Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
SVK
Nacházíte se: Studentská vědecká konference  → SVK 2018
iduzel: 43887
idvazba: 48122
šablona: stranka
čas: 27.1.2020 17:04:51
verze: 4633
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-prihlasovadlo.vscht.cz/svk/?year=2018
branch: trunk
Obnovit | RAW

SVK 2018

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

Termín konání SVK

V akademickém roce 2018/19 proběhne SVK ve čtvrtek 22. 11. 2018, kdy je vyhlášen Rektorský den.

Organizace SVK

Organizace SVK je zajišťována prostřednictvím děkanátů fakult. Oddělení pro vědu a výzkum (VaV) zajišťuje elektronické vydání sborníku prací a koordinaci soutěže na fakultách.

Soutěž bude probíhat v přednáškových a posterových sekcích, výběr formy je na rozhodnutí vedení fakulty.

Minimální počet prací soutěžících v každé sekci je šest, maximální počet prací v sekci není limitován. Každý student může přihlásit jednu soutěžní práci.

Na Oddělení VaV má SVK na starosti Veronika Popová, tel. 220 44 3806, veronika.popova@vscht.cz. Dotazy ohledně elektronického přihlašovacího systému směřujte na jitka.cejkova@vscht.cz.

Časový harmonogram přípravy SVK 2018

  • Do 1. 10. 2018 jmenuje děkan fakultního organizátora SVK a jeho jméno nahlásí děkanáty na odd. VaV. Dále jmenuje pracovníky zodpovědné za organizaci jednotlivých sekcí. Fakultní a ústavní organizátoři poté budou seznámeni s elektronickým přihlašovacím systémem na stránkách http://svk.vscht.cz.
  • Od 8. 10. 2018 do 22. 10. 2018 se studenti závazně přihlásí do soutěže pomocí elektronického přihlašovacího systému http://svk.vscht.cz. K přístupu do systému použijí své školní přihlašovací údaje, vyplní ročník, jméno svého školitele a název svého příspěvku. Každý student může přihlásit jednu soutěžní práci a to s vědomím svého školitele.
  • Fakulty na základě počtu přihlášených studentů nahlásí do 25. 10. 2018 na odd. VaV počet sekcí na fakultě a počet soutěžních prací v jednotlivých sekcích.
  • Do 8. 11. 2018 studenti pomocí elektronického přihlašovacího systému nahrají anotaci svojí práce (max. 1300 znaků, max. 1 obrázek rozměru 16:9, možnosti formátování jsou návodně uvedeny v přihlašovacím systému).
  • Do 15. 11. 2018 fakultní organizátoři v elektronickém přihlašovacím systému roztřídí všechny soutěžní práce do jednotlivých sekcí na fakultě, dále uvedou názvy sekcí, místo a čas konání a složení komisí. Složení hodnotících komisí pro jednotlivé sekce určí vedení fakulty. Komise je nejméně tříčlenná a členy z řad akademických pracovníků mohou doplnit odborníci spolupracujících firem a průmyslových podniků. Předsedou komise by měl být profesor nebo docent.
  • Sborníky jednotlivých fakult budou automaticky vygenerovány na základě údajů uvedených v elektronickém přihlašovacím systému.

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).

Další informace k soutěži

  • U příležitosti SVK je vyhlášena soutěž o Cenu Julie Hamáčkové v kategorii Studentská práce typu SVK; vyhlášení soutěže a bližší informace na http://gro.vscht.cz/cjh
  • Občerstvení pro komise a soutěžící hradí ústavy z vlastních prostředků.
  • Organizace průběhu soutěže v sekcích je výlučně věcí rozhodnutí fakult.
  • Finanční příspěvek na ocenění soutěžních prací bude hrazen z prostředků dotace na specifický výzkum (IGA 2018). Jeho výše bude stanovena dohodou proděkanů a prorektora pro VaV podle celkového počtu přihlášených soutěžních prací. Oceněna bude účast a dále první tři místa v každé sekci. Výplata příspěvku studentům bude provedena bezhotovostním převodem, zajistí děkanáty fakult. Je vítána další finanční nebo věcná podpora účastníků SVK ze sponzorských zdrojů. Její výše (hodnota), způsob rozdělení a výplaty je plně v kompetenci komise sekce.
  • Vytištění diplomů budou zajišťovat fakulty.

SVK 2018 – vyhlášení

Nejste zalogován/a (anonym)

101 - Ústav anorganické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Filip Antončík M1 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Syntéza a charakterizace supravodivých keramických kompozitů založených na YBa2Cu3O7-δ matrici detail

Syntéza a charakterizace supravodivých keramických kompozitů založených na YBa2Cu3O7-δ matrici

Tématem této práce je příprava a charakterizace supravodivých keramických kompozitů založených na matrici směsného oxidu mědi YBCO obsahující sekundární fáze, které fungují jako umělá pinningová centra. Fáze se strukturou Y2Ba4CuMOx byly připraveny reakcí v pevné fázi z oxidů nebo uhličitanů příslušných prvků, zatímco fáze BaZrO3 a BaHfO3 byly připraveny mokrou cestou. Takto připravené sekundární fáze byly přidány v různých koncentracích do prekurzoru obsahující Y2BaCuO5-δ, YBa2Cu3O7-δ, CeO2 a Sm2O3. Z těchto směsí byly metodou TSMG připraveny supravodivé tablety o průměrech 1,35 cm a 2,70 cm. Prekurzory i výsledné supravodivé kompozity byly důkladně analyzovány širokým spektrem analytických metod. Pro analýzu tvaru a velkosti částic byla použity SEM, HRTEM a LD. Chemické složení bylo studováno pomocí XRF a EDS, zatímco fázové složení bylo analyzováno metodou XRD. Mřížové parametry byly upřesněny Rietveldovou metodou. Fyzikální a termické vlastnosti byly analyzovány pomocí STA 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 jako je energetika nebo doprava.
2 Lukáš Blažek B3 Ing. Ladislav Nádherný, Ph.D. Studium rozpustnosti Mn v nanostrukturovaném ZnO detail

Studium rozpustnosti Mn v nanostrukturovaném ZnO

Prezentovaná práce se zabývá přípravou a charakterizací nanostrukturovaného ZnO dopovaného manganem. Cílem je připravit polovodič, který bude vykazovat feromagnetické chování při pokojové teplotě. Takový materiál má aplikační potenciál ve spintronice – novém oboru informatiky. Jelikož magnetický signál je především funkcí materiálového složení, záměrem této práce bylo připravit ZnO s co nejvyšší koncentrací Mn. Vyšší koncentrace dopantu lze docílit například v nanomateriálech. Pro přípravu nanostrukturovaného oxidu zinečnatého jsem použil citrátovou sol-gel metodu, při které vznikají již při teplotě 250 °C nanočástice ZnO, kolem kterých je však stále vysoký obsah amorfní a organické složky. Připravený materiál na bázi ZnO(Mn) byl charakterizován z hlediska strukturní a fázové analýzy, velikosti částic, termického a magnetického chování (XRD, SEM, TEM, DLS (dynamický rozptyl světla), STA a PPMS). Fázově čistý oxid zinečnatý s velikostí částic 20–100 nm jsem připravil při teplotě 650 °C. Za velký úspěch lze považovat dosažení relativně vysoké koncentrace manganu ≈15 at. % v ZnO, aniž by došlo ke vzniku nežádoucí sekundární spinelové fáze.      
3 Bc. Jan Havlíček M2 doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D. Příprava keramiky metodou SPS detail

Příprava keramiky metodou SPS

Spark plasma sintering (SPS) je metoda určená ke slinování práškových prekurzorů pomocí vysokých teplot a tlaků. Je to jedna z metod umožňující přípravu transparentní keramiky. Aby byl polykrystalický materiál transparentní pro viditelné světlo, musí být jeho zrna velmi dobře slinuta, materiál nesmí obsahovat větší množství pórů a nečistot nebo defektů, které by způsobovaly absorpci, rozptyl nebo odraz světla. Těchto vlastností materiálu lze docílit vhodným slinovacím režimem SPS a velice kvalitním práškovým prekurzorem.  Cílem mé práce je připravit metodou SPS transparentní keramiku z cerem dopovaného yttrito-hlinitého granántu (Ce:YAG), tedy optimalizovat režim SPS a připravit vhodný práškový prekurzor. Získané poznatky by poté mohly být rozšířeny i na jiné dopace YAGu nebo na další příbuzné dopované materiály s granátovou nebo perovskitovou strukturou. Pomocí této metody by pak mohl být usnadněn výzkum těchto materiálů, které nalézají své uplatnění například jako scintilátory, aktivní prostředí laserů, luminofory a další.  
4 Bc. Adéla Jiříčková M1 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Nano-funkcionalizace keramických filtrů oxidem ceričitým a oxidy grafenu detail

Nano-funkcionalizace keramických filtrů oxidem ceričitým a oxidy grafenu

Nanočástice oxidu ceričitého i oxidů grafenu patří mezi nanomateriály s velkým aktivním povrchem, díky kterému našly tyto nanočástice široké využití především v environmentálních aplikacích, v elektronice, v medicíně či v biotechnologiích. V rámci této práce byly funkcionalizovány různé typy keramických filtrů nanesením tenké vrstvy pomocí dip-coatingu (ponořováním) či spray-coatingu (sprejováním). Oxid ceričitý i oxidy grafenu byly charakterizovány pomocí transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM) a rentgenové difrakce (XRD), připravené filtry byly analyzovány skenovací elektronovou mikroskopií (SEM) a energiově disperzní spektroskopií (EDS). Pro studium dekontaminačních účinků filtrů s oxidy grafenu byla provedena sorpce iontů těžkých kovů (Cd2+, Zn2+ a Pb2+) a byla studována koncentrace kovů v roztoku před a po experimentu. Tyto filtry mohou nalézt uplatnění především k dekontaminaci vod od organických či anorganických polutantů.  
5 Anna-Marie Lauermannová B3 Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D. Chemické a fázové složení biomasových popílků a jejich potenciální využití v kompozitních materiálech detail

Chemické a fázové složení biomasových popílků a jejich potenciální využití v kompozitních materiálech

Při spalování biomasy, která představuje jeden z obnovitelných zdrojů energie, dochází ke vzniku velkého množství biomasového popela vhodného k dalšímu využití. V tomto příspěvku je studováno fázové a chemické složení popela z dřevní štěpky, slámy nebo ozdobnice velké (Miscanthus Giganteus). Složení vzorků bylo charakterizováno pomocí rentgenové fluorescenční analýzy, rentgenové difrakční analýzy, skenovací elektronové mikroskopie a energiově disperzním analyzátorem. Tepelné chování bylo zjištěno pomocí simultánní  termické analýzy. Vzhledem  ke složení popílků se nabízí jejich využití při přípravě kompozitních materiálů, například jako příměs do cementů nebo alkalických aluminosilikátových materiálů.
6 Bc. Laura Pavlíková M1 Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D. Parciálně fluorovaný grafen jako pokročilý biosenzor. detail

Parciálně fluorovaný grafen jako pokročilý biosenzor.

Jedním z aktuálních témat ve světě materiálů a nanotechnologií je příprava a zkoumání modifikací grafenu. Jedním z těchto derivátů je fluorografen, který je na rozdíl od grafenu izolant s širokým pásem zakázaných energií. Tak jako grafen vzbudil značnou pozornost pro svoje jedinečné vlastnosti, jako je vysoká optická propustnost, extrémně vysoká elektrická a tepelná vodivost či mechanická odolnost, tak i fluorografen na sebe upoutal pozornost pro své možné využití v optice, optoelektronice či mikroelektronice. Cílem mé práce bylo připravit a charakterizovat částečně fluorovaný grafen se zaměřením na jeho využití v elektrochemické detekci biologicky aktivních látek. Nejprve byl připraven termicky redukovaný grafen z oxidu grafitu připraveného Hoffmanovou metodou. Redukce probíhala v mikrovlnném reaktoru ve vodíkové atmosféře. Následně byl grafen fluorován v atmosféře F2:N2 (1:4 obj.) za různých reakčních podmínek. Připravené vzorky se lišily obsahem fluoru, jehož množství dramaticky ovlivnilo vlastnosti grafenu jako: smáčivost, vodivost a šířku zakázaného pásu. Následně bylo vybráno několik vzorků, které byly použity jako elektrodový materiál pro detekci dopaminu, kyseliny askorbové a nukleových bází.
7 Bc. Kryštof Skrbek M1 Ing. Vilém Bartůněk, Ph.D. Vliv nanočástic oxidu ceričitého na rozklad chlorovaných fenolů detail

Vliv nanočástic oxidu ceričitého na rozklad chlorovaných fenolů

V současné době představují halogenované pesticidy významný problém z hlediska kontaminace vody i půdy. Tato práce se zabývá dekontaminací chlorfenolů, a to zejména 2,4,6-trichlorfenolu (2,4,6-TCP), pomocí katalytického rozkladu působením nanočástic oxidu ceričitého. Tento chlorovaný fenol je ve vodě relativně dobře rozpustný a jeho rozklad byl sledován pomocí UV-Vis spektroskopie ve vodném prostředí. Výsledky potvrdily katalytickou aktivitu nanočástic oxidu ceričitého při rozkladu chlorovaných fenolů a jejich potenciál v této oblasti. Dále byla studována možnost inhibice nanočástic v porézním pouzdře amorfního oxidu křemičitého, vytvořeného pomocí hydrolýzy tetraethylorthosilikátu (TEOS).  
8 Lucie Spejchalová B3 Ing. Martin Pižl Studium vlivu substituentů ligandů typu Schiffových bází při syntéze Fe3+ komplexů   detail

