na trhu se objevil nový fenomén, tzv. „designer drugs“, což je skupina nových psychoaktivních látek odvozených od již známých drog, například od kathinonu. Tyto látky lze získat nepatrnou strukturní obměnou jejich farmakoforu, což může vést ke změně původního farmakologického účinku a jejich toxicity. Cílenou přípravou těchto látek, jejich analýzou a farmakologickým testováním lze předcházet nechtěným intoxikacím potenciálních uživatelů. A co více, takto lze také objevit nové látky, které mají predispozice stát se novými léčivy, jako to bylo u antidepresiva bupropionu.  Má práce byla zaměřena na strukturní obměnu farmakoforu kathinonů především v p-poloze benzenového jádra a v α-poloze k oxoskupině na alifatickém řetězci. Do p-polohy byly zavedeny skupiny kyano, trifluormethyl, 4-methoxyfenyl, thiofen-2-yl a furan-2-yl. S výjimkou furanylového derivátu byla následně do α-polohy připojena aminoskupina nebo methylaminoskupina. Vybrané výsledné látky byly chirálně separovány pomocí HPLC.  



17 Kateřina Jochová B2 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Modifikace povrchu nanodiamantů pro cílení DC-SIGN receptoru v nádorových buňkách detail

Modifikace povrchu nanodiamantů pro cílení DC-SIGN receptoru v nádorových buňkách

DC-SIGN je lektinový receptor nacházející se na povrchu imunitních buněk. Jeho interakce se sacharidy (zejména mannosidy) na povrchu patogenů umožňuje jejich distribuci v organismu. Kromě toho byla přítomnost DC-SIGN receptoru prokázána i na povrchu nádorových buněk . Fragment-based drug discovery (FBDD) je metoda vývoje nových léčiv spočívající ve screeningu afinity malých molekul (fragmentů) k receptoru. Fragmentové hity jsou následně spojovány nebo zvětšovány, aby se zvýšila jejich afinita a zlepšily farmakologické vlastnosti. Nedávná FBDD studie identifikovala několik fragmentů, které vykazují relativně vysokou afinitu k DC-SIGN receptoru, a navíc se váží na odlišná vazebná místa receptoru. Nanodiamanty se kumulují v nádorech díky jejich vysoké neorganizované vaskularizaci a je možné je využít pro transport DC-SIGN inhibitorů k nádorovým buňkám. Naším cílem je modifikovat povrch nanodiamantů výše zmíněnými fragmenty, a zvýšit tak afinitu pomocí multivalence.  



18 Bc. Marek Jurtík M2 Ing. Bc. Michal Himl, Ph.D. Příprava makrocyklů s močovinovými jednotkami detail

Příprava makrocyklů s močovinovými jednotkami

Receptory pro komplexace a rozpoznávání aniontů pomocí nekovalentních interakcí tvoří jeden ze základních pilířů supramolekulární chemie. Do skupiny takových receptorů patří například deriváty močoviny, amidy kyselin nebo některé další dusíkaté sloučeniny. V této práci se věnuji syntéze receptorů obsahujících právě substituované močoviny. Konkrétně se jedná o makrocyklus skládající se ze čtyř benzenových jader spojených v meta-polohách močovinovými můstky. V příspěvku budou diskutovány dosavadní dosažené výsledky syntézy tohoto makrocyklu.



19 Diana Jágerová B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Lomené kapalné krystaly s fotosensitivní jednotkou detail

Lomené kapalné krystaly s fotosensitivní jednotkou

V naší pracovní skupině se dlouhodobě věnujeme studiu termotropních kapalných krystalů. Tyto materiály tvoří při přechodu z krystalické fáze do isotropní kapaliny uspořádané nadmolekulární struktury (mesofáze), ve kterých si molekuly látky zachovávají vlastnosti krystalické látky, ale získávají i určitý stupeň mobility kapalin. V současné době se do popředí výzkumu dostávají materiály, které v molekulární struktuře obsahují fotosensitivní azoskupinu. Cílem práce je příprava nových lomených kapalných krystalů, které při ozáření UV světlem vytvoří stabilní Z-isomer přítomné azoskupiny. Vysokou stabilitu Z-isomeru jsme zajistili vhodnou substitucí v ortho poloze na aromatické jednotce v jejím těsném sousedství. Připravené látky budou testovány pro použití v prototypu zařízení pro difrakci laserových paprsků působením UV záření.  



20 Bc. Lukáš Kaiser M1 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Využití oxidovaných thiacalix[4]arenů pro syntézu nových makrocyklických systémů detail

Využití oxidovaných thiacalix[4]arenů pro syntézu nových makrocyklických systémů

Velké calixareny jsou zajímavé zejména pro svou schopnost komplexovat větší molekuly ve svých rozměrných kavitách. Záměna methylenových můstků za jiný atom či skupinu má vliv na jejich konformační a komplexační vlastnosti. Smíšený pěti a šestičlenný calixaren obsahující sirné a methylenové můstky byl připraven zcela novou metodou, založenou na štěpení skeletu sulfoxidového derivátu thiacalix[4]arenu n-butyllithiem. Vzniklý lineární tetramer byl poté podroben kondenzační reakci s dalšími vhodnými fragmenty za vzniku nových makrocyklických systémů. U většího z nich byly zkoumány jeho komplexační schopnosti fullerenů C60 a C70.



21 Bc. Jakub Koudelka M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Reakce funkcionalizovaných enol-fosfátů a enol-fosfordiamidátů s organokovovými činidly detail

Reakce funkcionalizovaných enol-fosfátů a enol-fosfordiamidátů s organokovovými činidly

Kumadova reakce enol-fosfátů je reakce Grignardových činidel s enol-fosfáty v přítomnosti katalyzátoru na bázi přechodného kovu. V našem probíhajícím výzkumu věnovaném syntetickým aplikacím bromenol-fosfátů jsme zjistili, že enol-fosfát odvozený od ethyl-acetoacetátu reaguje s organokovovými činidly za vzniku trisubstituovaných dienů. Proto jsem ve své práci navázal na získané poznatky a zaměřil jsem se na rozšíření rozsahu reakce na deriváty ethyl-acetoacetátu (1,3). U fostátu (1) byla pozorována přeměna na dieny (2) jako směs (E)- a (Z)-stereoizomerů reakcí s organolithnými činidly. Rozdílnou reaktivitu vykazovaly fosfordiamidáty (3), které je možné transformovat na α,β-nenasycené ketony (4) reakcí s Grignardovými činidly. Získané výsledky, včetně rozšíření na cyklické enol-fosfordiamidáty, budou diskutovány v rámci prezentace.  



22 Pavel Kraina B2 Ing. Zlatko Janeba, Ph.D. Syntéza 7-deaza analogů adefoviru jako potenciálních modulátorů lidských adenylát cykláz   detail

Syntéza 7-deaza analogů adefoviru jako potenciálních modulátorů lidských adenylát cykláz  

Lidské adenylát cyklázy (ADCY) jsou integrálními membránovými proteiny zapojenými do přenosu extracelulárních signálů do intracelulárních odpovědí. ADCY přeměňují adenosintrifosfát (ATP) na cyklický adenosinmonofosfát (cAMP), který se účastní přenosu nervového vzruchu jakožto sekundární přenašeč informací. Předpokládá se, že by ovlivňování produkce cAMP mohlo hrát roli při léčbě neurodegenerativních chorob a neuropatických bolestí. Acyklické nukleosidfosfonáty jsou dnes již známými léčivy proti HIV, hepatitidě typu B a jiným virovým onemocněním. Nedávno bylo prokázáno, že některé acyklické nukleosidfosfonáty jsou schopny modulovat (převážně inhibovat) jisté ADCY. Cílem této práce je připravit sérii nových analogů adefoviru (PMEA), konkrétně 7-substituovaných 7-deazapurinových derivátů, ve formě proléčiv a získat informace o jejich biologické aktivitě.  



23 Bc. Denisa Kubešová M1 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Syntéza a metateze derivátů 2,3,3-trifluorpropenu detail

Syntéza a metateze derivátů 2,3,3-trifluorpropenu

Zkřížená metateze alkenů je novou metodou pro syntézu alkenů s výbornou tolerancí nejrůznějších funkčních skupin. Ačkoli metateze fluoralkenů již byla částečně studována, zkřížená metateze alkenů obsahujících fragment -CH=CFCF2- je dosud zcela neznámá. Jedinou známou syntetickou cestou k tomuto motivu je Claisenův přesmyk derivátů 2,3,3-trifluorprop-2-en-1-olu. V první fázi projektu jsem proto reakcí benzaldehydu s trifluorethenyllithiem syntetizovala alkohol 1, který reakcí s triethyl-orthoacetátem a následným zahřátím poskytl cílový alken 2. Ten byl v pilotních zkřížených metatezích neaktivní. Proto jsem rozpracovala syntézu 2,3,3-trifluorallylesterů, jejichž enolizace a následný Claisenův přesmyk by měly vést k esterům obsahujícím reaktivnější motiv CH2=CFCF-.  



24 Bc. Anna Kubíčková M1 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Metateze s otevřením cyklu 3,3-difluorcyklopropenů detail

Metateze s otevřením cyklu 3,3-difluorcyklopropenů

Metateze alkenů je účinnou metodou pro přípravu sloučenin nesoucích dvojnou vazbu. Ve své práci jsem se zaměřila na chemii 3,3-difluorcyklopropenů, jejichž velké úhlové pnutí z nich dělá vhodné substráty pro zkříženou metatezi s otevřením cyklu (ROCM). Jednokrokovou reakcí trimethyl(trifluormethyl)silanu (Ruppert-Prakashova činidla) s alkyny jsem připravila sérii 3,3-difluorcyklopropenů. Reakce monosubstituovaných cyklopropenů s různými typy acyklických alkenů vedla ke vzniku nového typu fluorovaných stavebních bloků s nesymetrickým dienovým motivem nesoucím mezi dvojnými vazbami difluormethylenovou spojku. Disubstituované cyklopropeny za stejných podmínek nereagovaly pravděpodobně vlivem sterického bránění. Tato práce reprezentuje první známou studii ROCM reakcí fluorovaných cyklopropenů.



25 Magdaléna Labíková B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza chirálních katexů a vyhodnocení jejich chromatografických vlastností detail

Syntéza chirálních katexů a vyhodnocení jejich chromatografických vlastností

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s použitím chirálních stacionárních fází je bezesporu jednou z nejrozšířenějších metod separace enantiomerů, a to jak v analytickém, tak preparativním měřítku. V současné době je k dispozici více než 100 typů chirálních stacionárních fází, které umožňují chirální separaci téměř libovolného racemátu. Výjimku tvoří ionizované a ionizovatelné látky a jejich směsi, které nejsou vhodnými analyty pro většinu komerčně dostupných chirálních chromatografických kolon. Sloučeniny tohoto typu lze však efektivně separovat na tzv. chirálních ionexech. Cílem mé práce byla syntéza dvou chirálních katexů odvozených od (S,S)-2-aminocyklohexan-1-sulfonové kyseliny. Při syntéze jsem vycházela z ethylesteru 3,5-dichlor-4-hydroxybenzoové  kyseliny, který jsem sekvencí reakcí převedla na příslušné amidy s terminální dvojnou a trojnou vazbou. Takto připravené selektory byly každý jiným způsobem imobilizovány na modifikovaný silikagel a získané chirální sorbenty byly naplněny do chromatografických kolon. Separační vlastnosti připravených chirálních stacionárních fází byly vyhodnoceny pomocí HPLC při dělení racemických směsí biologicky aktivních aminů.  



26 Jiří Ledvinka B3 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of Mannose-Based DC-SIGN Antagonists detail

Synthesis of Mannose-Based DC-SIGN Antagonists

DC-SIGN is a C-type lectin (carbohydrate-binding protein) present on the surface of immune cells (dendritic cells and macrophages). It binds to mannose-containing carbohydrates present on various pathogens and is thus a promising therapeutic target for the inhibition of pathogen entry and the prevention of immune cells infections. The interactions of DC-SIGN with HIV virus and hepatitis C virus are of high interest. The current research in this field takes advantage of fragment-based drug discovery. Recently, several small-molecule fragments with significant affinities for DC-SIGN receptor were discovered. My aim is to synthesize molecules containing one of these fragments connected via several different linkers to a mannose moiety in order to increase their affinity for DC-SIGN receptor as well as their therapeutic potential.



27 Bc. Kristýna Majerová M1 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Příprava 7,8-dimethoxy- substituovaných isoalloxaziniových solí a studium jejich katalytické aktivity ve vybraných fotochemických reakcích detail

Příprava 7,8-dimethoxy- substituovaných isoalloxaziniových solí a studium jejich katalytické aktivity ve vybraných fotochemických reakcích

Zabývala jsem se syntézou 10-isobutyl-7,8-dimethoxy-3-methylisoalloxazinu a jeho následné kvarternizace na 5-ethyl-10-isobutyl-7,8-dimethoxy-3-methylisoalloxazinium-perchlorát. Pro tuto flaviniovou sůl byly změřeny její charakteristické vlastnosti, jako absorpce UV/VIS záření, fluorescenční spektrum a redoxní potenciál a z naměřených dat byl odhadnut redoxní potenciál v excitovaném stavu.  Připravená flaviniová sůl byla otestována jako fotokatalyzátor oxidací benzylalkoholů substituovaných elektronakceptorní skupinou.



28 Bc. Dmytro Makarov M2 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of substituted quinolones as potential inhibitors of DC-SIGN receptor detail

Synthesis of substituted quinolones as potential inhibitors of DC-SIGN receptor

DC-SIGN is a receptor located on the surface of immune cells (e.g. CD4 leukocytes). It belongs to the lectin family that specifically binds carbohydrates structures. One of the functions of DC-SIGN is to recognize pathogens via the interaction with their glycocalyx and mediate immune response. The pathway of normal immune response can be abused by different types of viruses and bacteria, e.g. HIV. Therefore, the inhibition of DC-SIGN receptor could be an efficient way to prevent the propagation of the virus. A screening done by a partner research group revealed several non-carbohydrate fragments with intrinsic affinity for DC-SIGN receptor. The structure of 4-oxo-1,4-dihydroquinoline was chosen as a core of potential lead compounds. Our aim was to optimize the synthesis of the core quinolone, to modify it in different positions with the fragment hits and to evaluate the affinity of the prepared compounds for DC-SIGN receptor.  



29 Jakub Dávid Malina B3 Ing. Jiří Tůma, Ph.D. Štúdium mechanizmu katalýzy organokatalyzátorov na báze prolínu detail

Štúdium mechanizmu katalýzy organokatalyzátorov na báze prolínu

Organokatalýza je už dlho neodmysliteľnou súčasťou stereoselektívnych syntéz v organickej chémii. V našej výskumnej skupine sa dlhodobo zaoberáme bifunkčnými organokatalyzátormi na báze prolínu a ich aplikáciou v stereoselektívnych Michaelových adíciách. Najskôr boli v našej pracovnej skupine pripravené aminopyridínové zlúčeniny 1A a 1B. Zatiaľ čo 4-aminopyridínové deriváty 1A, vykazovali vysokú katalytickú aktivitu v modelových reakciách, analogické 2-aminopyridínové zlúčeniny 1B boli katalyticky neaktívne. Dôvodom pre túto neúčinnosť môže byť buďto deaktivácia dusíka v pyridínovej jednotke intramolekulárnou vodíkovou väzbou s pridruženou (tio)močovinovou funkčnou skupinou, alebo vychýlením roviny pyridínového cyklu z konjugácie s dusíkom pripojenej pyrolidínovej jednotky a teda oslabením nukleofilného/bázického charakteru pyridínovej skupiny. Na overenie, resp. vyvrátenie vyššie uvedených hypotéz som pripravil analogický aminokarbamátový katalyzátor 2, ktorý vylučuje potenciálny vznik vodíkové väzby deaktivujúci pyridínovú jednotku. Pripravený katalyzátor 2 bol testovaný v modelovej stereoselektívnej Michaelovej adícii dietylmalonátu na trans-β-nitrostyrén v rôznych rozpúšťadlách.



30 Bc. Kamil Mamleev M2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Dendrimery s aniontovými receptory na periferii detail

Dendrimery s aniontovými receptory na periferii

Jednou z nejdůležitějších oblastí současné supramolekulární je chemie je syntéza a studium aniontových receptorů, které nacházejí využití v širokém spektru aplikací od čištění průmyslových odpadů až po studium a regulaci biochemických procesů. Ve stadiu výzkumu je v současné době využití dendrimerních struktur s aniontovými receptory na periferii v medicinální chemii. Tato práce je zaměřena na syntézu amidických aniontových receptorů, které byly připraveny reakcí mono- a diaminocalix[4]arenů s deriváty 5-benzyloxyisoftalové kyseliny. Připravené látky byly charakterizovány pomocí 1H NMR a hmotnostní spektroskopie a po odstranění benzylové skupiny budou připojeny na periferii dendrimerů. Cílem práce je využití obou typů receptorů, jednoduchých i dendritických, ke studiu interakcí s biologicky významnými anionty.  



31 Anežka Marková B3 Ing. Petr Beier, Ph.D. Syntéza 3-(fluoralkyl)-2H-azirinů z N-fluoralkyl-1,2,3-triazolů detail

Syntéza 3-(fluoralkyl)-2H-azirinů z N-fluoralkyl-1,2,3-triazolů

2H-Aziriny jsou tříčlenné heterocyklické sloučeniny vyskytující se v přírodních látkách a nalézají široké uplatnění v organické syntéze. Organofluorové látky jsou významné v mnohých odvětvích. Uplatňují se ve vývoji nových materiálů, léčiv nebo agrochemikálií. Spojením vlastností azirinů a fluoralkylovaných sloučenin získáme látky s unikátními vlastnostmi, využitelné v organické syntéze. Syntetické přístupy k 2-(fluoralkyl)-2H-azirinům využívají karboazidací alkynů1 nebo trifluormethylazidací alkynů.2 Přístup k isomerním 3-(fluoralkyl)-2H-azirinům však doposud nebyl popsán. V této práci bude představena syntéza nových 3-(fluoralkyl)-2H-azirinům z N-fuoralkylovaných 1,2,3-triazolů. 1. Xiong, H., Ramkumar, N., Chiou, M. et al. Iron-catalyzed carboazidation of alkenes and alkynes. Nat Commun 10, 122 (2019) 2. Wang, F., Zhu, N. , Chen, P. , Ye, J. and Liu, G. (2015), Copper‐Catalyzed Trifluoromethylazidation of Alkynes: Efficient Access to CF3‐Substituted Azirines and Aziridines. Angew. Chem. Int. Ed., 54: 9356-9360  



32 Bc. Anna Mlčochová M1 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Močovina využitelná jako solvatační činidlo pro stanovení enantiomerní čistoty různých sloučenin detail

Močovina využitelná jako solvatační činidlo pro stanovení enantiomerní čistoty různých sloučenin

Více než polovina léčivých látek ve farmaceutickém průmyslu je chirálních. Enantiomery těchto látek mají stejné fyzikální vlastnosti, ale liší se svou biologickou aktivitou. Z tohoto důvodu je kladen velký důraz na zjišťování enantiomerní čistoty. K jejímu určení slouží například jejich interakce se solvatačním činidlem, kdy dojde k vytvoření diastereomerního komplexu, který se projeví rozštěpením a posunem píků v NMR spektru. Cílem této práce bylo připravit (R)-2,2´-[N-(3,5-bis(trifluormethyl)-fenyl)ureido]-1,1´-binaftalen a následně jej použít jako solvatační činidlo pro různé chirální karboxylové kyseliny.



33 Vojtěch Musil B3 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of Quinoxalinone-based Inhibitors of DC-SIGN Receptor detail

Synthesis of Quinoxalinone-based Inhibitors of DC-SIGN Receptor

DC-SIGN is a receptor present mainly on the surface of dendritic cells. It binds to mannose-containing carbohydrate antigens on the surface of various pathogens such as HIV, Hepatitis C, Mycobacterium tuberculosis or Ebola virus. These pathogens take advantage of the interaction to facilitate their own spread, and therefore, there is a need for an antagonist of this interplay. However, the hydrophilicity and shallowness of the binding sites make the development of inhibitors rather complicated. Screening of a library of small-molecule fragments revealed that quinoxalinone shows high affinity for the receptor. Its derivatives are thus promising antagonists of DC-SIGN–glycan interactions. This project focuses on the preparation of various quinoxalinone derivatives and evaluation of their affinity for the DC-SIGN receptor.



34 Lukáš Máčal B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Dielsova-Alderova reakce produktů RCM endiynů detail

Dielsova-Alderova reakce produktů RCM endiynů

Metateze prochirálních endiynů je novou reakcí vedoucí k racemickým chirálním sloučeninám obsahujícím trojnou vazbu a konjugovaný dienový systém. Ve své práci se zabývám Dielsovou-Alderovou reakcí těchto látek s vhodnými dienofily. Jako výchozí látku jsem nejprve v pěti krocích syntetizoval výchozí 5-allyloxynona-2,7-diyn. Z něj jsem metatezí za katalýzy Grubbsovým katalyzátorem 1. generace získal  6-but-2-ynyl-4-isopropenyl-5,6-dihydro-2H-pyran. Jako dienofily jsem použil para-benzochinon a  dimethyl-maleinát.



35 Petra Míková B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Deazaflaviny s extendovaným aromatickým systémem detail

Deazaflaviny s extendovaným aromatickým systémem

Deazaflaviny stejně jako flaviny dokážou absorbovat viditelné světlo, čehož lze využít při fotokatalýze redoxních reakcí. Flaviny se zatím ve fotokatalýze využívaly výhradně k oxidacím, avšak v přírodě se podílí i na redukcích ve fotokatalytických procesech. Deazaflaviny jsou díky svému nízkému redukčnímu potenciálu vhodnější pro využití při redukčních reakcích. Cílem mé práce je připravit deazaflavin s extendovaným aromatickým systémem a vyzkoušet jeho schopnost katalyzovat redukce bromovaných substrátů.  



36 Marika Novotná B3 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Syntéza bis(triethoxysilanového) prekurzoru na bázi chininu pro přípravu hybridních organicko-anorganických křemičitých materiálů detail

Syntéza bis(triethoxysilanového) prekurzoru na bázi chininu pro přípravu hybridních organicko-anorganických křemičitých materiálů

Naše laboratoř se věnuje přípravě hybridních organicko-anorganických křemičitých materiálů, které by následně měly najít využití jako heterogenní katalyzátory enantioselektivních reakcí. Používání heterogenních katalyzátorů je velice výhodné pro jejich snadné oddělení od reakční směsi, což umožňuje jejich opakované použití. Cílem mojí práce je syntéza bis(triethoxysilanového) prekurzoru 1 na bázi chininu pro přípravu hybridních křemičitých materiálů. Chinin (2) je dostupná enantiomerně čistá molekula často využívaná v katalýze organických reakcí. Při syntéze prekurzoru 1 jsem vycházela z chininu (2), ve kterém jsem na dvojnou vazbu naadovala brom a následnou dehydrobromací jsem připravila alkyn 3. Dvě molekuly alkynu 3 jsem poté spojila  1,4-ftalazinovou spojkou za vzniku derivátu 4. Pro připojení triethoxysilanových skupin bude následně využita měďnými ionty katalyzovaná alkyn-azid cykloadiční reakce.  



37 Bc. Petr Oeser M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Nová reaktivita enol-fosfátů odvozených od ethyl-acetoacetátu a příbuzných sloučenin detail

Nová reaktivita enol-fosfátů odvozených od ethyl-acetoacetátu a příbuzných sloučenin

Organofosfáty hrají v biologických systémech nezastupitelnou roli spolu s jejich schopností transfosforylace. V organické syntéze jsou enol-fosfáty široce používány jako elektrofilní reagenty v cross-coupling reakcích. Enol-fosfáty jsou považovány za „zelenou“ a netoxickou alternativu k organohalogenům a enol-triflátům. Enol-fosfáty lze využít například v Suzukiho, Negishiho a Kumadově reakci. Během studia reaktivity bromenol-fosfátů jsme pozorovali, že diethylenol-fosfát (1a) odvozený od ethyl-acetoacetátu podléhá přeměně na trisubstituované dieny (2) reakcí s organokovovými činidly. V této studii jsme pozorovali odlišné chování enol-fosfátu (1a) a enol-fosfordiamidátu (1b), který na rozdíl od fosfátu (1a) reagoval s organokovovými činidly za vzniku α,β nenasycených karbonylových sloučenin (3). V příspěvku budou diskutovány experimentální podrobnosti, včetně mechanismu jejich vzniku.



38 Bc. Artem Petrenko M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Regioselektivní metalace enol-fosfátů detail

Regioselektivní metalace enol-fosfátů

The aim of this work is to extend our ongoing research dedicated to synthetic applications of enol phosphates and to explore the possibility of direct regioselective metalation of enol phosphates and enol phosphorodiamidates en route to the stereoselective synthesis of substituted alkenes. Therefore, a series of enol phosphates and enol phosphorodiamidates was prepared and their ability to undergo regioselective metalation by an acid-base reaction or halogen-lithium or halogen-magnesium exchange reactions was tested. Results of abovementioned reactions performed on enol phosphates and enol phosphorodiamidates will be discussed.  



39 Bc. Michaela Polanková M1 Ing. Bc. Michal Himl, Ph.D. Syntéza makrocyklů s močovinovými jednotkami detail

Syntéza makrocyklů s močovinovými jednotkami

Makrocyklické sloučeniny obsahující močovinové můstky jsou látky, které velmi často nacházejí uplatnění jako receptory aniontů v supramolekulární chemii. Práce se zabývá syntézou makrocyklů se čtyřmi substituovanými aromatickými jednotkami spojenými čtyřmi močovinovými můstky, které mají potenciál komplexovat různé anionty. Cílem práce byl pokus o zopakování v literatuře popsané one pot syntézy těchto makrocyklů a také příprava prekurzorů pro jejich konvergentní syntézu.



40 Anna Rejzková B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza magnetických kapalných krystalů detail

Syntéza magnetických kapalných krystalů

Již více než deset let jsou známy kapalné krystaly (LC) obsahující ve své lineární struktuře nitroxylový radikál. Tyto sloučeniny vykazují schopnost samoskladby s řadou supramolekulárních struktur (mezofází). Díky volnému elektronu na atomu kyslíku pak v různých mezofázích dochází ke změně dipolární spin-spinové interakce mezi molekulami. V naší skupině studujeme lomené LC se stabilním nitroxylovým radikálem (TEMPO) v terminální části jednoho z postranních řetězců. V současné době se zabýváme studiem širší skupiny těchto materiálů s cílem popsat závislost fyzikálních vlastností na změně chemické struktury. Cílem mé práce je příprava nových lomených materiálů se 7-hydroxynaftalen-2-karboxylovou kyselinou nebo naftalen-2,7-diolem jako centrálním jádrem, které zajišťují lomený tvar molekuly. Jedno z postranních prodlužujících ramen nese stabilní jednotku TEMPO, zatímco druhé obsahuje tři aromatická jádra a flexibilní terminální řetězec potřebný pro stabilizaci mezomorfního chování (Obr. 1). Mezomorfní chování připravených sloučenin bude studováno na Fyzikálním ústavu AV ČR diferenční skenovací kalorimetrií a polarizační mikroskopií.



41 Bc. Lucie Rázková M2 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Mechanoselektivní chromofory založené na cyaninu   detail

Mechanoselektivní chromofory založené na cyaninu  

Mechanochemie se mimo jiné zabývá studiem kinetické stability molekul, na které působí pouze mechanická síla při konstantním tlaku a teplotě. Vhodnými adepty pro studium mechanické síly na molekulární systém jsou makromolekuly s rozsáhlým konjugovaným systémem, které absorbují viditelné záření. Vysoká anizotropie velkých molekul způsobuje při aplikování mechanické síly jejich deformaci, která by u malých molekul nebyla možná. Natažení molekuly způsobí změnu konformace, a tím změnu absorpce/fluorescence indikovanou změnou barvy dané látky (mechanoforu), která odráží celkovou mechanickou sílu působící na molekulu. Naším cílem je takovéto chromofory syntetizovat a následně je navázat do polymerního řetězce, na který můžeme působit mechanickou silou v podobě ultrazvuku. Dlouhé polymerní řetězce zajistí kromě natažení molekuly určitým směrem také lepší přenos mechanické energie. Na základě kvantově mechanického modelu byla pro syntézu vybrána látka odvozená od cyaninu. Ve své prezentaci budu popisovat jednotlivé kroky syntézy tohoto makrocyklu a nastíním možnosti budoucí aplikace odvozeného polymerního materiálu.



42 Radek Staník B2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Nové aniontové receptory na bázi squramid-calix[4]arenu detail

Nové aniontové receptory na bázi squramid-calix[4]arenu

Jedním ze základních skeletů používaných v supramolekulární chemii, která se zabývá nekovaletními interakcemi mezi molekulami či ionty, jsou calix[4]areny v různých konformacích (cone, partial-cone, 1,2-alternate a 1,3-alternate), jejichž deriváty jsou schopny komplexovat různé kationty a anionty s variabilní selektivitou. Cílem mého výzkumu je syntéza aniontových receptorů obsahujících squaramidové jednotky a zároveň porovnat selektivitu komplexace nových molekul s dříve připravenými odpovídajícími receptory na bázi močoviny. Syntéza první dvojice receptorů vychází ze shodného distálního diaminocalix[4]arenu, který lze připravit z terc-butylcalix[4]arenu ve čtyřech krocích (dealkylace horního okraje, peralkylace spodního okraje, nitrace a redukce dinitroderivátu). Jelikož redukce nitrocalixarenu neprobíhá vždy tak snadno jako u jednoduchých nitroarenů, rozhodl jsem se tuto reakci prozkoumat důkladněji a vyzkoušel jsem řadu metod, které budou v práci prezentovány. Ze získaného diaminocalix[4]arenu jsem připravil oba srovnávací receptory a provedl jsem předběžné komplexační studie pomocí 1H NMR a UV/VIS titrací vybraných aniontů v aprotickém polárním rozpouštědle (DMSO).



43 Bc. Lucie Svobodová M1 Ing. Radek Jurok, Ph.D. Syntéza selektivních agonistů serotoninového 5-HT2A receptoru detail

Syntéza selektivních agonistů serotoninového 5-HT2A receptoru

Serotoninový receptor 5-HT2A je spojován s onemocněními CNS jako je schizofrenie, úzkost či deprese. Příprava nových selektivních agonistů tohoto receptoru by mohla vést k vývoji další generace antipsychotik. Cílem mé práce byla syntéza stavebních bloků sloužících pro přípravu ligandů 5-HT2A receptoru odvozených od fenethylaminů. Ligandy této struktury viz obr. lze obecně připravit reduktivní aminací vhodných karbonylových sloučenin. V rámci práce byla optimalizována syntéza fenethylaminů 2C-B a 2C-CN a dále benzylaminů chroman-4-aminu a 2,3-dihydrobenzofuran-3-aminu. Tyto látky budou použity k vytvoření kombinatoriální knihovny aktivních ligandů pro budoucí farmakologické studie.



44 Markéta Tichotová M2 Ing. Hana Dvořáková, CSc. Thiacalix[4]aren phenoxanthiiniové deriváty: studium konstituce, konformace a enantiodiskriminace   detail

Thiacalix[4]aren phenoxanthiiniové deriváty: studium konstituce, konformace a enantiodiskriminace  

Při studiu reaktivity thiacalix[4]arenů byl popsán zcela nový typ calixarenů s phenoxanthiiniovým skeletem. Tyto látky mají v porovnání s klasickými calixareny rozdílné vlastnosti jako například odlišné chemické chování a konformační preference. Thiacalix[4]aren phenoxanthiiniové deriváty se navíc vyznačují inherentní chiralitou. Bylo zjištěno, že je možné tyto látky ‚otevřít‘ nejrůznějšími nukleofily, což poskytlo prozatím neznámé ‚otevřené‘ struktury. Úkolem této práce bylo stanovení konstituce ‚otevřených‘ struktur a regioselektivity nukleofilního ataku, určení konformace a vyšetření případné enantiodiskriminační schopnosti užitých orientujících medií, poprvé zkoumané na inherentně chirálních systémech. K tomu bylo využito metody měření reziduálních dipolárních interakcí. Tato poměrně nová metoda je založena na dipól-dipólové interakci přes prostor. K tomu je však nutné molekulu částečně zorientovat, k čemuž byla použita orientujících media na bázi kapalných krystalů.  



45 Bc. Nikola Vršek, - M2 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Syntéza bis(triazamakrocyklu) s centrální naftalenovou jednotkou detail

Syntéza bis(triazamakrocyklu) s centrální naftalenovou jednotkou

Přírodní metaloenzymy využívají ke katalýze biologických reakcí centra přechodných kovů komplexované ve své struktuře. Jejich studium ukázalo, že kromě typu kovu hraje důležitou roli též vzdálenost kovových center, která pro jejich vzájemnou kooperaci musí být v rozsahu 3-7 Å. Tato práce je součástí projektu, který se zabývá přípravou komplexů mono- a bis-triazamakrocyklických ligandů s dvojmocnými kationty kovů. U těchto komplexů očekáváme schopnost katalyzovat hydrolytické štěpení fosfodiesterů, tedy napodobovat funkci metaloenzymů, což bylo též prakticky ověřeno na strukturách s benzenovou centrální jednotkou. Komplexy dvojmocných kovových kationtů s ligandem 1 (obrázek 1) vykazovaly za fyziologických podmínek značnou aktivitu při katalýze hydrolytického štěpení modelové struktury pro RNA (HPNP, obrázek 1). Cílem této práce je syntéza bis(triazamakrocyklu) s centrální naftalenovou jednotkou (struktura 2, obrázek 1), který by na základě studia modelů měl předpoklad vzdálenosti kovových center též splňovat.  



46 Bc. Ivana Weisheitelová M1 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Syntéza alkynylflavinů a studium jejich cykloadičních reakcí detail

Syntéza alkynylflavinů a studium jejich cykloadičních reakcí

Modifikované flaviny (isoalloxaziny, alloxaziny, iso a alloxaziniové soli) slouží jako modely pro studium organo- a fotokatalytického působení flavinů v biologických systémech. Pro hlubší pochopení dějů probíhajících ve fotokatalytických a fotobiologických systémech jsme navrhli modelový systém, ve kterém bude derivát isoalloxazinu navázán na rigidní skelet v definované vzdálenosti od substrátu. Moje práce se zaměřuje na hledání způsobu přípravy alkynylovaných derivátů isoalloxazinů, které bude možné cykloadiční reakcí navázat na rigidní skelet. Byly připraveny  2 deriváty, 10-ethyl-3-methyl-8-((triisopropylsilyl)ethynyl)isoalloxazinu a 4-brom-N-butyl-2-nitro-5-((triisopropylsilyl)ethynyl)anilin, obsahující jednu trojnou vazbu  a prekurzor N-butyl-2-nitro-4,5-bis((triisopropylsilyl)ethynyl)anilinu k následné syntéze isoalloxazinu se dvěma trojnými vazbami.  



47 Martin Zbuzek M2 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Příprava ligandů odvozených od cyklenu detail

Příprava ligandů odvozených od cyklenu

Molekuly schopné interagovat s draselnými kanály jsou v medicínské praxi využívány k terapii poruch srdečního rytmu. Pokud se na strukturu draselného kanálu podíváme očima supramolekulárního chemika, zaujme nás jeho na první pohled patrná čtyrčetná symetrie, kterou mohou vykazovat deriváty celé řady supramolekulárních útvarů. V minulosti byly zkoumány symetrické deriváty porfyrinu a calix[4]arenů. Má práce je zaměřena na různé přístupy k syntéze C4 symetrických ligandů cyklenu s di- a tripeptidy, ve kterých budou zastoupeny aminokyseliny o různých vlastnostech - polární, nepolární, bazické i kyselé. Můstek mezi krátkými peptidy a cyklenem je vytvořen pomocí chloracetylchloridu. Cílem mé práce je připravit portfolium ligandů s různými vlastnostmi, u nichž bude ve spolupráci se specializovanou laboratoří ověřena schopnost interakce s draselným kanálem.  