Studium vlivu substituentů ligandů typu Schiffových bází při syntéze Fe3+ komplexů  

Železo je druhý nejrozšířenější kov na zemi, významnou roli hraje i v organismech. Nejčastěji se železo vyskytuje v oxidačním stavu Fe2+ a Fe3+. Tato práce se zabývá studiem komplexů železitého kationtu s ligandy typu Schiffových bází, které obecně vznikají reakcí primárních aminů (např. aminokyselin) s aldehydy či ketony. V této práci jsme použili aminokyseliny fenylalanin (Phe) a serin (Ser) a aldehydy pyridoxal (PL) a pyridoxal-5-fosfát (PLP) - deriváty vitaminu B6.   Cílem této práce bylo studium vlivu postranního řetězce ligandu na koordinaci Fe3+ iontu při syntéze komplexů. Metodou kontinuálních variací (Jobova metoda) byl určen stechiometrický poměr ligandu a kovu pro následnou syntézu komplexů. Při syntézách se vycházelo z neizolovaných ligandů a jako železitý prekurzor byl použit [Fe(acac)3]. Komplexy byly izolovány a charakterizovány pomocí elementární analýzy, FT-IR, UV-VIS, hmotnostní spektrometrie, obsah železa byl stanoven kolorimetricky.  
9 Bc. Markéta Tomandlová M2 Ing. Irena Hoskovcová, CSc. Syntéza komplexů kovů první přechodné řady s N,N´-ethylen-bis(pyridoxylideniminem) a thiokyanatanovým aniontem  detail

Syntéza komplexů kovů první přechodné řady s N,N´-ethylen-bis(pyridoxylideniminem) a thiokyanatanovým aniontem 

Pyridoxal-5-fosfát (PLP) je kofaktorem vitamínu B6, má tedy v organismu důležitou katalytickou funkci při metabolismu aminokyselin a štěpení glykogenu. N,N´-ethylen-bis(pyridoxylidenimin), ligand typu Schiffovy báze, byl připraven reakcí ethylendiaminu s pyridoxalem (bezfosfátová forma PLP). Schiffovy báze (iminy) vznikají reakcí primárního aminu s aldehydem či ketonem za vzniku dvojné vazby mezi uhlíkem a dusíkem, a tedy struktura Schiffových bází je vhodná pro komplexaci iontů kovů.  V této práci jsme se zaměřili na syntézu komplexů N,N´-ethylen-bis(pyridoxylideniminu) s ionty Ni(+II), Cu(+II), Co(+II), Mn(+II) a Fe(+III). Připravené komplexy byly charakterizovány pomocí IČ spektroskopie, elementární analýzy a UV-VIS spektroskopie. Do volného koordinačního místa jsme navázali thiokyanatanový anion, který byl zvolen pro své charakteristickou vibraci v IČ spektroskopii. Komplexy, které ho obsahují, jsou vhodné pro IČ spektroelektrochemii.  
10 Adam Šrut B3 Ing. Miroslava Guricová Syntéza a charakterizace komplexů Cr(III) a Mo(VI) s Schiffovými bázemi polohových izomerů pyridinkarbaldehydu detail

Syntéza a charakterizace komplexů Cr(III) a Mo(VI) s Schiffovými bázemi polohových izomerů pyridinkarbaldehydu

Komplexy kovů 6. skupiny s Schiffovými bázemi se již používají jako katalyzátory zejména pro oxidační reakce. V práci byla studována syntéza a charakterizace komplexů Cr(III) a Mo(VI), což jsou nejstabilnější oxidační stavy uvedných prvků. Chemické chování chromu a molybdenu se velmi liší, proto je při syntézách potřeba postupovat jinými způsoby a vycházet z jiných prekurzorů, jimiž byly Mo(acac)2 a CrCl3.6H2O. Cílem práce bylo připravit ligandy odvozené od polohových izomerů pyridinkarbaldehydu (pikolinaldehyd - PA a nikotinaldehyd - NA) s aminokyselinami fenylalaninem (Phe) a glycinem (Gly) a následně jejich komplexy s Cr(III) a Mo(VI). Komplexy i ligandy byly charakterizovány elementární analýzou a IR spektroskopií. V případě ligandů byla naměřena i NMR spektra.

105 - Ústav anorganické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Daniel Budáč M2 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Studium kinetiky reakcí na kyslíkové elektrodě v SOC reaktorech detail

Studium kinetiky reakcí na kyslíkové elektrodě v SOC reaktorech

Vysokoteplotní SOC (solid oxide cell) reaktory umožňují provoz v režimech elektrolytického i palivového článku při stejném složení elektrod. V symetrickém uspořádání SOC reaktoru dochází ke generování kyslíku v anodickém prostoru (oxygen evolution reaction – OER) a souběžné jeho spotřebovávání na katodě (oxygen reduction reaction – ORR). V této práci byla testována symetrická cela fungující jako kyslíková pumpa za účelem stanovení kinetických parametrů reakcí na kyslíkové elektrodě. Na lisovaný YSZ (yttriem dopovaný oxid zirkoničitý) elektrolyt byla z obou stran sítotiskem nanesena elektroda ze směsi LSM (manganitan lanthanito strontnatý) a YSZ. Připravená cela byla testována v tříelektrodovém zapojení metodami elektrochemické impedanční spektroskopie a cyklické voltametrie při teplotách 700 a 800 °C a při různých koncentracích kyslíku na straně pracovní elektrody. Z naměřených dat je patrné, že zvýšení teploty vede k dramatickému snížení polarizačních odporů pro ORR a OER a rovněž ohmického odporu cely. Vliv koncentrace kyslíku na straně pracovní elektrody je patrný pouze při jeho odčerpávání z prostoru pracovní elektrody, což odpovídá jeho redukci (ORR). Získaná data pomůžou při návrhu a optimalizaci regenerativního palivového článku.
2 Maksim Gridchin B3 doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. Elektrochemická oxidace fenolických nečistot v odpadních vodách detail

Elektrochemická oxidace fenolických nečistot v odpadních vodách

Čištění odpadních vod je důležitým průmyslovým procesem pro ochranu životního prostředí, nepřímo ovlivňujícím i kvalitu pitné vody. Jedněmi z nejproblematičtějších persistentních polutantů jsou toxické látky na bázi fenolu. Klasický biologický způsob čištění odpadních vod nemůže být v případě fenolových sloučenin použit. Alternativou je elektrochemická oxidace sloučenin fenolu na borem dopované diamantové elektrodě(BDD). BDD je elektrodový materiál s vynikajícími mechanickými a elektrochemickými vlastnostmi pro oxidaci širokého spektra organických látek. Jako modelovou látku jsem zvolil kresol. V rámci výzkumu jsem studoval průběh elektrochemické oxidace kresolu na BDD elektrodě. Provedl jsem voltametrické studie a vsádkovou elektrolýzu s elektrolytem obsahujícím kresol. Jako základní elektrolyt jsem použil roztok kyseliny sírové a roztok síranu sodného. Zjistil jsem, že k oxidaci kresolu v neutrálním prostředí téměř nedochází. V kyselém prostředí je kresol oxidován při potenciálech nižších než u vývoje kyslíku. Na základě toho jsem vsádkovou elektrolýzou určil rychlost elektrochemické oxidace kresolu na BDD. Prokázal jsem, že kresol je možné elektrochemickou předúpravou rozštěpit na jednodušší látky snadněji odstranitelné biologickým čištěním.
3 Miroslav Hala B3 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Charakterizace materiálů pro výrobu bipolárních desek pro PEMFC detail

Charakterizace materiálů pro výrobu bipolárních desek pro PEMFC

Bipolární desky jsou jednou z nejdůležitějších částí 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 měřením několika klíčových vlastností ovlivňujících funkci komerčně dostupných kompozitních desek. Získaná data poslouží k výběru nejlepších materiálů, které budou použity pro výrobu bipolárních desek, které poslouží ke stavbě svazku o výkonu 200 W.
4 Michal Hozman M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Model kontaktního reaktoru pro oxidaci SO2 detail

Model kontaktního reaktoru pro oxidaci SO2

Katalytická oxidace oxidu siřičitého na oxid sírový je významnou reakcí nacházející široké uplatnění v chemickém průmyslu. Rychlost reakce stejně jako celková konverze oxidu siřičitého významně závisí na teplotě. Vhodný návrh kontaktního reaktoru se systémem chlazení je proto klíčový k dosažení optimálního teplotního profilu a maximálního stupně konverze. Vzhledem ke svému průmyslovému využití byla tato reakce předmětem rozsáhlého vědeckého zájmu a pro její popis byla navržena řada kinetických rovnic. Cílem této práce bylo srovnání vybraných publikovaných kinetických rovnic popisujících tuto reakci a vytvoření modelu reaktoru, který bude následně použit při optimalizaci procesu výroby dodecylbenzensulfonátu sodného, v němž je oxid sírový využíván jako sulfonační činidlo.
5 Bc. Aneta Hrubantová M1 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Kompozitní materiály na bázi TiO2 pro katalytické čištění vzduchu detail

Kompozitní materiály na bázi TiO2 pro katalytické čištění vzduchu

Práce se zabývá přípravou a charakterizací kompozitních materiálů s obsahem TiO2 a aktivního uhlí (AC) a jejich aplikací pro fotokatalytické čištění vzduchu. Kompozitní fotokatalyzátory na bázi TiO2  a aktivního uhlí s výhodou kombinují fotokatalytickou aktivitu TiO2 a vysokou adsorpční kapacitu aktivního uhlí.  Byly připraveny kompozitní fotokatalyzátory obsahující vysoce aktivní komerční  TiO2 fotokatalyzátor (P25 Evonik) a tři typy aktivního uhlí lišící se svými texturními vlastnostmi. Fotokatalytická aktivita vrstev kompozitů byla sledována pomocí odbourávání toluenu v průtočném deskovém reaktoru (standardní metoda ISO 22197-3).  Koncentrace toluenu byla stanovena pomocí plynového chromatografu (FID). Kromě vlivu poměru AC/TiO2  a typu AC na adsorpci a konverzi toluenu způsobenou fotokatalytickou oxidací byl dále sledován vliv mletí AC, předcházející přípravě kompozitu.  
6 Tomáš Imrich B3 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Světlem aktivované nanostrukturované materiály pro solární produkci vodíku detail

Světlem aktivované nanostrukturované materiály pro solární produkci vodíku

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 nanoštruktúrované materiály. Tie sú využité na prípravu fotoanód a fotokatód. Fotoanódy sú tvorené n – polovodičovými materiálmi, najmä na báze primárnych oxidov Ti, W, Fe, pričom táto práca popisuje prípravu a vlastnosti hematitu, α-Fe2O3. Metódou prípravy bola zvolená aerosólová pyrolýza, na sklo s vodivou vrstvou fluórom dopovaného SnO2. Charakterizácia pripravených vrstiev hematitu sa zameriava na hodnoty fotoprúdov, 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) a type prostredia, v ktorom bola fotoanóda exponovaná.  
7 Anna Kloužková B3 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Kompozitní fotokatalyzátory na bázi TiO2 a SiO2 detail

Kompozitní fotokatalyzátory na bázi TiO2 a SiO2

Oxid titaničitý je polovodič, který je aktivován světelnou energií. Jeho fotokatalytická aktivita je předmětem rozsáhlého výzkumu směřujícímu k jeho využití v řadě aplikací. Příkladem jsou kryty lamp v dálničních tunelech nebo nátěry obkladů operačních sálů, kde se předpokládá uplatnění samočisticího a antibakteriálního působení TiO2. Pro zvýšení účinnosti oxidu titaničitého se provádějí různé úpravy nebo modifikace. Jednou z možností je příprava kompozitních fotokatalytizátorů s přídavkem oxidu křemičitého směřující ke zlepšení adsorpčních vlastností. V prezentované práci bylo vytvořeno několik typů suspenzí lišících se dobou a intenzitou mletí obou složek (fotokatalyzátoru a SiO2) a jejich poměrem. Fotokatalytická aktivita vrstev v kapalné fázi byla hodnocena pomocí oxidace modelového barviva Acid Orange 7.
8 Bc. Ondřej Kršek M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Polysulfonová dutá vlákna s vrstvou PDMS pro separaci plynů detail

Polysulfonová dutá vlákna s vrstvou PDMS pro separaci plynů

Membránové procesy pro separaci plynů je v posledních dekádách dynamicky rozvíjející se obor, kterému je věnována významná pozornost ve výzkumné i průmyslové sféře. Ke stávajícím technologiím pro dělení plynných směsí nabízí membránová separace ekologicky a ekonomicky schůdnou variantu, slučitelnou s principy trvale udržitelného rozvoje. Separace směsí obsahujících oxid uhličitý a vodík jsou důležitou operací několika průmyslově významných technologií, jakými jsou například parní reforming, regenerace vodíku z rafinérských procesů nebo úprava syntézního plynu. Cílem této práce bylo připravit několik modulů s dutými vlákny a charakterizovat jejich separační vlastnosti. Porézní dutá vlákna z polysulfonového nosiče byla následně potažena tenkou dělící vrstvou polydimethylsiloxanu (PDMS). PDMS patří do skupiny kaučukovitých polymerů a vyznačuje se vysokou permeabilitou pro CO2. Ze získaných dat byla stanovena selektivita, permeance CO2 a stage cut. Připravené moduly byly dále porovnány s komerčním modulem s vlákny z čistého PDMS. Morfologie připravených vláken byla charakterizována metodami SEM a EDX.  
9 Veronika Marková B3 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Optimalizace přípravy MEA metodou hot-press detail

Optimalizace přípravy MEA metodou hot-press

Technologie palivových článků typu PEM představuje vhodný zdroj elektrické energie pro řadu aplikací. Klíčovou součástí je tzv. MEA, skládající se z katody, anody a membrány. V současné době existuje několik různých postupů pro přípravu MEA. Jako potenciálně vhodná se ukazuje příprava metodou hot-press, kdy elektrody i membrána jsou slisovány za zvýšené teploty. Tímto postupem lze zlepšit využití katalyzátoru, které se projeví zvýšením výkonu. V procesu přípravy je nutné optimalizovat nejrůznější parametry. Velikost tlaku použitého pro lisování se odvíjí od mechanických vlastností elektrod, aby nedošlo k zborcení jejich struktury a aby se tak nestaly nepropustnými pro reaktanty a reakční produkty. Hodnota aplikované teploty závisí na vlastnostech ionomerů, použitých pro výrobu membrány, a pojiva katalytické vrstvy. Cílem práce je optimalizace teploty a tlaku použitých při přípravě MEA metodou hot-press.  
10 Bc. Darina Plecitá M2 doc. Ing. Jan Vídenský, CSc. Studium rozsahu reakce vápence (dolomitu) v tavenině dusičnanu amonného při výrobě hnojiv detail

Studium rozsahu reakce vápence (dolomitu) v tavenině dusičnanu amonného při výrobě hnojiv

V současné době je značný problém s nedostatkem živin v půdách, které jsou nezbytné pro správný růst rostlin. Proto se vyrábí řada průmyslových hnojiv, která vyrovnávají tento deficit. Dusík řadíme mezi jednu z nejdůležitějších živin v hnojivech, protože jeho zdroje v půdě jsou omezené. Nejrozšířenější hnojiva obsahující dusík jsou na bázi dusičnanu amonného. Ten však má značné negativní vlastnosti (výbušnost, hygroskopičnost a s tím související spékavost), které se snažíme omezit přídavkem například vápence či dolomitu. Tyto příměsi ve výrobě částečně reagují při mísení s taveninou dusičnanu amonného za vzniku nežádoucího produktu – dusičnanu vápenatého, případně dusičnanu hořečnatého. Průběh této reakce se omezuje přídavkem kyseliny sírové, případně rozpustných síranů.  Tato práce se zabývá určením rozsahu reakce vápence s taveninou dusičnanu amonného. Jeho zreagované množství bylo určeno pomocí analýz kapalné i pevné fáze výchozích ve vodě rozpuštěných vzorků hnojiva. Do výpočtu je dále zahrnuto množství v kyselině dusičné nerozpustného zbytku přidávaného vápence.  
11 Bc. Veronika Rečková M1 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Příprava a charakterizace vrstev redukovaného grafen oxidu pro elektrolytický vývoj vodíku.  detail

Příprava a charakterizace vrstev redukovaného grafen oxidu pro elektrolytický vývoj vodíku. 

Spotřeba neobnovitelných zdrojů energie je součástí našeho každodenního života. Snahou vyspělého světa je najít a zavést nové obnovitelné zdroje energie, které by mohly vést ke snížení zátěže pro životní prostředí. Pro zvýšení účinnosti těchto zdrojů je vhodné využít vodík jako nosič energie. Vodík může být za tímto účelem získán např. alkalickou elektrolýzou vody.  Alkalická elektrolýza je jednou z metod výroby vodíku, stejně jako například PEM elektrolýza. Zatímco PEM elektrolýza dosahuje vysoké intenzity produkce, cena ušlechtilých kovů (Pt) využívané jako katalyzátory brání jejímu rozšíření. U alkalické elektrolýzy se využívají niklové katalyzátory, které mají vysokou aktivitu pro vývoj H2. Ta ovšem s časem klesá. K poklesu aktivity vývoje vodíku na niklové elektrodě může dojít již v řádu jednotek hodin. Tento pokles je způsoben tvorbou hydridové vrstvy na elektrodě. Tomu může být zabráněno povrchovou modifikací Ni, která by umožnila rychlejší desorpci H2. V rámci této práce byly na niklovém podkladu elektrochemicky připraveny vrstvy redukovaného grafen oxidu. Připravené vrstvy byly následně testovány pomocí metod cyklické voltametrie, lineární voltametrie a elektrochemické impedanční spektroskopie za účelem ověření jejich vlivu na zachování vysoké aktivity Ni pro vývoj H2.
12 Jakub Rusek B3 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Nanotrubicové vrstvy TiO2 pro fotoelektrochemické aplikace detail

Nanotrubicové vrstvy TiO2 pro fotoelektrochemické aplikace

Oxid titaničitý patří již několik let k nejstudovanějším polovodičovým materiálům v oblasti fotokatalýzy, zejména z důvodu vysoké fotochemické stability a aktivity. Největší pozornost je věnována nanotrubicovým 1D strukturám TiO2. Předmětem této práce je příprava a optimalizace vlastností nanotrubicových vrstev TiO2 (TNT) za účelem jejich aplikace jako fotoanod i) v barvivem sensitizovaném solárním článku (DSSC) a ii) pro fotoelektrochemickou oxidaci polutantů ve vodě. Syntéza TNT vrstev probíhala elektrochemickou anodizací titanového substrátu. Pro zlepšení fotoelektrochemických vlastností byly takto vzniklé amorfní oxidické vrstvy podrobeny tepelné a povrchové úpravě. Připravené TNT vrstvy byly charakterizovány pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM), rentgenové difrakce (XRD) a měřením fotoproudů ve vodném elektrolytu. Klíčovým parametrem pro účinnost DSSC je míra adsorpce barviva na povrchu TiO2. Proto byla metodou UV-VIS spektrofotometrie sledována adsorpce modelového barviva N719 ([(cis – bis (isothiokyanato) bis (2,2‘ – bipyridyl – 4,4‘ – dikarboxylato) ruthenium (II))] bis – tetrabutylammonium) na povrchu TNT vrstev a provedeno srovnání s komerčně dostupnou vrstvou TiO2 částic.
13 Bc. Hedvika Schwarzová M2 doc. Dr. Ing. Vlastimil Fíla Separace plynů membránami na bázi tenké vrstvy detail

Separace plynů membránami na bázi tenké vrstvy

Biometan může být použit jak pro výrobu energie, tak jako surovina pro chemický průmysl. Současně používané techniky pro zvýšení čistoty biometanu, zaměřené zejména na odstranění CO2 a sirných sloučenin, například absorpce a adsorpce, vyžadují velké množství energie a zařízení velkých rozměrů. Proto je v posledních desetiletích značný zájem o výzkum, vývoj a komercializaci membránových materiálů a technologií. Membránové čištění bioplynu je energeticky méně náročné než výše zmíněné techniky, ale jeho většímu rozšíření zatím brání obtížná a komplikovaná výroba membránových materiálů velkých rozměrů a snižování výkonu materiálů s časem.   V rámci této práce byly připraveny polymerní asymetrické kompozitní membrány, které se skládají z polyetherimidové nosné vrsty a tenkého polyimidového filmu na jejím povrchu. U připravených membrán byla provedena strukturní a materiálová charakterizace pomocí metod FTIR, SEM, TGA, DSC a byly stanoveny jejich separační vlastnosti v binární směsi CO2/CH4. Pro jednu vybranou membránu byla provedena studie vlivu času na její separační charakteristiky.  
14 Bc. Anna Tocháčková M2 Ing. Roman Kodým, Ph.D. Studium proudění plynů v palivových článcích typu PEM detail

Studium proudění plynů v palivových článcích typu PEM

Distributory toku a přilehlá plynově difuzní vrstva (GDL) představují důležité součásti konstrukce palivových článků typu PEM. Jejich optimální geometrie zajišťuje rovnoměrnou distribuci plynů v aktivní ploše cely a zásadně tak ovlivňuje výkon a životnost palivových článků. Tato práce se zabývá studiem vlivu geometrie distributorů a hydrodynamických vlastností GDL na rovnoměrnost proudění plynů v palivových článcích typu PEM, a to jak pomocí matematického modelování, tak i experimentálně. Byl vyvinut trojrozměrný stacionární CFD model umožňující matematickou simulaci proudění v daném systému. Tento model byl ověřen experimentálně pro případ distributoru s jedením kanálkem o průřezu (1×1 mm2) ve tvaru jednoduché serpentýny s přilehlou s přilehlou GDL o rozměrech 1×10 cm2. Byla provedena parametrická studie vlivu hydraulické permeability GDL na rovnoměrnost proudění plynu ve výše popsaném rozvodném kanálku. Dále pak s pomocí matematického modelu byl analyzován vliv nerovnoměrné komprese GDL a její vtlačení do kanálku například v důsledku stlačení cely palivového článku. To vedlo na nutnost uvažovat anisotropii GDL v navrženém modelu. Výsledkem této práce je ověřený matematický model usnadňující zvýšení výkonu, optimalizaci a komercializaci palivových článků typu PEM.  
15 Bc. Jan Tomek M2 Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. Grafen oxid a jeho katalytické vlastnosti v alkalické elektrolýze vody detail

Grafen oxid a jeho katalytické vlastnosti v alkalické elektrolýze vody

Více než 90 % vodíku, označovaného jako palivo budoucnosti, je v dnešní době ve skutečnosti získáváno z fosilních zdrojů. V současné době však, s ohledem na rostoucí zastoupení obnovitelných zdrojů elektrické energie, dochází k rozšiřování zastoupení další technologie – elektrolýzy vody. Z dostupných variant této technologie nachází největší uplatnění alkalická elektrolýza vody a elektrolýza vody s kation selektivní polymerní membránou. Výhoda alkalického procesu spočívá v možnosti využití levných a snadno dostupných katalyzátorů, které nejsou založeny na platinových kovech, jako je tomu u konkurenční membránové technologie. V praxi zavedeným materiálem elektrod v průmyslové alkalické elektrolýze vody je nikl. U tohoto materiálu však s časem dochází k poklesu aktivity. Tomuto lze zabránit nanesením tenké vrstvy redukovaného grafen oxidu. Cílem této práce je elektrochemická příprava a charakterizace grafen oxidu. Následně provést stanovení optimálního způsobu elektroforetického nanesení vrstvy redukovaného grafen oxidu na Ni podklad tak, aby bylo dosaženo maximální účinnosti redukovaného grafen oxidu pro zajištění dlouhodobé stability Ni.  
16 Bc. Xénia Vislocká M2 prof. Dr. Ing. Josef Krýsa Fotokatalyzátory na báze oxidu titaničitého modifikované uhlíkovými materiálmi - vplyv veľkosti častíc uhlíku na aktivitu. detail

Fotokatalyzátory na báze oxidu titaničitého modifikované uhlíkovými materiálmi - vplyv veľkosti častíc uhlíku na aktivitu.