48 Ekaterina Zubova B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. 5-Substituované deazaflaviny pro fotochemické redukce detail

5-Substituované deazaflaviny pro fotochemické redukce

5-Deazaflaviny jsou látky odvozené od flavinů, které vznikly substitucí dusíku v poloze 5 uhlíkem. Stejně jako flaviny jsou schopny absorbovat viditelné světlo a dají se použít při redoxních fotokatalýzách. Deazaflaviny mají nízké redukční potenciály. Díky tomu jsou využitelné zejména pro katalýzu redukčních reakcí. Cílem mé práce je připravit aryl-substituované 5-deazaflaviny a studovat jejich fotofyzikální vlastnosti a využití při fotokatalytických redukčních reakcích.  



49 Martin Šetek B3 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Syntéza alkenů/azosloučenin nesoucích elektrodonorní skupiny pro potenciální biologické aplikace detail

Syntéza alkenů/azosloučenin nesoucích elektrodonorní skupiny pro potenciální biologické aplikace

Substituované alkeny/azosloučeniny jsou schopny měnit svou konfiguraci na dvojné vazbě (cis-/trans-) po dodání energie ve formě světla či tepla. Tato práce se zabývá přípravou výše zmíněných sloučenin, které obsahují areny substituované především elektrondonorními skupinami (hydroxy, methoxy skupiny). Ty umožňují posunutí vlnové délky světla použitelného pro změnu konfigurace k červené části viditelného spektra, což lze využít při biologických aplikacích díky pronikání těchto vlnových délek hlouběji do tkání bez jejich poškozování. Využitelnost takových alkenů/azosloučenin spočívá např. v ovlivnění uzavírání a otevírání iontových kanálů, nebo je lze využít jako „spínače“ biologické aktivity u vybraných léčiv např. antibiotik.  



50 Bc. Markéta Šinalová M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Studium možností extruze sulfidického můstku thiacalix[4]arenu detail

Studium možností extruze sulfidického můstku thiacalix[4]arenu

Thiacalixareny jsou sirné analogy calixarenů, ve kterých jsou fenolové jednotky spojeny sulfidickými můstky na místo methylenových. Cílem této práce bylo pokusit se o extruzi sulfidického můstku thiacalix[4]arenu, které nebyly dosud v literatuře popsány. V rámci této práce byly připraveny deriváty thiacalix[4]arenu, a to především tetrapropoxythiacalix[4]aren-monosulfoxid v kónické konformaci, který byl vhodnou výchozí látkou pro extruzní reakce. Jako modelové látky byly rovněž připraveny difenylsulfoxid a difenylsulfon, na kterých byla vyzkoušena řada popsaných extruzních reakcí síry. Bohužel, bylo zjištěno, že ani v případě modelových látek reakce neprobíhají. Nicméně i přes neúspěšné reakce na modelových látkách byly tyto reakce aplikovány na thiacalix[4]aren-monosulfoxid. I v tomto případě ke kýžené extruzi nedošlo – buďto nedocházelo k žádné reakci nebo vznikla nedělitelná a neidentifikovatelná směs.  



111 - Ústav organické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Tereza Bultasová M2 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Studium efektivity lipidové nanoformulace při transdermální aplikaci diklofenaku detail

Studium efektivity lipidové nanoformulace při transdermální aplikaci diklofenaku

Lipidové nanoformulace mají velký potenciál při dermální a transdermální aplikaci léčiv, a to především proto, že s výrazně sníženým množstvím vedlejších účinků umožnují efektivnější a cílenou dopravu léčiva do postižené tkáně. To je žádoucí při léčbě kožních chorob, osteoartrózy, revmatoidní artritidy, akutních bolestí svalů a kloubů i nikotinové substituční terapie. Tato práce se zabývá formulováním diklofenaku do lipidových nanotobolek s cílem zlepšení účinnosti transdermální aplikace. Pro  přípravu nanočástic byla použita metoda fázové inverze využívající přeměnu fáze olej ve vodě (o/v) na vodu v oleji (v/o) a zpět. Efektivita lipidové nanoformulace při transdermálním podání byla zkoumána na prasečí kůži pomocí permeační studie a také konfokálního mikroskopu. Bylo určováno množství diklofenaku, které kůží permeovalo i množství, které zůstalo zachyceno ve všech jejích vrstvách. Konfokální mikroskop umožnil přesnější detekci místa kumulace. Vytvořené nanočástice byly dále charakterizovány parametry Encapsulation Efficiency (EE%) a Drug Load (DL%). DL odráží hmotnostní poměr léčiva k dalším složkám formulace a EE využití léčiva pro nanočástice. Zkoumaná formulace se jeví jako efektivní pro podávání diklofenaku transdermálně.  
2 Bc. Thuy Trang Do M1 doc.Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Mikroporézní sulfonované polyacetylenové sítě jako katalyzátory pro Prinsovu cyklizaci detail

Mikroporézní sulfonované polyacetylenové sítě jako katalyzátory pro Prinsovu cyklizaci

Náplní této práce byla příprava sulfonovaných mikroporézních polyacetylenových sítí (Obrázek 1), jejichž katalytická aktivita byla porovnána s Amberlystem 15 v Prinsově cyklizaci isoprenolu s benzaldehydem. Zastoupení jednotlivých produktů bylo možné ovlivnit reakčními podmínkami. Byl sledován také vliv struktury aldehydu na průběh reakce.  Vyšší množství katalyzátoru (10 hm. %) a vysoká teplota (90 °C) zvýšily reakční rychlost. Zvýšená teplota negativně ovlivňovala selektivitu reakce k tetrahydropyranolu, neboť podporovala jeho dehydrataci za vzniku dihydropyranů. Přídavkem vody bylo dosaženo zvýšené selektivity k tetrahydropyranolu. Přestože byla při použití alifatických aldehydů reakční rychlost vyšší ve srovnání s aldehydy aromatickými, selektivita k tetrahydropyranolu byla v případě všech aldehydů obdobná.  Připravené sulfonované polyacetylenové sítě byly výrazně aktivnější a při jejich použití byla selektivita (32 % po 24. h při teplotě 70 °C) k substituovanému tetrahydropyranolu vyšší než při použití komerčního materiálu Amberlyst 15 (12 % po 24. h při teplotě 70 °C).   



3 Bc. Julie Epikaridisová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Vliv společného mletí na disoluční chování obtížně rozpustné léčivé látky detail

Vliv společného mletí na disoluční chování obtížně rozpustné léčivé látky

V dnešní době je většina nově připravovaných léčivých látek špatně rozpustná ve vodném prostředí, což vede k řadě komplikací při výrobě lékové formy. Práce byla zaměřena na zvyšování rozpustnosti obtížně rozpustné léčivé látky metodou společného mletí. Bylo sledováno odlišné chování binárních směsí, ať už fyzikálních nebo mletých, s cílem studovat rozdíly v uvolňování léčivé látky při použití různých excipientů. Jako modelová látka byl použit indometacin, léčivo s výraznou schopností tvorby skelné fáze, a jako nosiče komerční polymery Ac-Di-Sol®, meglumin a polyvinylpyrrolidon. Pomocí disoluce v průtokové cele byla sledována kinetika rozpouštění léčivé látky. U všech mletých směsí bylo pozorováno zlepšení disolučního chování indometacinu oproti fyzikálním směsem. Bylo zjištěno, že se API nejrychleji uvolňovala ze směsí obsahující meglumin a nejpomaleji z polyvinylpyrrolidonu. Zároveň lze konstatovat, že čím více bylo obsaženo excipientu v mletých směsích s polyvinylpyrrolidonem, tím byla zaznamenána vyšší hodnota maximální relativní rychlosti uvolnění léčiva.
4 Bc. Petra Havelková M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Optimalizace tokových vlastností farmaceutické formulace přídavkem polydimethylsiloxanového aditiva detail

Optimalizace tokových vlastností farmaceutické formulace přídavkem polydimethylsiloxanového aditiva

Optimalizace charakteru práškových směsí s ohledem na jejich tok je velmi důležitá, jelikož má vliv na chování dané směsi při skladování, dopravě či plnění kapslí. Cílem této práce bylo nastudovat a optimalizovat charakter třísložkové směsi (kukuřičný škrob, API, dimetikon), která je průmyslovým partnerem používaná pro plnění kapslí. Pro studium tokových vlastností se použil práškový reometr FT4, pomocí něhož se měřily kompresibilitní a smykové testy a testy energie toku. Měření bylo doplněno o výpočet Hausnerova poměru, Carrova indexu a obrazovou analýzu pomocí skenovací elektronového mikroskopu. Na základě provedených měření se zjistila závislost charakteru směsí nejen na době míchání, ale i na formulační strategii, konkrétně na množství škrobu, jenž byl použit pro přípravu premixu škrob‑dimetikon. Směsi vykazují složitou kinetiku chování, kdy dochází ke vzniku a rozpadu agregátů, následováno redistribucí dimetikonu mezi částice škrobu a API vedoucí k výsledné tokové vlastnosti.
5 Bc. Lenka Hašková M2 Ing. Maria Kotova Optimalizace přípravy 2'-hydroxychalkonu   detail

Optimalizace přípravy 2'-hydroxychalkonu  

Substituované flavanony a chalkony jsou cennými prekurzory pro syntézu medicínsky významných sloučenin. Syntéza těchto sloučenin vyvolala zájem z důvodu jejich různorodých biologických aktivit, jako jsou hypertenzní, antibakteriální, antimikrobiální, protinádorové a protizánětlivé aktivity. Hlavní metodou pro syntézu chalkonů je klasická Claisen-Schmidtova kondenzace aldehydu a ketonu v přítomnosti vodných alkalických bází, následovaná dehydratací. Běžnou metodou syntézy flavanonů je intramolekulární cyklizace 2'-hydroxychalkonů. Předkládaná práce se zabývala optimalizací přípravy 2'-hydroxychalkonu a následnou izomerací tohoto intermediátu na flavanon. Pro optimalizaci syntézy 2'-hydroxychalkonu byly testovány různé katalyzátory, rozpouštědla a různé pořadí přidávání látek do reakce. Při cyklizaci chalkonu na flavanon byl porovnáván vliv bazické a kyselé katalýzy. Nejlepších výsledků syntézy 2'-hydroxychalkonu bylo dosaženo, když reakce běžela přes noc, při použití 50 mmol 2-hydroxyacetofenonu, ekvimolárního množství benzaldehydu a 150 mmol hydroxidu draselného v methanolu. Nejvyšší dosažená selektivita k 2'-hydroxychalkonu byla 88,6 %, nejvyšší výtěžek 40,74 %. Při kysele katalyzované cyklizaci 2'-hydroxychalkonu na flavanon bylo dosaženo stoprocentní konverze již po 90 min.
6 Bc. Kateřina Karlíková M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Využití rutheniem modifikovaných hydrotalcitů při přípravě Delphonu detail

Využití rutheniem modifikovaných hydrotalcitů při přípravě Delphonu

Využití rutheniem modifikovaných hydrotalcitů při přípravě Delphonu Delphon je žádanou látkou v parfumářském průmyslu pro svou jasmínovo-magnoliovou vůni. Lze jej připravit „one-pot“ reakcí, kdy se za katalýzy rutheniem modifikovaných hydrotalcitů provádí aldolová kondenzace valeraldehydu s cyklopentanonem vedoucí ke vzniku 2-pentylidencyklopentanonu, který je možné následně hydrogenovat na žádaný Delphon. Katalyzátory použité pro popsanou reakci se připravují z prekurzorů Mg/Al hydrotalcitů. Tyto prekurzory lze modifikovat rutheniem, redukovat a poté aktivovat kalcinací a rehydratací. Na základě provedených experimentů byly navrženy tyto vhodné reakční podmínky pro one-pot aldolovou kondenzaci cyklopentanonu s valeraldehydem následovanou hydrogenací, kdy bylo dosaženo totální konverze valeraldehydu a 81% selektivity k Delphonu: teplota 120 °C, tlak 5 MPa, rozpouštědlo isopropylalkohol, molární poměr výchozích látek 1:5 (V:C), 40 hm.% rehydratovaného hydrotalcitu, ve kterém je molární zastoupení prvků Mg:Al = 2,5:1 a byl modifikován 3 hm.% ruthenia.  
7 Bc. Martina Kosmálová M1 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Syntéza ligandů pro chirální rozpoznání aniontů detail

Syntéza ligandů pro chirální rozpoznání aniontů

Fenoxathiinový makrocyklus je snadno dostupný inherentně chirální derivát thiacalix[4]arenu s potenciálním využitím v supramolekulární chemii. Práce se zaměřuje na syntézu ureidoderivátů fenoxathiinového makrocyklu využitelných jako receptory chirálních molekul. Nejprve byla připravena oxidovaná forma fenoxathiinového makrocyklu, která byla dále alkylována. Pro alkylaci byla zvolena dvě různá činidla, methyljodid a ethyljodid, a bylo pozorováno, zda bude mít volba alkylačního činidla vliv na průběh dalších reakcí. Dále byly optimalizovány ipso-nitrační a následná redukční reakce. Nakonec byl adicí na isokyanát připraven modelový ureidoderivát.



8 Bc. Katarína Kubinová M1 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Vývoj interaktivních směsí pro zvýšení biodostupnosti léčiv detail

Vývoj interaktivních směsí pro zvýšení biodostupnosti léčiv

Častým eliminujícím faktorem při výběru vhodných kandidátů na pozici potenciálních léčiv je nízká rozpustnost ve vodě, která je důležitým parametrem ovlivňujícím absorpci a biodostupnost léčiva. Cílem této práce bylo optimalizovat rozpustnost málo rozpustné účinné látky indometacinu, který byl použit jako modelové léčivo. Příprava směsí probíhala využitím konceptu interaktivních směsí. Pro studium rozpustnosti byly vytvořeny modelové směsi indometacin – laktóza a indometacin – CaHPO4·2H2O. Dále byly stanoveny jejich formulační limity za účelem vzniku uspořádaných směsí a následně byla zhodnocena homogenita vytvořených směsí. Práce se zaměřovala na faktory jako typ nosiče, hmotnostní zastoupení API ve směsi a velikost částic účinné látky a popisuje jednotlivé vlivy na rychlost rozpouštění API. Pro směsi s alternujícími hodnotami uvedených charakteristik byly naměřeny disoluční profily a z nich byly vyhodnoceny formulační limity pro tvorbu interaktivních směsí s obsahem indometacinu.  
9 Bc. Kateřina Kvasničková M2 Ing. Martin Zapletal, Ph.D. Studium kinetiky esterifikace cyklohexanolu a kyseliny mravenčí. detail

Studium kinetiky esterifikace cyklohexanolu a kyseliny mravenčí.

Cyklické alkoholy jsou významnými meziprodukty chemického průmyslu. Z hlediska kapacity je nejdůležitějším zástupcem cyklohexanol, který se používá k výrobě kyseliny adipové a ε-kaprolaktamu. Vzhledem k nedostatkům stávajících technologií jsou zkoumány nové a efektivnější způsoby výroby cyklohexanolu, přičemž jedním z nich by mohla být nepřímá hydratace cyklohexenu v přítomnosti kyseliny mravenčí. Cílem této práce je studium druhého stupně této technologie, hydrolýzy cyklohexylformiátu. Jelikož je tento systém dvoufázový, byly ve skleněné laboratorní aparatuře provedeny vsádkové experimenty zpětné esterifikace cyklohexanolu a kyseliny mravenčí, která probíhá v jedné fázi. Na základě experimentálních dat byly provedeny regrese v programu ERA 3.0 a získány hodnoty kinetických parametrů. Následně byly vypočteny hodnoty aktivační energie a reakční entalpie. Získané výsledky poslouží k návrhu reaktoru v této technologii.
10 Bc. Aneta Lakomá M2 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Identifikace faktorů ovlivňujících detekci detergentu na výrobním zařízení detail

Identifikace faktorů ovlivňujících detekci detergentu na výrobním zařízení

Validace čistících procesů ve farmaceutickém průmyslu je nezbytná z důvodu zabránění kontaminace následně vyráběného přípravku. Zdrojem kontaminace mohou být i detergenty používané k sanitaci zařízení. Z tohoto důvodu by mělo být součástí validace čistícího procesu i stanovení zbytkových detergentů. Pokud je prováděno ruční mytí, stanovení detergentů z oplachových vod není metodicky korektní pro nedefinovaný objem vody použitý při ručním oplachu zařízení. Cílem této práce je vyvinutí metodiky pro stanovení detergentu ve stěrech, jež byly po sanitaci odebrány. Vzhledem k tomu, že v používaném detergentu byly nejvíce zastoupeny anionické PAL (povrchově aktivní látky), byla ke stanovení použita analytická metoda určená právě na tuto skupinu látek (podle ČSN EN 903). Stěžejním úkolem je identifikace parametrů ručního mytí, které ovlivňují množství zbytkových anionických PAL na zařízení. Je zde zahrnuto studium vlivu členitosti povrchu, možnosti demontáže zařízení, předchozího vyráběného přípravku, délky setrvání detergentu na stěnách zařízení a lidského faktoru, na množství detekovaných anionických PAL.
11 Duc Thinh Le B3 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Vliv ekvatoriálních ligandů na výslednou cytostatickou aktivitu Pt(II) komplexů detail

Vliv ekvatoriálních ligandů na výslednou cytostatickou aktivitu Pt(II) komplexů

Platinové komplexy patří v dnešní době mezi často užívané látky v oblasti léčby nádorových onemocněních, především díky svému vysokému cytostatickému účinku. Nicméně kvůli svému neselektivnímu mechanismu účinku je s léčbou nádorových onemocnění spojeno mnoho nežádoucích účinků (nevolnost, nefrotoxicita aj.). Z tohoto důvodu se v současnosti vyvíjejí nové komplexy odvozených od klinicky používaných Pt cytostatik - cisplatina, oxaliplatina či karboplatina. U těchto komplexů je snaha dosáhnout lepších farmakologických vlastností se zachováním cytostatické účinnosti. Cílem této práce bylo připravit nové Pt(II) komplexy, které vycházejí z K[PtCl3NH3] s  různě substituovanými adamantylaminovými ligandy. Ligandy byly vybrány s ohledem na jejich (1) lipofilní charakter, který je klíčový pro transport léčiv pomocí pasivní difuze přes fosfolipidovou dvouvrstvu; a (2) objemnou strukturu, která plní ochranou funkci platinového jádra před nežádoucí interakcí s jinými molekulami nacházejícími se v organismu. Z tohoto důvodu byly sledovány interakce připravených platinového komplexů v prostředí obsahující sloučeniny s thiolovou skupinou (glutathion a cystein). Připravené komplexy byly analyticky charakterizovány metodami (LC-MS, FTIR) a stanovena jejich cytostatická aktivita.
12 Bc. Tuan Anh Le M1 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Porovnání výtěžků produktů pyrolýzy vybranných tradičních a alternativních surovin detail

Porovnání výtěžků produktů pyrolýzy vybranných tradičních a alternativních surovin

Pyrolýza je dominantním zdrojem celé řady strategicky významných látek. Se stále rostoucím tlakem na využívání obnovitelných zdrojů a posun k zelené chemii, se hledají způsoby, jak vyrábět ethylen a další petrochemikálie ekologičtější cestou. Pyrolýza hydrogenovaných rostlinných olejů (dále jen HVO) je jeden z alternativních způsobů, jak se ethylen může získat. Cílem práce je experimentálně prostudovat pyrolýzu některých HVO a následně porovnat výtěžky pyrolýzních produktů s výtěžky získaných pyrolýzou tradičních surovin, jako je primární benzín a AGO. Z řad olejů byly použity oleje slunečnicový, řepkový a použitý kuchyňský olej. Podle očekávání byl výtěžek ethylenu z pyrolýzy olejů velmi vysoký i v porovnání s tradičními surovinami. Hodnoty výtěžků ethylenu se ve své podstatě přibližují hranici výtěžnosti ethylenové pyrolýzy, což dokumentuje i fakt, že obsah ethylenu v produktech je porovnatelný s obsahem ethylenu v produktech pyrolýzy tak dobrých surovin ethylenové pyrolýzy, jako je čistý n-heptan. I z toho důvodu se pyrolýza rostlinných olejů jeví do budoucna jako velmi slibná metoda pro získávání ethylenu.  
13 Bc. Lukáš Lenz M2 Ing. Martin Veselý, Ph.D. Korelativní světelná a elektronová mikroskopie v analýze potahovaných tablet detail

Korelativní světelná a elektronová mikroskopie v analýze potahovaných tablet

Studium struktury potahovaných tablet, potažmo určení tloušťky potahu, se běžně provádí přímým pozorováním v optickém mikroskopu. Ovšem v případě, kdy potah nelze barevně odlišit od jádra je potřeba ke studiu mikrostruktury využít jiný typ mikroskopie, například skenovací elektronovou mikroskopii (SEM). SEM navíc umožňuje větší přiblížení mikrostruktury až na úroveň studia zhuštění materiálu jádra/potahu či prvkové mapování mikrostruktury pomocí EDS. Tato práce se zabývá SEM charakterizací potahovaných tablet a její prostorovou korelací s obrazem z optického mikroskopu. V této práci byla provedena a optimalizována analýza jak barevně odlišitelných, tak neodlišitelných potahů stejných míst tablet pomocí optické a elektronové mikroskopie doplněné mapováním EDS, které odhalilo nehomogenity v radiální koncentraci potahu vzniklé prvotní nasákavostí čistý jader při zahájení potahování. Pro ověření obecné platnosti SEM analýzy byla metoda validována korelací s barevnými potahy, která ukazovala jednoznačnou koexistenci odlišné mikrostruktury a prvkové složení spolu se změnou barvy z optického mikroskopu. Korelativní mikroskopie nám tedy dává účinný nástroj pro určení rozhraní mezi potahem a jádrem tablety i v případě barevně homogenních přechodů mezi potahem a jádrem.



14 Bc. Nikita Marinko M2 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vliv různých rozpouštědel na mikronizaci a formulaci meloxikamu do nosičových systémů pro zlepšené uvolňování detail

Vliv různých rozpouštědel na mikronizaci a formulaci meloxikamu do nosičových systémů pro zlepšené uvolňování

Jedním z konvenčních přístupů zrychlení rychlosti rozpouštění léčivých látek je snížení velikosti částic. Trendy ve formulačním vývoji lékových forem usilují o využívání nanočástic léčiv, a to např. ve formě nanosuspenzí. Nanosuspenze jsou nejčastěji připravované buď mletím, nebo vysrážením z roztoku. V obou případech ale musí být stabilizovány vůči zpětné agregaci částic. To vyžaduje plánovat formulaci lékových forem s přídavkem dalších látek, které zprostředkují stabilizaci nanosuspenze. To lze obejít využitím mikrosuspenzí, které nepodléhají tomuto jevu tak intenzivně. Cílem této práce bylo sledovat zvýšení rychlosti rozpouštění granulátů připravených z mikrosuspenze léčivé látky meloxikam. Sledován byl především vliv různých rozpouštědel na procesy mokrého mletí a granulace mikrosuspenze s excipienty. U mokrého mletí se jednalo o pozorování vlivu rozpouštědla na úroveň snížení velikosti částic a dispergaci v suspenzi. U granulace mikrosuspenze se sledoval vliv suspenzního rozpouštědla při granulaci na výslednou strukturu a kvalitu granulátu. Diskuze těchto pozorování byla provedena na bázi naměřených disolučních profilů, které byly dále matematicky interpretovány k detailnějšímu porovnání.  
15 Bc. Michal Němeček M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Vliv mísení na povrchovou energii partikulárních směsí  detail

Vliv mísení na povrchovou energii partikulárních směsí 

Povrchová energie pevných látek je analogem povrchového napětí kapalin. Jedná se o velmi důležitou charakteristiku partikulárních látek, která souvisí s dalšími jejími vlastnostmi, jako jsou tokovost, smáčení, apod. Navíc lze pomocí povrchové energie rozlišit různé šarže jednotlivých látek či jejich polymorfy. Pro změření povrchové energie existuje několik metod. V této prací byla použita metoda inverzní plynové chromatografie (IGC), která oproti ostatním metodám nevyžaduje přílišnou úpravu vzorku. Ve farmaceutickém průmyslu se touto metodou dají charakterizovat různé výrobní operace, jako je například mísení či mletí. Cílem této práce bylo studium vlivu mísení na povrchovou energii partikulární ternární směsi a stanovení adheze a koheze. Studovanou směsí byla reálná tabletovina, která způsobovala průmyslovému partnerovi problémy při její výrobě. Tato směs se skládala z jedné API a dvou excipientů (Avicel PH 102 a Aerosil 200). Z vyhodnocení adheze a koheze vyplynulo, že se API dobře dispergovala v obou excipientech. Dále bylo z pohledu povrchové energie pozorováno nestandardní chování Avicelu PH 102 v binárních směsích, avšak pořadí přidávání jednotlivých látek do procesu mísení nemělo na povrchovou energii této směsi žádný vliv.
16 Bc. Daniela Osinová M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Příprava γ-nonalaktonu detail

Příprava γ-nonalaktonu

 γ-Nonalakton je vonná látka vonící po kokosu, která se využívá jako dochucovadlo v potravinářském průmyslu a také jako složka do parfémů. Cílem této práce byla příprava γ-nonalaktonu. Náplní práce bylo optimalizovat druhý krok syntézy, kterým je laktonizace vzniklé 3-nonenové kyseliny. Byly testovány jak homogenní, tak i heterogenní katalyzátory. Při použití heterogenního katalyzátoru Amberlystu 15 tato reakce probíhala pouze s malými výtěžky (konverze 32 %). Jako homogenní katalyzátor byla použita 96% kyselina sírová, za jejíž katalýzy bylo totální konverze dosaženo do 30 min (100% selektivita). Vhodný molární poměr kyseliny 3-nonenové ku kyselině sírové byl 1:0,4.    
17 Bc. Milada Peřinová M1 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Studium obnovy narušené kožní bariéry pomocí lipidových nanonosičů detail

Studium obnovy narušené kožní bariéry pomocí lipidových nanonosičů

Hlavní bariéru lidské kůže tvoří její nejsvrchnější vrstva zvaná stratum corneum složená z korneocytů a intracelulárních lipidů. Narušení její lipidové složky související se sníženou hladinou ceramidů je spojeno s řadou kožních onemocnění. Cílem této práce bylo hledání optimálního složení ceramidových liposomů vyvinutých pro obnovu poškozené bariéry kůže s důrazem na dosud neprozkoumaný vliv velikosti nanočástic. S připravenými liposomy o rozdílné velikosti byly provedeny permeační experimenty na Franzových difúzních celách za použití prasečí kůže jako membrány. Po jejím narušení 10% roztokem laurylsulfátu sodného nebo roztokem chloroform:methanol (2:1) byly naneseny obnovující formulace v podobě homogenizovaných a nehomogenizovaných liposomů a lipidové suspenze. Stupeň obnovy byl sledován pomocí intenzity hmotnostního toku procházejícího indomethacinu aplikovaného na ošetřené kůže. Čím méně indomethacin procházel kůží, tím byla bariéra kůže lépe obnovena. Nejlépe byla kůže obnovena po aplikaci nehomogenizovaných liposomů. Dále byla provedena analýza léčiva zachyceného v kůži po permeačním experimentu, jejíž výsledky ukázaly, že formulace jsou schopny zvýšit koncentraci léčiva v kůži a mohly by v budoucnu mít vliv na dermální či transdermální aplikaci inkorporovaného léčiva.
18 Bc. Tomáš Prejza M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Kondenzace a cyklizace – příprava γ-nonalaktonu detail

Kondenzace a cyklizace – příprava γ-nonalaktonu

Gama-nonalakton je průmyslově žádanou vonnou a chuťovou látkou, která nalézá uplatnění v potravinářství a parfémech všech cenových kategorií. Syntéza se provádí ve dvou krocích – kondenzaci a cyklizaci. První krok syntézy spočívá v Knoevenagelově kondenzaci heptanalu s kyselinou malonovou. Za specifických podmínek lze zmíněnou reakcí získat žádanou 3-nonenovou kyselinu, která je vstupní surovinou pro druhý krok přípravy gama-nonalaktonu. Reakci vedenou v rozpouštědle xylenu při teplotě 135 °C, katalyzovanou piperidiniumacetátem byla získána směs obsahující až 56,6 rel% kyseliny 3-nonenové. Molární poměr reaktantů neměl vliv na výsledné složení. Druhým krokem syntézy byla kysele katalyzovaná cyklizace kyseliny 3-nonenové na gama-nonalakton. Reakce byla provedena bez přítomnosti rozpouštědla a jako katalyzátor byla použita 96% kyselina sírová. Po 2 hodinách reakce při teplotě 110 °C byl takto připraven gama-nonalakton s obsahem až 70 rel% v reakční směsi.
19 Bc. Sára Pytlíková M2 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Formulace nanočásticových nosičů hydrokortizonu detail

Formulace nanočásticových nosičů hydrokortizonu

Hydrokortizon je hlavním představitelem skupiny steroidních hormonů, glukokortikoidů. Je zodpovědný za adaptaci organismu na stresové podmínky regulací uvolňování glukózy do krve. V topickém podání je hydrokortizon indikován jako velmi účinné antialergikum a imunosupresivum. V důsledku penetrace dermálně podávaného léčiva přes kůži do krevního řečiště narážíme na řadu závažných systémových nežádoucích účinků, jako je snižování senzitivity buněk na přítomnost glukózy, redistribuce tukové tkáně a v neposlední řadě imunosuprese. Je tedy žádoucí vyvinout lékovou formu, která by zajistila prostup léčiva kůží v minimální míře. Potenciálem lékových forem s velikostí částic v řádech nanometrů je možnost ovlivnit průchod léčiva kůží a docílit tak požadovaného dermálního (lokálního) účinku. Cílem tohoto projektu bylo vyvinout časově stabilní lipidový nanočásticový emulzní systém s jednotnou velikostí částic a výrazně zvýšenou kumulací léčiva v kůži. Bylo nutné provést rozsáhlou optimalizaci složení formulace z hlediska použitých složek a jejich obsahu. Výsledkem výzkumu byly dvě „lead“ formulace splňující výše uvedené požadavky, se kterými byl proveden permeační experiment, kdy byla prokázána nízká penetrace léčiva do krevního řečiště a bylo testováno, zda se léčivo akumuluje v kůži.  



20 Bc. Dominika Smržová M2 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vliv způsobu přípravy na povrchovou energii pevných disperzí detail

Vliv způsobu přípravy na povrchovou energii pevných disperzí

V současné době se ve farmaceutickém průmyslu stále častěji vyvíjejí léčivé látky, které jsou ve vodném prostředí prakticky nerozpustné. Existuje řada metod, jimiž lze zlepšit rozpustnost léčivé látky. Jednou z nich je příprava pevných disperzí, ve kterých je účinná látka dispergována v inertním hydrofilním nosiči. Pevné disperze jsou tedy nejčastěji dvousložkovým systémem, z nichž nejžádanější je amorfní tuhý roztok, ve kterém je léčivá látka molekulárně dispergovaná v polymeru. Cílem této práce bylo studium vlivu způsobu přípravy na povrchovou energii pevné disperze. Jako modelová léčivá látka byl zvolen ve vodě špatně rozpustný tadalafil. Jako matrice byly vybrány hydrofilní polymerní nosiče Soluplus®, Kollidon® VA 64 a Kollidon® 12 PF. Pevné disperze byly připraveny dvěma různými metodami, tj.  odpařováním rozpouštědla a extruzí z taveniny. Pevné disperze byly poté srovnány s fyzikálními směsmi z hlediska povrchových vlastností, které byly naměřeny pomocí inverzní plynové chromatografie.  Ze získaných výsledků bylo zjištěno, že způsob přípravy pevné disperze má výrazný vliv  na povrchovou energii pevné disperze a že nižší hodnoty povrchové energie svědčí o vzniku žádoucího tuhého roztoku, což bylo podpořeno výsledky z mapování pomocí Ramanovy spektroskopie.  
21 Bc. Kateřina Steinbergerová M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Sytéza trans-palladnatých komplexů s různými odstupujícími ligandy detail

Sytéza trans-palladnatých komplexů s různými odstupujícími ligandy

Přechodné kovy nabízí široké využití v medicíně díky jedinečnému mechanismu působení, který lze ovlivnit volbou vhodného kovu, jeho oxidačního stavu, typem a počtem ligandů či jejich geometrií. Platinová cytostatika jsou nejvýznamnější skupinou léčiv z oblasti kovových komplexů. Léčba pomocí těchto látek však s sebou přináší závažné nežádoucí vedlejší účinky (nefrotoxicita, neurotoxicita aj.). Jednou z možností zlepšení farmakologického profilu látek je záměna centrálního kovu za palladium. Mezi výhody palladnatých komplexů patří vyšší rozpustnost ve fyziologickém prostředí, méně vedlejších účinků a přednostní tvorba trans-izomerů. Limitujícím faktorem Pd(II) komplexů je jejich vysoká reaktivita a nestabilita. Odstupující ligandy snadno disociují v cytoplasmatickém prostředí a reagují s nukleofilními biomolekulami (např. glutathion). Tím je zamezeno v dosažení molekuly DNA a daný komplex ztrácí svou potenciální cytostatickou aktivitu. Cílem této práce je syntéza trans-Pd(II) komplexů s adamantylaminovými a různými odstupujícími ligandy (Cl, Br, I). V rámci práce bude sledována stabilita sloučenin v přítomnosti glutathionu a cysteinu. Finální sloučeniny byly analyticky charakterizovány metodami LC-MS a FTIR. Za účelem ověření biologické aktivity byly provedeny testy cytotoxicity.
22 Bc. Zuzana Vavříková M2 Ing. Lada Sekerová Katalytické využití kovových komplexů salicylidenanilinu. detail

Katalytické využití kovových komplexů salicylidenanilinu.

V rámci této práce byly optimalizovány podmínky pro přípravu 1,2-epoxyindanu, popř. epoxycyklohexanu. Výchozími látkami byly inden, bicyklický aromatický uhlovodík, nebo cyklohexen. Byly použity 3 salicylidenanilinové katalyzátory, salicylidenanilin měďnatý (Cu(SA)2), salicylidenanilin palladnatý (Pd(SA)2) a polyacetylenový mikroporézní polymer obsahující jednotky salicylidenanilinu mědnatého (P(Cu(SA)2)). Jako oxidační činidlo byl použit terc‑BuOOH a byl sledován vliv katalyzátoru, reaktantu, teploty, kokatalyzátoru a molárního poměru reaktant:terc-BuOOH na rychlost reakce a selektivitu k žádanému produktu.Bylo zjištěno, že nejlepších výsledků (nejvyšší konverze indenu a selektivity k žádanému produktu) bylo dosaženo, pokud byl jako rozpouštědlo použit bezvodý dichlormethan, nebyl přidán kokatalyzátor a molární poměr reaktantu: terc-BuOOH byl 1:3 při 60 °C.V případě použití jak homogenního katalyzátoru Cu(SA)2, tak heterogenního měďnatého katalyzátoru  P(Cu(SA)2) bylo po 24 h dosaženo srovnatelné konverze indenu (76 resp. 74 %), přičemž selektivita k epoxyindanu byla výražně vyšší při použití katalyzátoru heterogenního (47 % resp. 29 %).  