Fotokatalytická aktivita oxidu titaničitého závisí od jeho schopnosti absorbovať žiarenie o vhodnej vlnovej dĺžke za vzniku excitovaného elektrónu a kladne nabitej diery. Vzniknuté elektróny môžu následne reagovať s látkami prítomnými v roztoku a degradovať ich, alebo, čo je častejší prípad, rekombinovať s dierami za uvoľnenia tepelnej energie. Účinnosť fotokatalytickej degradácie teda závisí od životnosti elektrónov, ktorá sa pohybuje v rádoch 10-9 sekúnd a dá sa zvýšiť napríklad separovaním náboja. Jedným z vhodných spôsobov zvýšenia aktivity oxidu titaničitého je dopovanie uhlíkom. Vo svojej práci som sa zamerala na prípravu kompozitných materiálov na báze oxidu titaničitého s obsahom uhlíku, pričom dôraz bol kladený na veľkosť častíc dopantu. Na zmenšenie častíc aktívneho uhlia bola použitá metóda mokrého mletia, pričom bol sledovaný vplyv mletia na distribúciu veľkosti častíc. Za účelom získania uhlíkových častíc o veľkosti niekoľkých nanometrov bola testovaná elektrochemická metóda prípravy uhlíkových nanobodiek.
17 Bc. Klára Zálohová M2 Ing. Ivona Sedlářová, Ph.D. Vliv železnatých iontů na tvar a velikost částic sádrovce detail

Vliv železnatých iontů na tvar a velikost částic sádrovce

Průmyslově vznikající sádrovec je v současné době využíván především pro výrobu stavebních materiálů. Jeho další využití je z hlediska ekonomiky a ekologie příslušných výrob velmi významné. Pro využitelnost sádrovce je velmi podstatný zejména tvar a velikost vzniklých částic. Tyto základní vlastnosti jsou ovlivněny mnoha parametry. Ve své práci jsem se zabývala neutralizační reakcí kyseliny sírové uhličitanem vápenatým v přítomnosti zelené skalice, který simuluje proces zpracování odpadní kyseliny sírové při výrobě titanové běloby. Vzorky sádrovce byly připraveny při různých teplotách, koncentraci kyseliny sírové, koncentraci železnatých iontů a navážce uhličitanu vápenatého. Do izotermního vsádkového míchaného reaktoru bylo předloženo vždy 1,5 l roztoku kyseliny sírové a zelené skalice. Vytemperovaný roztok byl následně neutralizován uhličitanem vápenatým po dobu 2 hodin. Reakce byla ukončena oddělením vzniklého produktu od kapalné fáze podtlakovou filtrací. Vysušený produkt byl analyzován na optickém mikroskopu pro posouzení tvaru vznikajících částic, velikost byla měřena metodou laserové difrakce. Získané hodnoty byly použity pro porovnání a zhodnocení vlivu reakčních podmínek na tvar a velikost částic.
18 Bc. Miroslav Šmíd M2 Ing. Jakub Mališ, Ph.D. Vliv čistoty dusíku pro inertizaci na životnost palivového článku detail

Vliv čistoty dusíku pro inertizaci na životnost palivového článku

Palivové články typu PEM představují perspektivní zdroj elektrické energie pro celou řadu aplikací, kde se uplatní některé z jejich výhod. Jejich provoz má ale i jistá technická omezení. Například pro zamezení degradace palivového článku mezi jednotlivými použitími je nutné přistoupit k inertizaci, tedy odstranění zbytků paliva z elektrodového prostoru. Tímto opatřením se zabrání vzniku prostředí, kde by mohlo docházet k nežádoucí degradaci katalyzátoru v průběhu odstávky. Zbytkový vodík, který by prodifundoval skrz membránu, by mohl zapříčinit vznik tzv. mikroexplozí. Tomu lze předejít právě proplachem inertním plynem, např. dusíkem. Zdrojem dusíku může být tlaková lahev, která však musí být doplňována. Vhodnějším řešením pro mobilní aplikace je separace dusíku ze vzduchu za pomoci membránového modulu. Cílem práce je posouzení vlivu čistoty dusíku použitého k inertizaci na rychlost poklesu napětí při konstantním proudu a tedy životnost palivového článku.

106 - Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Dino Alferi M1 Ing. Vojtěch Hybášek Korozní chování slitin NiTiX připravených metodou práškové metalurgie detail

Korozní chování slitin NiTiX připravených metodou práškové metalurgie

Slitiny NiTi jsou v biomateriálové oblasti zajímavé zejména díky jevu tvarové paměti, superelasticity a dobré korozní odolnosti. V této práci byl sledován vliv legujících prvků na korozní chování slitiny NiTi . Vzorky byly připravené metodou SHS, rozemlety a následně proběhla kompaktizace metodou SPS. Jako legury byly vybrány křemík, hořčík a hliník, vždy v 5 hmotnostních procentech. Tyto materiály byly porovnávány s NiTi, který byl připravený litím. Měření probíhala ve fosfátem pufrovaném solném roztoku o různých úrovních pH. Korozní odolnost byla hodnocena na základě měření polarizačního odporu. Křemík polarizační odpor zvyšoval, hořčík a hliník ho snižovaly. Snížení pH vedlo k nárůstu korozní rychlosti. Další část práce se zaměřovala na testy nerovnoměrného korozního napadení, což zahrnovalo cyklickou potenciodynamickou a potenciostatickou polarizaci. Z cyklických potenciodynamických křivek při neutrálním pH bylo zjištěno, že se korozní napadení se iniciuje v pórech, které jsou na povrchu materiálů přítomné z výroby. U referenční slitiny se korozní napadení projevilo nejméně. Snížení pH vedlo ke změně korozního mechanismu, napadány byly jednotlivé fáze materiálu.  
2 Tomáš Aliger, Dis. B3 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování stříbrného stolovacího setu detail

Restaurování stříbrného stolovacího setu

Tématem práce je průzkum a restaurování stříbrného stolovacího  setu z 2/2 19. století vyrobeného jednou z Pražských zlatnických dílen. Set je zhotoven ze stříbra a železa a na některých dílech se nachází zlacení. K setu také patří dvoupatrová etue zhotovená ze dřeva, potažená textilem, usní, papírem a opatřená mosazným kováním s železným zámkem. V rámci restaurování byly provedeny analýzy kovových materiálů pomocí důkazové zkoušky, XRF analyzátoru a metalografického výtrusu, dále byl analyzován usňový pokryv a to na způsob zpracování usně, její typologie a kvalita koherence kolagenových vláken. Na některých absentujících částech byla řešena možnost jejich doplnění pomocí 3D technologie.  V rámci restaurování byly z kovových povrchů odstraněny nečistoty s korozními produkty a následně byly tyto povrchy vyleštěny, tak aby bylo dosaženo jejich původního vzhledu. Etue byla očištěna, nesoudržné spoje slepeny a useň byla tukována. Chybějící části byly doplněny a deformace jednotlivých příborů vyrovnány. Na závěr byl předmět konzervován a byl nastaven jeho ochranný režim.



3 Bc. Ivana Arvajová M2 Ing. Filip Průša, Ph.D. Vliv obsahu Mn na mechanické vlastnosti slitiny CoCrFeNiMn s vysokou entropií detail

Vliv obsahu Mn na mechanické vlastnosti slitiny CoCrFeNiMn s vysokou entropií

Slitiny s vysokou entropií, známé také pod pojmem HEAs (High Entropy Alloys), jsou novou rozvíjející se skupinou kovových materiálů. Zajímavé jsou svými mechanickými vlastnostmi, které jsou mnohdy lepší než vlastnosti konvenčních slitin, dále také dobrými korozními vlastnostmi a vynikající odolností proti vysokoteplotní oxidaci. Mohou tak najít uplatnění v široké škále odvětví. V této práci byly připraveny mechanickým legováním tři slitiny s vysokou entropií CoCrFeNiMn lišící se v obsahu Mn – s 5, 20 a 35 at. %. Kompaktizace připravených prášků byla provedena technologií slinování v plazmatu SPS (Spark Plasma Sintering). Cílem práce bylo porovnat tyto slitiny z hlediska mikrostruktury a mechanických vlastností (pevnost v tlaku a tvrdost), tepelné stability a odolnosti proti vysokoteplotní oxidaci. Mikrostruktury všech slitin se příliš nelišily, byly jemnozrnné a mírně porézní. Nejvyšší tvrdosti a meze kluzu dosahovala ekviatomární slitina s 20 at. % Mn. U této slitiny byla zaznamenána také nejnižší relativní plastická deformace po tepelném žíhání (800 °C). Vlivem žíhání nedošlo ke změnám tvrdosti, a tak lze považovat tyto slitiny jako tepelně stabilní, čehož lze využít v aplikacích s extrémními podmínkami. V průběhu tepelného žíhání došlo k tvorbě málo přilnavé oxidické vrstvy.
4 Tadeáš Bastl M1 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Vliv předúpravy rychle ztuhlých pásků slitiny na bázi Al na strukturu a vlastnosti kompaktní slitiny připravené práškovou metalurgií detail

Vliv předúpravy rychle ztuhlých pásků slitiny na bázi Al na strukturu a vlastnosti kompaktní slitiny připravené práškovou metalurgií

Cílem práce bylo nalézt optimální metodu předúpravy rychle ztuhlých pásků slitiny AlFe7Mm4. Pásky připravené pomocí melt spinningu byly mechanicky mlety a kryomlety. Prášky byly následně zkompaktizovány slinováním v plazmatu. U kompaktních vzorků i samotných prášků byla zkoumána mikrostruktura, chemické složení a mikrotvrdost. Na základě dosažených výsledků byla posouzena vhodnost mechanického mletí a kryomletí jako předúpravy rychle ztuhlých slitin na bázi Al.
5 Bc. Radek Bečvář M2 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Optimalizace eloxování pro následné spojování v leteckém průmyslu detail

Optimalizace eloxování pro následné spojování v leteckém průmyslu

Technologie výroby součástek pro letecký průmysl se vyznačuje řadou výjimek v porovnání s technologiemi výroby v jiných odvětví. Spolu s technologiemi pro armádní účely se možné používání technologií již zakázaných pro jejich ekologickou nevhodnost, byť výsledné vlastnosti výrobku jsou nenahraditelné. To se týká i zkoumané lepené součástky vyráběné pro použití v letadlech. Její chromeloxovaný povrch (vytvářený elektrolyticky v lázni oxidu chromového) vykazoval špatnou soudržnost lepeného spoje s druhou chromeloxovanou součástkou. Úkolem bylo zjistit příčiny nesoudržnosti těchto součástek.  
6 Bc. Jiří Bigas M1 Ing. Michaela Roudnická Vlastnosti slitiny Ti-6Al-4V vyrobené 3D tiskem metodou EBM detail

Vlastnosti slitiny Ti-6Al-4V vyrobené 3D tiskem metodou EBM

Práce je zaměřena na studium slitiny Ti-6Al-4V zpracované technologií 3D tisku EBM (z angl. electron beam melting). EBM patří k perspektivním metodám zpracování kovových práškových materiálů, a to zejména pro výrobu součástí pro letecký, medicínský a automobilový průmysl. Jedinečnost této metody oproti ostatním technologiím 3D tisku spočívá především v předehřívání stavební komory elektronovým paprskem, které vede ke snížení vnitřních pnutí ve výrobcích. Po EBM proto není nezbytně nutné výrobky tepelně zpracovávat. U studovaného materiálu byla v této práci charakterizována mikrostruktura, byly testovány mechanické vlastnosti v tlaku a tvrdost. Z důvodu anizotropie materiálu související s principem aditivní výroby, byly mikrostruktura i mechanické vlastnosti zkoumány v závislosti na směru tisku, tudíž ve směru souhlasném a ve směru kolmém. Na základě literatury byl tento materiál rovněž vystaven tepelnému zpracování spočívajícímu v rozpouštěcím žíhání a následném stárnutí . Byl ověřen vliv toho zpracování na změnu mikrostruktury a mechanických vlastností, neukázal se však přínosný.  
7 Tomáš Blecha B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování barokního kalichu detail

Restaurování barokního kalichu

                V rámci semestrální práce byl posuzován a restaurován kalich z Děkanského (farního) kostela sv. Petra a Pavla v Broumově. Památka pochází z první poloviny 18. století a během své existence prošla několika zásahy a výměnami částí. Jako základový materiál byla použita měď, stříbro a mosaz. Památka byla opatřena na převážné části povrchu povrchovou úpravou zlacením a někde i stříbřením. K restaurování bylo přistupováno s vědomím, že vlastník nechce předmět opět používat v aktivní liturgii. Předmět byl nejvíce poškozen mechanicky a druhotnými neodbornými zásahy. Korozním poškozením byl předmět poškozen lehce. Po podrobném průzkumu byl sestaven restaurátorský záměr, podle kterého se přikročilo k zásahu. Zásah zahrnoval demontáž, čištění, odstranění druhotných neodborných zásahů, vyrovnání mechanických deformací, odstranění korozních produktů, výrobu nových krapen k medailonům se smalty a závěrečnou konzervaci.
8 Dominik Chalupník B3 Ing. Tereza Jamborová Konzervování – restaurování litinového podnosu   detail

Konzervování – restaurování litinového podnosu  

Konzervování – restaurování litinového podnosu Dominik Chalupník (B3) Školitel: Ing. Tereza Jamborová Práce se zabývá konzervováním a restaurováním litinového podnosu z Krkonošského muzea v Jilemnici. Podle pozdně barokního až rokokového reliéfu lze předpokládat, že předmět byl vyroben na konci 18. století. Nelze však vyloučit, že se jedná o repliku z pozdějšího období. Materiálový průzkum prokázal, že se jedná o litinu s lupínkovým grafitem. Podnos se skládá ze čtyř částí, tácu a tří identických nožiček. Na celém povrchu předmětu se nacházela vrstva druhotně naneseného zeleného laku, z pohledové strany dále překrytá mosaznou barvou. Na některých místech se vyskytovaly korozní produkty železa. Jedné ze tří nožiček chyběla uražená část. Druhotné vrstvy a korozní produkty byly odstraněny kombinací chemického a mechanického čištění. Chybějící část nožičky byla doplněna odlitkem z epoxidové pryskyřice. Pro konzervaci předmětu byl použit mikrokrystalický vosk. Na závěr byly ustanoveny doporučené podmínky uložení a používání památky.      