23 Bc. Veronika Vágnerová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Vývoj metody pro stanovení Hansenových parametrů rozpustnosti polymerů používaných ve farmaceutickém průmyslu detail

Vývoj metody pro stanovení Hansenových parametrů rozpustnosti polymerů používaných ve farmaceutickém průmyslu

Hansenovy parametry rozpustnosti jsou používány v mnoha průmyslových oborech, kde slouží například k predikci kompatibility materiálů, jejich povrchu a k určení vhodného rozpouštědla. Velkého významu dosahují také v preformulačním vývoji ve farmaceutickém průmyslu, kde je možné pomocí nich posoudit výběr vhodných excipientů, čehož se týkal i cíl práce, kdy byla vyvíjena metoda pro jejich stanovení u polymerů inverzní plynovou chromatografií. Hansenovy parametry rozpustnosti byly získány na základě tří odlišných přístupů: Snydera a Kargera s využitím závislosti energie adsorpce na aplikované teploty, dle Voelkela a Janase stanovením Flory-Hugginsova interakčního parametru rozpustnosti a dle Stevena Abotta pomocí vzdáleností parametrů rozpustnosti molekulárních sond. Byla ověřena aplikovatelnost metody dle Voelkela a Janase, kdy byly její výsledky porovnány s již naším pracovištěm zavedeným postupem na bázi Snydera a Kargera. Dále byly vyzkoušeny podmínky, při nichž by mohla být tato metoda více optimalizována. Pracovalo se zejména s analýzou teploty skelného přechodu a vlivem použitých nosičů. Postup dle Stevena Abotta byl nově implementován a bude i nadále optimalizován. Na základě dosud zjištěných výsledků byla prokázána použitelnost metody dle Voelkela a Janase.
24 Bc. Jiří Zbytovský M2 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D. Extrakce síranových roztoků z výroby kaprolaktamu detail

Extrakce síranových roztoků z výroby kaprolaktamu

Při průmyslové výrobě kaprolaktamu se jako vedlejší produkt tvoří vodný roztok síranu amonného, který typicky obsahuje zhruba 1 % kaprolaktamu. Ve stávající technologii se na jeho získání používá extrakce pomocí trichlorethylenu, z důvodu nově připravované legislativy je však hledáno alternativní rozpouštědlo. Cílem této práce bylo prozkoumat možnost použití toluenu, proto byla nejprve experimentálně změřena data rovnováhy kapalina–kapalina pro systémy kaprolaktam–toluen–voda–síran amonný a kaprolaktam–trichlorethylen–voda–síran amonný, a to za různých teplot, obsahů síranu i kaprolaktamu. Tato data byla následně zpracována na rovnovážné křivky. Kromě toho byla experimentálně zjištěna závislost mezifázového napětí na obsahu kaprolaktamu v takovémto systému. Tato data byla následně využita k sestavení matematického modelu extraktoru v prostředí MATLAB, a to zaprvé modelu patrového, zadruhé pak přenosového modelu, který simuluje výplňovou kolonu, Karrův extraktor, extraktor s rotujícími disky či Kühniho extraktor. Ze simulací se jeví, že optimálním řešením by mohla být výplňová kolona s Raschigovými kroužky. Tato zjištění budou sloužit k návrhu procesu extrakce kaprolaktamu pro průmyslového partnera.
25 Bc. Kateřina Zítová M2 doc.Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Využití polymerních sítí v asymetrické transfer hydrogenaci detail

Využití polymerních sítí v asymetrické transfer hydrogenaci

Ve farmaceutickém průmyslu je kladen důraz na optickou čistotu látek, neboť kýžený terapeutický efekt má často pouze jeden z enantiomerů dané aktivní látky. Řešením může být například asymetrická transfer hydrogenace (ATH), při které je možné připravit selektivně žádaný enantiomer. Cílem práce bylo připravit katalytické systémy tvořené rutheniovými komplexy imobilizovanými na siliku a polymerní síť a následně ověřit aktivitu a selektivitu připravených katalyzátorů v  ATH acetofenonu při použití azeotropické směsi HCOOH/NEt3 jako zdroje vodíku. Pro porovnání byla provedena i ATH v homogenním uspořádání při použití komerčně dostupného rutheniového katalyzátoru. V obou systémech bylo dosaženo podobných výsledků. Hodnoty enantiomerního přebytku (ee) dosahovaly 99 %. V případě homogenního uspořádání činila hodnota konverze 94 %. V případě heterogenního uspořádání s katalyzátorem imobilizovaným na silice bylo dosaženo 55% konverze acetofenonu, katalyzátor na polymerní síti se ukázal jako neaktivní.  
26 Bc. Filip Čejka M2 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D. Intenzifikace bioreaktoru na výrobu bioplynu detail

Intenzifikace bioreaktoru na výrobu bioplynu

Bioplyn je v rozvojových zemích nejčastěji vyráběn v konstrukčně velmi jednoduchém reaktoru. Tento reaktor je nejčastěji v literatuře znám pod pojmem "covered lagoon bioreactor". Kvůli jeho konstrukční jednoduchosti však nedosahuje vysoké produkce bioplynu z důvodu nízké reakční teploty a nedostatečného míchání. Cílem mé práce tak bylo navrhnout intenzifikaci tohoto reaktoru, která by zmíněné nedostatky odstranila. Navržená řešení byla podrobena komplexním matematickým simulacím ve dvou simulačních softwarech (Comsol Multiphysics a Chemcad). Vytvořené simulace budou použity jako podklad pro intenzifikaci tohoto reaktoru.  
27 Bc. Hana Černá M2 Ing. Lada Sekerová Hydrogenace katalyzované kovovými komplexy Schiffových bází detail

Hydrogenace katalyzované kovovými komplexy Schiffových bází

Cílem této práce bylo otestovat použití kovových komplexů Schiffových bází jako katalyzátorů pro hydrogenace. Jako katalyzátory byly použity komplexy salicylidenanilinu s ionty měďnatými (Cu(SA)2) a palladnatými (Pd(SA)2) a polymerní komplex obsahující monomerní jednotky salicylidenanilinu a norbornadienu (NDB) komplexovaný rhodiovými ionty, tzv. P(Rh(SA)(NBD)). Byl sledován vliv substrátů, rozpouštědel, teploty a tlaku na průběh reakce. Také bylo testováno opakované použití katalyzátoru P(Rh(SA)(NBD)). Pokud nebyly testovány jiné reakční podmínky, reakce probíhaly za teploty 90 °C a tlaku 5 MPa. Komplexovaná Schiffova báze P(Rh(SA)(NBD)) se ukázala jako vhodný katalyzátor pro hydrogenace ketonů a nenasycených uhlovodíků.



28 Bc. Aneta Šnebergerová M2 doc.Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Hydrogenace dienických sloučenin za katalýzy rutheniovými komplexy detail

Hydrogenace dienických sloučenin za katalýzy rutheniovými komplexy

Komplex typu [Cp*Ru(butylsorbát)Tf (Cp*-pentamethylcyklopentadienyl), Tf=CF3SO3) je používán při selektivní hydrogenaci dienických sloučenin na přípravu chemických specialit. Vliv reakčních podmínek na reakční rychlost a selektivitu při hydrogenaci dienických sloučenin již byl detailně popsán. Vliv dienického ligandu na selektivitu a rychlost hydrogenace dosud nebyl podrobně studován. Tato práce seznamuje s problematikou selektivní hydrogenace vybraných dienických sloučenin za katalýzy rutheniovými komplexy. Cílem práce byla příprava a testovaní katalytické aktivity Ru komplexů, obsahujících různé dienické sloučeniny jako ligandy. Výsledky hydrogenace byly porovnány z hlediska reakčních rychlostí a selektivity. Na základě výsledků bylo zjištěno, že v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího jako ligand cyklookta-1,5-dien, bylo dosaženo lepších výsledků z hlediska konverze. Nejnižší reakční rychlost byla pozorována u cyklookta-1,3-dienu, oproti tomu nejvyšší reakční rychlosti bylo dosaženo u 2,4-dimethylpent-1,3-dienu (téměř 100 % konverze). Převážně ze sterických důvodů dosahovala hodnota konverze cyklických sloučenin nižších hodnot než v případě sloučenin acyklických. Selektivita na struktuře použitého komplexu závislá nebyla a pohybovala se v rozmezí 93-98 %.  
29 Bc. Barbora Šteflová M2 Ing. Eva Vrbková, Ph.D. Příprava směsných MoO3 a WO3 katalyzátorů a jejich aplikace v syntéze chemických specialit. detail

Příprava směsných MoO3 a WO3 katalyzátorů a jejich aplikace v syntéze chemických specialit.

Tato práce je zaměřena na přípravu směsných oxidických katalyzátorů: MoO3-SiO2, WO3-SiO2 a na jejich následnou aplikaci v syntéze chemických specialit. Celkem bylo připraveno 16 katalyzátorů, které se lišily jednak hmotnostním obsahem oxidu kovu vůči nosiči (1, 10, 25 a 40 hm. %) a dále metodou přípravy - impregnační a sol-gel metoda. Všechny připravené směsné oxidy byly následně pro potvrzení struktury a složení analyzovány pomocí rentgenové difrakce a fluorescence. Katalytická aktivita připravených materiálů byla testována ve dvou reakcích. První z nich byla aldolová kondenzace benzaldehydu s heptanalem, kdy může docházet ke vzniku dvou produktů: autokondenzátu heptanalu a jasminaldehydu. Druhou reakcí byla syntéza cyklického acetalu (2-hexyl-1,3-dioxolanu) - acetalizace heptanalu ethylenglykolem. Byl testován vliv jednotlivých katalyzátorů na průběh daných reakcí (t = 100 °C). Nejvyšších konverzí heptanalu (≥85 %) bylo u aldolové kondenzace dosaženo při použití katalyzátorů: Mo sg 2-10 %, 3-25 %, 4-40 %. U těchto reakcí bylo dosaženo 40% selektivity tvorby jasminaldehydu. Nejvyšších konverzí heptanalu (≥95 %) a 98% selektivity tvorby cyklického acetalu bylo u acetalizace dosaženo při použití katalyzátorů: Mo impr. 3-25 %, 4-40 %, Mo sg 3-25 %, 4-40 % a W impr. 3‑25 %.  
30 Bc. Kateřina Šuchmová M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Vývoj LC-MS metod pro screening biogenních molekul u pacientů s Alzheimerovou chorobou detail

Vývoj LC-MS metod pro screening biogenních molekul u pacientů s Alzheimerovou chorobou

Alzheimerova demence (AD) je mezi staršími jedinci nejčastější onemocnění. Je to progresivní neurodegenerativní onemocnění vyznačující se tvorbou β-amyloidových plaků v mozku. Nejzávažnějším symptomem je snížení kognitivních funkcí, což vede až ke ztrátě soběstačnosti. Ztráta kognitivních funkcí může být způsobena dysfunkcí CNS, která je důsledkem narušení cholinergního systému. Bylo prokázáno, že aktivita enzymu cholin-acetyltransferázy, který zprostředkovává cholinergní neurotransmisi, je u mozku s AD značně nižší než u mozku zdravého jedince stejné věkové kategorie. Existuje řada způsobů, jimiž lze progresi onemocnění zpomalit, nicméně prozatím je tato nemoc nevyléčitelná. Pro zpomalení progrese je stěžejní včasná diagnostika, díky níž lze zahájit léčbu co nejdříve. Cílem této práce byl vývoj metod na bázi LC-MS pro monitorování acylkarnitinů a aminokyselin v krevní plazmě pacientů s AD a kontrolní skupinou zdravých jedinců. Acylkarnitiny mohou upozornit na změnu složení mastných kyselin v organismu a jsou i důležitým zdrojem energie (podléhají β-oxidaci v mitochondriích). Navíc acetylkarnitin je jedním z prekurzorů acetylcholinu.
31 Bc. Adéla Šímová M1 prof. Ing. Libor Červený, DrSc. Optimalizace přípravy citronellylnitrilu detail

Optimalizace přípravy citronellylnitrilu

Citronellaloxim je výchozí sloučeninou pro přípravu citronellylnitrilu. Práce se zabývala optimalizací přípravy citronellaloximu, který je výchozí látkou pro přípravu citronellylnitrilu. Pro přípravu citronellaloximu byla vybrána reakce hydroxylaminu s citronellalem. Dříve navržený postup je momentálně nevhodný z důvodu produkce velkého množství odpadních vod při použití technického hydroxylamin sulfátu. Proto byl sledován vliv podmínek reakce na její průběh - zejména použití hydroxylamin hydrochloridu (jako náhrada hydroxylamin sulfátu), vliv množství vody nebo dalších rozpouštědel a vliv teploty. Na základě experimentů byly zvoleny vhodné reakční podmínky, při kterých bylo dosaženo totální konverze citronellalu a 90% selektivity k citronellaloximu. Bylo zjištěno, že hydroxylamin hydrochlorid je možné použít a zároveň, že je možné použít i menší množství vody i neutralizačního činidla. Byly zvoleny optimální podmínky: teplota 50 °C, doba reakce 2 hodiny, vhodné rozpouštědlo voda.   

112 - Ústav polymerů

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Eliška Hrdá M1 Ing. Lenka Malinová, Ph.D. Využití vápenatého iniciátoru pro přípravu biodegradovatelných (ko)polyesterů detail

Využití vápenatého iniciátoru pro přípravu biodegradovatelných (ko)polyesterů

Poly(ε-kaprolakton) (PCL) patří mezi biodegradovatelné a biokompatibilní polymery. Vzhledem ke svým vlastnostem je v medicíně využíván pro cílený transport léčiv, jejich řízené uvolňování nebo jako skafold v tkáňovém inženýrství. Nejčastěji využívaným iniciátorem pro přípravu PCL je 2-ethylhexanoát cínatý (Sn(Oct)2), který je však podezříván z toxicity vůči buňkám. Z tohoto důvodu se pozornost zaměřuje na iniciátory na bázi biogenních kovů, tj. vápníku či hořčíku. Vzhledem k době degradace PCL v rozmezí 2-4 let se často využívají kopolymery ε-kaprolaktonu (CL) např. s laktidem či glykolidem, které vykazují rychlejší degradaci. Mezi tyto materiály lze zařadit i kopolymer CL s γ-butyrolaktonem (BL). V této práci byl pro přípravu PCL využit v literatuře neprozkoumaný iniciátor na bázi vápníku - bis(ε-kaprolaktamát) vápenatý (CaCLA2). U připraveného PCL byly porovnány jeho mechanické vlastnosti s PCL iniciovaným v literatuře popsaným methoxidem vápenatým či komerčním Sn(Oct)2. Dále byl CaCLA2 otestován pro kopolymeraci CL s BL, kde byly použity různé poměry monomerů pro vytvoření koncentrační řady. Kopolymery byly charakterizovány obsahem kopolymeru, zastoupením strukturních jednotek či termickými vlastnostmi a byly sledovány jejich vlastnosti v závislosti na obsahu zabudovaného BL.  
2 Bc. Klaudia Jozefjaková M2 Ing. Lenka Malinová, Ph.D. Hvězdicové polymerní nosiče léčiv   detail

Hvězdicové polymerní nosiče léčiv  

Polymerní nosiče biologicky aktivních látek (BAL) patří k intenzivně studovaným materiálům v oblasti humánní medicíny. Jsou využívány jako transportní systémy pro kancerostatická léčiva, protilátky, antigeny, kterým mohou zajistit nižší toxicitu, dlouhodobější setrvání v organismu či preferenční akumulaci v cílových buňkách a tkáních. K takovým nosičům patří i námi studované hvězdicové polymery, které jsou sestaveny z lineárních biokompatibilních polymerních ramen na bázi poly(ethylenglykolu) (PEG) či poly[N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu] (PHPMA) vycházejících z hexavalentního biodegradovatelného cyklotrifosfazenového (CTP) jádra. Tyto polymery se vyznačují především vysokou molární hmotností, nízkou disperzitou a vysokým počtem funkčních skupin na koncích polymerních ramen pro navázání BAL. Práce je zaměřena jak na syntézu heterobifunkčních PEG a PHPMA polymerů, tak na přípravu funkcionalizovaných CTP derivátů a jejich následnou konjugaci za vzniku hvězdicových polymerů. K přípravě a charakterizaci hvězdicových polymerů  jsou v práci využívány moderní syntetické (bioortogonální reakce) a polymerační metody (RAFT) a sofistikované analytické techniky (SEC-MALLS, DLS). 
3 Bc. Kateřina Kocháňová M1 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Hydrofobizace termoplastického škrobu Vyžaduje anotaci
4 Bc. Pavla Palhounová M2 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Kaučukové jedy: porovnání vlivu manganatých a měďnatých sloučenin detail

Kaučukové jedy: porovnání vlivu manganatých a měďnatých sloučenin

Kaučukové jedy jsou sloučeniny na bázi přechodných kovů, které významným způsobem podporují stárnutí kaučuků i pryží. Působí jako katalyzátory rozkladu peroxidů vzniklých termooxidací kaučuku, čímž mohou významně napomáhat degradaci pryžových výrobků. Patří sem především sloučeniny mědi, manganu, dále jsou v literatuře také uváděny kobalt, železo nebo chrom. Typ použité suroviny je v literatuře méně studován než množství přechodného kovu. Tato práce se snaží toto opomenutí napravit. V této práci byly do dvou různých druhů přírodního kaučuku (SIR 10, GH 10) vmíchány ve dvou koncentracích síran, oxid a stearan manganatý, jejichž působení bylo porovnáno s působením stejných měďnatých sloučenin. Stárnutí bylo studováno změnou viskozity Mooney, kde bylo především využito indexu zachování viskozity MRI (Mooney Retention Index). Dále byla sledována změna obsahu gelu vzorků po stárnutí.  
5 Bc. Dominika Schovánková M2 Ing. Lenka Malinová, Ph.D. Samouspořádané polymerní vakcíny detail

Samouspořádané polymerní vakcíny

Významná část farmaceutického výzkumu je v dnešní době zaměřena na vývoj účinných a bezpečných léčiv proti infekčním a nádorovým onemocněním. Z hlediska bezpečnosti jsou velkým příslibem peptidové antigenní vakcíny, které ale z důvodů nižší schopnosti interakce s buňkami imunitního systému a často i omezené rozpustnosti v tělních tekutinách nedosahují požadované účinnosti. Vyhovujícím řešením tohoto problému by mohlo být navázání peptidové vakcíny na nanočásticový polymerní nosič, který zajistí vakcíně vyšší afinitu k imunitním buňkám, zvýší její rozpustnost a prodlouží dobu jejího imunologického účinku v organismu. Práce je zaměřena na syntézu a fyzikálně-chemickou charakterizaci biokompatibilních diblokových kopolymerů sestávajících z hydrofilního poly[N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidového] (PHPMA) a hydrofobního či termosenzitivního aminokyselinového bloku, které ve vodném prostředí spontánně vytvoří micelární struktury. Do struktur vybraných micel budou následně zavedeny jak peptidové antigeny, tak pomocné imunostimulační látky (adjuvancia). V práci budou využity moderní polymerační metody (RAFT, ROP) a sofistikované analytické techniky (SEC-MALLS, DLS).
6 Jonáš Uřičář B3 Ing. Jaroslav Minář Nanokompozity na bázi poly(trifluoroethyl methakrylátu) a funkcionalizovaného oxidu železitého detail

Nanokompozity na bázi poly(trifluoroethyl methakrylátu) a funkcionalizovaného oxidu železitého

Častým problémem při syntéze polymerních nanokompozitů je nedostatečná kompatibilita plniva s matricí. Tato práce se věnuje syntéze nanokompozitů na bázi magnetického oxidu železitého a poly(2,2,2-trifluoroethyl methakrylátu) (γ–Fe2O3/PMATRIF), v nichž bylo kompatibility obou fází dosaženo funkcionalizací γ–Fe2O3 organokřemičitým vazným činidlem. Úspěšný průběh funkcionalizace byl potvrzen termogravimetrickou analýzou a infračervenou spektroskopií. Funkcionalizované nanoplnivo bylo dále využito k přípravě nanokompozitů in situ interkalační polymerizací 2,2,2-trifluoroethyl methakrylátu; z připravených nanokompozitů byly posléze separovány polymerní řetězce volné či vázané na plnivo.  U vázaných řetězců bylo pomocí termogravimetrické analýzy stanoveno množství nanoplniva, jeho homogenní distribuce byla prokázána skenovací elektronovou mikroskopií. Přídavek nanoplniva měl překvapivě za následek pokles teploty skelného přechodu. Měření kontaktního úhlu potvrdilo pozitivní vliv nanoplniva na hydrofobicitu nanokompozitu. Získané poznatky v budoucnosti usnadní přípravu materiálů pro pokročilé optické aplikace.  



7 Bc. Klára Čermáková M2 doc. Ing. Jan Merna, Ph.D. Příprava amfifilních roubovaných kopolymerů na bázi dendritického polyethylenu tandemem koordinační a RAFT radikálové polymerizace.   Čeká na schválení
8 Veronika Šofrová B3 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Mechanochromní methyl-methakryláty na bázi spiropyranu Čeká na schválení
9 Bc. Jan Šubrt M1 Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D. Charakterizace drtí z pryžového odpadu a vliv jejich parametrů na vlastnosti kaučukových směsí a vulkanizátů detail

Charakterizace drtí z pryžového odpadu a vliv jejich parametrů na vlastnosti kaučukových směsí a vulkanizátů

Rozvoj automobilového průmyslu s sebou přinesl i velkou spotřebu surovin a materiálů. Tyto materiály je potřeba po konci životnosti jednotlivého dílu či celého automobilu zrecyklovat. Z tohoto pohledu je jedním z nejproblémovějších materiálů pneumatika, z největší části tvořená pryží. V posledních desetiletích se v Evropské unii výrazně řešil ekologický dopad skládkování pneumatik, které bylo ve velké míře zakázáno.  Odpadní pneumatiky se také drtí na granuláty a ty se používají např. jako palivo, nebo se mohou dále zpracovávat na jemnou drť. Ve své práci se zabývám charakterizací pryžových drtí z odpadních pneumatik a jejich zakomponováním do nových běhounových kaučukových směsí. Ty obsahovaly vždy stejnou koncentraci různých velikostních frakcí částic drtí vyrobených různými technologiemi. Studoval jsem reologické vlastnosti kaučukových směsí a po vulkanizaci mechanické vlastnosti vulkanizátů. Některé z těchto vlastností se s přídavkem drtě zlepšují.
10 Michaela Šusterová B3 Mgr. Soňa Hermanová, Ph.D. Polymérne nanočastice pre diagnostické aplikácie detail

Polymérne nanočastice pre diagnostické aplikácie

Poly(laktid-co-glykolid), PLGA, biodegradabilný a biokompatibilný kopolymér, je jedným z najviac študovaných a využívaných materiálov v medicíne. PLGA tvorí nanočastice, ktoré nachádzajú uplatnenie ako nosiče liečiv v nádorovej terapii. V prípade, že obsahujú enkapsulované fluorescenčné farbivá alebo superparamagnetické nanočastice oxidov železa (SPIONs), môžu slúžiť ako kontrastné činidlá. Cieľom tejto práce je pripraviť polymérny nosičový systém, tvorený nanočasticami PLGA s enkapsulovaným farbivom Nílskou červeňou a nanočasticami Fe3O4. Bol študovaný vplyv surfaktantu (Tween, Pluronic) pri príprave nanočastíc precipitáciou. Dokázali sme, že možno dosiahnuť modifikáciu záporne nabitého povrchu nanočastíc na kladný pomocou chitosanu. Kladný náboj na povrchu nanočastíc zvyšuje ich adhezivitu k povrchu slizníc a zaisťuje tak lepšiu biologickú dostupnosť.  

126 - Ústav inženýrství pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Polina Bainova M1 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Studium možností aplikace plazmoniky pro radikálové reakce a modifikace povrchů optických prvků. detail

Studium možností aplikace plazmoniky pro radikálové reakce a modifikace povrchů optických prvků.

Plasmonová katalýza organických sloučenin představuje unikátní možnost převedení energie světla na energii pro provedení chemické reakce. Dříve námi bylo prokázáno, že plasmon je schopen rozštěpit C-I vazbu ve struktuře symetrické iodoniové soli za vzniku radikálů, které se následně roubovaly na povrch zlata. V této práci bylo studováno plasmonem řízené štěpení C-I vazby ve struktuře nesymetrických iodoniových solí. Experimentální údaje posloužily jako podklad pro vývoj teoretického modelu chování molekul iodoniové soli při působení plasmonu. Na základě modelu bylo možné vyřešit jednu z klíčových otázek v oblastí plasmonové katalýzy – spouštění reakce vlivem injekce vnějšího elektronu nebo excitace vnitřního elektronu. Vyvinutý model perfektně vysvětluje změřené závislostí po kvantitativní a kvalitativní stránce. Lze předpokládat že podrobné studium tohoto procesu dovolí vysvětlit mechanismy plasmonové katalýzy i u dalších organických reakcí.
2 Sofiia Chufistova B3 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Unikatní optická metoda pro vzdálenou a bezpečnou detekci stopových množství vodíku detail

Unikatní optická metoda pro vzdálenou a bezpečnou detekci stopových množství vodíku

Vzdálená detekce vodíku bez využití elektronických součástí nebo zvýšené teploty je jednou z aktuálních témat vodíkové technologie a bezpečnosti. V této práci je navržena realizace vodíkového senzoru na bázi optického vlákna s jedinečnými vlastnostmi. Navržený senzor je multimodové vlákno potažené zlatem, které poskytuje vlastnosti plazmonu, a následně modifikované vrstvou IRMOF-20, který má vysokou selektivitu a afinitu k vodíku. Vrstva IRMOF-20 byla naroubovaná povrchovou metodou a její tvorba a vlastnosti byly studovány pomocí XPS, Raman, XRD a BET. Výsledky elipsometrie ukázaly zjevné změny indexu lomu vrstvy IRMOF-20 v důsledku sorpce vodíku. Ve výsledku přítomnost vodíku docházelo k výrazné změně polohy piku plazmonového pásma a ke zvýšení jeho intenzity. Navržené vodíkové senzory vykázaly vysokou rychlost odezvy, vynikající selektivitu vůči vodíku, velmi nízkou teplotní závislost, funkčnost při pokojové nebo nižší teplotě, necitlivost vůči vlhkosti a přítomností CO2, CO nebo NO2. Navržený vodíkový senzor navíc vykazoval dobrou reverzibilitu, dlouhodobou stabilitu a reprodukovatelnost výsledků.  
3 Bc. Lukáš Grulich M2 Ing. Alena Řezníčková, Ph.D. Plazmatická modifikace PTFE za zvýšené teploty detail

Plazmatická modifikace PTFE za zvýšené teploty

Polytetrafluorethylen (PTFE) se hojně využívá v tkáňovém inženýrství ve formě cévních protéz, katetrů anebo náhrad poškozených srdečních chlopní. Cílem této práce bylo studium povrchových vlastností PTFE v závislosti na době a teplotě modifikace v Ar plazmatu. Na všech těchto vzorcích byl stanoven hmotnostní úbytek a také byla sledována smáčivosti povrchu. V této práci jsou uvedeny změny povrchových vlastností PTFE pouze při teplotě 37 °C (teplota lidského těla) a 121 °C (teplota sterilizace). Na takto modifikovaných vzorcích byla sledována změna povrchové morfologie za pomoci AFM a změna chemického složení pomoci XPS. U gravimetrického stanovení změny tloušťky se s rostoucí dobou modifikace zvyšuje úbytek tloušťky polymeru. Největší ubytek byl dosažen při modifikaci při 37 °C. Z goniometrie je patrné, že s rostoucí dobou stárnutí klesá smáčivost, přičemž nejlepších hodnot smáčivosti bylo dosaženo u stárnutí do 3 hodin po modifikaci. Separací uhlíkového bylo zjištěno, že plazmatickou modifikací se na povrchu PTFE vytvářejí -C-F, -C-C-, -O-C=O, -C-O-, -C=O skupiny. AFM bylo zjištěno, že během modifikace dochází ke změně drsnosti povrchu.  
4 Bc. Klaudia Hurtuková M2 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Příprava a modifikace mikrostruktur z acetát celulózy detail

Příprava a modifikace mikrostruktur z acetát celulózy

Cieľom tejto práce bolo vytvoriť mikroštruktúry podobné včelím plastom na povrchu polyméru z acetát celulózy. Tieto štruktúry sa využívajú v tkanivovom inžinierstve ako skelety na podporu adhézie a proliferácie buniek. Tvorba sa získala prostredníctvom jednoduchej a rýchlej metódy separácie fáz ponorením polyméru do roztoku, pri normálnom vzduchu bez potreby ďalšej vlhkosti alebo povrchovo aktívnych látok. Metanol použitý pri tvorbe roztoku polymér-rozpúšťadlo-nerozpúšťadlo indikuje separáciu fáz a zaručuje vysoko usporiadané štruktúry. Ako substrát bol použitý plazmaticky modifikovaný fluórovaný polymér, na ktorý bol nanesený film z acetát celulózy a následne bol buď pokovovaný a zahriatý alebo bol kov pridaný priamo do roztoku celulózy. Na analýzu vytvorenej polymérnej vrstvy boli použité metódy ako goniometria, gravimetria, mikroskopia atomárnych síl (AFM) a skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM).  
5 Bc. Martin Jindra M1 prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc. Mikrokapková spektroelektrochemie grafenu detail

Mikrokapková spektroelektrochemie grafenu

Grafen, stejně jako ostatní dvourozměrné materiály, je v posledním desetiletí častým cílem výzkumu, ať už v aplikační nebo základní rovině. Hojně užívanými nástroji studia grafenu jsou elektrochemické a spektroskopické metody. Díky těmto měřením můžeme získat zásadní informace o vlastnostech  grafenu, jako jsou například odezvy na změnu vnějších vlivů. V této práci je pro charakterizaci grafenu využita kombinace Ramanovy spektroskopie a elektrochemické polarizace. Díky nové kombinované metodě „mikrokapkové spektroelektrochemie“ je poprvé možno měření cíleně lokalizovat na oblast zájmu, která se může blížit pouhým 10 µm2. Díky tomu je možné měření provádět na bazální ploše, hranách krystalu nebo na přechodech mezi různými vrstvami.
6 Bc. Kamil Kotrba M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Povrchová aktivace polymeru a její vliv na přípravu biopolymerních mikrostruktur detail

Povrchová aktivace polymeru a její vliv na přípravu biopolymerních mikrostruktur

Celulóza a její deriváty jsou často používány v humánní a veterinární medicíně, a to jak při vnějších aplikacích, tak i jako součást léčiv a prostředků s determinovaným způsobem uvolňování aktivních složek. Tato práce se zabývá přípravou mikrostruktur kyseliny polymléčné (PLLA) na substrátu regenerované celulózy (Goodfellow Ltd.). Kyselina polymléčná byla rozpuštěna v roztoku chloroformu a methanolu v poměru 85:15 obj. (chloroform:methanol) v množství: 1 g, 2 g, 3 g a 4 g. Do takto připravených roztoků byly namáčeny celulózové substráty. Celulózové substráty přicházely do styku s roztokem buď nepozměněné, nebo plasmaticky modifikované (argonovým plasmatem) za použití přístroje Sputter Coater SCD 050 od firmy BAL-TEC po dobu 240 s, výkony: 3 W a 8 W. Následná změna povrchové morfologie je analyzována mikroskopem atomárních sil – (AFM) a konfokálním mikroskopem. Změny hmotnosti byly vyhodnoceny gravimetricky. Byly zjištěny významné změny drsnosti materiálu po plasmatické modifikaci, byla popsána nová vrstva PLLA na substrátu připravená metodou dip coating a byly stanoveny hmotnostní přírůstky namáčených substrátů v závislosti na koncentraci PLLA v roztoku.  
7 Anna Kushnarenko B3 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Povrchová modifikace optických vláken pro precisní diskriminaci biologicky-významných látek s chirální-závislou aktivitou detail

Povrchová modifikace optických vláken pro precisní diskriminaci biologicky-významných látek s chirální-závislou aktivitou

Chirální detekce organických sloučenin má zásadní význam v oblastech farmakologie a medicíny. Běžné analytické metody, používané v této oblasti jsou výrazně omezeny časem a požadavky na vybavení. V této práci navrhujeme bezprecedentní alternativu, zaměřenou na diskriminaci enantiomerů a zjištění jejich koncentrací nekomplikovaným a expresním způsobem. Navrhovaný přístup je založen na vytvoření sondy s optickými vlákny se dvěma výraznými plazmonovými pásy zlata a stříbra. Jako modelovou sloučeninu chirální látky byla vybrána DOPA, s ohledem na její vysokou medicinskou relevanci. Povrch zlata byl roubován D-TA molekulami, schopnými ukotvit molekuly D-DOPA z okolního roztoku. Stříbrný povrch byl roubován molekuly L-TA, schopnými zachytit L-DOPA. Přítomnost DOPA L- nebo D- enantiomerů vedla, v závislosti na jejich chiralitě, k posunu absorpčních pásů zlata nebo stříbra, se zachováním polohy pásu jiného kovu. Povrchové vlastnosti a struktury získaných vzorků ve všech fázích práce byly studovány pomocí moderních fyzikálních a chemických analýz: XPS, AFM, SEM-EDX atd.
8 Bc. Krisztina Lelkes M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Metallic Organic Framework detail

Metallic Organic Framework

Dopad lidské činnosti na klimatické podmínky na naší planetě, včetně průměrných teplot, se neustále stupňuje, ať se jedná o spotřebu fosilních paliv, těžbu dřeva v deštných pralesích nebo intenzivnější chov hospodářských zvířat. Tím vzniká obrovské množství skleníkových plynů, které zvyšují objem přirozeně se vyskytujících plynů tohoto typu v atmosféře a tím zintenzivňují skleníkový efekt. Nejběžnějším skleníkovým plynem, který vzniká důsledkem lidské činnosti, je CO2. Utilizace CO2 je ovšem velmi náročná po technické stránce a vyžaduje velké tlaky a obrovskou teplotu. Cílem této práce je syntéza hybridních MOF/CuNPs pro utilizaci CO2 za mnohem mírnějších až pokojových podmínek. V prvním kroku byla optimalizována syntéza CuNPs, které by vykazovaly vhodné plazmonové vlastnosti. V dalším kroku byly na povrch CuNPs roubovány struktury MOF, které mají vysokou afinitu vůči CO2. Předpokládá se že MOF bude zachycovat CO2 a plazmon bude aktivovat zachycené molekuly. Tímto bude možné podstatně snížit technické nároky na utilizaci CO2.  
9 Bc. Hana Lněničková M2 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Příprava a modifikace PVA filmů a studium jejich vlastností detail

Příprava a modifikace PVA filmů a studium jejich vlastností

Polyvinylalkohol (PVA) patří do skupiny polymerů, které mají vysokou absorpční schopnost. Díky této vlastnosti jsou tyto polymery využívány v tkáňovém inženýrství jako hydrogely. Cílem této práce bylo připravit různé typy polymerních filmů s přídavkem kyseliny citronové, PEG, lysinu a celulózy. Vzorky byly modifikovány plazmatem za různých podmínek. Poté byly na vzorcích studovány jejich vlastnosti pomocí metody gravimetrie, goniometrie a XPS. Mezi jednotlivými měřeními byly vzorky uchovávány v exsikátoru za přítomnosti silikagelu. Vlastnosti polymerních fólií uchovávaných v exsikátoru byly porovnávány s vlastnostmi polymerních vzorků vystavených vzdušné vlhkosti v laboratoři. Pokračováním této práce bude příprava polymerních filmů s přídavkem naprášených Au a Ag nanočástic a studium vlastností polymerních fólií za konstantní vlhkosti v exsikátoru.  
10 Bc. Elizaveta Mutylo M2 Ing. Ondřej Kvítek, Ph.D. Vliv přídavku HPMC na stabilitu stříbrných nanočástic detail

Vliv přídavku HPMC na stabilitu stříbrných nanočástic

Stříbrné nanočástice (AgNPs) se jeví jako slibná náhrada antibiotik nevyvolající rezistenci u bakteriálních kmenů. Omezujícím faktorem je však termodynamická nestabilita koloidních systémů. Jedním z možných řešení tohoto problému je použití vysokomolekulárních polymerních látek vytvařejících ochranný film na povrchu nanočástic. Pro svoji chemickou a metabolickou inertnost, rozpustnost ve vodě a vynikající schopnost udržovat tvar jsme jako ochranný polymerní materiál zvolili hypromelosu (HPMC). Cílem této práce bylo připravit stříbrné nanočástice redukcí AgNO3 ve vodném prostředí a charakterizovat vliv přídavku HPMC na vlastnosti AgNPs. Stabilita roztoků byla sledována pomocí UV-Vis spektroskopie. S použitím transmisní elektronové mikroskopie (TEM) byla zjištěna morfologie a distribuce velikosti částic. Testy antibakteriálních vlastností byly provedeny in vitro na bakteriálních kmenech E. coli S. epidermidis. Dále byly otestovány různé způsoby přípravy suchých matric jako nosičů AgNPs a sledováno jejich uvolňování.  
11 Bc. Anna Petkevich B1 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Kombinace plazmon-aktivních a chirálních metal-organických struktur pro  expresní enantioselektivní detekcí  detail

Kombinace plazmon-aktivních a chirálních metal-organických struktur pro  expresní enantioselektivní detekcí 

V současnosti enantioselektivní chemické a biochemické analýzy jsou velmi pracné, časově náročné, vyžadují nákladné přístrojové vybavení a centralizované laboratorní podmínky. Proto velká vědecká pozornost je věnována výzkumu a vývoji nových bio-analytických nástrojů pro nenáročnou a express detekci chirálních analytů.  Hlavním cílem této práce bylo vytvoření vysoce citlivého optického senzoru založeného na principu SPR s vrstvy organokovových struktur (MOF-6) jako ligandů pro detekci chirálních látek. Pro dosažení citlivosti vůči dvěma různým látkám bylo použito zlato a stříbro, které vykazují pazmonovou resonanci a související absorbanci na různých vlnových délkách. Pro stereo-selektivní zachycení analytu byly roubovány organické struktury porézních sloučenin: L-MOF-6 a D-MOF-6. Výhodou MOF oproti jiným porézním materiálům (například aktivnímu uhlí a oxidu křemičitému) jsou nastavitelnost velikostí pórů a jejich funkcionality. Jako cílové analyty se testovaly chirální aminy cysteinu a tyrosinu. V dalším kroku analýza se prováděla na skutečně-relevantních vzorcích, obsahujících omeprazol.  Navržený optický senzor se snadno vyrábí a umožňuje, pomocí jednoduchého technologického schématu, zjistit přítomnost a koncentraci enantiomerů ve velmi krátkém časovém období.
12 Bc. Jana Pryjmaková M2 doc. Ing. Jakub Siegel, Ph.D. Příprava bimetalických nanodrátků na laserem modifikovaném polymeru detail

Příprava bimetalických nanodrátků na laserem modifikovaném polymeru

PEN je antiadhezivní polymer, jehož vlastnosti nacházejí využití v oblasti zdravotnických prostředků, především pro výrobu katetrů. Katetry však vykazují několik nedostatků jako je zarůstání průduchu okolní tkání nebo vznik infekcí a zánětů. V tomto případě je zapotřebí modifikovat polymer tak, aby plně odolával adhezi buněk, a zároveň působil antibakteriálně neboli zamezil vzniku biofilmu. Cílem této práce byla tedy povrchová modifikace PEN. Modifikace zahrnovala přípravu bimetalických nanodrátků metodou napařování na povrchu laserem modifikovaných PEN vzorků. Povrchy vzorků byly následně zkoumány pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM), UV-Vis spektrometru, rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a skenovací elektronové mikroskopie s fokusovaný iontovým svazkem (FIB-SEM). Na vzorcích byl také měřen kontaktní úhel přisedlé kapky destilované vody.  
13 Bc. Anastasia Skvortsova M1 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Kombinace přenosného SERS a matematických algoritmů pro přesnou identifikaci NDM kódujícího genu zodpovědného za rezistenci na antibiotika. detail

Kombinace přenosného SERS a matematických algoritmů pro přesnou identifikaci NDM kódujícího genu zodpovědného za rezistenci na antibiotika.

V dnešní době rezistence na antibiotika se jeví jako jeden z nejzávažnějších světových problémů. Proto možnost rychlé identifikace přítomnosti rezistence je obrovským zájmem současné medicíny. Klasický způsob pomocí kultivace a zjištění citlivosti selhává v případě urgentního stavu pacienta z důvodu časové prodlevy. Proto v této práci je navržena expresní metoda detekce genu kódujícího New Delhi metalo-beta-laktamázu - enzym zodpovědný za vznik rezistenci vůči beta-laktamovým antibiotikům, a to použitím přenosného SERS a následnou analýzou pokročilými matematickými algoritmy, což spolu dává vynikající výsledky z hlediska rychlosti a přesnosti v porovnání s mikrobiologickími metodami.  
14 Bc. Tomáš Tichý M2 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Příprava grafitických vrstev metodou CVD na elektrochemicky leštěných Cu fóliích. detail

Příprava grafitických vrstev metodou CVD na elektrochemicky leštěných Cu fóliích.

Cílem elektrochemického leštění Cu fólie, je co nejvíce zjemnit její povrch a zároveň povrch co nejméně chemicky, či mechanicky poškodit. Homogenita povrchu a minimalizace drsnosti Cu substrátu vede k zisku  kvalitnějších grafitických vrstev a také ke snížení počtu těchto vrstev, v ideálním případě až k monovrstvě, tedy ke grafenu, jehož příprava je hlavním cílem práce. Grafitické vrstvy jsou na měděný substrát připraveny pomocí metody CVD - chemické depozice z plynné fáze. Po depozici je měděný substrát odstraněn a grafitické vrstvy přeneseny na SiO2 destičku, na které je pomocí Ramanovy spektroskopie vyhodnocena kvalita a počet grafitických vrstev.
15 Bc. Andrii Trelin M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Convolution: a method for comprehensive signal processing (applied to Raman spectra). detail

Convolution: a method for comprehensive signal processing (applied to Raman spectra).

The vast majority of data, gathered in natural sciences are present in the form of spectra. Examples include such technics as IR, UV-VIS, Raman, NMR (1D and 2D spectra), AFM (2D or ND spectra), XRD, XPS, etc. Despite ubiquity of these methods, robust mathematical processing is developed only for a minority of them, e.g. Rietveld refinement for interpretation of diffraction analysis results. At the same time, interpretation of IR and Raman spectra is still typically performed manually, which utterly limits throughput of these technics, thus preventing potential large-scale application of these methods. As a first step in the automated spectra analysis, digital filtering is used, which could be thought of as a convolution of the signal with the filtering kernel. On the other hand, in the image recognition field convolutions are frequently used to highlight the most informative parts of the image, i.e. to extract the data. This work investigates convolution as an automated preprocessing method, applied to the DNA damage recognition.
16 Bc. Phuong Linh Trinh M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Plazmonová katalýza - navzdory obecné termodynamice detail

Plazmonová katalýza - navzdory obecné termodynamice

Plazmová katalýza vyvolala obrovský zájem v oblasti moderní chemie. Pomocí injekce horkých elektronů lze významně podpořit řadu chemických transformací a snížit jejich aktivační bariery až na nulovou úroveň. Tento jev závisí na energetické poloze molekulárních orbitalů a distribuci energie horkých elektronů, době relaxace horkých elektronů nebo dokonce na časové shodě živostnosti injektovaného horkého elektronu a době relaxace jader ve struktuře vzniklého iontu. Vzhledem k tomu, že proces plazmonové katalýzy zahrnuje několik nezávislých jevů, vliv teploty může významně ovlivnit průběh reakce pozitivním nebo naopak negativním způsobem. Každopádně lze předpokládat výraznou odchylku od běžných teplotních závislostí v plazmonem-spouštěné reakční kinetice. Van't Hoffovo pravidlo říká, že s růstem teploty se zvyšuje počet molekul, jejichž energie dosahuje EA, čímž se urychlí průběh reakce, platí tedy, že zvýšená teplota může podpořit překonání zbytkové energetické bariéry po excitaci plazmonů. Současně ale může docházet ke zkrácení životnosti horkých elektronů (v kovových nanostrukturách nebo na obsazeném molekulárním orbitalu), čímž může dojít ke snížení rychlosti reakce. Z toho vyvozujeme, že naopak snížení teploty může přispět k rychlosti reakce, což bylo prokázáno v této práci.  
17 František Vaněk M2 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Příprava grafenu difúzí přes kovovou vrstvu detail

Příprava grafenu difúzí přes kovovou vrstvu

Práce je zaměřena na přípravu uhlíkových vrstev blížících se svými vlastnostmi grafenu. Na strukturu substrát-nikl-uhlík jsou aplikovány různé teplotní režimy tak, aby niklová vrstva při chladnutí vylučovala rozpuštěný uhlík ve formě grafitických vrstev. Niklem indukovaná přeměna amorfního uhlíku na uhlík v sp2-hybridizaci je proces silně závislý na čase a teplotě, avšak významný vliv na kvalitu vrstvy má také substrát. Cílem je popsat dílčí problémy této metody přípravy, aby mohl být následně celý proces použit pro přípravu grafenu přímo na substrátu bez nutnosti transportu.    
18 Bc. Hana Walaská M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Příprava a použití hybridních struktur pro rychlou detekci konformačních změn biomakromolekul  detail

Příprava a použití hybridních struktur pro rychlou detekci konformačních změn biomakromolekul 

Mnohé přírodní látky, ale i syntetické molekuly, jsou chirální. Odlišné chirální vlastnosti dvojice enantiomerů jsou neodmyslitelně spjaty i s jejich farmakologickou aktivitou. Úskalím běžně využívaných metod enantio-selektivní detekce však často bývají velmi slabé chiroptické signály analytů a časová i instrumentální náročnost. V současnosti je proto kladen důraz na výzkum nových postupů, které by umožnily citlivější a rychlejší analýzu biologicky významných molekul. Cílem této práce bylo vytvořit a otestovat vysoce citlivý chirální optický senzor na bázi jednotlivých enantiomerů helicenů. Heliceny jsou syntetické inherentně chirální molekuly, které mají vysokou optickou otáčivost a další unikátní optické vlastnosti. Byly připraveny a plně charakterizovány různé deriváty helicenů. Látky byly posléze s úspěchem použity k modifikaci předem připravených zlatých optických vláken. Funkčnost a chirální selektivita takto vytvořených optických senzorů byla nejprve otestována na dvojici analytů L- a D- glukózy. Cílem bylo prokázat změny absorpčních pásů iniciované chirálními plasmonovými strukturami v závislostí na interakci plasmon-helicen-cílový analyt. Citlivost senzorů byla dále ověřena porovnáním měření chirálního β-laktoglobulinu a jeho opticky neaktivní tepelně denaturované formy.
19 Bc. Kristína Zahorjanová M1 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Pokročilé katalitycké vrstvy pre zvýšenie účinnosti palivových článkov na bázi PEM detail

Pokročilé katalitycké vrstvy pre zvýšenie účinnosti palivových článkov na bázi PEM

Potreba udržateľných zdrojov energie a ochrana životného prostredia viedli k rýchlemu vývoju technológie palivových článkov, ktorý poskytuje čistý a udržateľný zdroj elektrickej energie. Všeobecne sa vodíkový palivový článok skladá z dvoch katalytických vrstiev, ktoré sú oddelené protónovou výmennou membránou (PEM), ktorých činnosť vyžaduje uskutočnenie oxidačnej reakcie vodíka (HOR) a redukcie kyslíka (ORR) na opačných stranách PEM. Obzvlášť sme na povrchu PEM pripravili plazmón-aktívne (Au) a katalytické (Pt) vrstvy a integrovali ich do palivového článku. Aktivácia sa uskutočňovala s vlnovou dĺžkou zodpovedajúcou absorpčnému pásmu plazmónu. Bolo pozorované, že osvietenie vedie k významnému zvýšeniu napätia a elektrického prúdu produkovaného palivovým článkom, napriek tomu, že bolo osvetlených iba 50% povrchu PEM. Kontrolné experimenty naznačili, že pozorované javy sa vyskytujú iba v prípade spoľahlivosti vlnovej dĺžky svetla a absorpčného pásma plazmónu, so zanedbateľným prínosom tepelného účinku. Navrhovaný prístup tak prvýkrát predstavuje veľmi perspektívny trend použitia plazmonu a nový princíp pri navrhovaní pokročilých palivových článkov.  
20 Bc. Yana Zaporozhchenko M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Modifikace a vlastnosti fluoropolymerních nanotextilií detail

Modifikace a vlastnosti fluoropolymerních nanotextilií

Polytetrafluoroehtylen (PTFE) a perfluoroalkoxy alkany (PFA) patří ke třídě plastů známých jako fluorované polymery. Tyto látky vykazují velmi zajímavé vlastnosti s ohledem na jejích chemickou a tepelnou stabilitu, jsou odolné vůči stárnutí a oxidaci a mají nízké povrchové napětí. Proto jsou široce používané v řádě průmyslových odvětví, kde dochází k nepříznivým podmínkám. PFA byl vyvinut po objevu PTFE a má velmi podobné vlastnosti. Tato práce je zaměřena na studium základních vlastností polymeru PFA a jejich porovnání s vlastnostmi polymeru PTFE. Konečným cílem je ověření antimikrobiální aktivity povrchově upravených polymerů. Vzorky fluoropolymerů byly podrobeny plazmatické modifikaci za různých výkonů a expozičních časů. Sledoval se vliv plazmatické modifikace na povrchové vlastnosti polymerů, jejich odolnost vůči rozpouštědlům, povrchová energie a drsnost. Byla také sledována povrchová morfologie a povrchová chemie pomocí metod AFM, SEM a XPS.

141 - Laboratoř anorganických materiálů

143 - Ústav informatiky a chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Jaroslav Kurfürst M2 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Rozšíření databáze kuřecích endogenních retrovirů Čeká na schválení
2 Bc. Eva Matoušková M2 doc.Ing. Filip Lankaš, Ph.D. Structure and dynamics of naked and nucleosomal DNA containing pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct detail

Structure and dynamics of naked and nucleosomal DNA containing pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct

Ultraviolet radiation from the Sun can produce a covalent linkage between two adjacent pyrimidine bases in DNA to form pyrimidine (6-4) pyrimidone photoproduct. In my project I study DNA containing the pyrimidine dimer in naked oligomers and in nucleosomes, and two control DNA oligomers without the dimer. The systems were simulated by the molecular dynamics method with the OL15 force field for DNA and with explicit inclusion of water and ions. The DNA dynamics was analysed by measuring hydrogen bonds in the dimer and other parameters describing the structure. I also performed cluster analysis to identify separate conformational states. The results indicate that damaged DNA in the nucleosome exhibits more pronounced conformational dynamics that the naked undamaged DNA. This may provide mechanistic explanation of the observed high binding affinity of the UV-DDB repair protein to nucleosomal DNA.  
3 Bc. Anna Pavlů M2 prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. Crosslink and MS spectra generator for the study of M-PMV matrix protein Čeká na schválení
4 Bc. Jiří Reiniš B1 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Analysis of expression of human and mouse endogenous retroviruses in thymus Čeká na schválení
5 Anna Vavříková M1 Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Detection of expression of human endogenous retroviruses in different tissues Čeká na schválení
6 Martina Zoubková B2 RNDr. Michal Kolář, Ph.D. Simulace ribozomálního proteinu eS7 Čeká na schválení
7 Lucie Červenková B3 doc.Ing. Filip Lankaš, Ph.D. Temperature dependent structure, dynamics and deformability of DNA A-tracts Čeká na schválení

148 - Ústav chemické technologie restaurování památek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Ing. Lenka Fikerová B1 Ing. Klára Drábková, Ph.D. Šněrovačka detail

Šněrovačka

Práce se zabývá restaurováním šněrovačky z přelomu 18. a 19. století. Šněrovačka mohla být součástí spodního nebo vrchního oblečení a sloužila ke tvarování ženské postavy.Šněrovačka s puntem za předním dílem má výšivku s florálními motivy na hedvábné tkanině s atlasovou vazbou, takže byla zdobnou součástí ošacení. Spodní tkanina s ušitými tunýlky na velrybí a rákosové kostice je lněná s hrubou plátnovou vazbou. Zdobnou funkci podtrhuje šněrování s haraskou na předním díle. Funkční šněrování se nachází na zadním díle. Pro zlepšení stavu šněrovačky bylo nutné ji celou vysát od mechanicky ulpívajících nečistot, vyčistit houbičkou Cleanmaster, vytupovat z líce i rubu 1% vodným roztokem etanolu, obarvit materiál na doplnění a organzu na požadovaný odstín, tímto materiálem skeletovat protržená místa a zakrýt porušený lem organzou, vyčistit a opravit poškozené šůsky usně. Pro adjustaci šněrovačky byl zvolen způsob uložení přímo na formě v sešněrovaném stavu. Forma byla vytvořena z materiálu Fosshape. Jedná se o 100% PES netkanou textilii s vlastnostmi podobnými ovčímu rounu. Adjustovaná šněrovačka byla uložena do krabice z archivní nekyselé lepenky Klug s roličkou pro původní šněrovadlo. Forma adjustace umožňuje okamžitou instalaci do expozice bez dalšího namáhání materiálů šněrovačky.  



2 Bc. Dominika Fink M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Charakterizace a porovnání vybraných secesních dekorů sklárny Lötz Witwe pomocí nalezených střepů detail

Charakterizace a porovnání vybraných secesních dekorů sklárny Lötz Witwe pomocí nalezených střepů

Práce navazuje na bakalářskou práci Historie výroby secesního skla na území Čech. Výzkum vědecko-historický i technologický se ale rozšiřují a zabírají čtyři nejslavněší secesní dekorační techniky sklárny Lötz Witwe z Klášterského Mlýna. Toto bylo možné uskutěčnit díky ochotě místních obyvatel, kteří darovali střepy dostatečné velikosti a reprezentativnosti, které jsme mohli podrobit nedestruktivním i destruktivním analýzám a charakterizovat tak sklářské dekorační techniky sklárny, která roku 190 získala zlatou medaily na světové výstavě v Paříži a její výrobky se dodnes draží za stovky tisíc korun.



3 Bc. Václav Gerstner M2 Ing. Klára Drábková, Ph.D. Vlastnosti a dlouhodobá stabilita vybraných disperzních lepidel detail

Vlastnosti a dlouhodobá stabilita vybraných disperzních lepidel

Polyvinylacetátová disperzní lepidla patří v dnešní době díky svým dobrým adhezivním vlastnostem a jednoduchostí použití mezi nejpoužívanější lepidla. Vlastnosti těchto lepidel je možné navíc upravit pro specifické použití změnou jejich složení. Pro svou variabilitu a univerzálnost byla v minulosti hojně využívána v restaurátorské praxi k lepení historických předmětů. Během stárnutí se však z tohoto druhu lepidel uvolňují páry kyseliny octové, která je významným stimulátorem chemické degradace organických i anorganických materiálů.  Hlavním tématem této práce bylo testování a vzájemné porovnání vlastností dvou polyvinylacetátových vodných disperzí oproti jedné akrylátové. K testování byla vybrána lepidla Dispercoll D3, Duvilax BD 20 a Lascaux Acrylkleber 498HV. Z lepidel byly zhotoveny tuhé filmy, u kterých pak byly pozorovány změny v obsahu uvolněných par kyseliny octové, změny barevnosti, změny modulu pružnosti a změny rozsahu mikrobiálního napadení pozorované po vystavení vlivu denního světla s UV složkou nebo po stárnutí suchým a vlhkým teplem. Zkoumána byla čistá  PVAc lepidla a lepidla obohacená o uhličitan hořečnatý nebo biocid Acticide M. Akrylátová disperze dodávaná s předem upravenou hodnotou pH a obsahem biocidu nebyla nijak modifikována.  
4 Bc. Kateřina Mlsnová M2 Ing. Zuzana Zlámalová Cílová, Ph.D. Možnosti 3D skenování skleněných předmětů detail

Možnosti 3D skenování skleněných předmětů

3D skenování je proces, při kterém je možné převést trojrozměrný předmět do digitálního modelu. Model je pak možné upravovat a ve výsledku může být použit jako předloha pro 3D tisk. V restaurátorské oblasti lze této techniky využít k digitalizaci, rekonstrukci nebo ve spojení s 3D tiskem k vytváření faksimilií historických předmětů. Tato práce je zaměřena na možnosti využití 3D skenování v oblasti restaurování historického skla. Všeobecně je sklo materiálem, který je obtížně skenovatelný, zejména kvůli jeho průhlednosti a lesku. Na vybraných skleněných předmětech bylo testováno, do jaké míry je lze bez dalšího zásahu naskenovat. Dále byl hledán vhodný postup úpravy povrchu, aby bylo možné naskenovat i velmi lesklé nebo průhledné předměty. V první řadě byly vybrány komerčně využívané zmatňující spreje doporučované pro lesklé objekty při 3D skenování. Byla provedena charakterizace těchto sprejů a zkoušky odstranitelnosti z povrchu skla. Dalším materiálem, pro zmatnění povrchu skleněných předmětů, byl na základě literatury vybrán cyklododekan (CDD), který je díky svým vlastnostem dobře a beze zbytku odstranitelný. Experimentálně byla vybrána nejvhodnější metoda jeho nanášení. Na základě získaných výsledků byla rozpracována metodika pro 3D skenování historického/archeologického skla.
5 Bc. František Míček M2 Ing. Anna Fialová Chemické odstraňování graffiti z mozaikového skla   detail

Chemické odstraňování graffiti z mozaikového skla  

Cílem práce bylo vyhodnotit účinnost vybraných chemických přípravků při odstraňování sprejových barev různého složení a jejich vliv na základní vlastnosti mozaikového skla. Na základě podrobného průzkumu byli zvoleni zástupci komerčních a laboratorních přípravků a běžně používaných rozpouštědel. Porovnávána nebyla pouze účinnost a neškodnost vůči podkladu, ale také vlastnosti při aplikaci, které výrazně ovlivňují jejich použitelnost v praxi. Nejodolnějším proti odstranění byl z testovaných laků červený akrylátový. Z nitrocelulózových laků byl odolnější stříbrný, plněný hliníkovým práškem, který nejlépe odolával působení UV záření. Nitrocelulózové laky byly celkově lépe odstranitelné. Celkově nejúčinnější odstranění graffiti z povrchu vzorků mozaikového skla vykazovaly mikroemulzní systémy. Z testovaných komerčních přípravků byl celkově nejúčinnějším rozpouštědlový odstraňovač Graffiti Cleaner, Při použití testovaných přípravků v praxi by bylo samozřejmě nutno brát ohled na mnoho dalších faktorů (porozitu pojiva mezi mozaikovými kostičkami, soudržnost mozaiky, orientaci povrchu kostiček atd), které by mohly ovlivnit vhodnost použití jednotlivých přípravků.



6 Bc. et Bc. Pavla Náhunková M2 Ing. Vítězslav Knotek, Ph.D. Materiálový průzkum technologie konzervace vězeňského rukopisu Julia Fučíka detail

Materiálový průzkum technologie konzervace vězeňského rukopisu Julia Fučíka

Během léta 1951 byl konzervován vězeňský rukopis Julia Fučíka v dílně Archivu Ministerstva vnitra a následně zalisován v Řetenické sklárně mezi dvě skleněné desky obdobným způsobem jako při výrobě bezpečnostního vrstveného skla. Ze sbírky Muzea dělnického hnutí rukopis nedávno převzalo Národní muzeum, které shledalo některé sendviče nestabilní. Uvnitř těchto desek dochází viditelně k závažné degradaci. V souvislosti s tímto zjištěním byl osloven Ústav chemické technologie restaurování památek VŠCHT Praha, aby zhodnotil podmínky uložení archiválie ve skleněném sendviči a provedl materiálovou analýzu. Teoretická část práce byla zaměřena na rešeršní průzkum dobové literatury o konzervování papíru a výrobě bezpečnostních vrstvených skel. V rámci experimentální části byl zkoumán jeden exemplář skleněného sendviče. Po mechanickém otevření sendviče byly vrstvy identifikovány pomocí infračervené spektroskopie. Propustnost jednotlivých vrstev pro záření 290  740 nm byla zkoumána UV/VIS spektroskopií. V práci byly porovnávány informace z dobových zdrojů se skutečným stavem konzervovaného předmětu a jejich interpretace současnými znalostmi. Neobvyklý způsob konzervace přinesl nový pohled na způsob uložení archiválií v 50. letech.  
7 Bc. Jan Růžička, DiS. M2 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Hodnocení mechanických vlastností spojů vybraných adheziv používaných pro lepení střepu slinuté keramiky v současné restaurátorské praxi detail

Hodnocení mechanických vlastností spojů vybraných adheziv používaných pro lepení střepu slinuté keramiky v současné restaurátorské praxi

Nejčastějším poškozením historických výrobků ze slinuté keramiky je lom v důsledku mechanického namáhání. Úkolem restaurátora je spojení poškozeného předmětu v jeden celek a výběr použitého adheziva má zásadní vliv na vlastnosti spojů. Jedním z nejdůležitějších parametrů je celková pevnost lepeného místa. Je důležité, aby při opětovném namáhání lepeného spoje došlo k novému lomu v adhezivu, a ne ve střepové hmotě. Pevnost lepeného spoje tedy musí být nižší než samotné střepové hmoty, ale na druhou stranu dostatečně vysoká pro spolehlivou fixaci restaurovaného předmětu. Dalšími faktory ovlivňujícími výběr adheziva jsou zpracovatelnost, dostupnost adheziva, jeho pořizovací cena aj. Výběr adheziva provádí restaurátor na základě požadovaných vlastností dle charakteru konkrétní památky. Jelikož hodnocení pevnosti v ohybu spojů keramických hmot a různých adheziv není normalizováno, bylo cílem této práce vyvinout vhodný postup zkoušení, a to zejména zatěžovací rychlosti pro vzorky s reálným lomem. Testovány byly trámky modelových směsí simulující historický materiál spojené adhezivy na bázi epoxidové pryskyřice: Araldite 2020, HXTAL-NYL-1; akrylátové pryskyřice: Paraloid B72 30% a 50% roztok v acetonu; akrylátové disperze Lascaux 498 HV a kombinace Paraloid B72 20% s Araldite 2020.



8 Bc. Martina Valentová M2 Ing. Jan Krejčí Barvení syntetických textilií detail

Barvení syntetických textilií

Polyamidový tyl je v restaurátorské a konzervátorské praxi často používán pro doplnění, překrytí či jako podklad restaurovaných textilních předmětů; lze jej využít i pro čalounění. Z estetických důvodů je většinou nutné jej obarvit na vhodný barevný odstín. Existují různé skupiny textilních barviv, z nichž většina je určena primárně pro určitý druh vláken. Barvivy, která jsou určena přímo pro barvení polyamidových vláken, však mnohdy restaurátor nedisponuje, protože se obvykle setkává s materiály jiného složení. Cílem práce je proto porovnat možnosti barvení polyamidových vláken různými skupinami textilních barviv. Vhodná barviva musí splňovat několik základních požadavků, mezi které patří především stálost výsledného barevného odstínu a egalita vybarvení. V rámci práce byly vybarveny modelové vzorky polyamidového tylu různými skupinami textilních barviv. Kolorimetricky byla sledována rovnoměrnost a dlouhodobá stabilita výsledného vybarvení materiálu. Dále byl zjišťován vliv tepelné předúpravy materiálu na všechny sledované vlastnosti.  
9 Veronika Váchová B4 Ing. Klára Drábková, Ph.D. Restaurování pontifikálních střevíců detail

Restaurování pontifikálních střevíců

Pontifikální střevíce pochází zřejmě z 19. století a nyní patří do sbírek Národního muzea v Praze. Dle bohatého zdobení je zřejmé, že byl jejich původním majitelem biskup. Pontifikální střevíce polobotkového typu jsou vyrobeny ze světlé usně, která je z vnější strany potažena tmavě vínovou tkaninou s rypsovým efektem. Z usně jsou vyrobeny také vnitřní stélky střevíců. Okraje střevíců začišťuje lemovka vínové barvy. Vrchní tkaninu po celé ploše zdobí bohatá dracounová výšivka s bulliony, drobnými flitry a kovovými korálky. Vzor výšivky tvoří rostlinné motivy. Podešve střevíců jsou vyrobeny ze silnější usně. Střevíce mají podpatek zvýšený klínem. Střevíce je možné zavázat stuhou skrze dírky v okrajích. Restaurování střevíců spočívalo v jejich očištění od prachu, očištění dracounových výšivek gumovací pryží a přišití uvolněných nití na původní místo. Na střevících byly opraveny boční švy a byla slepena špička pravého střevíce. Stuhy na zavazování byly čištěny v perchlorethylenu. Byl proveden také textilně-technologický rozbor střevíců a dokumentace vzoru výšivek. Na závěr byly střevíce uloženy na vyjímatelnou podložku do krabice a byly doporučeny podmínky pro jejich vhodné uložení a expozici. Střevíce byly následně vystaveny v Národním muzeu v rámci výstavy "Tajný život sbírek".
10 Bc. Eliška Špotová M1 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Kombinovaný postup konsolidace dámských střevíců detail

Kombinovaný postup konsolidace dámských střevíců

Předmětem práce je kombinovaný postup konsolidace částí vrchní tkaniny na svršku dámských střevíců, restaurovaných v rámci bakalářské práce. Střevíce jsou ze sbírky Historického muzea Národního muzea a pochází z konce 18. století. Svršek střevíců je tvořen ze špice z hrubé tkaniny a zadních dílců z jemné bílé usně, obojí potažené modrou vytkávanou tkaninou. Na obou střevících byla díra ve vrchní tkanině na špičkách a vrchní tkanina na zadních dílcích byla ve velmi špatném stavu. Při restaurátorském zásahu nebylo možné zajistit tato poškozená místa kvůli jejich stavu pouze pomocí šité skeletáže, proto byl zvolen postup kombinace šité skeletáže a lepení. Byly provedeny zkoušky různých druhů adheziv a jejich aplikace. Na základě provedených testů byl vybrán film adheziva Lascaux Akrylkleber 498HV jako nejvhodnější pomocný prostředek pro konsolidaci.   
11 Anna Šrámková B4 Ing. Klára Drábková Vesta z garderoby Jindřicha Mošny detail

Vesta z garderoby Jindřicha Mošny

Vesta z civilní garderoby Jindřicha Mošny, renomovaného herce Činohry Národního divadla mezi lety 1864–1909, byla restaurována jako sbírkový předmět Národního muzea v rámci předmětu Semestrální práce IV. Bavlněná vesta světle krémové barvy s dvouřadým zapínáním a zdobným vazebným efektem tkaniny byla znečištěna skvrnami neznámého původu rezavého zbarvení, tzv. foxing. Též byla výrazně potrhaná v průramcích v délce celého boku, v minulosti nevhodně vyspravovaná, což vedlo k dalšímu poškození tkaniny. Jednomu z knoflíků chybělo kovové jádro kvůli protržení jeho textilního obalu, a jedna z vázacích plátěných stuh byla v minulosti roztržena v půli a nešetrně nahrazena keprovkou nevhodné šíře. Vesta byla čištěna mokrou cestou s jádrovým mýdlem, což odstranilo její škrobení a snížilo intenzitu barevnosti foxingu. Nevhodné šité úpravy na vestě byly odstraněny a trhliny byly podloženy dobarveným bavlněným plátnem a skeletovány nití taženou z organzy. Do knoflíku bylo vsazeno nové kovové jádro, byl zašit a obalen dobarvenou jemnou hedvábnou krepelínou. Nevhodný doplněk stuhy byl nahrazen vhodnějším materiálem pro možnost svázání stuh v adjustaci při expozici. Vesta byla adjustována na polstrované ramínko a zakryta obalem ušitým na míru z neběleného bavlněného plátna.  

215 - Ústav technologie ropy a alternativních paliv

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Akram Al Masani M1 doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. Limitující faktory simulované destilace při analýze paliv s obsahem kyslíkatých látek detail

Limitující faktory simulované destilace při analýze paliv s obsahem kyslíkatých látek

Biopaliva, často obsahující kyslíkaté látky, jsou v rámci evropské energetické politiky výrazně prosazována nejen kvůli snížení emisí skleníkových plynů, ale také z důvodu zvýšení své energetické soběstačnosti. Přítomnost kyslíkatých biokomponent v uhlovodíkovém palivu však ovlivňuje možnosti analýzy takového paliva, mimo jiné i interpretaci metody simulované destilace. Tato metoda plynové chromatografie, která je hojně využívána pro svoji schopnost rozsáhlé charakterizace destilačního profilu, má určité limitující faktory mající vliv na správnost výsledků, především při analýze paliv s obsahem kyslíkatých látek. Cílem této práce je experimentálně ověřit, do jaké míry ovlivňuje přítomnost kyslíkatých biokomponent výsledky simulované destilace, která je v některých případech používána jako schválená alternativa ke klasické destilační zkoušce.  
2 Bc. Tomáš Macek M2 Ing. Miloš Auersvald První kroky ke co-processingu stabilizovaného bio-oleje s ropnými frakcemi detail

První kroky ke co-processingu stabilizovaného bio-oleje s ropnými frakcemi

Bio-olej (B-O) získaný pyrolýzou odpadní biomasy, např. slámy, představuje jednu ze slibných možností alternativních biopaliv druhé generace. Před tímto použitím je nezbytné zlepšit vlastnosti B-O tak, aby byl nejen mísitelný s uhlovodíky ale především termicky a oxidačně stabilní. Vizí projektu BioMates je, oproti všeobecnému trendu, stabilizace B-O pomocí hydrorafinace následovaná co-processingem tohoto produktu v ropné rafinérii. Tímto by mělo být dosaženo nejen snížení spotřeby vodíku nezbytného pro úpravu, ale navíc i využití jeho přebytků v rafinériích současně s využitím volných kapacit provozovaných jednotek. Destilační rozmezí stabilizovaného B-O je široké od nejlehčích benzínových po těžší vakuové frakce, kdy zbytek vroucí nad 360 °C je tuhý, tvoří přibližně třetinu vzorku a je nezbytné ho na rozdíl od zbylé části vzorku (46% naftové frakce) hydrokrakovat. Destilace je tedy nezbytným krokem před samotným co-processingem. Ačkoliv vsádková destilace stabilizovaného B-O je možná, testy mísitelnosti prokázaly změny ve složení nejtěžší frakce, způsobené dlouhodobým nadměrným tepelným namáháním. Hlavní náplní mé diplomové práce tedy bude optimalizace a následná aplikace molekulové destilace za účelem přípravy stabilizovaného B-O jako suroviny pro hydrokrakovací jednotku.
3 Bc. Marek Mrva M1 Ing. Lukáš Matějovský, Ph.D. Vliv koncentrace inhibitoru na účinnost inhibice koroze oceli v prostředí lihobenzínových paliv detail

Vliv koncentrace inhibitoru na účinnost inhibice koroze oceli v prostředí lihobenzínových paliv

Zavádění alternativních paliv, např. bioethanolu, s sebou nese nečekané technické výzvy. Bioethanol se míchá s fosilními benziny a lze jej spalovat v zážehových motorech. Ropný benzin obsahuje pouze uhlovodíky, které s kovy nereagují. Benzin s vysokým obsahem ethanolu je ale vůči kovovým konstrukčním materiálům značně agresivnější. Jednou z možných metod ochrany kovů před degradací jsou inhibitory koroze. V prostředí lihobenzinových paliv se jako inhibitor koroze již dříve osvědčil diethylentriamin (DETA). Elektrochemické metody jako záznam volného potenciálu (OCP), měření spekter EIS a Tafelova analýza polarizačních křivek jsou vhodné pro studium koroze. Cílem této práce bylo ověřit na oceli tř. 11 inhibiční vlastnosti DETA při nízkých koncentracích. Testována byla modelová paliva E60 a E85 kontaminovaná demineralizovanou vodou s malým množstvím korozivních přísad. Vzorky byly aditivovány různými koncentracemi DETA. Měřilo se s krátkým (1 h) a dlouhým ustalovacím časem (24 h). Výsledkem těchto měření je velké množství dat, ze kterých byly vyhodnoceny veličiny jako korozní rychlost, korozní proud a potenciál nebo polarizační odpor. Byl potvrzen smíšený charakter inhibitoru koroze DETA. Vzhledem k použitým koncentracím inhibitoru byla vysoká efektivita inhibice překvapující.  
4 Bc. Aneta Závodníková M2 Ing. Miloš Auersvald Studium změn vlastností a složení bio-oleje a jeho hydrorafinovaného produktu v průběhu dlouhodobého skladování detail

Studium změn vlastností a složení bio-oleje a jeho hydrorafinovaného produktu v průběhu dlouhodobého skladování

Bio-olej z pyrolytického rozkladu lignocelulózovej biomasy by mohol byť po náležitej úprave použitý ako biopalivo druhej generácie. Jeden z najväčších problémov znemožňujúci širšie použitie bio-oleja je jeho termo-oxidačná nestabilita vedúca k jeho starnutiu počas skladovania. Cieľom práce bolo simulovať skladovanie bio-oleja zo slamy a jeho hydrogenačne stabilizovaných produktov a pozorovať vplyv času skladovania na výsledné fyzikálno-chemické vlastnosti. Vzorky boli skladované v uzavretých fľašiach pri teplote 20 °C počas šiestich mesiacov. Viskozita a hustota hydrogenovaných produktov sa výrazne nemenila, zatiaľ čo u bio-oleja s časom došlo k viditeľnému nárastu hlavne viskozity. Nárast viskozity koreloval s úbytkom karbonylových zlúčenín a fenolov, ktoré podliehajú polykondenzačným reakciám, za vzniku vysokomolekulárnych zlúčenín a vody. Počas skladovania sa obsah karboxylových kyselín postupne mierne zvyšoval, pravdepodobne z dôvodu oxidačných reakcií. Napriek tomu, že za hlavného pôvodcu oxidačnej nestability sú považované aldehydy, ktoré v hydrogenovaných vzorkách prítomné nie sú, aj u týchto vzoriek bolo zaznamenané  postupné starnutie vedúce k úbytku karbonylov a fenolov, a miernemu nárastu viskozity, obsahu kyselín a vody.  