9 David Dušek B3 Ing. Tereza Jamborová Konzervování – restaurování mosazného svícnu detail

Konzervování – restaurování mosazného svícnu

Tématem práce je průzkum a restaurování liturgického svícnu z kostela sv. Petra a Pavla v Broumově. Svícen je tvořen několika segmenty z mosazného plechu, navlečenými na ocelový trn. Na tyto segmenty jsou pomocí šroubků upevněny zdobné mosazné apliky. Materiálový průzkum potvrdil, že povrch těla svícnu byl zlacen a povrch aplik stříbřen. Předmět byl pokryt korozními produkty základových materiálů (měď a ocel). Ocelový trn a mnohé mosazné části byly mechanicky deformované, některé apliky a šroubky dokonce chyběly. Na některých místech byl předmět druhotně opravován. Po rozebrání byly deformované části dorovnány a byly odstraněny nevhodné druhotné zásahy. Mosazné části byly čištěny pomocí 8% roztoku H2SO4 s přídavkem H2O2, ocelový trn pak pouze mechanicky, pomocí ocelové vaty. Chybějící apliky byly nahrazeny novými, vytvořenými pomocí galvanoplastické metody. Chybějící šroubky pak byly nahrazeny tvarově podobnými, z korozivzdorné oceli. Následovala konzervace mosazných částí Paraloidem B72 a ocelového trnu roztokem taninu. Poté byl celý předmět opětovně sestaven. Doporučený režim památky byl zhotovován s ohledem na možné umístění předmětu v kostele, i jeho praktické použití.



10 Bc. Václav Gerstner M1 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování japonské pušky s doutnákovým zámkem detail

Restaurování japonské pušky s doutnákovým zámkem

Tématem této práce bylo restaurování japonské pušky s doutnákovým zámkem z 19. století nazývané teppó, Tanegašima či hi nawa jyu. Zbraň s inv. č. H 1685 Ji byla zapůjčena z Krkonošského muzea v Jilemnici. Většina částí zbraně byla vyrobena z oceli, další části pak z mosazi a dubového dřeva. Na výzdobu zbraně – tausování a plátování bylo mimo mosazi použito stříbro a slitina cínu a olova.     Zbraň zpočátku pokrývaly prachové a mastné nečistoty spolu s korozními produkty přítomných kovů, díky kterým výzdoba zbraně působila nečitelně. Kovové části jevily známky opotřebení způsobeného častým používáním. Zbraň byla navzdory všem poškozením zcela kompletní.     Hlavním cílem práce byla částečná obnova původního stavu pušky, která bude nadále používána pro výstavní účely v expozici muzea. Restaurátorský zásah, který vycházel z materiálového průzkumu a průzkumu poškození, spočíval v kompletní demontáži zbraně, očištění částí od prachových a mastných nečistot, částečného odstranění korozních produktů, konzervaci a montáži zbraně.     Na závěr byl určen ochranný režim vhodný pro expozici a režim pro případné uložení zbraně v depozitáři.  
11 Matouš Hons B3 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování velocipedu J. Kohout Smíchov - Champion bicycle, vč. 650 detail

Restaurování velocipedu J. Kohout Smíchov - Champion bicycle, vč. 650

Velociped pocházející ze sbírek Městského muzea v Nové Pace byl restaurován v rámci Semestrální práce II. Jedná se o velociped z produkce české firmy J. Kohout ze Smíchova. Jedná se o největšího výrobce velocipedů za celou éru existence Rakousko Uherska. Dochovaným stavem i kompletností se může řadit mezi nejlepší v České republice. I přes to byla většina kovových dílů napadena korozí, kožené a pryžové díly byly značně degradovány, některé díly byly mechanicky poškozeny či zcela chyběly. Cílem restaurátorského zásahu bylo zachovat výpovědní hodnoty předmětu, čímž je myšlen jednak význam estetický, též historický, nikoliv však funkční. Dalším důležitým cílem byla analýza užitých materiálů. Pro účely vystavování i uložení předmětu v depozitáři byl na základě dostupných analogií vyroben pro velociped speciální stojan.  



12 Bc. Klára Hosová M2 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Charakterizace slitiny Zn-0,8Mg-0,2Ca uvažované pro aplikace v medicíně detail

Charakterizace slitiny Zn-0,8Mg-0,2Ca uvažované pro aplikace v medicíně

Slitiny na bázi zinku se zdají být vhodným materiálem pro budoucí použití v medicíně v oblasti odbouratelných (biodegradovatelných) materiálů. Hlavní aplikací mohou být implantáty ve formě výztuží, které by dočasně fixovaly zlomenou kost, alternativní možností je i výroba stentů.   Tématem práce bylo popsání struktury, mechanických a korozních vlastností slitiny Zn-0,8Mg-0,2Ca při různých podmínkách tuhnutí a tepelného zpracování. Korozní vlastnosti byly měřeny pomocí expozičních testů a elektrochemických metod v modelových tělních prostředích, konkrétně ve fyziologickém roztoku a SBF. Výsledkem této práce je popsání vlivů změn parametrů při zpracování na výsledný materiál a výpočet korozních rychlostí slitiny v modelovém prostředí.
13 Bc. Tomáš Hrdlička M1 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Příprava a charakterizace slitiny na bázi Al-Si-Fe s dispergovanými částicemi intermetalické fáze Ag2Al připravené  práškovou metalurgií detail

Příprava a charakterizace slitiny na bázi Al-Si-Fe s dispergovanými částicemi intermetalické fáze Ag2Al připravené  práškovou metalurgií

Cílem této práce bylo nalézt optimální metodu přípravy hliníkové slitiny Al-Si-Fe-Ni s jemně dispergovanými částicemi Ag2Al pomocí práškové metalurgie. Slitina byla připravena metodou melt-spinning a následně kompaktizována slinováním v plazmatu. Následně bylo do slitiny přidáno stříbro a to buď ve formě nanočástic připravených redukcí z dusičnanu stříbrného, nebo jako tenká vrstva na částicích výchozího materiálu. Byla vyhodnocena distribuce částic Ag2Al, které vznikly během kompaktizace, popsána a porovnána mikrostruktura a mikrotvrdost.
14 Bc. Jitřenka Jírů M1 Ing. Petra Jarolímová Studium korozního chování mědi a stříbra pro antibakteriální úpravu materiálů na bázi titanu detail

Studium korozního chování mědi a stříbra pro antibakteriální úpravu materiálů na bázi titanu

Práce je zaměřena na výzkum elektrochemického chování stříbra a mědi, jakožto kovů, které by mohly být použity pro antibakteriální úpravu povrchu implantátů. Veškerá měření proběhla v modelech tělního prostředí, a to ve fyziologickém roztoku, simulované tělní tekutině a minimálním esenciálním médiu. Ze získaných výsledků plyne, že korozní rychlost stříbra byla oproti mědi na akceptovatelné úrovni jak v simulované tělní tekutině, tak minimálním esenciálním médiu. Využití mědi pro antibakteriální úpravu povrchu implantátů vyžaduje další výzkum, jelikož rychlost uvolňování měděných iontů z povrchu materiálu je pro aplikaci do lidského těla příliš vysoká.  
15 Bc. Tomáš Kapal M1 Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D. Rozpouštění Li, K a Rb z cinvalditu v organickém rozpouštědle saturovaném kyselinou chlorovodíkovou. detail

Rozpouštění Li, K a Rb z cinvalditu v organickém rozpouštědle saturovaném kyselinou chlorovodíkovou.

Lithium je kvůli svému rostoucímu využití v akumulátorových bateriích velmi důležitý kov a je třeba neustálý vývoj metod jeho získávání z nových surovinových zdrojů. V této práci je vyzkoušena nová metoda získávání lithia z cinvalditového koncentrátu. Tato metoda spočívá v loužení koncentrátu za přítomnosti nejen kyseliny, která se běžně při loužení používá, ale také v přítomnosti organického rozpouštědla, které se běžně používá k následné extrakci lithia z loužících výluhů. Lithium by v takovémto systému mělo přecházet nejprve do vodní fáze a z ní se hned extrahovat do organické fáze. Tím by mělo dojít k posunutí chemické rovnováhy v žádoucím směru a ke zvýšení efektivity loužení.
16 Bc. Zdeněk Kačenka M2 Ing. Pavel Salvetr Tepelné zpracování slitiny NiTi vyrobené technologií práškové metalurgie detail

Tepelné zpracování slitiny NiTi vyrobené technologií práškové metalurgie

Nitinol je slitina Ni-Ti, která má vlastnost tvarové paměti nebo superelasticity. Tato vlastnost je dána fázovou přeměnou mezi nízkoteplotním martenzitem a vysokoteplotním austenitem. Jedním ze způsobů přípravy je prášková metalurgie. V této práci byly připraveny vzorky kombinací metod SHS, mletí a SPS, při které však dochází v důsledku značné plastické deformace ke ztrátě transformačního chování. Cílem práce bylo nalézt podmínky následného tepelného zpracování, které by obnovilo transformační chování materiálu. Vzorky byly vyžíhány za různých teplot (400-900 °C). Byl zkoumán rozdíl ve fázovém složení, chemickém složení jednotlivých intermetalických fází, mechanických vlastnostech a výskytu transformačních teplot.  
17 Bc. Daniel Kučera M1 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Příprava a charakterizace slitiny na bázi Al-Cr-Fe připravené pomocí práškové metalurgie za využití extrémně vysokých kompaktizačních tlaků detail

Příprava a charakterizace slitiny na bázi Al-Cr-Fe připravené pomocí práškové metalurgie za využití extrémně vysokých kompaktizačních tlaků

Cílem této práce bylo popsání struktury a mechanických vlastností slitin na bázi Al-Cr-Fe připravených pomocí atomizace taveniny tlakovým médiem a kompaktizovaných pomocí slinování v plazmatu za využití extrémně vysokého kompaktizačního tlaku. Dále bylo úkolem tyto slitiny porovnat se slitinami o témže složení sintrovaných pomocí konvenčního slinování v plazmatu. Zkoumán byl taktéž výchozí rychle ztuhlý prášek vzniklý atomizací taveniny. Na základě dosažených výsledků byla posouzena vhodnost využití extrémního tlaku při sintraci v plazmatu pro rychle ztuhlé hliníkové slitiny.
18 Martin Lacka B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Trombón detail

Trombón

Práce pojednává o konzervování a restaurování trombónu ve vlastnictví Krkonošského muzea v Jilemnici. Pojem trombón se kromě hudebních nástrojů používá také pro palné zbraně, kterým se hlaveň směrem k ústí rozšiřuje. Trombón funguje na křesadlový zámek, má bohaté zdobení dřevěné části ve formě kovových inkrustací, pak také leptaný zdobný nápis na protikrytu zámku a plátovaný nápis s výzdobou na hlavni. Poškozeno na tomto předmětu bylo jak dřevo, které trpělo prasklinami a vypadanými inkrustacemi, pak také kovové prvky, které byly pokryty korozními produkty. Delší poškození se týkalo lučíku, který byl zlomený na dvě části. V materiálovém průzkumu bylo zjištěno, že materiálem protikrytu zámku, krytu pažby a lučíku je mosaz. Plátované zdobení na hlavni je pak z mosazi a ze stříbra. Během restaurování byly odstraněny korozní produkty mechanicky a lokálně chemicky, praskliny ve dřevě byly konsolidovány akrylátovou disperzí, lučík spájen a byly vyrobeny inkrustace stejného tvaru, které byly usazeny ve dřevě za pomoci akrylátové disperze. K adjustaci bylo doporučeno prostředí bez kolísavé teploty v rozmezí ideálně mezi 15-18 stupni celsia, vlhkosti 45-60 %, pravidelná kontrola předmětu a ochrana proti prachovým nečistotám.  