216 - Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Jakub-Vojtěch Ballek B3 Ing. Jan Berka, Ph.D. Využití okruhů se superkritickým oxidem uhličitým a metody kontroly čistoty plynného média detail

Využití okruhů se superkritickým oxidem uhličitým a metody kontroly čistoty plynného média

Okruh se superkritickým oxidem uhličitým (sCO2) je technologie, která nabízí relativně vysokou účinnost, kompaktnost jednotek a tím pádem široké využití v různých odvětvích energetiky. Termodynamické vlastnosti cyklu byly již předmětem dříve zpracovaných studií, avšak problematika analytické kontroly čistoty a čištění sCO2 média zatím nebyla prozkoumána. Do okruhu se může dostávat široké spektrum znečišťujících látek, které mají předpoklad různě negativně ovlivňovat fungování jednotky. Cílem projektu ČiČiMe, který je řešen ve spolupráci CVŘ a VŠCHT, je návrh analytického systému monitorování čistoty a návrh technologie čištění pro sCO2 okruhy. K aplikaci navržených řešení by mělo dojít na experimentální smyčce SUSEN v CVŘ. Pro kontrolu čistoty plynného média je v úvaze využití spřažených technik GC-MS a GC-HID.
2 Claudia Bartošová B2 doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc. Odhad fugitivních emisí skleníkových plynů vznikajících při těžbě, skladování a úpravě uhlí. detail

Odhad fugitivních emisí skleníkových plynů vznikajících při těžbě, skladování a úpravě uhlí.

Práce se zabývá stanovením obsahu skleníkových plynů sorbovaných v porézní struktuře hnědého uhlí těženého v ČR. Tyto údaje jsou důležité pro odhad fugitivních emisí skleníkových plynů, které vznikají při těžbě, úpravě a mechanickém zpracování uhlí před jeho použitím k výrobě energie či jiným účelům. U vzorků hnědého uhlí těženého v různých lokalitách v ČR byly stanoveny obsahy desorbovatelných látek při zahřívání vzorků na vyšší teploty (až 200 °C). Měření byla prováděna na termováhách spojených s FTIR analyzátorem plynů uvolněných při zahřívání, který sledoval koncentrace CO2, methanu a vodní páry v plynu odcházejícím z prostoru termováh během zahřívání každého vzorku. Další testy byly zaměřeny na proměření strukturních vlastností testovaných vzorků uhlí, jako jsou specifická plocha povrchu a porozita, respektive distribuce velikostí pórů a jejich objem. Byla provedena také měření elementárního složení testovaných vzorků uhlí a stanovení obsahu vody v jednotlivých vzorcích Karl-Fischerovou metodou. Na základě získaných výsledků pak byla odhadnuta množství CO2 a methanu sorbovaná v jednotlivých vzorcích uhlí. Tyto údaje poslouží k odhadu fugitivních emisí daných látek pro případy, kdy dojde k jejich úplnému uvolnění z porézní struktury uhlí (např. při jeho sušení).
3 Bc. Ondřej Hlaváček M1 Ing. Marek Staf, Ph.D. Vliv procesních podmínek na produkty hydrotermální konverze popílků na zeolity detail

Vliv procesních podmínek na produkty hydrotermální konverze popílků na zeolity

Příspěvek se zabývá studiem chemické transformace elektrárenských popílků na adsorbenty se strukturou podobnou přírodním zeolitům. Uhelné tepelné elektrárny tvoří majoritní podíl v rámci české energetiky a popílky jsou jimi produkovány ve velkých objemech. Jejich následné využití je však značně limitované jejich vlastnostmi a chemickým složením. Vzhledem k postupující změně klimatu a závazkům České republiky v oblasti snížení emisí CO2 je uvažováno o využití upravených popílků jako adsorbentů právě pro tento plyn. V příspěvku jsou zkoumány fyzikálně‑chemické podmínky procesu, vedoucího k produktu s nejlepšími dosažitelnými vlastnostmi, jako je specifický povrch, textura či sorpční kapacita.
4 Běla Ondrová B3 Ing. Marek Staf, Ph.D. Pomalá pyrolýza vybraných polymerů detail

Pomalá pyrolýza vybraných polymerů

V dnešní době plastové může být jednou z možností zpracování odpadních polymerů využití procesu pomalé pyrolýzy. Předkládaná práce se z důvodu zajištění reprodukovatelnosti výsledků a reprezentativnosti vzorků nezabývá pomalou pyrolýzou odpadních polymerů, ale polypropylenu (PP) a vysokohustotního polyethylenu (HDPE) v jejich čisté podobě. Vzorky HDPE a PP jsou pyrolyzovány v pyrolýzní peci, přičemž následně se vyhodnotí vliv rychlosti ohřevu na hmotnostní bilanci a na vybrané fyzikálně-chemické vlastnosti vzniklých plynných, kapalných a pevných produktů. Složení kapalné a plynné fáze bude stanoveno pomocí plynové chromatografie a pevné fáze pomocí elementární analýzy. Dále se u pevné fáze stanoví specifický povrch. Získaná experimentální data budou následně srovnána s údaji publikovanými v odborné literatuře.  
5 Bc. Jan Rosák M1 Ing. Alice Vagenknechtová, Ph.D. Výroba paliva z odpadního materiálu ze zdravotnictví detail

Výroba paliva z odpadního materiálu ze zdravotnictví

Z důvodu stále se zvyšující produkce odpadů se hledají nové způsoby, jak efektivně využít jejich velké množství pro energetické účely. Příspěvek tedy pojednává o sběru informací týkající se volby vhodných odpadů pocházející z oblasti zdravotnictví, včetně popsání jejich množství a také shrnutí legislativních poznatků z oblasti odpadů i emisí. Budou popsány jednotlivé technologie zpracování odpadu ze zdravotnictví, a to jak v dnešní době prováděné ve velkém měřítku, tak technologie ve vývoji. Z vybraného typu zdravotnického odpadu, a to z použitých inkontinenčních pomůcek, bylo vyrobeno “alternativní palivo”. Nakonec budou shrnuty výsledky komplexní analýzy tohoto “alternativního paliva” vyrobeného z odpadu ze zdravotnictví.
6 Magdaléna Roušalová B2 Ing. Veronika Kyselová, Ph.D. Záchyt CO2 ze spalin pomocí sorpčních materiálů detail

Záchyt CO2 ze spalin pomocí sorpčních materiálů

Jednou z nejrozšířenější technologií pro zachycování CO2 je adsorpce na vhodných adsorpčních materiálech. Použitý materiál pro adsorpci by měl mít vhodné vlastnosti, zejména vysokou sorpční kapacitu, schopnost regenerace, selektivitu a životnost. Mezi vhodné se řadí pórovité materiály na bázi uhlíku, hliníku a křemíku. Sorbenty na bázi křemíku mají však mnohem lepší regenerační stabilitu než ostatní materiály. Někdy nejsou sorpční vlastnosti materiálu dostatečné, proto je na místě vylepšit interakce adsorbent – adsorptiv. Jednou z variant pro změnu porézního povrchu materiálu je jeho impregnace polyethyleniminem. Modifikace aminem vede ke zvýšení adsorpční kapacity a selektivity pro CO2. V této práci se budeme zabývat úpravou materiálu vhodného pro adsorpci, kterým byl zvolen silikagel, a jeho následnou impregnací polyethyleniminem.  
7 Vojtěch Vojáček B3 Ing. Alice Vagenknechtová, Ph.D. Záchyt rtuti na adsorpčních materiálech detail

Záchyt rtuti na adsorpčních materiálech

Tato práce je zaměřena na snižování emisí Hg ve spalinách a reaguje na direktivu 2010/75/EU o snižování množství polutantů ve spalinách do roku 2021. Rovněž se zabývá přepracováním elektrárenských popílků, tedy VEP (Vedlejšími Energetickými Produkty), pro možnost použití tohoto materiálu k eliminaci Hg. V práci byly otestovány různé druhy sorpčních materiálů, například přírodní a syntetické zeolity, elektrárenské popílky a jiné. Některé z těchto vzorků prošly impregnací pomocí ZnCl2, FeCl3, Cu(NO3)2 a dalšími impregnačními činidly. Byly sledovány jejich sorpční vlastnosti, vybrané vzorky byly otestovány statickou a dynamickou metodou.  
8 Bc. Kateřina Vondráková M2 doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D. Katalytická hydrogenace oxidu uhličitého s využitím niklových katalyzátorů při nízkých tlacích    detail

Katalytická hydrogenace oxidu uhličitého s využitím niklových katalyzátorů při nízkých tlacích   

V posledních letech způsobuje narůstající výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie (OZE) problémy při řízení elektrické přenosové soustavy z důvodu jejich nestabilní výroby. Tento problém lze řešit akumulací přebytečné elektrické energie ve formě syntetického zemního plynu (SNG). Výroba syntetického zemního plynu je založena na katalytické methanizaci oxidu uhličitého a vodíku. Při této reakci vzniká methan a voda, kterou lze běžnými technologiemi sušení odstranit. Takto vyrobený SNG lze následně vtláčet do přepravní nebo distribuční soustavy, nebo do podzemních zásobníků. Práce byla zaměřena na sledování katalytické aktivity připravených niklových katalyzátorů při nízkých tlacích. Připravené katalyzátory byly testovány v trubkovém průtočném reaktoru umístěném v experimentální aparatuře při přetlaku 0,5 MPa. U připravených katalyzátorů byl sledován zejména vliv měrného povrchu a distribuce pórů katalyzátoru v závislosti na naneseném množství niklu na průběh katalytické methanizace. Dále byl sledován exotermní nárůst teploty po náběhu reakce,  konverze vodíku a objemový zlomek produktů.  

217 - Ústav technologie vody a prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Nela Halašková M2 Dr. Ing. Pavla Šmejkalová Testování poloprovozní jednotky AOP + GAU pro odstraňování pesticidních látek z pitné vody detail

Testování poloprovozní jednotky AOP + GAU pro odstraňování pesticidních látek z pitné vody

Se zvyšující se koncentrací pesticidů a jejich metabolitů ve vodě, vznikla potřeba jejich odstranění. Ačkoli jsou takové látky odstranitelné jen částečně, slibně se v tomto směru jeví AOP, které záměrně tvoří vysoce reaktivní radikály in situ a jsou schopny zmírnit většinu stopových organických látek. Testy byly provedeny na poloprovozní jednotce a sledoval se vliv ozonu a aktivního uhlí na odstranění kontaminantů ze surové vody.
2 Bc. Marek Kopáček M2 Ing. Hana Kujalová, Ph.D. Porovnání metod stanovení forem dusíku  detail

Porovnání metod stanovení forem dusíku 

Dusík (N) je jedním z nejdůležitějších biogenních prvků a koncentrace jeho forem patří mezi důležitá kritéria kvality vod. Cílem mé práce bylo porovnat kolorimetrická stanovení organického (N-org), dusičnanového (NO3-N) a amoniakálního (NH4-N) dusíku s jejich analýzami pomocí CN analyzátoru (CNA) a iontové chromatografie (IC), na souboru 403 vzorků různých typů přírodních vod (např. jezera, srážky). Relativně dobrá shoda byla nalezena pro stanovení anorganických forem N, kdy data z IC byla o 2% vyšší než výsledky kolorimetrického stanovení pro NH4-N a o 4% pro NO3-N. Tyto rozdíly byly statisticky významné (p < 0,05, Studentův t-test). Naopak hodnoty N-org stanovené pomocí CNA byly o 24% nižší než výsledky dosažené kjeldahlizací (p < 0,001). Průměrné hodnoty hmotnostního poměru organického uhlíku (C-org) k N-org (C:N), stanovené oběma metodami, byly pro vody jezer a nádrží 11 v případě N-org stanoveného kjeldahlizací a 15 pro N-org stanoveného pomocí CNA. Hodnoty C:N poměrů obvyklé pro jezera a nádrže jsou v literatuře udávány kolem 10. Malé rozdíly hodnot mezi metodami stanovení NO3-N a NH4-N mohou být způsobeny odchylkami v koncentracích standardů. Vzhledem k větším rozdílům hodnot N-org doporučuji otestování obou metod na vzorcích různých typů dusíkatých organických sloučenin.
3 Robert Kvaček B3 Dr. Ing. Pavla Šmejkalová Zavádění analytické metody pro kvalitativní stanovení mikroplastů ve vodách detail

Zavádění analytické metody pro kvalitativní stanovení mikroplastů ve vodách

Znečištění životního prostředí mikroplasty je v poslední době hojně diskutovaným tématem. I přes jejich opakovaně potvrzený výskyt ve vodách nebyl zatím prokázán žádný negativní vliv na zdraví člověka. Dá se však předpokládat, že vzhledem k velkému zájmu veřejnosti o tuto problematiku, bude sledování tohoto typu znečištění zavedeno do legislativy a bude třeba stanovit příslušnou metodiku. V odborných publikacích existuje celá řada laboratorních postupů, které se často významně liší. Cílem této práce je najít vhodný postup stanovení, otestovat ho nejdříve na modelovém vzorku vláken ze sušičky, a poté na reálných vzorcích vody. Výsledkem bude metodika stanovení mikroplastů ve vodě.  
4 Bc. Nikola Musilová M2 Ing. Martin Pečenka, Ph.D. Předčištění odpadních vod z výroby vína detail

Předčištění odpadních vod z výroby vína

Práce se zabývá porovnáním procesů pro předčištění odpadních vod z výroby vína. Tyto vody jsou charakteristické nízkým pH, vysokým obsahem organických a nerozpuštěných látek. Nadlimitní hodnoty parametrů CHSK a BSK5 jsou často v rozporu s příslušným kanalizačním řádem, což komplikuje jejich odvádění a čištění na BČOV.  Z fyzikálně chemických metod předčištění byla testována koagulace v kombinaci s flokulací. Zároveň byly provozovány dva vsádkové reaktory za rozdílných provozních podmínek. Cílem práce bylo nalezení efektivního a ekonomicky únosného postupu pro snížení hodnot CHSK a BSK5 za účelem dosažení limitů daných kanalizačním řádem.  
5 Bc. Blanka Pilátová M1 Ing. Dana Vejmelková, Ph.D. Hledání vhodných materiálů pro odstranění genů antibiotické rezistence z vod detail

Hledání vhodných materiálů pro odstranění genů antibiotické rezistence z vod

V posledních letech se čím dál více objevuje v médiích problém antibiotické rezistence, což poukazuje na důležitost tématu pro širokou veřejnost. V důsledku nadužívání či nesprávného používání antibiotik v lékařství i zemědělství a následném nedostatečném čištěním odpadních vod si bakterie postupem času vytváří rezistenci na tato antimikrobiální činidla. Rezistence může být způsobena sledem genetických mutací či v průběhu horizontálních přenosů genů jako je konjugace, transdukce či transformace. Jedním z možných řešení  tohoto problému je optimalizace dočišťování vod pomocí sorpce volné DNA, tj. i volně se vyskytujících genů antibiotické rezistence. Tato práce se zaměřuje na adsorpci volné DNA z nemocniční odpadní vody na čtyřech druzích aktivního uhlí a dvou druzích zeolitů.   
6 Bc. Adéla Šimůnková M2 doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D. Monitoring stavu filtračních vložek větracích otvorů u zemních vodojemů detail

Monitoring stavu filtračních vložek větracích otvorů u zemních vodojemů

Jedním z faktorů ohrožujících kvalitu vody ve vodovodním řadu je sekundární kontaminace vody. Z hlediska vzdušné kontaminace jsou kritickým místem vodojemy, konkrétně větrací průduchy a systém větrání především akumulačního prostoru. Kontaminace tohoto prostoru může vést k senzorickým změnám až biologické nestabilitě akumulované vody. Z tohoto důvodu by měly být průduchy osazovány filtračními vložkami. Požadavky na jejich vlastnosti a materiálové složení jsou řešeny v dokumentu technického doporučení I-D-48 a normě ČSN 75 5355 Vodojemy. Pro provozovatele distribuční sítě je žádoucí, aby měl představu o mikrobiální kontaminaci i celkovém stavu těchto vložek, vzhledem k době jejich expozice a zátěži z okolního prostředí. Proto je na místě vypracování metodiky, která takové postupy popisuje. Vedle metodiky výluhů a následného mikrobiologického i hydrobiologického rozboru je vhodné vypracovat také metodiku stanovení míry záchytu, což by vedlo k možnosti optimalizovat dobu expozice filtračních vložek v jednotlivých lokalitách vzhledem k okolí vodojemu.
7 Bc. Klára Škodáková M2 Ing. Dana Vejmelková, Ph.D. Detekce genů antibiotické rezistence v odpadních vodách z nemocnice detail

Detekce genů antibiotické rezistence v odpadních vodách z nemocnice

Detekce genů antibiotické rezistence v odpadních vodách z nemocnic Antibiotika jsou používána k léčbě bakteriálních onemocnění. Jejich nadměrnou konzumací dochází k selekci rezistentních bakterií a šíření genů antibiotické rezistence. Bakterie nesoucí tyto geny putují v odpadních vodách na čistírnu odpadních vod, kde dochází ke značné eliminaci patogenů. Nicméně i environmentální bakterie nesoucí tyto geny, popř. geny antibiotické rezistence vyskytující se extracelulárně mohou představovat riziko pro životní prostředí, potažmo člověka. Hlavní problém je, že geny rezistence jsou všudypřítomné, ale zatím žádné legislativní opatření týkající se antibiotické rezistence ve vodách není zavedeno. Značné riziko mohou představovat nemocniční odpadní vody, které obsahují větší množství bakterií rezistentních na antibiotika než komunální odpadní vody. Cílem této práce je navrhnout a optimalizovat postupy průkaznosti přítomnosti vybraných genů rezistence v odpadních vodách z nemocnice. Tyto geny byly stanovovány v přítoku, aktivovaném kalu a odtoku nemocniční čistírny odpadních vod pomocí polymerázové řetězové reakce.  

218 - Ústav energetiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Kryštof Frank B2 doc. Ing. Jan Macák, CSc. Analýza korozních vrstev na slitinách zirkonia detail

Analýza korozních vrstev na slitinách zirkonia

Slitiny zirkonia nachází největší uplatnění v jaderné energetice, konkrétně v jaderných reaktorech jako povlakové trubky regulačních tyčí nebo palivových elementů. Zirkonium se v této oblasti používá zejména díky svému velmi nízkému účinnému průřezu pro absorpci tepelných neutronů. Výhodou je i chemická stabilita a odolnost vůči korozi – povrch zirkoniových slitin se snadno pokrývá pasivační vrstvou oxidu. V podmínkách jaderného reaktoru (zvýšená teplota a tlak) se oxid zirkoničitý vyskytuje ve dvou krystalických modifikacích – tetragonální a monoklinické. Tyto fáze se nevyskytují samostatně, ale společně ve směsi. Cílem této práce bylo analyzovat oxidické vrstvy na povrchu vzorků slitin E110 ETE (Zr1Nb, 0,05 Fe) s různými teplotními cykly a zjistit závislost výskytu tetragonální fáze na teplotě a době expozice. Tyto výsledky byly následně srovnány s teoretickými poznatky o zastoupení tetragonální fáze ve směsi. Analýza byla provedena pomocí Ramanovy spektrometrie. Výsledky této práce se dále mohou využít při dalším studiu korozního mechanismu zirkoniových slitin.
2 Bc. Jan Glabasňa M2 doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D. Vývoj postupu testování kolon pro iontovou chromatografii detail

Vývoj postupu testování kolon pro iontovou chromatografii

Cílem této práce je ověřit vhodnost konstrukce kolony pro iontovou chromatografii a vyvinout metodiky testování před uvedením do provozu. Pro kolonu byl navržen specifický typ koncovek, který by měl zajistit rovnoměrný průtok mobilní fáze. V konečné fázi vývoje bude sestava chromatografu tvořena dvanácti kolonami a je nezbytné, aby po naplnění měly kolony stejné vlastnosti. Pro ověření správného pracovního cyklu kolony, byl vybrán SAC Dowex 50WX8. Dowex 50WX8 se primárně využívá jako separační medium pro chromatografii na tenké vrstvě nebo také právě pro LPLC. Silně kyselý katex je na bázi mikroporézního kopolymeru styrenu a divinylbenzenu. Tato struktura zajištuje vysokou odolnost vůči oxidaci, redukci, mechanickému opotřebení, praskání a je nerozpustná v běžných rozpouštědlech. Tento sorbent byl několikrát upraven přes sadu sít, díky tomu bylo získáno několik frakcí. Zrnitost ~100-150 μm byla použita pro další experimenty. Sorbent je vložen do jednotlivých kolon a je porovnáváno, zdali je eluční křivka Cu2+ iontů při zatížení na testovaných kolonách podobná při použití HCl jako mobilní fáze.  
3 Filip Hromek B3 doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc. Srovnání tvorby oxidické vrstvy na korozivzdorných ocelích detail

Srovnání tvorby oxidické vrstvy na korozivzdorných ocelích

Příspěvek se zabývá porovnáním složení oxidické vrstvy na korozivzdorné oceli stabilizované titanem a oceli bez této stabilizace. Byla provedena analýza uvedených ocelí pomocí rentgenové fluorescence (XRF) a analýza povrchu kovu pomocí elektronové spektroskopie (XPS). Vzorky byly dále exponovány v autoklávu za podmínek simulující sekundární okruh jaderné elektrárny, tj. 280 °C, 10 MPa, odplyněná voda s koncentrací rozpuštěného kyslíku 10 ppb a méně a úpravou pH amoniakem na hodnotu 8.2 v celkové délce trvání 300 hodin. Po expozici byly analyzovány vytvořené vrstvy oxidů metodou XPS. Byly zjištěny značné rozdíly v poměrech zastoupení kovů v oceli a ve vytvořeném oxidu, zároveň zastoupení titanu, který vznikem karbidu titanu zlepšuje vysokoteplotní vlastnosti oceli, v oxidické vrstvě není posíleno v měřitelné míře.  
4 Petr Roztočil B3 doc. Ing. Jan Macák, CSc. Společná práce "Koroze mosazi v prostředí vybraných materiálů o vysokém latentním teplu tání" a prezentace s Davidem Daškem. detail

Společná práce "Koroze mosazi v prostředí vybraných materiálů o vysokém latentním teplu tání" a prezentace s Davidem Daškem.

Některé vosky nebo vyšší mastné kyseliny mohou díky svému vysokému latentnímu teplu tání najít využití v systémech pro akumulaci tepla. Z hlediska dlouhodobého uchovávání těchto látek je potřeba řešit problematiku korozního chování vnitřních konstrukčních materiálů kontejnerů. Práce se zaměřuje zejména na korozní chování mosazi v prostředí kyseliny palmitové. Ke stanovení korozní rychlosti byla aplikována metoda hmotnostních úbytků. Práce dále ukazuje možnost použití měření prostorové impedance ke studiu korozních dějů v prostředí kyseliny palmitové.
5 Anežka Sedmihradská B1 doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D. Charakterizace vysokoteplotního biocharu z reálné výroby a jeho použití detail

Charakterizace vysokoteplotního biocharu z reálné výroby a jeho použití

Biochar je pevný produkt karbonizace biomasy, který je dále využíván, zejména v zemědělství, pro jeho vlastnosti – vysoký obsah chemicky stálého uhlíku, poréznost a schopnost vázat vodu a živiny1-2. Zkoumaný biochar pochází z reálné výroby, kde se nachází vícestupňový zplyňovací generátor biomasy s kombinovanou produkcí biocharu (30 kg/h), elektřiny a tepla3. Fyzikálně-chemické a texturní vlastnosti biocharu byly analyzovány a porovnány s limity následujících institucí s cílem vyšetřit možnosti jeho praktického využití: Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (platná česká legislativa), European Biochar Certificate (každoročně aktualizovaný certifikát kvality biocharu) a International Biochar Initiative (mezinárodní certifikát). 1.            Weber, K.; Quicker, P., Properties of biochar. Fuel 2018, 217, 240-261. 2.            Pohořelý, M.; Sedmihradská, A.; Trakal, L.; Jevič, P., Biochar - výroba, vlastnosti, certifikace, použití. Waste Forum 2019, (3), 197-210. 3.            Pohořelý, M.; Picek, I.; Skoblia, S. CZ Patentový spis 306239, Jan 19, 2016.  
6 Bc. Jaromír Valtr M2 doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc. Varianty způsobu sušení obalových souborů vyhořelého jaderného paliva. detail

Varianty způsobu sušení obalových souborů vyhořelého jaderného paliva.

K dlouhodobému skladování vyhořelého jaderného paliva z elektrárny Temelín se využívají kontejnery Castor® 1000/19 vyráběné firmou Škoda JS a.s. Palivové soubory jsou do kontejnerů vkládány po vyjmutí z bazénu vyhořelého paliva a následném vakuovém sušení. V jistém množství se však voda nadále nachází v poškozených palivových proutcích palivového souboru. Voda se následně může uvolnit do prostoru kontejneru a způsobovat v dlouhodobém horizontu korozi. V první polovině roku bylo ve spolupráci s firmou Škoda JS a.s. provedeno vyhodnocení vhodnosti sušidel (CaO x MgO) pro výše zmíněné kontejnery. Nynější práce se zabývá vlivem přítomnosti vlhkosti na vnitřní prostředí naplněného kontejneru.  

240 - Ústav chemie ochrany prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Erna Gjinolli B3 Mgr. Klára Anna Mocová, Ph.D. Ecotoxicological assessment of recycled concrete and secondary raw materials for construction detail

Ecotoxicological assessment of recycled concrete and secondary raw materials for construction

Concrete is the most used and the most important construction material. However, the primary raw materials which make up concrete, the so-called aggregates (sand, crushed stones, gravel) are limited natural resources. Therefore, the use of secondary raw materials (construction and demolition waste) is being encouraged.   For this study, five samples of secondary raw materials and six samples of concrete have been chosen. The secondary raw materials are based on glass and ceramics while the concrete samples consisted of a reference concrete sample based on primary raw materials, ultra-high performance concrete and samples containing secondary raw materials or recycled concrete. Even though, generally speaking, using recycled material is beneficial for the environment, this study’s purpose was to assess the possible toxic effect that the leachates of the fore mentioned materials could have on freshwater organisms. Unicellular algae Desmodesmus Subspicatus was chosen as a test organism and it was exposed to both untreated and nutrient enriched leachates of the materials. Results showed highly inhibitory effect of the untreated leachates on algal growth rate, while in the case of nutrient enriched leachates, various effects including stimulation were observed.  
2 Bc. Petra Hrdličková M2 Ing. Veronika Rippelová, Ph.D. Analýza C10 - C40 v zeminách, odpadech a vodách detail

Analýza C10 - C40 v zeminách, odpadech a vodách

Obsah uhlovodíků C10 až C40 v pevných a kapalných matricích je významný parametr pro charakterizaci odpadů, zemin a kontrolu jakosti vod. Metoda kvantitativního stanovení obsahu uhlovodíků C10 až C40 je specifikována ve třech český technických normách (ČSN EN 14039, ČSN EN ISO 16703, ČSN EN ISO 9377-2), které mají shodný postup. Metoda je založena na extrakci uhlovodíků C10 až C40 z matrice organickými rozpouštědly, po následném odstranění polárních látek sorpcí na Florisil jsou uhlovodíky C10 až C40 separovány metodou plynové chromatografie s kapilární kolonou a detekovány plamenově ionizačním detektorem. Cílem této práce bude porovnat různé způsoby extrakce uhlovodíků C10 až C40 z pevných matric a účinnost extrakce pro různé směsi extrakčních činidel. Sledován bude také vliv matrice na celý proces a výtěžnost celé metody.
3 Bc. Nikola Kráľová M2 doc. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA Porovnání environmentálních dopadů potravinových obalů detail

Porovnání environmentálních dopadů potravinových obalů

 Potravinové obaly se staly součástí našeho každodenního života. Nárůst množství potravinových obalů však s sebou přináší také negativní dopady v podobě produkce odpadu. Z tohoto důvodu se hledají různé způsoby snižování jejich environmentálních dopadů. V této práci jsme se zaměřili na porovnání environmentálních dopadů výroby plastových obalů vzhledem k jejich rozdílným výrobním a dekoračním technologiím či složením. V rámci této práci byly hodnoceny tři typy kelímků. První typ kelímků se dekoruje metodou potisku, kde se barva nanáší přímo na podkladový materiál složený z polypropylénu. Druhý typ kelímků je rovněž z polypropylénu, avšak na kelímek se ohřátím potahuje PVC fólie. Tato dekorační metoda se nazývá sleevování.  U třetího typu kelímků se používá tzv. metoda K3, což je aplikace papírového segmentu a papírového dna, která výrazně snižují podíl použitého plastu. Pro hodnocení environmentálních dopadů kelímků byla použita metoda LCA – life cycle assessment. Pomocí programu Gabi byly namodelovány jednotlivé výrobní procesy a výsledky byly vyhodnoceny metodou Recipe.
4 Bc. Jan Matuštík M1 doc. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA Life Cycle Assessment of biochar to soil systems: A review   detail

Life Cycle Assessment of biochar to soil systems: A review  

With the ongoing climate change, it is necessary to look for ways to take-up carbon dioxide from the atmosphere. Biochar application to soil provide carbon capture and helps to tackle soil degradation. There is also a significant potential for energy production by utilizing the co-products, syngas and bio-oil. However, since the properties of the produced biochar vary considerably, it is necessary to analyze individual systems to confirm the benefits. This work aims to provide a systematic review of the peer-reviewed literature that presents LCAs of systems where biomass is processed in pyrolysis units and the produced biochar is then applied to soil. Although the systems differ and, therefore, the results are not directly comparable, the fact that the authors follow ISO standard provides a way to compare the various steps and decisions taken by authors and thus facilitate a unification of the methodology. The greatest potential for the methodology consolidation appears in the first step of LCA, where the selection of functional unit and system boundaries is largely arbitrary. Although they are not directly comparable, it is apparent from the results that the incorporation of the biochar step in agricultural systems provides significant benefits for the carbon balance.
5 Eliška Sochorová B3 Mgr. Klára Anna Mocová, Ph.D. Hodnocení ekotoxicity druhotných surovin pro přípravu betonů vůči Lemna minor detail

Hodnocení ekotoxicity druhotných surovin pro přípravu betonů vůči Lemna minor

Beton je hojně využívaný stavební materiál, avšak primární zdroje nerostných surovin, které se pro jeho výrobu používají, nejsou nevyčerpatelné. Proto je logickým krokem snaha o jejich nahrazení sekundárními zdroji, jako jsou stavební i jiné odpady. Kvalita druhotných surovin je však značně proměnlivá. Mohou obsahovat toxické kovy, a proto je třeba experimentálně ověřovat, zda by se tyto látky mohly uvolňovat do prostředí a následně mít negativní vliv na živé organismy. Cílem této práce bylo pomocí ekotoxikologických testů zjistit, jak by tyto recyklované materiály ovlivňovaly povrchové i podzemní vody a organismy v nich žijící. Jako testovaný organismus byla vybrána vodní rostlina okřehek menší (Lemna minor). Sledován byl vliv výluhů různých typů skel a obkladových materiálů na pH, rychlost růstu okřehku a obsah chlorofylu v rostlinách. Testována byla drcená skla z komunálního odpadu, fotovoltaických panelů a odpad z procesu broušení skla, která by mohla sloužit jako náhrada písku. Výsledky ukázaly rozdílné působení jednotlivých vzorků na růst modelového organismu.  
6 Bc. Martin Štengel M1 Ing. Marek Šír, Ph.D. Využití biooxidačních filtrů pro snížení emisí methanu ze skládek odpadů detail

Využití biooxidačních filtrů pro snížení emisí methanu ze skládek odpadů

V rámci této práce bylo laboratorně zjistit schopnost náplně skládkového biooxidačního filtru, zda dokáže obnovit svou funkci po delší době neaktivity. Za pomocí laboratorní kolony byla měřena účinnost náplně oxidovat methan v procházejícím plynu. Výsledky byly následně porovnány s aktuální národní normou (ČSN 83 8034). V průběhu měření bylo potvrzeno obnovení funkce této náplně i po delší době neaktivity. Na koloně byla zaznamenána zvýšená účinnost oxidace již po několika hodinách. Účinnost oxidace methanu se postupně v průběhu experimentu zvyšovala, až přesáhla hodnotu 95 %, kterou vyžaduje norma. Dále bylo provedeno terénní monitorování provozního biooxidačního filtru, který se nachází na rekultivované skládce. Zde bylo měřena účinnost oxidace methanu před výměnou svrchní části biooxidačního filtru a následně po její výměně. Stará náplň vyhovovala účinnosti oxidace methanu stanovovanou normou velmi těsně. Po její výměně dosahovala účinnost takřka 100 %.  

319 - Ústav biotechnologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Denisa Adamcová M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Kultivace sinice Arthrospira maxima detail

Kultivace sinice Arthrospira maxima

Tato práce se zabývá optimalizací kultivačních podmínek nutraceuticky využitelné cyanobakterie Arthrospira maxima, známější především pod názvem „spirulina“.  Sušená biomasa spiruliny je oblíbený a hojně prodávaný potravinový doplněk. Naším cílem je sestrojit zařízení, ve kterém si budou moci uživatelé pěstovat doma vlastní biomasu a konzumovat ji tak čerstvou, což by jim mělo přinést řadu výhod – především se předejde oxidačním změnám, což zajistí jednak vyšší nutriční hodnotu a jednak vhodnější senzorické vlastnosti. Součástí výzkumu je výběr a optimalizace vhodného média, vlnové délky osvětlení, režimu kultivace (vsádková, semi-kontinuální), sklízení (filtrace) a následná analýza čerstvé biomasy a sušiny. Další součástí práce je dezintegrace buněk spiruliny. Pro člověka je sice spirulina stravitelná, ovšem některé mlékárny uvažují o jejím přidávání do fermentovaných mléčných produktů, kde by spirulina měla podporovat růst probiotických bakterií. Mléčné bakterie však nejsou schopné buněčnou stěnu rozkládat, a proto je potřeba spirulinu použít v dezintegrovaném stavu, aby biologicky aktivní složky biomasy byly pro bakterie dostupné.  
2 Bc. Nikola Dulíčková M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Antimikrobiální peptid LL III/43 – potenciální léčivo s antivirulenčním účinkem proti Candida albicans detail

Antimikrobiální peptid LL III/43 – potenciální léčivo s antivirulenčním účinkem proti Candida albicans

Candida albicans je jako oportunní patogen schopna způsobit závažná onemocnění (kandidózy), které v nejvážnějších případech končí až smrtí. Tato onemocnění jsou často spojena s tvorbou biofilmu, nejvýznamnějším virulenčním faktorem, který významně napomáhá vzniku rezistence mikroorganismů k antibiotikům. V rámci této práce byla jako alternativní antifungální látka použit strukturní analog LL III/43 antimikrobiálního peptidu izolovaného z jedu divokých včel ze skupiny lasioglossinů, které mají výrazný inhibiční efekt na tvorbu biofilmu a díky specifickým interakcím nepoškozují lidské buňky. Bylo porovnáno působení azolových antibiotik využívaných v léčbě kandidóz (flukonazol, klotrimazol a vorikonazol) s působením LL III/43 vůči dvěma klinickým izolátům C. albicans OL-1 a C. albicans M-1. V první řadě byl sledován jejich vliv na metabolickou aktivitu buněk biofilmu C. albicans. Bylo zjištěno, že LL III/43 (koncentrace 50 µM) snižuje metabolickou aktivitu buněk biofilmu C. albicans o 70 %. Následně bylo sledováno působení těchto látek na produkci faktorů virulence C. albicans. Aplikace LL III/43 významně snížila produkci hemolysinů, fosfolipas a proteas. LL III/43 je tedy velmi slibným alternativním léčivem v léčbě infekcí způsobených C. albicans.
3 Bc. Kristýna Fialová M2 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Glyciny obohacená doména Mason-Pfizerova opičího viru jako možný partner pro interakci s buněčnými proteiny detail

Glyciny obohacená doména Mason-Pfizerova opičího viru jako možný partner pro interakci s buněčnými proteiny

Retroviry kódují  enzym reverzní transkriptázu, která přepisuje jednořetězcovou RNA do dvouřetězcovou DNA. Tento krok je jedním z kritických bodů životního cyklu retrovirů. Mason-Pfizerův opičí virus (M-PMV) obsahuje glyciny obohacenou G-patch doménu (GPD), která je nezbytná pro infektivitu viru. Odstraněním či mutagenezí GPD se M-PMV stává neinfekčním. U těchto mutantních virů neprobíhá reverzní transkripce, a to i přesto, že aktivita reverzní transkriptázy je nezměněna. Jedním z buněčných proteinů, u něhož bylo ukázáno, že je schopen interagovat s proteiny obsahujícími GPD, je protein DHX15 (DEAH-box RNA helikáza 15). Protein DHX15 na svém C-konci obsahuje tzv. OB doménu, odpovědnou za interakci s GPD. Viry běžně využívají hostitelských proteinů pro realizaci svého životního cyklu. Během studia vzájemných interakcí buněčných a M-PMV proteinů byl ve virových částicích nalezen právě buněčný protein DHX15, zatímco ve virových částicích neobsahujících GPD tento protein identifikován nebyl. Na základě těchto dat lze spekulovat, že GPD M-PMV slouží jako vazebný motiv pro inkorporaci buněčného proteinu DHX15 do virionu, a že tato vazba probíhá právě přes jeho OB doménu. V této práci jsme se zaměřili na ověření této interakce a její vliv na infektivitu MPMV.  
4 Bc. Ondřej Findura M2 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Studium významu bakterií při fermentaci cideru směsnou kulturou detail

Studium významu bakterií při fermentaci cideru směsnou kulturou

Cider, částečně zkvašený jablečný mošt, existuje na trhu v řadě variant suchých či sladkých, jejichž charakteristický chuťový profil je tvořen zejména rozdílnými obsahy vyšších alkoholů, organických kyselin a jejich esterů. Tyto látky jsou v drtivé většině tvořeny a přeměňovány metabolismem kvasničného kmene v průběhu alkoholového kvašení. Jejich obsah a složení jsou významnou měrou ovlivňovány také technologickými parametry, případně zapojením sekundární bakteriální fermentace. Na základě našich dřívějších studií byly zvoleny čtyři kvasničné kmeny výrazně se lišící vytvářeným aromatickým profilem. Jejich kombinací s bakteriálními rody Oenococcus a Lactobacillus byla v laboratorních podmínkách simulována produkce cideru kvašeného směsnou kulturou. V průběhu hlavního kvašení byl zkoumán profil 33 vybraných aromatických látek. Zapojení bakteriálních kultur výrazně ovlivnilo analytické složení vzniklých ciderů, markantní byl zejména vliv na obsah netěkavých organických kyselin a ethanolu. Ačkoliv jsou tyto bakteriální kultury původně asociovány s produkcí "divoce" kvašených ciderů, jejich řízené využití nabízí široké možnosti produkce méně kyselých ciderů a modifikace nápojů s charakteristickým aroma.
5 Bc Markéta Husáková M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Fenotypová variabilita endofytních kmenů rodu Kocuria izolovaných z Vitis vinifera detail

Fenotypová variabilita endofytních kmenů rodu Kocuria izolovaných z Vitis vinifera

Endofyty jsou asymptomatické mikroorganismy, které osidlují rostlinné tkáně a tvoří přirozený mikrobiom všech rostlin. Může se jednat o viry či houby, nejvyšší zastoupení však mají endofytní bakterie. Kromě svého přirozeného působení na rostliny, jako je podpora růstu, ať již přímo jako PGPB (Plant growth-promoting bacteria) či nepřímo například fixací dusíku, mají endofytní mikroorganismy také dalšími benefitními vlastnostmi. Mohou rostlinám umožňovat lepší konkurenceschopnost a odolnost proti biotickým i abiotickým nepříznivým vlivům. Práce je zaměřena na bakterie rodu Kocuria izolované ze tří odrůd Vitis vinifera (révy vinné). Zástupci rodu Kocuria mají kromě výše popsaných pozitivních vlastností pro svého rostlinného hostitele potenciální využití v biotechnologiích jako producenti pigmentů, antibiotik či exopolysacharidů. Někteří zástupci jsou schopni degradovat antibiotika a další kontaminanty v životním prostředí. Izoláty zkoumané v  práci byly identifikovány pomocí analýzy sekvence genu pro 16S rRNA jako Kocuria rosea a Kocuria rhiophila. Dále byla zkoumána růstová charakteristika jednotlivých izolátů a jejich schopnost utilizovat různé zdroje uhlíku a produkovat siderofory. Další náplní práce bude zkoumání produkovaných sideroforů a další charakterizace jednotlivých kmenů.
6 Bc. Andrej Jašica M2 Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Biotechnologický a farmakologický potenciál střevních symbiontů herbivorního hmyzu detail

Biotechnologický a farmakologický potenciál střevních symbiontů herbivorního hmyzu

Väčšina herbivórneho hmyzu nie je schopná tráviť veľkú časť rastlinnej biomasy, ktorá je bohatá na antiherbivórné látky. Biodegradácie v črevách sú preto mediované bohatým spektrom intestinálnej mikrobioty (huby a baktérie). Jedným zo znakov mikrobiomu čreva, je veľká schopnosť kompetície sprostredkovaná sekundárnymi metabolitmi, ktoré majú potenciál potlačovať mikroorganizmy, ale nie zvieracieho hostiteľa a teda pravdepodobne ani človeka. Čo činí z čreva húseníc ideálny cieľ bioprospektingu pri hľadaní nových liečiv. Vzhľadom k veľkému množstvu izolovaných kmeňov húb z čriev herbivorného hmyzu (viac ako 380), boli vybrané testované kmene na základe častého výskytu a schopnosti sporulácie. U týchto kmeňov sa zisťovala schopnosť tolerancie antiherbivórnych látok (kyselina tanová, k. gallová a tannivin) pri rôznych hmotnostných koncentráciách (0,5 – 2%) v  trepaných kultúrach. Pri niektorých hubách sme pozorovali veľmi nízku schopnosť tolerancie (Exobasidium sp.), iné vykazovali schopnosť tolerancie antiherbivórnych látok (Aspergillus pseudodeflectus). U kmeňu Gnomoniopsis idaeicola prítomnosť antiherbivórnej látky (2% kyselina gallová a 2% tannivin) navýšila nárast biomasy takmer dvojnásobne oproti kontrole.



7 Bc. Martina Jiříková B1 Ing. Ivana Křížová Studium mechanismu působení fullerenových inhibitorů HIV-1 detail

Studium mechanismu působení fullerenových inhibitorů HIV-1

Virus lidské imunodeficience typu 1 (HIV-1) je původcem onemocnění AIDS (syndrom získaného selhání imunity). HIV patří mezi obalené retroviry, jejichž genom je tvořen dvěma kopiemi jednovláknové RNA. Během svého životního cyklu tvoří tyto viry dva typy částic, nezralé a zralé, které vznikají díky vzájemným interakcím kapsidového proteinu (CA), nukleokapsidového proteinu (NC) a virové RNA. Kapsida zralé infekční částice viru HIV-1 je složena do asymetrického fullerenového kuželu, který je tvořen hexamerní mřížkou CA. Současná terapie AIDS je založena na podávání kombinace inhibitorů retrovirových enzymů. Virus HIV-1 se však vůči používaným inhibitorům může stávat rezistentním, a proto je potřeba neustále objevovat další látky, které by byly cíleny na jiné virové proteiny, než jsou právě enzymy. Cílem této práce bylo otestovat fullerenový inhibitor 85, který v předběžných studiích vykazoval velmi slibnou anti-HIV aktivitu. Pro testování tohoto inhibitoru byl použit lentivirový systém, který umožňuje produkci VSV-G pseudotypizovaných HIV-1 částic obsahujících reportérový zelený fluorescenční protein. Kombinací imunochemických a radioaktivních technik, a využitím průtokové cytometrie, byl studován mechanismus působení inhibitoru 85 v replikačním cyklu HIV-1.
8 Bc. Marina Kapisheva M1 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Study of interactions of structural proteins of selected flaviviruses with nucleic acid detail

Study of interactions of structural proteins of selected flaviviruses with nucleic acid

Flaviviruses are small enveloped viruses with positive-strand RNA. Genus flavivirus contains more than 70 members, including tick-borne encephalitis virus (TBEV), yellow fever virus (YFV) and Dengue virus (DENV). Diseases caused by flaviviruses have brought a significant impact on public health in the latest decades. The targeted treatment has not been discovered yet, partly due to a lack of detailed understanding of the flavivirus life cycle. One of the critical steps in this cycle is the packaging of viral genome and the formation of a nucleocapsid core. Flaviviral genome encodes three structural proteins (C, prM, and E) and seven non-structural proteins. Nucleocapsid core, composed of viral genome complexed with C protein, then buds through the membrane of endoplasmic reticulum obtaining thus a lipid bilayer coat containing prM and E proteins. Studying the mechanism of genome recognition and packaging can help discover new anti-flaviviral drugs. Using a combination of various methods such as fluorescence anisotropy, EMSA (electrophoretic mobility shift assay) and TEM (transmission electron microscopy) we study the interactions between DENV C protein and nucleic acid.  
9 Bc. Barbora Kolrosová M1 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Funkční studie transkripčního faktoru WT1 a jeho přirozených mutantů detail

Funkční studie transkripčního faktoru WT1 a jeho přirozených mutantů

Protein WT1 je transkripční faktor, který má tumor-supresorovou funkci a má zásadní význam při organogenezi ledvin. Mutace v genu kódující WT1 mají vliv na vývoj celé škály onemocnění. C-konec transkripčního faktoru WT1 obsahuje 4 zinkové prsty, které představují DNA vazebnou doménu. Mutace v těchto doménách WT1 jsou spojovány především s vývojem Wilmsova nádoru neboli nefroblastomu u dětí. Na základě klinické studie Fakultní nemocnice v Motole bylo vybráno 7 bodových mutací v oblasti zinkových prstů tohoto proteinu, které se často vyskytují u osob, jimž byl diagnostikován Wilmsův nádor. Tři vybrané mutace byly pomocí řízené mutageneze metodou EMILI vneseny do fragmentu genu wt1. Následně byly proteiny WT1 nesoucí tyto mutace rekombinantně připraveny a pomocí fluorescenční anizotropie byla porovnána jejich schopnost interagovat s cílovou nukleovou kyselinou. Tato metoda nám umožnila velice přesně porovnat vliv jednotlivých mutací proteinu WT1 na schopnost vázat specifickou regulační oblast DNA.
10 Bc. Jakub Kolář M1 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Fytofabrikace nanočástic stříbra a jejich aktivita vůči suspenzním buňkám Pseudomonas aeruginosa detail

Fytofabrikace nanočástic stříbra a jejich aktivita vůči suspenzním buňkám Pseudomonas aeruginosa

Vzrůstající rezistence mikroorganismů k průmyslově a klinicky používaným antibiotikům se stala jedním z velmi důležitých témat poslední doby a hledáním řešení tohoto problému se začala zabývat řada výzkumných skupin. Slibnou alternativou se v současnosti zdá být použití kovových nanočástic. Stávající fyzikální a chemické metody syntézy takových nanočástic jsou bohužel poměrně finančně náročné a představují zátěž pro životní prostředí. Východiskem by mohlo být nalezení vhodné metody pro jejich biotechnologickou produkci. V této studii jsme se zabývali fytofabrikací nanočástic stříbra pomocí extraktu z letorostů Vitis vinifera a jejich antimikrobiálním působením vůči čtyřem kmenům gramnegativní bakterie Pseudomonas aeruginosa. Antimikrobiální působení bylo sledováno na suspenzní populaci buněk měřením optické denzity v průběhu kultivace v přítomnosti fytofabrikovaných stříbrných nanočástic. Pomocí extraktu z letorostů Vitis vinifera se podařilo připravit nanočástice stříbra, které se ukázaly být velmi účinnými při potlačování růstu suspenzních buněk Pseudomonas aeruginosa.
11 Bc. Markéta Kulišová M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Základní charakteristika sekundárních metabolitů révy vinné detail

Základní charakteristika sekundárních metabolitů révy vinné

Díky četnému využití révy vinné, v podobě hroznů (stolní víno, hrozinky) a nápojů, se tato kulturní rostlina stala jednou z nejdůležitějších a nejdéle pěstovaných na světě. Fytochemie révy vinné je bohatá na širokou škálu sloučenin. Mnoho z nich je známo svými léčebnými aplikacemi v terapii rakoviny, kardiovaskulárních onemocnění a dalších. Farmaceuticky využitelné látky patří mezi produkty sekundárního metabolismu jak samotné rostliny Vitis vinifera, tak endofytních mikroorganismů révy. Endofyty jsou definovány jako asymptomatické mikroorganismy, které kolonizují vnitřní pletiva rostlin. Sekundární metabolity endofytů vykazují pozoruhodnou chemickou rozmanitost, díky čemuž mají významný biotechnologický potenciál v medicíně, zemědělství či průmyslu. Mohou pozitivně ovlivňovat růst rostliny a zvyšovat odolnost vůči abiotickým i biotickým stresům. Cílem práce je identifikace endofytů révy vinné a jejich základní charakterizace, např. endofyty produkující metabolity s potenciální antifungální aktivitou vůči fytopatogenním mikromycetám Fusarium solani, Mucor plumbeus, Botrytis cinerea a tvorbu sideroforů.  
12 Bc. Ha My Luongová M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Sledování obsahu antioxidantů a polyfenolů v bílých vínech detail

Sledování obsahu antioxidantů a polyfenolů v bílých vínech

V dnešní době se mluví o pozitivních účincích vína na lidské zdraví v důsledku přítomnosti fenolových sloučenin, které mají vysokou antioxidační aktivitu, a s tím spojený pozitivní vliv na zdraví konzumentů. Cílem této práce byla identifikace faktorů ovlivňujících antioxidační aktivitu a celkový obsah fenolových sloučenin v bílých vínech, který je v současné době řádově nižší ve srovnání s červenými víny. Výběrem vhodných odrůd, počátečního zpracování hroznů a úpravou technologických parametrů výroby vína může dojít ke zvýšení obsahu polyfenolů a tedy i celkové antioxidační aktivity vín. V rámci výzkumu byl mimo tyto parametry rovněž sledován vliv různých školících přípravků na antioxidační aktivitu a obsah celkových polyfenolů při zpracování vybraných odrůd vín. Tyto výsledky mohou být použité přímo pro úpravu technologie výroby vína za účelem zvýšení antioxidační aktivity a obsahu polyfenolů bílých vín.  
13 Bc. Anna Miškovská M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Biosyntéza nanočástic mědi a jejich interakce s bakterií Pseudomonas aeruginosa detail

Biosyntéza nanočástic mědi a jejich interakce s bakterií Pseudomonas aeruginosa

V současné době se medicína potýká s problémy, které vznikají v důsledku hojného výskytu bakteriálních rezistencí k dostupným antibiotikům. Jedním z řešení těchto problémů by mohlo být využití nanočástic kovů, tedy částic kovů o rozměrech menších než 100 nm. Nanočástice mají díky vysokému poměru plochy k objemu zajímavé vlastnosti, mezi které patří také antibakteriální aktivita. V současnosti jsou připravovány třemi hlavními způsoby, a to chemicky, fyzikálně a biologicky. Biologická syntéza je ze zmíněných způsobů nejšetrnější k životnímu prostředí, a také ekonomicky nejvýhodnější. Cílem práce byla biosyntéza nanočástic mědi pomocí extraktu z vinné révy a následné stanovení jejich antibakteriálního působení na dva kmeny obávané bakterie Pseudomonas aeruginosa (ATCC 10145, ATCC 15442). Sledován byl vliv nanočástic nejen na suspenzní buňky, ale také na buňky biofilmu, u kterých byla stanovována metabolická aktivita a celkový nárůst biomasy. Optimalizací podmínek biosyntézy byly pomocí extraktu připraveny nanočástice mědi o rozměrech 2,5 ‑ 5 nm, u kterých byly prokázány antibakteriální účinky proti oběma kmenům testované bakterie.  
14 Bc. Thi Tra My Nguyenová M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Posouzení zastoupení endofytů ve vinicích ekologického a konvenčního zemědělství detail

Posouzení zastoupení endofytů ve vinicích ekologického a konvenčního zemědělství

Endofyty patří mezi asymptomatické mikroorganismy, které kolonizují rostlinné pletivo. Metabolity produkované endofyty mohou přímo či nepřímo podporovat růst rostliny. Cílem práce bylo porovnat diverzitu bakteriálních endofytů izolovaných z Vitis vinifera ve 4 ročních období z konvenční vinice v Praze a z biodynamické vinice v Kutné Hoře. Rozdíly mezi těmito způsoby ošetřování révy jsou značné. Konvenční způsob je charakterizován využíváním pesticidů a syntetických hnojiv s cílem dosáhnout vysoké produkce, zatímco biodynamické zemědělství zohledňuje životní prostředí, a proto používá například postřiky na rostlinné bázi a potřebné živiny dodává do půdy ve formě organických hnojiv. Práce byla také zaměřena na testování endofytních metabolitů, které přímo ovlivňují růst Vitis vinifera, tudíž na produkci sideroforů, fytohormonu indol-3 octové kyseliny (IAA), antioxidantů, ACC (1- aminocyklopropan-1-karboxylové kyseliny) deaminasy, schopnosti fixovat dusík a rozpouštět fosfát. Z biodynamické vinice bylo celkem izolováno 18 bakteriálních endofytních rodů a z konvenční 17 rodů. Procentuální zastoupení izolátů schopných ACC deaminasy, fosfátové solubilizace, fixovat dusík a produkovat siderofory se v obou vinicích příliš nelišilo. Rozdíly byly zaznamenány v produkci antioxidantů a IAA.
15 Bc. Patricie Novotná M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Produkce biobutanolu z odpadní lignocelulózové biomasy přítokovanou kultivací detail

Produkce biobutanolu z odpadní lignocelulózové biomasy přítokovanou kultivací

Butanol má v současné době uplatnění jako aditivum do pohonných hmot, extraktant antibiotik, hormonů či vitaminů. V současnosti je prováděn výzkum za účelem navýšení jeho produkce a nalezení levných surovin pro fermentaci. Při mikrobiální produkci butanolu lze jako substrát využít odpadní lignocelulózovou biomasu. Pro tuto práci byla jako materiál zvolena pšeničná sláma. V prvním kroku byla sláma podrobena alkalické hydrolýze a následně využita jako kultivační médium při kultivaci bakterií rodu Clostridium v bioreaktoru. Kultivace byly zahájeny ve vsádkovém režimu, kdy kultivačním médiem byl hydrolyzát slámy, při jehož hydrolýze byl použit roztok hydroxidu o nižší koncentraci a vzniklo tak méně inhibičních látek. Při poklesu hodnoty pH uvnitř reaktoru byl spuštěn přítok hydrolyzátu slámy, při jehož hydrolýze byl použit koncentrovanější roztok hydroxidu. Tím bylo dosaženo lepší výtěžnosti glukózy ze substrátu, a tak mohlo dojít k vyšší produkci butanolu. Přítokování média lze zahájit v různých fázích aceton-butanol-etanolové fermentace, což má vliv na průběh kultivace a výsledný zisk butanolu. V rámci práce je zjišťován optimální čas zahájení přítoku pro dosažení co nejvyšší produkce butanolu.
16 Bc. Zuzana Poliačiková M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Izolace a charakterizace mikroorganismů z lázeňských pramenů detail

Izolace a charakterizace mikroorganismů z lázeňských pramenů

Česká republika sa radí medzi štáty s vysokým počtom liečivých minerálnych a termálnych prameňov vyskytujúcich sa takmer po celom jej území. Prevažná väčšina týchto prameňov má jedinečné chemické zloženie a ich termálne vlastnosti sa využívajú na rehabilitačné a liečebné účely alebo aj ako pitný zdroj. Menej preskúmanou oblasťou ich významu je poznanie mikroorganizmov, ktoré sú súčasťou týchto prameňov a majú zaujímavé vlastnosti práve kvôli ich výskytu v týchto extrémnych prostrediach. Pramene sú často podrobené mikrobiologickým analýzam z pohľadu hygieny vody, avšak ich kompletné mikrobiologické zloženie nie je známe. V mojej práci som sa zaoberala charakterizáciou mikroorganizmov z minerálnych radónových prameňov z Jáchymova a termálnych prameňov z Karlových Varov. Boli prevedené kultivácie v prítomnosti rôznych zdrojov živín a následné izolácie a identifikácie mikrooganizmov. Z prameňov Jáchymova boli izolované a identifikované pomocou hmotnostného spektrometra MALDI-TOF/TOF 2 izoláty. Z prameňov Karlových Varov bolo izolovaných a použitím molekulárnej analýzy 16s RNA identifikovaných 5 izolátov. Úspešne sa zistil celkový profil mikrobiálnych komunít prameňov Jáchymova a to izoláciou celkovej DNA, sekvenovaním génov16S rRNA a následnej analýzy získaných sekvencií.  
17 Bc. Michaela Rollová M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Vliv extraktů Vitis vinifera na zástupce střevní mikroflóry detail

Vliv extraktů Vitis vinifera na zástupce střevní mikroflóry

Odpadní produkty vinařského průmyslu jsou značně opomíjenými surovinami s potenciálem širokého využití. Matoliny a třapiny, které vznikají jako vedlejší produkt při zpracování hroznů jsou významným zdrojem bioaktivních látek - polyfenolů. V posledních letech jsou hojně využívány doplňky stravy bohaté právě na polyfenolové látky, které mají celou řadu potenciálních pozitivních účinků na lidské zdraví, jako například vliv na složení lidského mikrobiomu. Tato práce se zabývá vlivem polyfenolů obsažených v extraktech Vitis vinifera získaných z vinařského odpadu na vybrané probiotické a oportunně patogenní bakterie, úzce související s lidským trávicím traktem. Extrakty z matolin a třapin byly připraveny, charakterizovány a byl studován jejich vliv na změnu tvorby biofilmu oportunně patogenních (E. coli DBM 3125, C. freundii DBM 3127, C. braakii NCTC 13790, R. ornithinolytica NCTC 14098, Y. enterocolitica subsp. palearctica NCTC 13769) a probiotických bakterií (L. acidophilus LA‑5, L. brevis NCTC 13768). Aplikací extraktu z matolin Vitis vinifera o koncentraci 900 mgGA/l celkových polyfenolů se podařilo snížit metabolickou aktivitu u všech oportunních patogenů minimálně o 50 %, zatímco probiotické kmeny nebyly danou koncentrací negativně ovlivněny.  
18 Bc. Andrea Schovánková M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Hodnocení nových enzymaticky stabilních inhibitorů galektinů 1 a 3 detail

Hodnocení nových enzymaticky stabilních inhibitorů galektinů 1 a 3

Galektiny 1 a 3 jsou lektinové proteiny, které se přirozeně nachází v různých živočišných tkáních. Kromě toho bývají ale také produkovány tumorovými buňkami jako jistá forma obrany nádoru proti imunitnímu systému organismu. Díky specifické vaznosti těchto proteinů jsou totiž schopné interakce s povrchovými strukturami T-lymfocytů vyvolávající jejich apoptózu. Z toho důvodu představují galektiny atraktivní cíl pro výzkum nových přístupů k protirakovinným terapiím. Galektinové inhibitory by se mohly stát součástí kombinovaných chemoterapií a podporovat samotný imunitní systém pacienta. Cílem mojí práce je optimalizace a použití metod pro vyhodnocení účinků potenciálních nových galektinových inhibitorů připravovaných v rámci tohoto projektu na VŠCHT i na ÚOCHB AV ČR. Pro tento účel byly izolovány mononukleární buňky z lidské periferní krve a byly připraveny rekombinantní galektiny 1, 3 a vazebná doména galektinu 3. Hodnocení aktivity nových inhibitorů galektinu 1 bylo provedeno na aktivovaných lymfocytech pomocí průtokové cytometrie a aktivita inhibitorů galektinu 3 bude srovnávána podle chemotaktické aktivity galektinu 3 vůči monocytům. Pro ověření výsledků bylo použito stanovení disociační konstanty inhibitorů s galektiny pomocí fluorescenční polarimetrie.
19 Bc. Alžběta Svobodová M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Vliv anti-biofilmových agens na faktory virulence kmenů rodu Pseudomonas tvořících biofilm na titanové slitině detail

Vliv anti-biofilmových agens na faktory virulence kmenů rodu Pseudomonas tvořících biofilm na titanové slitině

Pseudomonas aeruginosa je patogenní bakterie patřící mezi nejčastější původce nozokomiálních infekcí. Mikroorganismus vykazuje vysokou rezistenci vůči antibiotikům, protože je schopen tvorby odolného biofilmu a produkce řady virulenčních faktorů. Tvorba biofilmu a některých virulenčních faktorů je řízena mezibuněčnou komunikací quorum sensing (QS). Jako možná alternativa antibiotické léčby se jeví oslabení zmíněného QS systému bakterie a její virulence. V této práci byla sledována účinnost některých netradičních anti-virulentních přístupů, vliv extraktu z modrých hroznů Vitis vinifera a vliv netermálního plazmatu (NTP) na QS (signální molekuly), biofilm modelového kmene P. aeruginosa ATCC 10145 a vybrané faktory virulence. NTP bylo generováno za atmosférického tlaku výbojem o vysokém napětí. Biofilm a buněčná suspenze vytvořená v okolí biofilmu na nosičích ze slitiny Ti-6Al-4V byly charakterizovány stanovením metabolické aktivity  buněk (MTT test) a celkového množství buněk schopných tvořit kolonie (CFU/ml). Hlubší charakterizaci nám umožnilo několik metod stanovení virulenčních faktorů a vizualizace biofilmu pomocí fluorescenční mikroskopie. Expozice bakterie NTP trvající třicet minut vyvolala pokles hladiny signálních molekul o 20 %.  
20 Bc. Elizaveta Timkina M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Fenotypová variabilita kmenů rodu Kocuria izolovaných z extrémních lokalit detail

Fenotypová variabilita kmenů rodu Kocuria izolovaných z extrémních lokalit

Léčebné lázeňské prameny jsou používány jak k pitným, tak koupelovým kúrám. Běžné mikrobiologické testy, které se u těchto vod provádějí, zahrnují testy např. na koliformní bakterie. Ale i tyto vody jsou zdrojem mikroorganismů, které mohou být biotechnologicky cenné. Práce se zabývá testováním vybraných kmenů rodu Kocuria izolovaných z léčebných vod v Jáchymově, které jsou využívány ke koupelím pro přirozený obsah rozpuštěného radonu. Mikroorganismy rodu Kocuria jsou předmětem mnoha studií pro své široké metabolické schopnosti a produkci zajímavých sekundárních metabolitů. U jednotlivých kmenů byla testována jejich fyziologická aktivita při různých teplotách a schopnost utilizace různých substrátů.
21 Bc. Anastasiia Vasyliuk M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Vliv postřiků na fyziologický stav révy vinné detail

Vliv postřiků na fyziologický stav révy vinné

Vinařské technologie ovlivňují obsah polyfenolů a endofytů v rostlině Vitis vinifera, a tím nepřímo ovlivňují její fyziologický stav a tím i kvalitu hroznů, barvu, chuťové a čichové vnímání a potenciál stárnutí vína. Endofytní mikroorganismy a polyfenolové fytoalexiny, které mohou být produkovány jak rostlinou tak endofyty, jako např. stilbenoid resveratrol, mohou příznivě působit na růst hostitelské rostliny. Nedávno se rozšířily biodynamické a organické způsoby pěstovaní révy vinné přičemž je jen málo probádané jestli použití organických a rostlinných postřiku poskytuje nějaké výhody spojené s růstem a následně kvalitou hroznů a finálního produktu – vína, z hlediska obsahu antioxidantů, zastoupení a aktivity endofytních mikroorganismů. V této prací byly srovnány vzorky z různých částí révy vinné (letorosty, třapiny, slupky) s odlišným způsobem pěstovaní (konvenčně, organicky a biodynamicky) v průběhu roku z pohledu obsahu polyfenolů a taky vliv postřiků na aktivity endofytů v letorostech révy pocházejících z konvenční a biodynamické vinice. Nebyly pozorovány statisticky významné rozdíly mezi obsahem antioxidantů v letorostech , ale bylo zjištěno, že endofyty z biodynamické vinice produkovaly vyšší množství sideroforů a fytohormonu IAA ve srovnání s endofyty z konvenční vinice.  
22 Kristýna Vejmělková B3 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Příprava a studium proteinu NS3 viru Dengue detail

Příprava a studium proteinu NS3 viru Dengue

Virus Dengue je malý, jednovláknový RNA virus řadící se do skupiny arbovirů, tedy virů přenášených členovci. DENV je přenášen komáry rodu Aedes Aegypti a způsobuje onemocnění horečku dengue. Tato práce se zabývá přípravou a studiem nestrukturního proteinu viru Dengue NS3, který vykazuje helikázovou aktivitu. Navíc v komplexu s kofaktorem NS2B, tvoří NS3 serinovou proteázu, která štěpí virový polypeptid na funkční proteiny. Vzhledem k predikované roli NS3 při vazbě k virové genomové RNA, byla kombinací metod EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Assay) a fluorescenční anizotropie testována schopnost purifikovaného NS3 vázat vybrané úseky DENV RNA. Za účelem testování helikázové aktivity NS3 proteinu byly zavedeny dvě nové metody. Získané výsledky mohou vést k objasnění role NS3 proteinu během procesu vbalování genomové virové RNA do nukleokapsidové částice viru Dengue.
23 Bc. Elena Vikhrova M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Produkce mléčné kyseliny v submerzním a imobilizovaném systému detail

Produkce mléčné kyseliny v submerzním a imobilizovaném systému

Potenciálním využitím kyseliny mléčné je výroba biologicky odbouratelných polymerů. Kvůli snaze snížit náklady na její produkci se testuje použití levných substrátu, jako např. hydrolyzát slámy, popřípadě levnějších zdrojů dusíku, jako je hydrolyzát peří. V této práci byl nejprve proveden screening růstu 4 kmenů bakterií mléčného kvašení na různých zdrojích uhlíku, také byl sledován vliv různých koncentrací sacharidů na růst. Jako produkční kmen pro kontinuální kultivaci v submerzním a imobilizovaném uspořádání (hybridní systém) byl zvolen kmen Lactobacillus casei 198 díky své schopnosti fermentovat xylózu obsaženou v hydrolyzátu slámy. Byl sledován vliv různých zdrojů uhlíku, jejich koncentrací a rychlostí přítoku čerstvého média do bioreaktoru na výsledné kultivační parametry (koncentrace mléčné kyseliny, výtěžnost a produktivita). Jako fermentační médium byly testovány MRS s přidáním glukózy a MRS s přidáním sacharózy, momentálně kultivace probíhá na MRS médiu, ve kterém je jako surovina pro výrobu mléčné kyseliny využíván odpadní sirob a melasa. V dalších krocích práce bude testována produkce na hydrolyzátu slámy a dusíkaté složky MRS média budou částečně nebo zcela nahrazeny hydrolyzátem peří.  
24 Bc. Jean Ramon Yap M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Effect of Pythium oligandrum as biological control agent on mycotoxins during wheat malting detail

Effect of Pythium oligandrum as biological control agent on mycotoxins during wheat malting

Fusarium is a plant fungus that causes Fusarium Head Blight (FHB) in crops such as wheat, barley, oat and corn. FHB manifests through premature bleaching of flowering structures of spikelets and spreads to other plant parts. During warm and moist conditions, the fungus produces spores for further infection and reproduction. Aside from spores, the fungus also produces secondary metabolites or mycotoxins that are harmful to both humans and animals when ingested. The aim of this project is to study the effect of a biological control agent Polyversum (Pythium oligandrum) on the production of mycotoxins in wheat grains during malting. Different wheat samples were used in this work. Method for relative fungal DNA content using quantitative RT-PCR was established. Content of deoxynivalenol (DON - the most common mycotoxin produced by Fusarium) was quantified by ELISA and showed a significant reduction in DON levels compared to untreated samples. Further testing using HPLC will be done to determine a more precise level of specific mycotoxins.   

320 - Ústav biochemie a mikrobiologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Miloš Apeltauer M2 Ing. Jan Lipov, Ph.D. Zavedení bakulovirového expresního systému pro produkci obalových glykoproteinů Masonova-Pfizerova opičího viru detail

Zavedení bakulovirového expresního systému pro produkci obalových glykoproteinů Masonova-Pfizerova opičího viru

Bakulovirus je hmyzí vir, který se více jak 30 let používá pro produkci rekombinantních proteinů v hmyzích buňkách. Nicméně bakulovirus může být využit i k efektnímu přenosu a expresi genetické informace v savčích buňkách pomocí vhodného promotoru, tato metoda se nazývá BacMam. Cílem mé práce je vytvořit vektor pEGBacMam_EnvHIS, kterým transformací do buněk E.Coli DH10Bac vytvořím rekombinantní bacmid, nesoucí genetickou informaci pro produkci obalového glykoproteinu viru M-PMV (Env) s integrální HIS kotvou. Dále budu bacmidem transfekovat buněčnou linii Sf9 pro vytvoření rekombinantního bakuloviru, kterým budu následně infikovat savčí buňky HEK293 za účelem produkce proteinu Env. Tento expresní systém by měl zajistit silnější produkci žádaného proteinu, který bude navíc korektně glykosylován. Buňky budou následně lyzovány kopolymerem styrenu a kyseliny maleinové (SMA), který oddělí membránové proteiny i s lipidy v blízkém okolí, vzniknou tak tzv. SMA nanodisky. Nanodisky s cílovým proteinem budou z lyzátu získány pomocí afinitní chormatografie Ni-NTA. Takto izolovaný nativní protein je možné použít na interakční studie s matrixovým proteinem, výrobu protilátky proti proteinu Env a případně na určení struktury tohoto transmembránového proteinu pomocí kryoelektronové mikroskopie.  
2 Bc. Anna Beránková M2 doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Syntéza a metabolické zabudování modifikovaných sacharidů pro clik-značení glykokonjugátů detail

Syntéza a metabolické zabudování modifikovaných sacharidů pro clik-značení glykokonjugátů

Hlavní částí této práce byla syntéza a metabolické začlenění modifikovaného cukru pro klick-značení glykokonjugátů.. Deriváty N-galakto, N-gluko a N-mannosamín hydrochloridu byly modifikovány pomocí 1,2,4-triazinové skupiny a dále převedeny na odpovídající peracetylované deriváty za účelem zvýšení jejich lypofilicity. Tyto sloučeniny byly aplikovány na buňky a kliknutím značeny biotinem, který umožňuje pozorovat začlenění nepřirozených cukrů do/na buňkách následným přidáním fluorescenčne značeným streptavidinem. Výhodou naší metody je netoxická a rychlá a reakce ve srovnání s jinými již známými metodami. Rychlost reakce byla sledována na derivátech thio-, sulfinyl-, karboxy-1,2,4-triazinů a třemi typy syntetických trans-cyklooktenů. Kvůli vedlejším produktům během syntézy a obtížnosti při čištění byly nakonec použity karboxy-1,2,4-triaziny a d-TCO. Po značení buněk tímto způsobem jsme neočekávaně zjistili, že použitím nových derivátů jsme schopni vizualizovat intracelulární glykokonjugáty, ale nikoli ty, které jsou spojeny s buněčným povrchem. 