19 Jan Langfelner B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Ostatkový kříž detail

Ostatkový kříž

Restaurovaný předmět patří Římskokatolické farnosti – Děkanství sv. Jana Křtitele ve Dvoře Králové nad Labem a je datován před rok 1805. Kříž je tvořen ze stříbra a mědi s vrstvou zlacení. V místě křížení ramen se nachází relikviář s ostatky sv. apoštolů Petra, Pavla a Ondřeje. Na okrajích ramen se nacházejí barevná skla červené a zelené barvy. Součástí předmětu je i dopis složený v jeho noze obsahující zprávu o koupi kříže a dalších předmětů v roce 1822. Restaurátorský zásah byl proveden na základě výsledku analýz a požadavku majitele k použití předmětu v liturgické praxi. Byly odstraněny korozní produkty mědi a stříbra a doplněny chybějící části předmětu. Následná konzervace byla provedena 10% Paraloidem B72 v xylenu. Součástí práce byla i konzervace dopisu. Ten byl přeložen a následně byl proveden výzkum o autorovi i adresátovi dopisu. Zároveň s tím byl zkoumán autor pečeti na relikviáři.   Vypracoval: Jan Langfelner; vedoucí práce: Ing. Šárka Msallamová, PhD. a Jaroslav Prášil, restaurátor s licencí  



20 Bc. Jiří Linhart M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Vysokoteplotní chování vybraných slitin Ti-Al-Si připravených postupy práškové metalurgie detail

Vysokoteplotní chování vybraných slitin Ti-Al-Si připravených postupy práškové metalurgie

Práce se zabývá popisem vysokoteplotního chování vybraných slitin Ti-Al-Si připravených kombinací mechanického legování a slinování v plazmatu. Tyto slitiny jsou charakterizovány velmi nízkou hustotou, vysokou odolností proti oxidaci, dobrou tepelnou stabilitou, a proto patří mezi perspektivní materiály, cílené na použití v extrémních podmínkách, např. v leteckých tryskových motorech. U vybraných slitin, které obsahovaly různé poměry hliníku a křemíku, bylo sledováno chování za vysokých teplot pomocí cyklických oxidačních zkoušek, které probíhaly při teplotách 800 °C a 1000 °C. První z teplot byla zvolena z důvodu ověření mezní teploty použitelnosti, do které jsou stabilní intermetalika na bázi Ti-Al.  Druhá teplota byla stanovena vyšší pro zdůvodnění předpokladu pozitivního vlivu křemíku na daná intermetalika. Na základě cyklických oxidačních zkoušek byla popsána kinetika vysokoteplotní oxidace a fázové složení oxidických vrstev vybraných slitin systému Ti-Al-Si.  
21 Bc. Jakub Ludvík M2 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Struktura a vlastnosti rychle ztuhlé slitiny AlCa5 detail

Struktura a vlastnosti rychle ztuhlé slitiny AlCa5

Self-healing materiály zažívají v posledních letech veliký rozvoj. Kovové self-healing materiály mají potenciál s ohledem na delší životnost a nižší náklady spojené s opravami než běžné kovy. S tím jsou ovšem spojeny značné nároky na takové materiály. V práci byla sledovaná struktura, mechanické a self-healing vlastnosti rychle ztuhlé slitiny AlCa5 a její tepelná stabilita. Struktura byla pozorována optickým mikroskopem, skenovacím a transmisním elektronovým mikroskopem. Bylo zjištěno, že AlCa5 je tepelně nestálý a měkký materiál. Self-healing vlastnosti se nepovedlo prokázat.  
22 Bc. Eva Miklášová M2 doc. Ing. Luděk Joska, CSc. Korozní chování slitiny Ti25Nb4Ta8Sn detail

Korozní chování slitiny Ti25Nb4Ta8Sn

β slitiny titanu disponují vynikajícími pevnostními vlastnostmi, korozní odolností a na rozdíl od současně používaných slitin titanu a čistého titanu také nižším modulem pružnosti. Výrazně odlišný modul pružnosti od lidské kosti může vést až k uvolnění implantátu. Výše zmíněné slitiny jsou legovány Nb, Ta, Zr nebo Sn. Předmětem této práce bylo porovnat korozní chování β slitiny Ti25Nb4Ta8Sn (v hm.%) připravené metodami práškové metalurgie a standardní metalurgickou technologií vůči slitině Ti6Al4V, běžně užívané v lékařství. Byla porovnávána korozní odolnost slitin v různých korozních prostředích. Korozní chování bylo stanoveno elektrochemickými metodami – měřením samovolného korozního potenciálu, polarizačního odporu, potenciodynamických křivek a elektrochemické impedanční spektroskopie. Náchylnost k nerovnoměrným formám koroze byla určena pomocí metody potenciostatické polarizace a obousměrné potenciodynamické polarizace.  Výsledky prokázaly, že slitina Ti25Nb4Ta8Sn připravená metodou práškové metalurgie disponuje lepší korozní odolností než porovnávané slitiny pouze v prostředí v přítomnosti fluoridových iontů. V ostatních korozních prostředích vykázala výrazně horší korozní odolnost. Náchylnost k nerovnoměrným formám koroze nebyla u této slitiny prokázána.  
23 Bc. Tomáš Myslivec M2 Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D. Elektrochemické chování oxidických vrstev na titanové β slitině detail

Elektrochemické chování oxidických vrstev na titanové β slitině

Nanostrukturování povrchu titanových slitin je v oblasti biomateriálů předmětem mnoha výzkumů. Takto upravený povrch umožňuje lepší adhezi a proliferaci buněk spolu s urychlením osseointegrace. Jednou z metod jeho přípravy je anodizace v elektrolytu obsahujícím fluoridové ionty. Ty leptají vznikající oxidovou vrstvu a vytvářejí tak nanotrubky. V těch však po procesu zůstává fluor, který je považován za toxický, a je jej tedy nutné ze struktury odstranit tepelným zpracováním. V rámci práce byly hledány optimální parametry tepelného zpracování nanostrukturované beta slitiny Ti-27Nb-4Ta-8Sn připravené práškovou metalurgií a zkoumán vliv přítomnosti fluoridových iontů v nanostruktuře na elektrochemické vlastnosti pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie a Mott-Schottkyho křivek.  
24 Bc. František Míček M1 Ing. Jiří Děd, CSc. Restaurování heraldických insignií detail

Restaurování heraldických insignií

Tato práce se zabývá historickým zařazením, identifikací, restaurátorským průzkumem a restaurováním souboru heraldických insignií, meče a žezla, z Muzea města Brna. K restaurovaným předmětům se nedochovaly žádné informace, proto byla práce zaměřena primárně na průzkum. Předměty jsou vyrobeny z mědi a pokryty mnoha sekundárními opravnými povrchovými úpravami. Metalografický průzkum a elektronová mikroanalýza základního materiálu potvrdila dataci předmětů do období baroka kolem druhé poloviny 17. století. Stratigrafický průzkum a elektronová mikroanalýza povrchových úprav prokázala přítomnost celkem čtyř povrchových úprav.  Na základě průzkumu byl sestaven restaurátorský záměr.. Předměty byly rozloženy na jednotlivé díly a očištěny od prachových nečistot 2% roztokem Syntaponu L v destilované vodě a následně zbaveny korozních produktů mědi jejich rozpuštěním v 15% roztoku Chelatonu 3. V místě narušení finální povrchové úpravy zůstaly naadsorbované prachové nečistoty, které byly odstraněny tryskáním drcenými ořechovými skořápkami. Rubové strany dílů bez žárového zacení byly tryskány skleněnou balotinou. Povrch předmětů byl zakonzervován voskopryskyřičnou směsí a poté byly předměty smontovány. Byl doporučen způsob adjustace a stanoven doporučený režim uložení.



25 Tomáš Najser M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Studium vlivu obsahu fosforu v Ni-P povlacích na jejich mikrostrukturu a vybrané mechanické vlastnosti. detail

Studium vlivu obsahu fosforu v Ni-P povlacích na jejich mikrostrukturu a vybrané mechanické vlastnosti.

Cílem práce byla příprava Ni-P povlaků s různými obsahy fosforu, jejich charakterizace a charakterizace jejich vlivu na substrát hořčíkové slitiny AZ91. Výsledné vlastnosti připravených povlaků závisí jednak na obsahu fosforu v deponované Ni-P vrstvě, jednak také na kvalitě a operačních podmínkách samotného depozičního procesu, či na preciznosti a charakteru postupu předúpravy hořčíkového substrátu. Množství vznikajícího fosforu je řízeno celou škálou parametrů a faktorů. Hlavními z nich jsou pH a složení niklovací lázně. Aplikací Ni-P povlaků na hořčíkové slitiny lze získat materiál, který je na povrchu velmi tvrdý, odolný proti opotřebení či korozi a navíc disponuje nízkou hmotností. Před aplikací Ni-P povlaku byl substrát AZ91 vhodně předupraven, poté již následovala chemická depozice v niklovacích lázních. Výsledné povlaky byly charakterizovány pomocí světelné a elektronové mikroskopie, prvkové složení a mapping byly provedeny pomocí SEM s EDS detektorem. Následovalo měření mikrotvrdosti dle Vickerse a pro stanovení mikrostruktury analýza XRD. Byly optimalizovány podmínky předúpravy substrátu AZ91 a v závislosti na obsahu fosforu ve vrstvě byla měřena tvrdost výsledného povlaku a velikost krystalitů.  
26 David Nečas B3 Ing. Drahomír Dvorský Kompozitní materiál Mg-MgF2 se zlepšenými mechanickými i koroznímu vlastnostmi. detail

Kompozitní materiál Mg-MgF2 se zlepšenými mechanickými i koroznímu vlastnostmi.

Hořčík a jeho slitiny jsou uvažovanými materiály pro výrobu biodegradovatelných implantátů díky jejich dobré biokompatibilitě a mechanickým vlastnostem, které se velmi podobají lidské kosti. Velkým problémem hořčíku je jeho vysoká korozní rychlost. Koroze je doprovázena tvorbou vodíku, který má negativní dopad na proces léčby. Korozní odolnost i mechanické vlastnosti materiálu lze zlepšit například vhodným legováním, povrchovými úpravami nebo termomechanickým zpracováním, či přípravou materiálu progresivními metodami práškové metalurgie. Tato práce je zaměřena na spojení postupů práškové metalurgie a povrchového zpracování.  Atomizovaný prášek hořčíku byl v rámci projektu loužen v kyselině fluorovodíkové. Na povrchu jednotlivých částic prášku vznikají málo rozpustné vrstvy MgF2, které dokáží zpomalit degradaci materiálu. Následnou kompaktizací je tak připraven kompozitní materiál se spojitým síťovým MgF2, který efektivně zpomaluje rychlost degradace. U připravených vzorků byla zkoumána mikrostruktura, mechanické a korozní vlastnosti.  Výsledky prokázaly, že aplikace této metody vede ke zlepšení korozních i mechanických vlastností výsledného materiálu.  
27 Martin Pavel B4 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování fragmentu barokní mříže detail

Restaurování fragmentu barokní mříže

Autor: Martin Pavel Vedoucí práce:  Ing. Šárka Msallamová Ph.D Odborný konzultant: Jaroslav Prášil, Ing. Jiří Kmošek   Cílem práce byl průzkum a restaurování fragmentu kované mříže. Mříž je ve vlastnictví Národního muzea, konkrétněji historického muzea v Praze. Předmět je v současnosti umístěn v depozitáři v Terezíně. Fragment mříže pochází pravděpodobně z doby kolem roku 1730,  je vyrobena kovářskými technikami v barokním slohu. Na předmětu byl proveden podrobný umělecko-historický a materiálový průzkum s následným zakonzervováním současného stavu předmětu a to včetně dochovaných povrchových úprav. Samotný zásah spočíval v mechanickém odstranění prachu, nečistot a nekompaktních korozních produktů. Stabilizace kompaktních korozních produktů byla provedena technologií tanátování, konečná fixace povrchu pak byla provedena voskem Revax 30. Součástí práce byla také grafická rekonstrukce pravděpodobného vzhledu mříže. Pro předmět byly dále stanoveny ochranné podmínky pro uložení v depozitáři. Předmět by mohl být zařazený do výstavní expozice.    



28 Roman Pešl B4 Ing. Tereza Jamborová Průzkum a restaurování historické mříže detail

Průzkum a restaurování historické mříže

Práce se zabývá průzkumem a restaurováním kované historické mříže, kterou vlastní Historické muzeum Národního muzea. Mříž je součástí depozitáře kovových předmětů uložených v centrálním depozitáři v Terezíně. Cílem práce bylo provést průzkum předmětu, odstranit svrchní vrstvu korozních produktů, současně zachovat povrchovou úpravu a následně povrch zakonzervovat. Mříž byla vyrobena mezi roky 1680 a 1720, tedy v barokním slohu, ale v kovářském řemesle se stále uplatňují renesanční prvky. Při průzkumu byly odhaleny odlišnosti ve výrobních postupech, ale i v použitém materiálu. Restaurování zahrnovalo odstranění povrchových nečistot, mechanické odstranění nesoudržných korozních produktů a současné zachování povrchové úpravy. Zbylé korozní produkty byly stabilizovány tanátováním a povrch byl následně konzervován mikrokrystalickým voskem. Dále byla provedena grafická rekonstrukce předpokládaného původního vzhledu mříže a stanoveny ochranné podmínky uložení. Kovaná mříž bude nadále uložena v depozitu Národního muzea s předpokladem, že by mohla v budoucnu posloužit jako součást výstavní expozice.
29 Matěj Reiser B3 Ing. Jan Šerák, Ph.D. Vliv Sn a Pb na vlastnosti slitiny AlSi8Cu2 detail

Vliv Sn a Pb na vlastnosti slitiny AlSi8Cu2

V této práci je zkoumán vliv nečistot ve formě cínu a olova na strukturu a tvrdost slitiny hliníku AlSi8Cu2. Tato slitina vyniká velmi dobrou slévatelností a je vhodná pro dynamicky namáhané či složité odlitky. Hliník krystaluje v kubické plošně centrované krystalické mřížce, a proto je málo pevný a měkký. Pro zlepšení mechanických vlastností je legován prvky jako například: Cu, Zn, Si, Mg a dalšími. Při výrobě a popřípadě recyklaci slitin hliníku se do slitiny mohou dostat nečistoty, jejich maximální obsah je stanoven normami. Pro slitinu AlSi8Cu2 je maximální povolené množství Sn 0,2 hm. %. Olovo a cín byly přidány v množstvích (0 hm. %, 0,1 hm. %, 0,2 hm. %, 0,5 hm. %, 1 hm. %) do celkem 12 vzorků, byla pozorována změna vlastností oproti čistému vzorku. Tvrdost byla měřena Bricknellovou metodou, jelikož větší velikost indentoru postihne lépe nehomogenitu struktury než metoda Vickersova.  
30 Bc. Jan Růžička, DiS. M1 Ing. Šárka Msallamová, Ph.D. Restaurování přenosné železniční karbidové svítilny detail

Restaurování přenosné železniční karbidové svítilny

Příspěvek přibližuje restaurátorský zásah na přenosné drážní mosazné karbidové lucerně ze sbírek Národního technického muzea. Tato svítilna pochází z velkosériové produkce firmy J. C. Giessing pro sjednocené německé dráhy (Deutsche Reichseisenbahn) zformované roku 1920. Lucerna nese četné stopy po dlouhodobém používání ve formě mechanických poškození, chybějících částí, dodatečných úprav, koroze jednotlivých materiálů a usazených nečistot. Na základě podrobného restaurátorského průzkumu bylo provedeno čištění, restaurování a konzervace památky s důrazem na zachování vypovídací hodnoty předmětu. Oproti tradičním ověřeným metodám byla při fixaci nejslabších částí lucerny použita jako výztuž epoxidové pryskyřice hydrofobní a hydrofilní polyamidová nanotextilie Nanopith Surface Nano membrane jako alternativa běžně používaných skelných vláken či polyesterové netkané textilie.