3 Bc. Martin Bezděk, DiS. M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Biologické aktivity rostlinných extraktů detail

Biologické aktivity rostlinných extraktů

Tato práce se zabývá testováním biologických aktivit rostlinných extraktů z listů a větví rakytníku řešetlákového. Rakytník patří mezi rostlinné adaptogeny. Adaptogeny jsou látky, které zvyšují imunitu organismu a mají schopnost pomáhat vůči zátěži jak fyzické, tak psychické. Pro hodnocení adaptogenních vlastností je obtížné vybrat správnou baterii testů tyto vlastnosti popisující. Prvním cílem práce bylo otestovat extrakty připravené rozdílnými způsoby extrakce a macerace z hlediska antimikrobiální aktivity na vybraném souboru lidských a potravinových patogenů difuzním a dilučním testem. Těmito patogeny byly Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus a Bacillus cereus. Do celkové série testů jsou zahrnuty testy antioxidační aktivity, cytotoxicity pro savčí linie, antidiabetické a protizánětlivé aktivity. Dilučním testem byla prokázána nejvyšší antimikrobiální aktivita u vzorků získaných vysokotlakou extrakcí a macerací. Tyto vzorky vykazovaly i nejvyšší antioxidační aktivitu. Výrazný cytotoxický efekt pro savčí linii HOC  (60% inhibice proliferace) byl u vzorku z větví po maceraci, extrakci soxletem a vysokotlaké extrakci. Antidiabetická aktivita byla nejvyšší u vzorků výluhů. Obecně lze říci, že vzorky z větví rakytníku vykazovaly lepší testované efekty.
4 Bc. Tadeáš Bílek M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Charakterizace ADME vlastností nových inhibitorů purinnukleosidfosforylázy in vitro detail

Charakterizace ADME vlastností nových inhibitorů purinnukleosidfosforylázy in vitro

Enzym purinnukleosidfosforyláza (PNP) hraje důležitou roli v recyklaci purinových nukleotidů. Jak bylo zjištěno u PNP deficientních pacientů, jeho absence vede k úbytku T-lymfocytů. To dělá z PNP atraktivní cíl v rámci léčby akutní T-lymfoblastické leukemie. Na trhu již existuje látka forodesin, která je nanomolárním inhibitorem PNP. Potence nových inhibitorů však není jediná věc, kterou je při navrhování nových léčiv třeba vzít v úvahu. Neméně důležitým parametrem je chování látek v prostředí lidského těla. Pomocí širokéha spektra metod zkráceně nazývaných ADME-TOX (Absorpce, Distribuce, Metabolismus, Eliminace, Toxicita) je testována stabilita látek v játrech a plazmě, jejich toxicita vůči různým buněčným liniím, průchodnost buněčnou membránou či vazebnost na plazmatické proteiny. Soubor těchto vlastností je určující pro biologickou dostupnost potenciálního léčiva. Ač jsou tyto metody prováděny in vitro, představují poměrně spolehlivý model potřebný k vývoji a iteraci struktury inhibitorů. Cílem mé práce je charakterizovat ADME-TOX vlastnosti nových inhibitorů PNP, navržených a nasyntetizovaných v laboratoři doktora Zlatka Janeby na ÚOCHB AV ČR, a porovnání těchto dat s forodesinem, jehož farmakokinetické vlastnosti nejsou ideální.
5 Bc. Leoš Cmarko M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Identifikace molekulární determinanty pro gating vápníkového kanálu typu T detail

Identifikace molekulární determinanty pro gating vápníkového kanálu typu T

Fyziologické funkce, jako například řízení excitability neuronů nebo sekrece neurotransmitterů, jsou řízené vápníkovými kanály typu T, které jsou schopné se otevírat a zavírat v reakci na signály, jež k nim přichází. Poruchy těchto „gatingových“ vlastností jsou často spojené s neurodegenerativními lidskými nemocemi. Je tedy důležité pochopit strukturně-funkční vztahy v transmembránových proteinech vytvářející tyto kanály. V rámci tohoto projektu jsme zkoumali specifickou roli karboxylové terminální oblasti vápníkových kanálů Cav3.3, a to vytvořením řady deletovaných konstruktů exprimovaných v lidských buňkách, které jsme následně analyzovali pomocí patch-clamp elektrofyziologie. Naše výsledky ukazují, že proximální oblast C-konce obsahuje strukturní determinantu, která definuje několik funkčních aspektů kanálů Cav3.3 včetně napěťové závislosti aktivace a inaktivace, kinetiky inaktivace a vztahu mezi napěťovým senzorem kanálu a otevřením póru pro přenos iontů. Získané výsledky dokazují důležitost této oblasti pro stabilizaci kanálů Cav3.3 v uzavřeném stavu.



6 Bc. Aneta Exnerová M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Neuroprotektivní účinky nových anorektických analogů peptidu uvolňujícího prolaktin (PrRP) v modelu in vitro detail

Neuroprotektivní účinky nových anorektických analogů peptidu uvolňujícího prolaktin (PrRP) v modelu in vitro

Alzheimerova choroba (AD) je v poslední době spojována s porušenou centrální signalizací inzulínu, rezistencí k leptinu, obezitou a diabetem 2. typu. Zvláště je zkoumán vztah mezi diabetem 2. typu a Alzheimerovou chorobou, který se označuje jako diabetes 3. typu. Při AD dochází v mozku k hyperfosforylaci proteinu Tau a k tvorbě amyloidních beta plaků. Nyní se však ukazuje, že inzulín, leptin nebo agonisté GLP-1 (glucagon-like peptide-1) brání patologické fosforylaci proteinu Tau nebo vzniku plaků amyloidního beta peptidu u zvířecích modelů AD. Peptid uvolňující prolaktin (PrRP) je anorexigenní peptid vyskytující se běžně v lidském organismu. V dřívějších studiích byly zjištěny jeho příznivé účinky na obezitu a diabetes 2. typu. Dále se ukazuje, že by PrRP mohl mít potenciální neuroprotektivní účinek. Hlavním cílem našeho projektu je zjistit, zda naše nové anorexigenní analogy PrRP mají pozitivní vliv na poškození neuronů pěstovaných v tkáňových kulturách. Tento vliv je zjišťován testem metabolické aktivity (MTT). Zároveň je mapována signalizace těchto analogů v neurálních buňkách pomocí metody western blot.
7 Bc. Dominika Fečková M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Antimikrobiální efekt funkcionalizovaných materiálů detail

Antimikrobiální efekt funkcionalizovaných materiálů

Táto práca sa zaoberá testovaním antimikrobiálneho efektu funkcionalizovaných materiálov. Jedným z testovaných materiálov sú nanoroboty BiVO4, ktoré je možné poháňať svetlom. Tieto nanoroboty, ktoré môžeme nazvať aj nanomotory sú schopné transportovať pasívne častice. Po osvietení adherujú ku kvasinkám. Adherenci vieme ovládať zapnutím a vypnutím svetla. U týchto nanorobotov sme testovali ich fungicídny účinok, ktorý je založený na princípe fotodynamickej terapie. Modelovým organizmom boli kvasinky Saccharomyces cerevisiae . Ďalším testovaným materiálom boli nanoroboty BiVO4 potiahnuté oxidom železnato-železitým. Tým získali tieto nanoroboty magnetické vlastnosti. U BiVO4/Fe3O4 bol fungicídny efekt pasivovaný a naším cieľom bolo otestovať adherenci ku kvasinkám po osvietení viditeľným svetlom. Modelovým organizmom boli opäť kvasinky Saccharomyces cerevisiae a  experimet prebehol taktiež na pive. Výsledky experimentov nám u prvého materiálu BiVO4 potvrdili fungicídny efekt, ktorý by bolo možné využiť napríklad na odstránenie mikrobiálnej kontaminácie vo vode. Nanomagnety BiVO4/Fe3O4 po osvietení adherovali ku kvasinkám a tak majú potenciál k odstraňovaniu zbytkových kvasiniek z biotechnologických suspenzií.  
8 Bc. Kateřina Filipi M2 Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. Taxonomická klasifikace bakteriálních izolátů z radioaktivních lázeňských pramenů detail

Taxonomická klasifikace bakteriálních izolátů z radioaktivních lázeňských pramenů

V Jáchymovských dolech vyvěrají z hloubky 500 metrů pod zemským povrchem unikátní radioaktivní prameny, ve kterých lze očekávat výskyt fylogeneticky či biotechnologicky zajímavých doposud nepopsaných mikroorganismů. Cílem této práce bylo takové mikroorganismy izolovat a posléze charakterizovat. Pro kultivaci byla zvolena oligotrofní média, tj. s nízkou koncentrací živin, aby byly co nejvíce simulovány podmínky přirozeného výskytu mikroorganismů.  Za účelem taxonomického určení byly nejdříve veškeré získané izoláty analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie v režimu MALDI-TOF. U izolátů, které se takto nepodařilo identifikovat, byla provedena identifikace na základě sekvenace genu pro 16S rRNA. Izoláty splňující jedno z kritérií pro nový bakteriální druh, a to podobnost sekvence genu pro 16S rRNA s fylogeneticky nejbližším typovým zástupcem nižší než 98,65 %, byly vybrány pro následnou genotypovou a fenotypovou charakterizaci. Konkrétně jde o izolát 315, jehož nejbližší typový zástupce je Sphingomonas asaccharolytica s podobností 98,07 % a izolát 344 s nejbližším typovým zástupcem Sphingomonas koreensis a podobností 98,34 %. Doposud byly provedeny testy halotolerance, utilizace základních růstových substrátů, základní enzymatické testy a byly stanoveny optimální růstové teploty.  
9 Bc. Adéla Formanová M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Vztah struktury a funkce α-L-fukosidasy iso2 z Paenibacillus thiaminolyticus detail

Vztah struktury a funkce α-L-fukosidasy iso2 z Paenibacillus thiaminolyticus

Fukosidasy jsou enzymy ze třídy hydrolas, které mají v živých organismech důležitou roli zejména při imunitní odpovědi, oplodnění a vývoji vajíčka, ale také například při nádorových onemocněních. Některé fukosidasy dokáží za vhodných podmínek in vitro katalyzovat kromě hydrolýzy glykosidové vazby také transglykosylaci, tedy syntézu nové vazby, což je zajímavé zejména pro farmaceutický průmysl. V této práci se zabývám přípravou transfukosidas z α-L-fukosidasy iso2 z Paenibacillus thiaminolyticus. Cílem je zvýšit transglykosylační aktivitu α-L-fukosidasy pomocí randomní i cílené mutageneze. Náhodné mutanty byly připravovány s využitím metody error-prone PCR. Zde byly nejprve testovány mutagenní podmínky a u získaných mutantů byla následně porovnávána specifická aktivita s nemutovaným enzymem. Mezi získanými mutanty však nebyly prozatím nalezeny žádné potenciální transfukosidasy. Během letošního roku byla také vyřešena 3D struktura tohoto enzymu. Cílenou mutagenezí byly nejprve identifikovány katalytické aminokyseliny a následně byly vytipovány i aminokyseliny, které by mohly mít vliv na transglykosylační aktivitu enzymu. Záměnou vybraných aminokyselin budou připraveny a produkovány mutanty, u kterých bude charakterizována jejich transglykosylační aktivita.
10 Bc. Naděžda Galybina M2 doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Vývoj multianalytového imunochromatografického testu pro detekci drog detail

Vývoj multianalytového imunochromatografického testu pro detekci drog

V současné době je na drogové scéně jedním z významných problémů otázka tzv. „nových syntetických drog“ (NSD). NSD jsou připravovány jako analog již známých omamných a psychotropních látek za účelem obejít národní legislativu různých zemí. Vzhledem k rychlému rozvoji nových psychoaktivních látek je známo velice málo informací o jejich toxikologii a farmakologii. Motivací k jejich nákupu je především nízká cena, snadná dostupnost a zdánlivá bezpečnost. Stávající metody laboratorní diagnostiky neumí detegovat NSD, což přispívá k nekontrolované spotřebě těchto látek. Proto by bylo vhodné vyvinout rychlou, levnou a snadno použitelnou metodu pro spolehlivou detekci NSD, která by byla použitelná pro testování přímo v terénu. Cílem práce je sestavení multianalytového imunochromatografického testu pro detekci různých skupin drog v jednom vzorku. Ze skupiny syntetických kanabinoidů bylo vybráno JWH-200, ze skupiny fenetylaminů – 2C-B a ze skupiny tryptaminů - diisopropyltryptamin. Zatím byla metoda sestavena v otevřeném formátu, pro který byly vybrány vhodné koncentrace imunoreagencií a složení pufrů. Ze sestavených kalibračních řad byly určeny vizuální detekční limity: JWH-200 – 5 ng.ml-1, 2C-B – 5 ng.ml-1, diisopropyltryptamin – 10 ng.ml-1  
11 Bc. Jana Hahnl M2 doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Tromboxan B2 jako potenciální nový prognostický marker v séru pacientů s rakovinou prostaty detail

Tromboxan B2 jako potenciální nový prognostický marker v séru pacientů s rakovinou prostaty

Pro léčbu rakoviny prostaty se v současné době používá řada způsobů léčby. Mezi terapeutické přístupy patří také vakcíny založené na bázi dendritických buněk. Jako jeden z nejspolehlivějších parametrů hodnocení účinku jednotlivých terapeutických postupů slouží tzv. doba zdvojení prostatického specifického antigenu. Přesto je třeba stále nacházet nové, spolehlivé a specifické biomarkery s výpovědní hodnotou směrem k vývoji klinického obrazu pacienta. Společnost SOTIO, a.s. vyvíjí mimo jiné nový typ buněčné vakcíny založené na bázi dendritických buněk. Cílem práce je prozkoumat možnosti stanovení hladin tromboxanu A2 prostřednictvím analýzy jeho stabilního metabolitu tromboxanu B2 metodou EIA (kompetitivní) ve vzorcích získaných od pacientů. Na možný význam tromboxanů v etiopatogenezi rakoviny prostaty poukazuje řada publikací. Byly studovány výsledky stanovení hladiny tromboxanu B2 pomocí kitů dvou výrobců Neogen a Cayman. Probíhá optimalizace metody – volba vhodných sérií ředění pacientských vzorků, tak aby byl získán dostatek dat v lineární oblasti kalibrační křivky. Jako obtížná se zatím jeví příprava séra zdravého dárce bez obsahu tromboxanu B2 po podání kyseliny acetylsalicylové.
12 Bc. Martina Hošková M2 doc. Mgr. Ing. Štěpánka Kučková, Ph.D. Diagnostika rakoviny pankreatu pomocí hmotnostní spektrometrie  detail

Diagnostika rakoviny pankreatu pomocí hmotnostní spektrometrie 

Rakovina pankreatu je vzhledem ke zvyšující se celosvětové incidenci a neklesající mortalitě stále se zvyšující hrozbou. Pětiletá míra přežití pacientů je menší než 5 %. Diagnóza tohoto onemocnění přichází ve většině případů pozdě a pouze u 20 % pacientů se setkáváme s chirurgicky resekovatelným karcinomem. Mezi hlavní příčiny obtížné diagnostiky patří pozdní klinické projevy onemocnění, omezená přístupnost zobrazovacích metod ke tkáni slinivky břišní a malá specifita rutinně používaného biomarkeru CA 19-9. Ve své práci se zabývám rozlišením krevní plazmy pacientů s rakovinou pankreatu, rizikových pacientů s čerstvě vyvinutým DM (diabetes mellitus typ 2) a zdravých jedinců. K tomuto rozlišení využívám techniku hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF a následně data zpracovávám pomocí PCA (analýzy hlavních komponent), kdy se mi podařilo rozlišit tyto skupiny. Protože je technicky obtížné studovat proteiny vyskytující se v plazmě v malém množství, je nutné najít vhodnou metodu pro odstranění abundantních proteinů. Po depleci albuminu, aplikaci techniky ESI-Q-TOF MS a vyhodnocení dat pomocí PCA-LDA (analýzy hlavních komponent – lineární diskriminační analýzy) se mi podařilo identifikovat proteiny, které by mohly sloužit jako potencionální biomarkery karcinomu pankreatu.
13 Bc. Jana Karpíšková B2 Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na endofytní mikroorganismy detail

Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na endofytní mikroorganismy

Kejdový hnůj a kaly z čističek odpadních vod (ČOV) se využívají jako organická hnojiva na orné půdy především z důvodů zvýšení produkce zemědělských plodin. Jejich aplikace však může vést ke změnám složení mikrobioty v zeminách i endofytních populací v plodinách. Cílem diplomové práce je zhodnotit vliv dlouhodobého hnojení u dvou půdních typů a v hlízách brambor. Pole byla rozdělena na 5 částí a na každou bylo od roku 1996 aplikováno jiné hnojivo: kejdový hnůj, kal z ČOV (různé aplikační dávky), NPK a nehnojená půda. Odběr vzorků probíhal v září 2017, kdy z každé části pole byly odebrány vzorky zeminy a hlízy brambor. Před izolací DNA endofytních mikroorganismů byly hlízy povrchově sterilizovány a dezintegrovány pomocí tekutého dusíku. Následně byla ze vzorků zeminy a z hlíz brambor izolována a purifikována metagenomová DNA a připravena DNA knihovna pro 16S rRNA a ITS region pomocí specifických primerů. Následovalo PCR za použití adaptérů s vnitřními tagy, které slouží ke specifickému označení každého vzorku. Posledním krokem byla purifikace pomocí SRPI magnetických kuliček. Získané a přečištěné amplikony byly odeslány na sekvenační analýzu Illumina Miseq. Výsledky budou statisticky vyhodnoceny a bude zjištěn vliv daného hnojiva na změny ve složení mikrobiálních populací.
14 Bc. Květoslava Klajblová M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Katepsin B2 z parazita krevnička střevní (Schistosoma mansoni) detail

Katepsin B2 z parazita krevnička střevní (Schistosoma mansoni)

Krevnička střevní (Schistosoma mansoni) patří mezi parazitické motolice způsobující onemocnění schistosomózu. Toto závažné onemocnění postihuje přes dvě stě miliónů lidí převážně v tropických a subtropických oblastech. Dospělé krevničky žijí v cévním systému hostitele a živí se jeho krví. Pro životaschopnost krevničky jsou nezbytné proteolytické enzymy (proteasy). Proteasy se podílejí na interakcích parazita s hostitelem – např. na invazi do hostitele, modulaci homeostáze hostitele, či trávení krevních proteinů hostitele, které slouží jako hlavní zdroj živin parazita. Tato práce se zabývá katepsinem B2 (SmCB2), cysteinovou proteasou z krevničky střevní, jejíž biologická role dosud není známá. Cílem práce je příprava rekombinantní formy SmCB2 a její biochemická charakterizace. Pro rekombinantní produkci proteinu byl konstruován expresní systém v kvasince Pichia pastoris. SmCB2 byl kvasinkami produkován do média, ze kterého byl následně izolován pomocí chromatografických metod. Zahájena byla proteomická charakterizace připraveného proteinu.  
15 Bc. Ruslan Klassen M2 PharmDr. Jindřiška Angelini, Ph.D. Vliv nanočástic na dynamiku cytoskeletu u rostlin detail

Vliv nanočástic na dynamiku cytoskeletu u rostlin

S růstem výroby kovových nanočástic vzrostl i jejich obsah v okolním prostředí, kde znečišťují životní prostředí a mohou pronikat do jakéhokoliv organismu. Nanočástice, zejména do 50 nm, procházejí biologickými bariérami a interagují s mnoha intracelulárními strukturami – například inhibují enzymy, narušují vodivost membrány, vážou se na proteiny. A mohou nakonec způsobit i buněčnou smrt. Cytoskelet funguje jako určitý senzor změn v okolí buňky a odchylky v jeho dynamice mohou nastartovat celou kaskádu dějů, které buňce pomohou vyrovnat se s nepříznivými podmínkami. Pokusili jsme se zjistit, jak nanočástice ovlivňují dynamiku mikrotubulárního cytoskeletu a jeho schopnost regenerace v různých intervalech po ošetření kovovými nanočásticemi.
16 Bc. Anežka Kodatová M2 Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Sledování vlivu přídavku biocharu na kvalitu půdy, půdní mikroorganismy a jejich metabolickou aktivitu detail

Sledování vlivu přídavku biocharu na kvalitu půdy, půdní mikroorganismy a jejich metabolickou aktivitu

Biochar je pevná složka vznikající pyrolýzou biomasy. Jedná se o látku bohatou na uhlík, která je pro svou schopnost zúrodnit půdu využívána v zemědělství. Efekt biocharu se liší v závislosti na podmínkách pyrolýzy a vlastnostech půdy, na kterou je aplikován. Po jeho aplikaci dochází ke změnám mikrobiální biomasy, která je pro kvalitu půdy klíčová. V diplomové práci sleduji vliv čtyř různě vyrobených biocharů na mikrobiální aktivitu a druhové zastoupení půdních mikroorganismů v půdách typu Kambizem a Luvizem, při aplikačních dávkách 2 a 5 hmot. %. Vstupními surovinami pro výrobu biocharu byly bukové štěpky a zbytky po separaci masa, každá z nich byla zpracována při pyrolyzačních teplotách 300 °C a 500 °C. Vzorky byly odebírány po 3 dnech, 14 dnech a 1 měsíci od smíchání půdy s biocharem. Pomocí fluorescenčně značených substrátů byly zjišťovány aktivity půdních enzymů, které se podílejí na cyklech základních živin. Statistická analýza získaných dat prokázala, že na jejich aktivitu mají vliv všechny testované parametry kromě teploty pyrolýzy. Změny diverzity mikrobiomu budou testovány pomocí sekvenačních technik. Cílem projektu, který bude pokračovat odběry a analýzami vzorků po 6 měsících a 1 roce, je zisk informací vedoucích k maximálnímu zefektivnění výroby a využívání biocharu.
17 Bc. Tereza Kustošová M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Účinky netoxických koncentrací T2 toxinu na zánětlivou signalizaci detail

Účinky netoxických koncentrací T2 toxinu na zánětlivou signalizaci

T2 toxin je sekundární metabolit plísní rodu Fusarium spp. Tyto mikroorganismy mohou infikovat plodiny jako je kukuřice, pšenice, ječmen či rýže, na poli, ale i při skladování. Molekula je stabilní při vysokých teplotách i v kyselém pH žaludku. T2 toxin se řadí mezi trichotecenové mykotoxiny a díky amfifilnímu charakteru snadno proniká do buněk, kde se váže do aktivního místa enzymu peptidyltransferasa na ribozomu a inhibuje syntézu proteinů. To může mít za následek ribotoxický stres. Výsledkem této signální dráhy je produkce mediátorů zánětu. Tato imunitní reakce je fyziologická obrana organismu na poškození tkání. Dochází ke zvýšené produkci molekul cytokinů, které mimo jiné způsobí stav nazývaný oxidační vzplanutí. Při něm v buňce dochází k aktivaci enzymů NADPH oxidasy, která se podílí na syntéze reaktivních kyslíkových sloučenin (ROS) a zvyšování oxidačního stresu či NO syntasy a tedy zvýšení koncentrace jedovatého oxidu dusnatého. Cílem této práce je sledování vlivu netoxických koncentrací na zánětlivou signalizaci. Tento proces lze sledovat měřením aktivity NADPH oxidasy či NO syntasy, hladin ROS produkovaných buňkou nebo mitochondriálního membránového potenciálu. Ze získaných výsledků je patrné, že T2 toxin má prooxidační vlastnosti a zvyšuje zánětlivou signalizaci.  
18 Bc. Denisa Kučerová M2 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Stanovení zánětlivých markerů produkovaných makrofágy po ovlivnění přírodními látkami detail

Stanovení zánětlivých markerů produkovaných makrofágy po ovlivnění přírodními látkami

Imunitní systém (IS) patří mezi základní mechanismy regulace homeostázy v lidském těle. Jako součást této důležité funkce zajišťuje ochranu buněk proti exogenním patogenům, ale i likvidaci apoptických či pozměněných maligních buněk. Neodmyslitelnou součástí obranných reakcí je antigenní detekce cizích molekul a jejich následná likvidace makrofágy. V případě infekce jsou součástí první linie obrany v postižené tkáni, kde fagocytují mikroorganismy a zároveň iniciují zánětlivou odpověď pomocí produkce cytokinů. Cytokiny jsou mediátory zánětlivých a protizánětlivých reakcí, představují signální molekuly, které zprostředkovávají komunikaci mezi jednotlivými buňkami IS. Regulace zánětlivé odpovědi je nevyhnutelná v rámci mnohých závažných onemocněních včetně maligních procesů. Jedna z možností modulace je aplikace přírodních látek – flavonolignanů. Tyto fytoprodukty jsou součástí silymarinového komplexu (Silybum marianum), který poskytuje mnoho pozitivních biologických účinků. Naměřené výsledky potvrdili protizánětlivé účinky na buněčné linii myších makrofágů po stimulaci bakteriálními lipopolysacharidy. Další stanovení budou zaměřené na sledování vlivu flavonolignanů na uvolňování cytokinů po stimulaci makrofágů, a to především TNFα a vybraných interleukinů (IL-1, IL-6).  
19 Bc. Bára Křížkovská M2 Ing. Jan Lipov, Ph.D. Bioprospekce dostupných druhů rostlinného rodu Selaginella   detail

Bioprospekce dostupných druhů rostlinného rodu Selaginella  

Rostliny rodu Selaginella jsou běžnou součástí východního léčitelství, což pobízí k bližšímu zkoumání sloučenin, které jsou schopny syntetizovat. V rámci této práce je testováno osm druhů rostlin, které poskytla Filipínská univerzita. Ze sušeného materiálu byly připraveny extrakty pomocí dvou různých extrakčních činidel. Postupně byla stanovena jejich protinádorová, antioxidační a antimikrobiální aktivita. Antimikrobiální vlastnosti, testované na osmi bakterialních rodech a jedné kvasince, se u extraktů výrazně neprojevily. Při měření antioxidační aktivity metodou ORAC, dosahovaly metanolové extrakty lepších výsledků, pravděpodobně díky přítomnosti flavonoidů. Naopak dichlormethanové extrakty projevily svůj potenciál u protinádorových účinků, stanovovaných srovnáním cytotoxických schopností vůči nádorovým a nenádorovým tkáňovým liniím. Dále jsou v plánu enzymatické a imunomodulační testy. U zajímavých extraktů bude následovat frakcionace a analýza jejich složení, s případnou identifikací a charakterizací dominantních sloučenin, které by mohly být podrobeny dalším preklinickým testům.  
20 Bc. Nelly Matoušková M2 Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Kvantitativní PCR máku setého detail

Kvantitativní PCR máku setého

Česká republika patří společně s Tureckem a Španělskem mezi přední pěstitele máku, tzv. světové leadery. Rod Papaver zahrnuje přes sto druhů máku, které pěstujeme pro účely farmaceutické, potravinářské i okrasné. Nejvýznamnějším druhem tohoto rodu je Papaver somniferum. Mák je historicky známá rostlina, která si svou důležitost získala především díky svým léčivým schopnostem, vztahujícím se k obsahu sekundárních metabolitů. Mezi tyto metabolity řadíme tzv. morfinové alkaloidy, které zahrnují morfin, kodein či thebain. Jednotlivé druhy rodu Papaver je produkují v rozdílném množství. V mé práci se zaměřuji na výběr DNA markerů vhodných pro diferenciaci máků, konkrétně se zabývám analýzou krátkých tandemových repetic, tzv. mikrosatelitů. Mikrosatelity jsou tandemově opakované krátké úseky DNA, které vykazují sekvenční i délkový polymorfismus mezi jednotlivými druhy. V experimentální části této práce izoluji DNA ze semen českých odrůd máku (Maraton, Aplaus, Racek, Orel), spektrofotometricky a elektroforeticky ověřuji kvalitu a kvantitu izolované DNA a amplifikuji kvantitativním qPCR a digitálním dPCR.
21 Bc. Alena Meledina M2 doc. Mgr. Ing. Štěpánka Kučková, Ph.D. Proteomické rozlišení kostí různých živočišných druhů detail

Proteomické rozlišení kostí různých živočišných druhů

Nejčastějšími nálezy na archeologických lokalitách jsou kosterní pozůstatky obratlovců nebo jejich fragmenty. Pro identifikaci živočišných druhů se často používají metody založené na analýze DNA, ale ne vždy je tento způsob identifikace proveditelný. Kosti mohou být kontaminovány exogenní DNA, která se nachází na archeologických nástrojích, rukavicích, rypadlech atd. DNA může být také degradována vlivem vysokých teplot nebo chemických látek. V důsledku toho se zkoumají alternativní metody pro identifikaci druhů, kde jednou z nich je proteomická analýza kostí. Vzhledem k tomu, že nejhojněji zastoupenými proteiny v kostech jsou kolageny, zejména kolagen α (I), je tato práce založena na jejich proteomické analýze s využitím hmotnostně spektrometrických technik MALDI-TOF a LC-MS/MS. Vzorky rozemletých kostí byly podrobeny štěpení trypsinem a získaná hmotnostní spektra byla zpracována metodou analýzy hlavních komponent (PCA). Na základě získaných dat se podařilo rozlišit vzorky kostí čtyř druhů zvířat (králíka, krávy, ovce a vepře) a dvou ptáků (krůty a slepice). Dalším úkolem je pokusit se identifikovat kosti zvířat z archeologického naleziště datovaného do středověku a také identifikovat peptidy, které jsou zodpovědné za možnost mezidruhového rozlišení pomocí LC-MS/MS.
22 Bc. Adriana Novotná M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Charakterizace komerčně využívaných bakteriálních izolátů detail

Charakterizace komerčně využívaných bakteriálních izolátů

Práce se zabývá studiem bakteriálních kmenů Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas veroni, Paenibacillus polymyxa a Bacillus amyloliquefaciens komerčně využívaných v přípravcích PROMETHEUS®CZ, HIRUNDO®, FIX-H+N® firmy MONAS pro zlepšení výnosů v zemědělství. Cílem práce je charakterizace těchto bakteriálních kmenů se zaměřením na průkaz vlastností podporujících růst rostlin. Sledovala se schopnost kmenů solubilizovat fosfát, fixovat vzdušný dusík a produkovat siderofory a indol-3-octovou kyselinu. Zároveň byly započaty testy pro průkaz schopnosti těchto kmenů degradovat vybrané pesticidy. U příslušných kmenů bylo prokázáno, že všechny vykazují schopnost solubilizovat fosfát a produkovat siderofory, zatímco schopnost fixovat vzdušný dusík nevykazuje ani jeden z těchto kmenů. V malém množství pak byla u bakteriálních kmenů Pseudomonas fluorescens a Pseudomonas veroni prokázána schopnost produkce indol-3-octové kyseliny. V případě biodegradačních testů bylo zatím prokázáno, že ani jeden z kmenů nedisponuje schopností degradovat pesticid acetamiprid.  
23 Bc. Michael Němec M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Chladově aktivní celulasa a chitinasa z bakterie Arthrobacter sp. C1-1 detail

Chladově aktivní celulasa a chitinasa z bakterie Arthrobacter sp. C1-1

Chladově aktivní enzymy jsou produkovány skupinami mikroorganismů, nazývaných psychrofily a psychrotrofy, přizpůsobených životu na chladných stanovištích. Tyto enzymy si uchovávají vysokou specifickou aktivitu při nízkých teplotách, což přináší možnost jejich využití v biotechnologickém průmyslu. Tato práce se zabývá hledáním genu pro chladově aktivní chitinasy a celulasy v genomu antarktické bakterie Arthrobacter sp. C1-1. S využitím webových databází UniProt a GenBank byly získány sekvence genů kódujících chitinasy z fylogeneticky nejpříbuznějších zástupců rodu Arthrobacter. Pomocí nástroje Clustal Omega byly tyto sekvence zarovnány a dle nalezených konzervativních oblastí byly navrženy genově specifické primery, které sloužily pro amplifikaci části genu. Templátem pro amplifikaci hledaného úseku genu pomocí PCR byla genomová DNA. Získaný úsek DNA byl sekvenován a následné ověření správnosti nalezeného úseku bylo provedeno pomocí webového nástroje BLAST. Porovnáním bylo předpovězeno, že se jedná o část genu pro chitinasu. Zbytek genu byl získán metodou „primer walking“. Gen byl vložen do plasmidu pET 22b, kterým byly transformovány buňky E. coli BL21(DE3), v nichž byla testována jeho exprese. Produkovaný protein bude dále purifikován a posléze charakterizován.
24 Bc. Dariia Pavlenko M2 doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Incorporation of acetyl-lysine in potential histone deacetylase 6 substrate survivin in vivo detail

Incorporation of acetyl-lysine in potential histone deacetylase 6 substrate survivin in vivo

Survivin is a potential oncotheraupeutic marker which is upregulated in most cancer cells. It was shown that the cellular localization and function of survivin are directly connected with the acetylation of lysine 129 by CREB-binding protein and its decetylation by histone deacytylase 6 (HDAC6). Deacetylation of survivin by HDAC6 leads to its nuclear export to the cytoplasm, where it blocks the programmed cell death by inactivating caspase proteins, thus providing a survival advantage for cancer cells. To understand the nature of this deacetylation reaction, we specifically incorporated acetylated lysine into survivin at position 129 using an orthogonal translation machinery. Further studies will be focused on the detailed characterization of survivin deacetylation by HDAC6.  
25 Bc. Lukáš Pinc M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Příprava a biochemická charakterizace exopeptidasy DPAP1 z parazita Schistosoma mansoni detail

Příprava a biochemická charakterizace exopeptidasy DPAP1 z parazita Schistosoma mansoni

Schistosomóza je onemocnění způsobované parazitickými motolicemi, krevničkami rodu Schistosoma. Světová zdravotnická organizace WHO uvádí schistosomózu postihující více než 200 mil. lidí jako jedno z nejzávažnějších parazitárních onemocnění. Dospělci krevniček žijí v krevním řečišti lidského hostitele, kde se živí převážně hemoglobinem. K trávení hemoglobinu ve střevě parazita je používán proteolytický systém enzymů, jehož součástí je katepsin C (dipeptidylaminopeptidasa 1, DPAP1). Vzhledem k důležité roli při výživě parazita je DPAP1 perspektivní cílovou molekulou pro terapeutický zásah. V současné době není známa 3D struktura DPAP1, která by umožňovala racionální vývoj inhibitorů tohoto enzymu jako potenciálních léčiv proti schistosomóze. Tato práce je zaměřena na přípravu a úvodní biochemickou charakterizaci rekombinantní formy DPAP1 z krevničky Schistosoma mansoni. K tomuto účelu byl připraven expresní systém v prvokovi Leishmania tarentolae pro produkci DPAP1, která byla stabilizována bodovou mutací v aktivním místě. DPAP1 byl akumulován v kultivačním médiu, ze kterého byl izolován chromatografickými metodami a byla zahájena jeho analýza proteomickými technikami.  
26 Bc. Kateřina Pospíšilová M2 prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. Biologické účinky bilirubinu a lumirubinu in vitro   detail

Biologické účinky bilirubinu a lumirubinu in vitro  

Pro léčbu závažné novorozenecké žloutenky se využívá fototerapie modrozeleným světlem (PT; 420-490 nm). Při tomto procesu je bilirubin (BR) konvertován na polárnější foto-produkty, jež mohou být snáze vyloučeny močí nebo žlučí. PT však provází řada negativních vedlejších účinků (vyšší incidence alergií, astmatu nebo nádorových onemocnění v pozdějším věku, vyšší mortalita novorozenců s nižší porodní váhou), jejichž mechanismus vzniku není plně objasněn. Studium významu bioaktivních látek vznikajících při PT by mohlo vést k lepšímu pochopení celé problematiky. V této práci jsme se zaměřili na biologické vlastnosti lumirubinu (LR), který je majoritním foto-degradačním produktem. Pomocí LC-MS TripleQuad byla měřena koncentrace LR v biologické matrici. Viabilita buněčných linií hepatoblastomu, neuroblastomu a plicních fibroblastů byla ověřována MTT testem. Fluorescenčním testem TEAC byla měřena antioxidační kapacita. Produkce mitochondriálního superoxidu byla měřena na průtokovém cytometru. Při 37 °C je t½  LR 3 hod a 6 hod v 21%, resp. 1% O2. LR i BR vykázaly 2x vyšší antioxidační kapacitu než analog vitamínu E Trolox (p˂0,05). Produkce mitochondriálního superoxidu se snížila o 50 % (cLR/BR=25 μM; p˂0,001). LR viabilitu buněčných linií nesnížil, u BR viabilita klesala s koncentrací.  
27 Jana Psotová B3 Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Cytotoxicita a intracelulární lokalizace fluorescenčních derivátů digitoxinu detail