31 Valentyna Soldatenko B3 Ing. Alena Michalcová, Ph.D. Studium vývoje mikrostruktury rychle ztuhlé slitiny AlCrFeCuMg během jejího tepelného zpracování  detail

Studium vývoje mikrostruktury rychle ztuhlé slitiny AlCrFeCuMg během jejího tepelného zpracování 

Studium vývoje mikrostruktury rychle ztuhlé slitiny AlCrFeCuMg během jejího tepelného zpracování                                                                                                  Rychle ztuhlé slitiny hliníku obvykle mají dobré mechanické vlastnosti a jsou velmi stabilní při tepelném zpracování. Cílem tohoto projektu bylo změřit tvrdost a prostudovat mikrostrukturu slitiny a její případné změny po teplotním zpracováni po různou dobu a při různých teplotách.                                                                                                                                                                                                     V rámci práce byly připraveny metalografické vzorky různě tepelně zpracované slitiny AlCrFeCuMg. Pomocí těchto vzorků byla sledovaná mikrostruktura dané slitiny a pak i změřená mikrotvrdost daného materiálu.                                                                                   Z výsledků lze odvodit závislost tvrdosti a změny v mikrostruktuře na odpovídajícím režimu tepelného zpracování.  
32 Bc. Tereza Stejskalová M2 Ing. Filip Průša, Ph.D. Teplotní degradace vlastností hasičských žebříků ze slitiny AA 6063 detail

Teplotní degradace vlastností hasičských žebříků ze slitiny AA 6063

Hasičské zásahové žebříky jsou vyráběné ze slitiny AA 6063, patřící do hliníkových slitin řady 6xxx, které jsou vhodné pro extruzi. Na žebřících jsou prováděny práce ve výškách a nad volnou hloubkou a mohou být vystaveny zvýšeným teplotám o hodnotě až několik set stupňů Celsia.  Cílem práce je stanovení životnosti – teplotní degradace vlastností a nedestruktivní hodnocení stavu zásahových žebříků, které jsou v současné době zkoumány podle normy ČSN EN 1147.  Byl ověřen vliv zvýšené teploty na mikrostrukturu, a s tím spojených mechanických vlastností. Bylo zjištěno, že vystavení žebříku teplotám vyšším než 250°C způsobuje již po krátkém čase v řádu několika minut podstatné snížení mechanických vlastností.  
33 Markéta Straková B3 Ing. Jiří Kubásek, Ph.D. Vliv podmínek lití a tepelného zpracování na vlastnosti slitin Zn-Mg-Ca detail

Vliv podmínek lití a tepelného zpracování na vlastnosti slitin Zn-Mg-Ca

Materiály na bázi zinku jsou v současné době uvažovány pro aplikace v oblasti biodegradovatelných materiálů určených např. k fixaci zlomenin. Relativně dlouho jsou pro podobné účely studovány slitiny hořčíku, které však narážejí na úskalí vysoké korozní rychlosti spojené s nadměrným uvolňováním vodíku a předčasnou ztrátou mechanické integrity implantátu. Zinek se vyznačuje nižší korozní rychlostí v důsledku tvorby ochranných vrstev a při jeho rozpouštění v organismu nedochází k uvolňování vodíku. Proto se o zinku a jeho slitinách hovoří jako o potenciálních kandidátech pro biodegradovatelné implantáty. V této práci je předmětem studia slitina Zn-0,8Mg-0,2Ca (hm. %) připravená litím a následnou extruzí. U připravených materiálů byla zkoumána mikrostruktura a mechanické vlastnosti. Mikrostruktura slitin obsahuje dendrity primárního tuhého roztoku zinku, na jejichž rozhraní se nachází eutektická směs fází α-Zn a ZnMg2. V materiálu se dále nachází ostrohranné útvary masivní fáze CaZn13. Mechanické vlastnosti slitiny se zásadně liší především v závislosti na teplotě extruzního procesu.
34 Bc. Veronika Valešová M1 Ing. Michaela Roudnická Vliv tepelného zpracování na vlastnosti 3D-tištěné slitiny AlSi9Cu3 detail

Vliv tepelného zpracování na vlastnosti 3D-tištěné slitiny AlSi9Cu3

V dnešní době se do popředí dostává technologie 3D tisku. Jedná se o plně automatizovaný proces, který umožňuje vyrábět porézní struktury či součásti složitých tvarů dle zadaných požadavků zákazníka, v co nejkratší době. Toho je využíváno nejen ve zdravotnictví, ale také v leteckém a automobilovém průmyslu, kde je vyžadována lehkost a pevnost. Díky tomu roste poptávka po hliníkových slitinách, kterými jejichž využitím lze docílit snížení emisí a množství spotřebovaného paliva kvůli nižší hmotnosti konstrukce. Před samotným zavedením materiálu do výroby je nutné důkladně zmapovat jeho vlastnosti. Proto se tato práce zabývá možností zpracování hliníkové slitiny AlSi9Cu3 aditivní technologií SLM (z angl. selective laser melting; selektivní tavení laserovým paprskem). Kromě základní charakterizace materiálu a jeho porovnání s běžně připraveným odlitkem, je zkoumán i vliv tepelného zpracování (žíhání pro odstranění vnitřních pnutí a T6 = rozpouštěcí žíhání + stárnutí) na změny mikrostruktury, mechanických vlastností a korozní odolnosti. Nejvyšších mechanických vlastností bylo dosaženo po tepelném zpracování T6 díky homogenizaci mikrostruktury a vyloučení jemných precipitátů fáze CuAl2. Obě tepelná zpracování ovšem výrazně snížila korozní odolnost této slitiny.
35 Bc. Nicola Vodehnalová M2 Ing. Michaela Roudnická Tepelné zpracování slitiny Ti6Al4V připravené 3D tiskem metodou SLM  detail

Tepelné zpracování slitiny Ti6Al4V připravené 3D tiskem metodou SLM 

Díky možnosti zpracovávat kovové materiály lze 3D tisk již aplikovat na výrobu plně funkčních dílů. Oblast 3D tisku kovových materiálů se proto velmi rychle rozvíjí a začíná se dostávat do průmyslového měřítka. Jedním z nejpoužívanějších materiálů je slitina Ti-6Al-4V, která má díky svým výhodným vlastnostem uplatnění převážně v medicíně, zejména pro dentální aplikace a náhrady kloubů, a v leteckém průmyslu. Titanové součástky připravené 3D tiskem se však potýkají s celou řadou problémů, zejména s vysokým vnitřním pnutím, póry, trhlinami a v důsledku toho nevhodnými mechanickými vlastnostmi. Proto je nutné materiál před aplikací dodatečně upravit. Pro odstranění vnitřních pnutí je zásadní tepelné zpracování. Cílem této práce bylo najít nejvhodnější podmínky tepelného zpracování slitiny Ti-6Al-4V připravené pomocí metody Selective Laser Melting (SLM), která k tavení kovových prášků využívá laserový paprsek. Byl sledován vliv teploty a doby tepelného zpracování na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti této slitiny. Výsledky prokázaly, že lze tepelným zpracováním mechanické vlastnosti optimalizovat dle požadavků dané aplikace. Pro medicínské využití jsme stanovili jako nejvhodnější režim žíhání při teplotě 750 °C po dobu 90 minut.  
36 Bc. Aneta Šprinclová M1 Ing. Jan Stoulil, Ph.D. Korozní chování svarů korozivzdorných ocelí s borem detail

Korozní chování svarů korozivzdorných ocelí s borem

Práce se zabývá korozivzdornými oceli legovanými borem, ze kterých se vyrábí pouzdra pro vyhořelé palivové články. Cílem bylo hledání rychlé elektrochemické reaktivační metody pro stanovení náchylnosti ocelí k mezikrystalové korozi v roztocích kyseliny borité. Galvanostatické leptání v kyselině šťavelové se ukázalo jako nevhodná metoda pro posuzování materiálu. Z reaktivačních testů s dvojitým záznamem DL-EPR vyplývá, že ideální kompromis představuje roztok 1 M kyseliny sírové s nejcitlivější rychlostí polarizace 1mV/s. Prostředí kyseliny sírové a thiokyanatanu draselného se ukázalo jako příliš agresivní a prostředí kyseliny borité naopak velmi málo agresivní. Expoziční zkoušky v kyselině borité potvrdily velmi malou agresivitu.
37 Bc. Lucie Šulcová M1 doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. Struktura a vlastnosti legovaných slitin Ni-Ti-X detail

Struktura a vlastnosti legovaných slitin Ni-Ti-X

Slitiny Ni-Ti jsou slitiny niklu s titanem s přibližně ekvimolárním množství prvků. Tyto slitiny mají mnoho zajímavých vlastností jako je paměťový efekt, superelasticita, pseudoplasticita, jednocestný paměťový efekt, dvoucestný paměťový efekt, biokompatibilita a korozní odolnost. Slitiny Ni-Ti se skládají z různých fází. Fáze NiTi jim dodává jejich charakteristické vlastnosti. Při výrobě vznikají společně s touto fází i nežádoucí fáze (Ti2Ni, Ni3Ti, Ni4Ti3), které výhodné vlastnosti slitin potlačují. Jedním z možných řešení, jak tyto fáze destabilizovat, je přidání legujících prvků. V této práci byly popsány struktura a vlastnosti vzorků legované slitiny Ni-Ti vyrobené metodou práškové metalurgie pomocí reaktivní sintrace. Jako legující prvky byly do slitiny přidány Zr, Nb, Cr v množství 1 a 3 hm. %. Byl pozorován vliv legujících prvků na mikrostrukturu, fázové složení, mechanické vlastnosti a transformační chování slitiny.  
38 Zuzana Žofková B3 Ing. Filip Průša, Ph.D. Příprava a vlastnosti nanokrystalických kompozitů slitin s vysokou entropií detail

Příprava a vlastnosti nanokrystalických kompozitů slitin s vysokou entropií

Příprava a vlastnosti nanokrystalických kompozitů slitin s vysokou entropií Autor: Zuzana Žofková Ročník: B3 Ústav: Kovových materiálů a korozního inženýrství Školitel: Ing. Filip Průša, Ph.D. Slitiny s vysokou entropií (High entropy alloys- HEAs) jsou relativně nové intenzivně zkoumané materiály. Jedná se o systémy tvořené většinou pěti prvky o přibližně ekviatomárním složení. Jsou to slitiny, které se vyznačují vysokou hodnotou směšovací entropie, díky které vznikají tuhé roztoky namísto intermetalických fází. Disponují obecně vynikajícími mechanickými vlastnostmi a korozní odolností. Své uplatnění naleznou i pro vysokoteplotní použití, protože si díky tepelné stabilitě zachovávají své mechanické vlastnosti a jsou odolné proti oxidaci při vysokých teplotách. Tato práce je zaměřena na přípravu a vlastnosti kompozitu FeCoCrNiMn a FeCoCrNiNb smíseného v poměru 1:1. Prášky jednotlivých HEAs byly smíchány a mechanicky legovány v kulovém mlýnu, poté zkompaktizovány metodou SPS. Byla popsána mikrostruktura a mechanické vlastnosti. V porovnání se slitinou FeCoCrNiMn dosáhl tento kompozit vyšší meze kluzu, pevnosti a tvrdosti a na rozdíl od slitiny FeCoCrNiNb vykazoval významnou plasticitu.  