Cytotoxicita a intracelulární lokalizace fluorescenčních derivátů digitoxinu

Digitoxin, srdeční glykosid izolovaný z náprstníku červeného, má dnes klíčovou roli v léčbě srdečního selhání. Jeho účinek spočívá v inhibici sodno-draselné pumpy (Na+/K+-ATPasy), membránového proteinu lokalizovaného v cytoplasmatické membráně savčích buněk. Inhibice tohoto proteinu vede k zastavení buněčné proliferace a případně až k apoptóze buněk. Proto byly v této práci studovány nové fluorescenční deriváty digitoxinu jako látky s potenciálem v teranostice nádorových onemocnění. Testovány byly celkem čtyři fluorescenční deriváty digitoxinu s odlišnou emisí fluorescence, samotný digitoxin sloužil jako kontrola. Studované látky byly nejprve dokovány s Na+/K+-ATPasou za účelem zjištění jejich interakce s tímto proteinem. Dále byla pomocí fluorescenční mikroskopie určena jejich lokalizace v nádorových buňkách a primárních fibroblastech a stanovena cytotoxicita. Derivát digitoxinu s fluorescein isothiokyanátem se dokoval stejným způsobem jako digitoxin. Tři z testovaných látek se lokalizovaly v endoplasmatickém retikulu a lysozomech nádorových buněk. Fluorescenční deriváty digitoxinu vykazovaly nižší cytotoxické účinky v porovnání s digitoxinem a vyšší selektivitu vůči nádorovým buňkám. Dále se budeme zabývat intracelulární lokalizací a molekulovým dokováním zbylých derivátů.  
28 Bc. Olha Pyko M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Vliv laktátu na hojení ran in vitro detail

Vliv laktátu na hojení ran in vitro

Při hojení rány dochází k obnově poraněné kožní tkáně. Úvodním dějem jsou zánětlivé změny související s aktivací vrozené imunity, následně dochází k množení fibroblastů, buněk pojivové tkáně, a závěrem k angiogenezi a reepitelizaci. Proces hojení může být ovlivněn různými faktory, mezi něž patří i kyselina mléčná. Ze studií vyplývá, že koncentrace laktátu se v hojicí ráně zvyšuje, a to z důvodu nedostatečného zásobení kyslíkem, posílené proliferace buněk, případně i energeticky náročné imunitní odpovědi proti pronikajícím patogenům. Pomocí simulace hojení rány lze sledovat dynamiku migrace buněk na poškozené místo. Cílem práce bylo zavést metody pro studium vlivu kyseliny mléčné na růst a migraci fibroblastů in vitro. Pro studium migrace buněk byl zaveden scratch test a růst buněk byl sledován s využitím resazurinové metody. Porovnávány byly čtyři druhy medií: kontrolní, médium s přídavkem kyseliny mléčné, laktátu sodného či kyseliny chlorovodíkové. Bylo zjištěno, že mírná acidóza a přítomnost laktátového aniontu v porovnání s kontrolními podmínkami migraci posílí. Z hlediska růstu buněk bylo zjištěno, že mírná acidóza a přítomnost laktátového aniontu má stimulační účinek.   
29 Bc. Hedvika Sasová M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Vztah struktury a katalytické aktivity nespecifické fosfolipasy NPC4 z Arabidopsis thaliana detail

Vztah struktury a katalytické aktivity nespecifické fosfolipasy NPC4 z Arabidopsis thaliana

Nespecifická fosfolipasa C (NPC) je enzym patřící mezi rostlinné fosfolipasy. Produkty reakcí, které katalyzují, mají významnou signální i metabolickou funkci. V genomu Arabidopsis thaliana bylo identifikováno šest genů kódujících NPC (NPC1-NPC6). V současnosti je u všech šesti NPC popsána jak jejich aktivita, tak i fyziologická funkce. V rámci předchozích experimentů s NPC4 bylo zjištěno, že aktivitou tohoto enzymu in vitro vzniká kromě diacylglycerolu také kyselina fosfatidová. To by ukazovalo na PLC i PLD aktivitu této NPC. Cílem této práce je studovat vliv mutací v okolí aktivního místa na katalytickou aktivitu a specifitu. Na základě vytvořených strukturních modelů a literatury byly vybrány aminokyseliny aktivního místa. Modifikované enzymy byly produkovány v kmenu Arctic Express E. coli a afinitně purifikovány pomocí metody IMAC. Stanovení aktivity enzymů probíhá kvalitativně pomocí TLC a fluorescenčně značeného substrátu. Pro kvantitativní stanovení byl navrhnut postup spektrofotometrického stanovení produktů fosfocholinu a cholinu s využitím spřažených reakcí využívajících reakce peroxidu vodíku s chromogenním substrátem.
30 Bc. Monika Seklová M2 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Vliv substituce aminokyselin v aktivním místě nikotinamidfosforibosyltransferasy na její enzymovou aktivitu detail

Vliv substituce aminokyselin v aktivním místě nikotinamidfosforibosyltransferasy na její enzymovou aktivitu

Nikotinamidfosforibosyltransferasa (Nampt) je protein s širokou škálou účinků. V organismu působí jako enzym a patrně také jako cytokin a adipokin. Nampt hraje klíčovou úlohu v biosyntéze NAD z nikotinamidu, kde katalyzuje přenos fosforibosylového zbytku z 5-fosforibosyl-1-pyrofosfátu na nikotinamid za vzniku nikotinamidmononukleotidu. Naším dlouhodobým cílem je zjistit, zda Nampt funguje jako cytokin či adipokin, bez ohledu na enzymovou aktivitu. Za účelem vyřazení aktivity byly připraveny klony hepatocytů HepG2 s jednou, dvěma či třemi substitucemi aminokyselin v aktivním místě Nampt. V rámci této práce jsme charakterizovali klony. Stanovením rychlosti biosyntézy NAD z nikotinamidu byla nepřímo stanovena enzymová aktivita Nampt. Ve srovnání s kontrolními buňkami měly klony s jednou substitucí zvýšenou rychlost syntézy NAD, klony s více substitucemi měly rychlost podobnou jako kontrolní buňky. Shodné výsledky byly získány stanovením intracelulárního množství NAD pomocí hmotnostní spektrometrie. Buňky byly také ovlivněny inhibitorem aktivity Nampt FK866. Klony s jednou substitucí byly odolnější vůči působení FK866 než klony s více substitucemi. Výsledky ukazují, že pro další výzkum jsou vhodné klony s produkcí Nampt, které mají více substitucí aminokyselin v aktivním místě.  
31 Bc. Jiří Stodola M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Vývoj a in vitro testování lubrikačního gelu bránícího přenosu HIV detail

Vývoj a in vitro testování lubrikačního gelu bránícího přenosu HIV

Od objevení viru HIV uplynuly už více než tři dekády, ale hledání vhodného a účinného přípravku zabraňujícímu jeho přenosu sexuální cestou stále pokračuje. Jedním z možných přístupů je aplikace funkčního lubrikantu. V počátcích tohoto výzkumu, kdy ještě nebyl zcela znám mechanismus infikování cílových buněk hostitele, byly používány nespecificky působící přípravky na bázi povrchově aktivních látek. Jejich cílem bylo buď přímo narušit obalové struktury viru anebo vytvořit prostředí nehostinné pro jeho existenci. Klinické výzkumy však ukázaly, že účinnost přenosu HIV naopak zvyšují. Naším cílem je vyvinout přípravek, který by nebyl cytotoxický, neindukoval zánětlivou odpověď a zároveň byl účinný proti viru HIV. Jako výchozí materiál posloužila kyselina mléčná, coby přirozený metabolit poševní mikroflóry, kterou jsme s využitím mikrovlnného záření kondenzovali a vytvořili tak oligolaktidy. Jejich hydrolýzou je okolní prostředí okyselováno. Cytotoxicita preparátů byla hodnocena na základě ovlivnění životaschopnosti buněk tkáňových linií Caco, HDF, HEK-293 a HeLa. K vyhodnocení životaschopnosti buněk byl použit resazurinový test. Vliv preparátů na viriony HIV-1 byl posuzován dle účinnosti transfekce buněk HEK-293, se kterými byly viriony po expozici preparátům kultivovány.  
32 Bc. Věra Stoudková M2 Ing. Martin Janda, Ph.D. Charakterizace mutanta bak1pi4k ß1 ß2 Arabidopsis thaliana s trpasličím fenotypem detail

Charakterizace mutanta bak1pi4k ß1 ß2 Arabidopsis thaliana s trpasličím fenotypem

Malý vzrůst mutanta A. thaliana pi4kβ1β2  je způsoben vysokou hladinou kyseliny salicylové (SA). Ta mutantovi zvyššuje odolnost proti patogenům. Navíc jsme zaznamenali zvýšenou hladinu kalosy u pi4kβ1β2. Nicméně neznáme mechanismus akumulace SA a kalosy v pi4kβ1β2. Vzhledem k roli PI4-kinas při transportu váčků, jsme se rozhodli prozkoumat spojitost mezi pi4kβ1β2 a BAK1 (Brassinosteroid Insensitive-associated kinase1), což je koreceptor váčkového transportu. Vytvořili jsme mutanta bak1pi4kβ1β2. Předpokládali jsme, že mutace BAK1 povede k revertaci růstového fenotypu pi4kβ1β2. K našemu překvapení jsme získali “super trpaslíka”. K prozkoumání tohoto efektu budeme charakterizovat růstový fenotyp, provedeme infiltraci patogenem P. syringae a měření kalosy. Dále jsme vytvořili mutanta sid2/bak1pi4kβ1β2, který má zablokovanou jednu z biosyntetických drah SA. Sid2 mutace by měla vést k navrácení většího vzrůstu. Zajímá nás růstový fenotyp, infiltrace patogenem P. syringae a měření kalosy. Tvorba kalosy je reakcí rostliny proti patogenům. Nejvíce kalosy se produkuje aktivita PMR4 (powdery mildew resistant 4). Pro sledování diferencí kalosy jsme vytvořili mutanta pmr4pi4kβ1β2který také vykazuje super trpasličí vzrůst. Budeme charakterizovat růstový fenotyp a uložení kalosy v rostlině.
33 Bc. Renata Tarasová M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Mezidruhové rozdíly v zastoupení proteinů u bakterií rodu Cronobacter   detail

Mezidruhové rozdíly v zastoupení proteinů u bakterií rodu Cronobacter  

Žijeme v době, kdy jsme obklopeni moderní technikou. Svá data si chráníme hesly, ale přesto se může stát, že i takto zabezpečenou soustavu napadne vir či hacker a v okamžiku se tento promyšlený systém rozpadne. Lidská těla užívají k obraně před nemocemi imunitní systém. Obranyschopnost organismu lze posílit užíváním podpůrných přípravků. Přesto jsou však v populaci osoby s oslabeným či nedostatečně vyvinutým imunitním systémem (novorozenci), u nichž může být infekce patogeny jako je Cronobacter spp. fatální. Cílem práce je objasnění patogeneze se zaměřením na proteiny nejvíce virulentních druhů C. sakazakii a C. malonaticus. K charakterizaci a identifikaci proteinů byla použita metoda hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF MS), jejíž výsledky byly in silico doplněny o určení lokalizace a dále budou rozšířeny o buněčné funkce. Hmotnostní spektrometrii předcházel výběr vhodného rozpouštění buněčných frakcí s důrazem na vnější membránu, která se svým složením a hydrofobicitou odlišuje od ostatních buněčných kompartmentů. Spojením dat 3 biologických izolací 4 buněčných frakcí získáme soubor, v němž jsme schopni zachytit diverzity napříč všemi druhy rodu Cronobacter. Nevybudujeme antivirový program pro lidská těla, ale budeme se snažit, aby naše data pomohla při vývoji nových léčiv.
34 Bc. Andrea Tomanová M2 Ing. Michaela Marková, Ph.D. Využití metod genetické genealogie k výzkumu příbuznosti paternálních linií v české populaci detail

Využití metod genetické genealogie k výzkumu příbuznosti paternálních linií v české populaci

Tato diplomová práce je zaměřena na studium potenciální příbuznosti mezi mužskými jedinci české populace, jejichž společným znakem je to, že disponují zcela totožným, nebo podstatně podobným příjmením. Projekt volně navazuje na dosavadní výzkum v rámci projektu „Genetika a příjmení“, jež byl spuštěn v roce 2007, a na jehož (roz)běhu se zásadně podílel i Kriminalistický ústav v Praze, kde je tento diplomový projekt zpracováván. V současné chvíli databáze čítá bezmála 3000 jedinců, u kterých byla provedena analýza Y-STR. Od počátku projektu prošly komerční testovací kity různými inovacemi, které mj. přinesly rozšíření i v množství testovaných STR markerů, proto bylo zapotřebí selektovat jedince s totožnou sadou analyzovaných markerů. V našem případě jsme se zaměřili na jedince s analyzovanou sadou Y17 a Y23, kteří tvoří většinu testovaného souboru, a u nichž se budeme dále zabývat komparativní analýzou zaznamenaných haplotypů a porovnáním predikce haploskupin pomocí nových typů prediktorů. Výsledky základních, popřípadě i rozšiřujících analýz (sekvenační analýza, analýza Y-SNP) budou interpretovány v grafických výstupech zpracovaných metodou Median-joining network. Nedílnou součástí bude seznámení s aplikací zmiňovaných metod v oboru forenzní analýzy, kriminalistiky a DVI.



35 Bc. Kateřina Tomášková M2 doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Urychlování molekulárních simulací s využitím technik de novo predikce struktur proteinů detail

Urychlování molekulárních simulací s využitím technik de novo predikce struktur proteinů

Simulace molekulové dynamiky a metody z ní odvozené jsou cennými nástroji pro zkoumání vlastností a funkcí molekul. Metadynamika je metodou z molekulové dynamiky odvozenou, jež se snaží o zrychlení studovaných dějů pomocí přidávání externího potenciálu. Důležitá je přitom volba takzvané kolektivní proměnné, tedy veličiny, jejíž hodnota se pro různé konformace odlišuje a na kterou potenciál působí. V rámci této práce byla v jedné části zvolena zcela nová kolektivní proměnná, a to aproximované Rosetta skóre, jež charakterizuje, jak moc se model prostorové struktury blíží sbalené struktuře. Tato kolektivní proměnná byla vygenerována neuronovou sítí anncolvar. Neuronová síť byla nejprve trénována pouze na struktury z programu Rosetta, později i na struktury z našich trajektorií, aby byla schopna lépe rozpoznat sbalený a rozbalený protein. Veškeré simulace byly prováděny na subdoméně proteinu villin. Jednotlivé simulace se lišily přesností neuronové sítě či vstupním datasetem. Během simulací bylo pozorováno postupné rozvolňování struktury, avšak zatím ne její úplné rozbalení či sbalení. V druhé části byla použita další nová kolektivní proměnná – veličina vygenerovaná pomocí metody tSNE. Metoda tSNE dokáže efektivně reprezentovat vysokorozměrná data pomocí malého počtu proměnných.  



36 Bc. Vojtěch Valášek M2 Ing. Veronika Brychová, Ph.D. Datování slonoviny a dalších typů vzorků původem z ohrožených druhů živočichů a rostlin detail

Datování slonoviny a dalších typů vzorků původem z ohrožených druhů živočichů a rostlin

Tato práce se zabývá určením stáří vzorků slonoviny. Určení stáří je založeno na principu radiouhlíkového datování pomocí bombového píku, který kopíruje nárůst a pokles koncentrace radioaktivního uhlíku vlivem testování jaderných zbraní v 50. a 60. letech 20. století. Měření je prováděno s využitím AMS (atomové hmotnostní spektrometrie). Součástí práce, bude také snaha o vytvoření manuálu pro celní správu z hlediska odběru a určení stáří zabavené slonoviny. Na základě narůstající poptávky po slonovině na černém trhu v posledních letech, která způsobila masivní nárust nezákonného zabíjení slonů afrických, za účelem pokrytí nelegálního obchodu se slonovinou, je pozorován obrovský globální pokles populace slona afrického. Vzhledem k těmto událostem byl ve většině zemí světa omezen či zakázán jakýkoli obchod se slonovinou. Ovšem v evropských zemích dle vyhlášky EU je stále povolen legální obchod se slonovinou, která byla získána před rokem 1947. I přes tato veškerá omezení za účelem ochrany slona afrického a snahy o neutralizaci nelegálního obchodu se slonovinou je stále více než 60 % zabavené slonoviny klasifikováno jako slonovina novodobá, získaná po roce 1947.
37 Bc. Vendula Vlková M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Sledování funkčních změn v endofytní populaci u Vitis vinifera detail

Sledování funkčních změn v endofytní populaci u Vitis vinifera

Endofyté jsou mikroorganismy kolonizující vnitřní tkáň rostlin bez negativního efektu na hostitele. Mohou být naopak pro rostlinu prospěšné. Mají např. kladný vliv na růst a vývoj rostlin tím, že, zvyšují dostupnost limitujících živin pro rostlinu, nebo zvyšují odolnost rostlin proti biotickému a abiotickému stresu. Tato práce je součástí projektu zabývajícího se sledováním vztahu endofytních mikroorganismů a metabolomu Vitis vinifera na základě několika proměnlivých faktorů, mezi které patří: vliv odrůdy, části rostliny, vegetační období a způsob pěstování. Naší výzkumnou částí bylo sledování funkčních změn endofytního bakteriálního konsorcia u čtyř běžně pěstovaných odrůd vinné révy na dvou vinicích s odlišným způsobem pěstování.  Zvoleny byly odrůdy: Ryzlink rýnský, Rulandské modré, Rulandské šedé a Müller Thurgau. U každé odrůdy se v několika časových odběrech sledovala schopnost konsorcia endofytů získaných z rostlinného pletiva stonků fixovat vzdušný dusík, solubilizovat fosfát, produkovat siderofory a indol-3-octovou kyselinu. Biochemické testy prokázaly schopnost endofytního konzorcia produkovat siderofory a indol-3-octovou kyselinu, a také solubilizovat fosfát u všech testovaných vzorků. Naopak nebyla potvrzena schopnost fixovat vzdušný dusík u žádné z testovaných odrůd.
38 Bc. Jan Škubník M2 Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Intracelulární lokalizace a fototoxicita derivátů kolchicinu detail

Intracelulární lokalizace a fototoxicita derivátů kolchicinu

Nádorová onemocnění patří k největším výzvám moderní medicíny. Jedním z přístupů cílené léčby je fotodynamická terapie (FDT), která využívá specifické látky toxické až po aktivaci určitou vlnovou délkou světla. Při aplikaci těchto látek nedochází ke vzniku rezistencí a vedlejších účinků. V této práci jsou analyzovány nové deriváty kolchicinu - přírodní protinádorové látky. Deriváty jsou značeny fluorescenční značkou BODIPY, která umožňuje jejich vizualizaci v živých buňkách. Dva z nich obsahují jodovaný analog BODIPY vhodný pro FDT. Biologická aktivita látek byla měřena na buňkách nádorů prsu (MCF-7) a plic (A549) a primárních fibroblastech (MRC-5). Signifikantní fluorescenční signál v buňce poskytovaly pouze nejodované deriváty a to po 3h ovlivnění při 50 – 500nM koncentracích. Pomocí sensoru buněčných organel byla zjištěna intracelulární lokalizace látek v endoplazmatickém retikulu. Cyto- a fototoxicita derivátů byla určena spektrofotometricky pomocí činidla WST-1. Nejtoxičtější byl derivát substituovaný jodo-BODIPY na cykloheptanovém kruhu. Druhý jodovaný derivát je selektivní pro nádorové buňky. Získaná data odhalují vysoký potenciál dvou fotoaktivních derivátů a vzhledem k jejich vysoké cytotoxicitě a selektivitě k nádorům dávají prostor k jejich dalšímu výzkumu.  
39 Bc. Vendula Švarcová M2 Ing. Zita Purkrtová, Ph.D. Vliv fúzní kotvy na funkci proteinu ERG6 v rámci lipidových tělísek Saccharomyces cerevisiae detail

Vliv fúzní kotvy na funkci proteinu ERG6 v rámci lipidových tělísek Saccharomyces cerevisiae

Lipidová tělíska (LT) jsou nezávislé intracelulární organely, které hrají zásadní roli v metabolismu lipidů. Jsou tvořena hydrofobním jádrem obsahujícím převážně triacylglyceroly a estery sterolu, toto jádro je obklopeno fosfolipidovou monovrstvou s asociovanými proteiny. ERG6, Δ(24)-sterol C-methyltransferasa, EC 2.1.1.41, je jeden z proteinů asociovaných s LT Saccharomyces cerevisiae Bylo zjištěno, že kmen S. cerevisiae ERG6-RFP akumuluje více než dvojnásobné množství lipidů oproti původnímu kmenu S. cerevisiae BY4741. Předpokládáme, že fúzní RFP kotva ovlivňuje funkci proteinu ERG6 a tím způsobuje zvýšenou akumulaci lipidů v LT. Cílem naší práce je zjistit, jakým způsobem připojení fúzní kotvy RFP k proteinu ERG6 ovlivňuje funkci tohoto proteinu z pohledu LT. Ke studii je jako kontrola používána i kultura S. cerevisiae ERG6-cMYC. Všechny tři jmenované kmeny byly charakterizovány pomocí fluorescenční mikroskopie a měření růstových křivek. LT z těchto kmenů byla izolována a byla proměřena jejich stabilita v závislosti na pH a iontové síle a porovnány jejich proteinové a lipidové profily.  

321 - Ústav sacharidů a cereálií

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Lenka Blažková M2 Ing. Marcela Sluková, Ph.D. Porovnání fyzikálně chemických a senzorických vlastností muffinů při použití různých druhů tuku detail

Porovnání fyzikálně chemických a senzorických vlastností muffinů při použití různých druhů tuku

             Z důvodu rozvoje civilizačních chorob, jako jsou obezita, diabetes mellitus, rakovina a další, které jsou nejpravděpodobněji způsobeny špatným životním stylem, nadměrným energetickým a celkovým příjmem potravy s nedostatečným obsahem vlákniny, roste zájem spotřebitelů o potraviny se sníženou energetickou hodnotou. Denní příjem tuků ve stravě by neměl přesahovat 30 % z celkového množství přijaté energie. Avšak důležitější než kvantita přijatého tuku je jeho kvalita, jelikož zvýšený příjem nasycených mastných kyselin a trans mastných kyselin vede k hypercholesterolemii a zvýšenému riziku vzniku kardiovaskulárních onemocnění. Podle doporučení Světové zdravotnické organizace (WHO) by měl být příjem nasycených mastných kyselin nižší než 10 % z celkového příjmu energie a pro příjem trans mastných kyselin platí, že by měl být nižší než 1 %. Nasycené a trans mastné kyseliny by měly být částečně nahrazovány polyenovými mastnými kyselinami, zejména ω-6  a ω-3 mastnými kyselinami. Cílem této práce byla charakterizace různých druhů tuků (rostlinných olejů, másla) a složení jejich mastných kyselin, které by mohly být využity k přípravě pekařských výrobků typu muffinů. Dále bude posouzen vliv vybraných tuků na fyzikálně chemické, nutriční  a senzorické vlastnosti modelově připravených muffinů.
2 Bc Kateřina Horáková M2 Ing. Pavel Skřivan, CSc. Hodnocení vybraných fyzikálně chemických parametrů speciální jemně granulované celozrnné pohankové mouky detail

Hodnocení vybraných fyzikálně chemických parametrů speciální jemně granulované celozrnné pohankové mouky

V posledních letech roste zájem o využití netradičních plodin v pekárenské technologii. Jednou z těchto plodin je pohanka. Pohanka je atraktivní zejména díky tomu, že obsahuje velké množství prospěšných látek, které mohou přinést zdravotní benefity do lidské stravy. Pohanka je také řazena mezi bezlepkové plodiny, tudíž je vhodnou plodinou pro lidi trpící celiakií. Pohanková mouka má však odlišné chemické složení oproti tradičním obilovinám, zejména složení proteinů, které jsou důležité pro tvorbu těsta, a proto se odlišně chová při jeho tvorbě a tvorbě pekařských produktů. Z tohoto důvodu je kladen velký důraz na vývoj nových metod pro její technologické zpracování, tak aby byly výsledné produkty co nejpřijatelnější pro konečné konzumenty. V experimentální části jsem se zabývala stanovením analytických parametrů u jemně mleté celozrnné pohankové mouky, která byla vyrobena moderní mlýnskou technologií, u hladké pohankové mouky, vyrobené tradiční mlýnskou technologií a porovnáním těchto parametrů s pšeničnou moukou, zvolenou jako referenční. Podrobněji jsem se zabývala úpravou metodiky stanovení čísla poklesu u pohankových mouk a testováním reakce pohankové mouky na přídavek enzymově aktivní sladové mouky.  
3 Bc. Tereza Kalousková M2 prof. Ing. Jana Čopíková, CSc. Fortifikace čokolády netradičními složkami detail

Fortifikace čokolády netradičními složkami

V dnešní době se spotřebitelé čím dál více zaměřují na kvalitu a přidanou hodnotu potravin. Čokoládový trh se tomuto trendu snaží přizpůsobit, výrobci čokoládu fortifikují o složky, které mají pozitivní přínos pro lidské zdraví. Ve své práci se zabývám aktuálními trendy ve fortifikaci čokolády a čokoládových výrobků netradičními složkami. Zaměřuji se na okvětní lístky Tagetes sp. za účelem obohacení čokolády o lutein, a dále houbu z rodu Pleurotus jako zdroj látek (fenoly, polysacharidy) s terapeutickými účinky. V rámci experimentální části byla vyrobena mléčná a hořká čokoláda s přídavkem okvětních lístků Tagetes sp. a houbou Pleurotus ostreatus kmene 2009. Přidávané složky byly lyofilizovány a do čokolády přidány v rozemleté podobě. U vyrobených čokolád bylo provedeno senzorické hodnocení, stanovena viskozita a mez toku, velikost částic, antioxidační kapacita a obsah tuku. Byla naměřena FTIR spektra čokolád a přidávaných složek. FTIR spektra budou využita k identifikaci a kontrole složení vzorků. Také byly pořízeny snímky povrchu čokolád na digitálním mikroskopu Keyence VHX-5000. Následně budou navrženy nové receptury a připraveny a analyzovány čokolády a čokoládové výrobky s přídavky hub, řas a okvětních lístků Tagetes sp..  
4 Bc. Pavla Krčová M1 Ing. Svatopluk Henke, Ph.D. Charakterizace mannanových hydrolyzátů instrumentálními metodami detail

Charakterizace mannanových hydrolyzátů instrumentálními metodami

V první části práce byly stanovovány volné cukry obsažené v gumách. Pro stanovení byly k dispozici čtyři typy gum v podobě prášků, a to guarová guma, tara guma, pískavice a karob. Volné sacharidy byly ve vzorcích stanovovány extrakcí do ethanolu a následnou analýzou metodou HPAEC-PAD. U jednotlivých vzorků bylo možné sledovat odlišné složení.  
5 Bc. Marie Kubů M1 Ing. Pavel Skřivan, CSc. Vliv povrchového opracování na vybrané parametry celozrnných mouk   detail

Vliv povrchového opracování na vybrané parametry celozrnných mouk  

Zvyšování nutriční hodnoty pekařských výrobků je v dnešní době významným trendem. Rozsáhlejší používání celozrnných mouk je jednou z cest navýšení nutriční hodnoty pekařského produktu. S tím se však pojí i řada potenciálních technologických problémů, které ovlivňují výsledný produkt. Proto je snaha o umletí takové celozrnné mouky, která bude technologicky srovnatelná s běžnou pšeničnou moukou. Mikroionizovaná (neboli jemně granulovaná) mouka od Mlýnu Perner Svijany svými vlastnostmi vykazuje vysoké senzorické i nutriční vlastnosti u výsledných produktů. Předkládaná práce se věnuje zpočátku obecně obilovinám, jejich rozšíření ve světě a způsobu využívání. Zaměřuje se na dvě nejvýznamnější obiloviny- na pšenici a žito, jejich morfologickou stavbu, složení zrna, způsob zpracování a význam ve výživě člověka. Důraz je kladen na technologii zpracování celozrnných mouk, a na parametry ovlivňující kvalitu produktů. Zkoumán je především vliv a intenzita povrchového opracování na různé parametry celozrnných mouk. Z analytických metod se jedná o stanovení obsahu minerálních látek, vody, celkové vlákniny, stanovení retenční kapacity a obsahu bílkovin. Jednotlivé hodnoty jsou porovnávány u speciálních vzorků, v závislosti na stupni vymletí. Následovat bude stanovení reologických vlastností.  
6 Bc. Lucie Lamačová M2 Ing. et Ing. Lucie Jurkaninová, Ph.D. Využití kompozitních směsí na bázi celozrnných mouk při výrobě sušenek detail

Využití kompozitních směsí na bázi celozrnných mouk při výrobě sušenek

Obiloviny a pseudoobiloviny  tvoří základ lidské stravy. Ve formě mouk nacházejí v potravinářských technologiích široké uplatnění. Jedním z mnoha způsobů využití mouk je i výroba sušenek, které jsou řazeny do skupiny trvanlivého pečiva. Sušenky byly dříve považovány za pochutinu s vysokou energetickou hodnotou. K tomuto zařazení přispívá zejména vysoký obsah tuků a sacharidů, které spolu s moukou a vodou tvoří základ receptur. V současné době je prioritou snížení jejich vysoké energetické hodnoty a zároveň obohacení o zdravotně prospěšné složky. Alternativou mohou být mouky vyrobené z minoritních plodin, například získané z ječmene nebo amarantu, případně mouky celozrnné.  Ječná mouka v porovnání s pšeničnou pečivárenskou moukou, která je nejčastěji využívána při výrobě sušenek, obsahuje vyšší množství vlákniny. Důležitou složku ječné vlákniny tvoří β-glukany, které mají pozitivní vliv na lidské zdraví. Amarantová mouka naopak obsahuje vyšší množství proteinů, vitaminů, minerálních látek i skvalenu a je vhodná pro bezlepkovou stravu. Dalšími možnostmi reformulace sušenek mohou být i záměny tuků, sladidel a úprava technologických postupů.
7 Aneta Machalíková B3 Ing. Roman Bleha Charakterizace Pleurotus 2515 pomocí blízké infračervené spektroskopie detail

Charakterizace Pleurotus 2515 pomocí blízké infračervené spektroskopie

V rámci své bakalářské práce se zaměřuji na izolaci a charakterizaci polysacharidů z houby rodu Pleurotus kmene 2515. Tyto houby jsou vyhledávány jako nový zdroj látek (fenoly, terpeny, polysacharidy) s terapeutickými účinky. Houba byla lyofilizována a rozemleta na prášek, u kterého byla provedena organická elementární analýza. Pro izolaci polysacharidů byla použita mikrovlnná extrakce. Předcházelo tomu odstranění lipidů, vitamínů, polyfenolů a barviv, které byly vyextrahovány do rozpouštědla a vybrané frakce byly zakoncentrovány. Postupně byl prášek hub promyt pomocí hexanu (frakce F1), ethanolu (frakce F2) a kyselého ethanolu (směs 80% ethanolu a 35% HCl, frakce F3). Následně byl roztok opět promýván čistým ethanolem do neutrálního pH a poté vysušen acetonem. Mikrovlnná extrakce byla provedena s přečištěným pevným podílem v poměru ku vodě 1:60. Proces musel být optimalizován, tudíž byl proveden při teplotě 180 °C a časech 5, 18, 30 a 40 minut. Z extraktů byl centrifugací a následnou mikrofiltrací oddělen pevný podíl. U kapalného podílu bude stanoven obsah sacharidů pomocí fenol-sírové a orcinové metody.
8 Bc. Eva Menšíková M2 doc. Ing. Evžen Šárka, CSc. Nanočástice zesítěného škrobu detail

Nanočástice zesítěného škrobu

Škrobové nanočástice jsou intenzivně studovány vzhledem k jejich potenciálnímu využití v biomedicíně, např. jako nosiče léčivé látky. Jednou z možných metod přípravy je kyselá hydrolýza voskového kukuřičného a pšeničného škrobu, která byla doplněna následným zesítěním molekul škrobu reakcí suspenze nanočástic za přítomnosti trimetafosfátu sodného, tripolyfosfátu sodného a síranu sodného. Takto připravené nanočástice byly charakterizovány pomocí transmisní elektronové mikroskopie, kdy byla zjištěna velikost nanočástic v rozmezí 5-80 nm a pomocí rentgenové difrakce bylo zjištěno, že vzorky mají V-typ krystalinity, přičemž modifikované vzorky mají vyšší krystalinitu než nativní škroby. Po úpravě vzorků enzymovou hydrolýzou modifikovaného škrobu byl pomocí 31P nukleární magnetické rezonance stanoven obsah fosforu 2220 mg/kg, resp. 17190 mg/kg (oba vzorky obsahovaly 7 různých forem fosforu), stupeň zesítění byl odhadnut na 5.9x10-4, resp. 1.6x10-3. U obou vzorků byla změřena IČ spektra, která potvrdila charakteristické oblasti pro polysacharidy a oblast okolo 1274 cm-1, která náleží fosfátové skupině.
9 Bc. Tamilla Mirzayeva M2 doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D. Extrakce a purifikace glykosaminoglykanů z živočišných zdrojů. detail

Extrakce a purifikace glykosaminoglykanů z živočišných zdrojů.

Glykosaminoglykany (GAG) jsou důležité polysacharidy živočišných orgánů a pojivových tkání. Jsou to lineární polymery skládající se z opakujících se disacharidových úseků. Mají uplatnění v potravinářství, kosmetice a farmacii. Zdrojem GAG může být odpad, vzniklý při krájení drůbežího masa. Cílem této práce je extrakce, purifikace a následná analýza vzorku lyofilizovaného odpadu po krájení drůbeže. Složení a struktura isolovaných frakcí byly charakterizovány pomocí vybraných spektroskopických, spektrofotometrických a separačních metod. Nejprve byla provedena deproteinizace tohoto materiálu pomocí pepsinu, dále následovalo přečištění a frakcionace pomocí iontoměničové a preparativní gelové chromatografie. Byl stanoven celkový obsah cukrů a bílkovin. K analýze čistoty a složení jednotlivých frakcí byla použita FTIR spektroskopie. Na základě analýz jedna z isolovaných frakcí byla identifikována jako chondroitin sulfát. Další práce bude zaměřena na charakterizaci ostatních frakcí a isolace kyseliny hyaluronové.  
10 Kristýna Panušková B3 Ing. Roman Bleha Charakterizace Pleurotus 2009 pomocí blízké infračervené spektroskopie detail

Charakterizace Pleurotus 2009 pomocí blízké infračervené spektroskopie

Práce je zaměřena na dřevokaznou jedlou houbu rodu Pleurotus kmene 2009, zejména na polysacharidy, které jsou v ní obsažené. Houby rodu Pleurotus obsahují velké množství zdraví prospěšných látek (např. β-glukany, fenoly), které mají např. hepatotoxické, antivirotické nebo protinádorové účinky.  Cílem práce bylo získat přečištěnou polysacharidovou frakci. Izolace této frakce probíhala v několika krocích – rozemletý původní vzorek (F0) byl extrahován hexanem (lipidová frakce F1), ethanolem (polyfenolová frakce F2) a kyselým ethanolem (80% EtOH + 0,2 M HCl). Byla získána přečištěná frakce (F4). Pro zjištění optimálních podmínek mikrovlnné extrakce byla tato frakce (F4) podrobena mikrovlnné extrakci při teplotě 180 °C a různých extrakčních časech – 5, 18, 30 a 40 min. Z těchto extrakcí byly získány polysacharidové frakce (F5, F6, F7, F8), ve kterých byl stanoven obsah polysacharidů PSA (Phenol-Sulfuric acid assay) metodou a metodou s orcinem.  Po každém extrakčním kroku bylo složení a čistota získané frakce analyzována pomocí FTIR a Ramanovy spektroskopie. Původní vzorek (F0) byl také podroben organické elementární analýze.
11 Bc. Michaela Sadílková M2 Ing. Marcela Sluková, Ph.D. Optimalizace vybraných parametrů kvasů ze speciálních celozrnných mouk