107 - Ústav skla a keramiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Aiman Albekova M1 doc. Dr. Ing. Martin Míka Fosforečná skla s emisí vhodnou pro fotodynamickou terapii detail

Fosforečná skla s emisí vhodnou pro fotodynamickou terapii

Cílem mé práce bylo připravit a studovat nová luminescnční fosforečná skla použitelná pro fotodynamickou terapii. Fotodynamická terapie je nejmodernější lečebná metoda proti rakovině. PDT zahrnuje kombinaci chemických a fyzikálních účinků, které způsobují destrukci nádorové tkáně. Tato metoda je vysoce účinným způsobem léčby prekancerózních a rakovinných onemocnění. Prakticky je jedinou metodou používanou v onkologii, díky níž je možné nejen vyléčit pacienta, ale i zachránit postižený orgán a vyhnout se řadě komplikací. Jedná se o trikomponentní metodu, o složkách, které nejsou toxické a neprojevují se dlouhodobě zatěžujícími biologickými efekty. První složkou je léčivo-fotosenzibilizátor, které se po podání pacientovi přednostně akumuluje v postižených tkáních. Druhou složkou je laserový paprsek, který je přiveden do nádorů a vyvolává potřebné chemické reakce. Třetí složkou je následně uvolněný aktivní kyslík, který efektivně ničí nádorové buňky. Tumor je četrně zničen a rychle se tak nahrazuje zdravou tkaňí. Experimentální část se skládála 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.  
2 Bc. Sabina Amandykova M2 Ing. Eva Gregorová, CSc. Charakterizace kompozitní keramiky Al2O3-ZrO2 obrazovou analýzou detail

Charakterizace kompozitní keramiky Al2O3-ZrO2 obrazovou analýzou

V rámci seminární práce byla provedena charakterizace mikrostruktury pomocí programu LUCIA G (Laboratory Imaging s.r.o, ČR) na SEM snímcích kompozitní keramiky Al2O3-ZrO2 s různým složením (0, 20, 40, 60 a 80 obj. % oxidu zirkoničitého). Pomocí stereologických vztahů byly stanoveny všechny globální metrické deskriptory, které lze určit pomocí planární sondy (na řezu): objemová frakce, hustota rozhraní a hustota integrálu středního zakřivení, a s nimi související velikosti: střední délka úseků zrn a fázových oblastí a Jeffriesova velikost zrn. Naměřené objemové frakce mají maximální odchylku 4,5 % a naznačují, že vzorky nebyly optimálně homogenizované. Velikosti jednotlivých zrn (střední délka úseků a Jeffriesova velikost) mají podobný průběh. Se zvyšující se objemovou frakcí oxidu zirkoničitého dochází ke zmenšení korundových zrn. S přibývajícím množstvím fáze narůstá naměřená velikost fázových oblastí (aglomerátů).  
3 Bc. Jan Baborák M1 Ing. Miroslav Rada, CSc. Vliv poměru obsahu jednomocných a trojmocných iontů na vlastnosti skel detail

Vliv poměru obsahu jednomocných a trojmocných iontů na vlastnosti skel

Skla obsahující více než jeden druh alkalických iontů vykazují značné nelineární změny vlastností v závislosti na molárním poměru obsahu těchto iontů. Náplní této práce je vypracování literární rešerše týkající se tohoto fenoménu, který je označován jako efekt smíšených alkálií (anglicky „the mixed alkali effect“). Cílem je získání kompaktní databáze informací o chování základních technologických vlastností skloviny a skel v závislosti na složení sklářského kmene – a to především na vstupním molárním poměru alkalických oxidů. Dále bude experimentálně ověřen vliv poměru obsahu jednomocných oxidů Na2O, K2O a Li2O a trojmocných oxidů Al2O3 a B2O3 na vlastnosti připravené skloviny a skel. Sledovanými vlastnostmi budou: viskozita, el. vodivost, krystalizační charakteristiky, dilatometrické parametry, hydrolytická odolnost a sonorita.  
4 Lenka Brücknerová B3 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování vitráže s florálními motivy detail

Restaurování vitráže s florálními motivy

Předmětem restaurování byla historická vitráž se sklomalbou z počátku 20. století pocházející z depozitáře dílny Jiřička-Coufal, Praha 1. Vitráž byla při převzetí ve špatném stavu, z důvodu nestability byla nutná manipulace s co nejvyšší opatrností. Povrch byl znečištěn nánosy prachu, anorganickým pojivem a bílou barvou. K průzkumu odebraných segmentů z neočištěné vitráže byla použita optická mikroskopie a SEM/EDS. Celá vitráž byla rozebrána a jednotlivá skla očištěna. Pro zajištění lepší stability byla vitráž zasazena do nové olověné sítě. Na závěr bylo provedeno spájení cínovou pájkou a pečlivé očištění petrolejem a pilinami. Veškeré kroky a zásahy byly v souladu s etikou restaurování.
5 Bc. Patrícia Bugáňová M1 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Příprava a charakterizace křemičitých sol-gel povlaků se stříbrem   detail

Příprava a charakterizace křemičitých sol-gel povlaků se stříbrem  

V dnešnej dobe dochádza k neustálemu rozvoju sklených vrstiev s antibakteriálnymi vlastnosťami, ktoré sú v praxi využívané najmä ako vrstvy určené na sanitárnu keramiku. Pre svoju technickú nenáročnosť  je vo veľkej miere používaná metóda sól-gél, ktorá spočíva v gelácii kvapalného sólu na gél s nasledujúcim vysušením a výpalom. V tejto práci boli metódou sól-gél pripravené tri typy základných kremičitých sólov. Prvý z nich slúžil ako referent, do dvoch sólov bolo striebro vnášané vo forme dusičnanu strieborného v koncentráciách c(AgNO3) = 0,06 a 0,09 mol/l. Sól bol nanesený technikou dip-coating na šesť typov skla s rozličným chemickým zložením. Po výpale bola spektrofotometricky meraná absorbancia povlakov. Povlaky boli transparentné a nemenili vizuálny charakter substrátov. Povrch povlakov bol charakterizovaný optickou a skenovacou elektrónovou mikroskopiou, ktorá preukázala čiastočnú nehomogenitu povlakov a v niektorých prípadoch nerovnomernú distribúciu strieborných častíc. Priľnavosť povlakov k substrátom bola meraná tape  testom. Adhézia všetkých povlakov k substrátom bola výborná (stupeň 5B). Na určenie antibakteriálneho účinku povlakov bol použitý antibakteriálny test voči Escherichia coli po dobu 24 hodín. Antibakteriálne účinky povlakov však potvrdené neboli.  
6 Tomáš Doležal B1 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Charakterizace elektrárenských popílků ze složišť detail

Charakterizace elektrárenských popílků ze složišť

Elektrárenské popílky jsou mnoho let důležitou druhotnou surovinou, a to především ve stavebnictví. Přesto velká část těchto popílků končí bez užitku na složištích. Vzhledem k tomu, že je kladen stále větší důraz na ekologii a současně se ztenčují zdroje primárních surovin, dochází již dnes ve světě k zpětnému vytěžování popílků s cílem jeho opětovného využití. Cílem práce bylo provést základní analýzy popílku, resp. aglomerátu (popílek + škvára) ze složiště Panský les u elektrárny Mělník. Prvotní zkoušky prováděné z každého metru vrtu zahrnovaly stanovení vlhkosti aglomerátu, granulometrii, prvkovou analýzu (XRF) a stanovení ztráty žíháním. Dále byla provedena fázová analýza pomocí rentgenové difrakce u vybraných hloubek vrtu. Následovat budou zkoušky dle normy ČSN EN 450-1 (Popílek do betonu) a ČSN 72 2071 (Popílek pro stavební účely) tak, aby byl splněn širší cíl projektu vedoucí k vypracování metodiky úpravy aglomerátu ze složiště pro jeho následné využití. Tyto zkoušky v sobě budou zahrnovat sítový rozbor, stanovení sypné a měrné hmotnosti, stanovení měrného povrchu, normální konzistence, počátku tuhnutí, index účinnosti aj. Jelikož se takto podrobný výzkum v ČR zatím neprováděl, dosažené výsledky mají v blízké budoucnosti pomoci k opětnému využívání této druhotné suroviny.  
7 Renáta Farkašová B2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Optická a laserová skla detail

Optická a laserová skla

Pro sedm připravených druhů optických skel byly změřeny jejich optické vlastnosti, především luminiscenční spektra excitovaná zeleným laserem o vlnové délce 533 nm a modrým laserem o vlnové délce 405 nm. Šest skel obsahovalo částice stříbra a atomy europia a vykazovalo červenou luminiscenci při excitaci jak zeleným, tak i modrým laserem. Sedmý vzorek s částicemi stříbra a atomy samaria vykazoval červenou luminiscenci pouze při excitaci modrým laserem, v případě excitace zeleným laserem nebyla luminiscence pozorována. Výzkumným cílem bylo nalezení vztahu mezi chemickým složením a luminiscencí po excitaci modrým nebo zeleným laserem. Tyto vztahy použijeme pro vývoj skla s vysokou intenzitou luminiscence ke konstrukci laserových zdrojů světla o vhodné vlnové délce.
8 Bc. Martin Holeček M1 Ing. Jan Macháček, Ph.D. Charakterizace keramických materiálů na bázi SiO2 vytvořených 3D tiskem z fotopolymerní matrice detail

Charakterizace keramických materiálů na bázi SiO2 vytvořených 3D tiskem z fotopolymerní matrice

Práce se zabývá charakterizací keramického materiálu připraveného 3D tiskem technologií SLA., tj. stereolitograficky z fotocitlivé pryskyřice s nanočásticemi SiO2. Byla provedena reologická analýza výchozí pryskyřice, analýza mikrostruktury vzorků po tisku a po výpalu, analýza deformace vzorků po výpalu a byla vyhodnocena pevnost vzorků po výpalu. Výsledky analýz by měly posloužit v další práci k případným úpravám složení keramické pryskyřice pro získání nových užitných vlastností a možností aplikace 3D tisku keramiky.  
9 Karolína Holíková B3 Ing. Eva Gregorová, CSc. Elastické vlastnosti keramiky v soustavě Al2O3-SiO2 detail

Elastické vlastnosti keramiky v soustavě Al2O3-SiO2

Keramická směs v soustavě Al2O3-SiO2 byla připravena z kaolinu Sedlec Ia a tabulárního korundu s deklarovanou velikostí částic 0-0,2 mm v poměru 80 : 20. Kaolin byl ztekucen přídavkem 0.5 hm.% pyrofosforečnanu sodného a homogenizace směsi byla provedena za mokra v polyethylenových lahvích na překlopné míchačce (6 hodin). Následně byla směs vylita na sádrovou podložku, vysušena, rozdrcena v třecí misce a z takto připravené směsi byly vylisovány vzorky tvaru trámečků (20 x 100 mm) a tablet (průměr 3.6 mm) tlakem 50 MPa. Výpal vzorků byl proveden na teploty  1100-1500 °C (v krocích po 100 °C) při rychlosti ohřevu 2 °C/min s 2 hodinovou výdrží na maximální teplotě. Připravené vzorky byly charakterizovány pomocí objemové hmotnosti, smrštění a zdánlivé pórovitosti. Metodou impulsní excitace byl při pokojové teplotě proměřen Youngův modul, smykový modul a bylo stanoveno Poissonovo číslo. V závěru práce byla naměřena také teplotní závislost Youngových modulů jednotlivých vzorků a na vzorcích tvaru tablet byla provedena rentgenová fázová analýza.  
10 Barbora Hübnerová B4 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Rekonzervace kameninových nádob Muskau detail

Rekonzervace kameninových nádob Muskau

Předměty rekonzervátorského zásahu byly dvě kameninové nádoby z dílen Triebel – Muskau. Jedná se o holbu a džbán, jež byly zakoupeny Muzeem hlavního města Prahy v roce 1886 již v restaurovaném stavu. Vzhledem k historické hodnotě původního restaurátorského zásahu, bylo nynějším restaurátorským záměrem původní sádrové doplňky zachovat. Rekonzervátorský záměr zahrnoval rozlepení nádob na jednotlivé fragmenty a jejich očištění, odběr vzorků pro průzkum střepových hmot a glazur, dále slepení nádob reverzibilním adhezivem (Paraloid B – 72). Část původních doplňků, které byly ve špatném stavu, nahradit novými sádrovými doplňky, provést barevnou retuš a na závěr je fixovat a doporučit podmínky uložení. V obou střepových hmotách byly identifikovány především křemen, mullit a cristobalit. Bylo prokázáno použití dvou typů glazur, holba měla olovnatou glazuru, džbán sodno – vápenatou. K probarvení glazur byla použita iontová barviva (ionty Fe, Co a Mn). Po schválení záměru, proběhly veškeré rekonzervátorské zásahy v souladu s restaurátorskou etikou.



11 Bc. Soňa Hříbalová M2 prof. Dr. Dipl. Min. Willi Pabst Modelování transmitance polydisperzních systémů detail

Modelování transmitance polydisperzních systémů

Optické vlastnosti heterogenních materiálů (resp. soustav) jsou ovlivněny inkluzemi o odlišném indexu lomu. V případě absorbujících inkluzí i jejich absorpčním indexem. Přítomnost částic v suspenzi se projeví jejím zakalením, stejně jako je průhlednost transparentní keramiky typicky snížena přítomností pórů. V případě keramiky připravené metodou SPS také inkluzemi uhlíku. Transmitanci lze modelovat pomocí Mieovy teorie (a jejích aproximací) v závislosti na velikosti inkluzí anebo na vlnové délce. Obě tyto závislosti byly modelovány a detailně zpracovány do trojrozměrných grafů. Literatura obvykle při modelování transmitance uvažuje jednu velikost inkluzí (nabízí se otázka, jestli byla průměrná velikost inkluzí zvolena vhodně), a proto byla v této práci transmitance heterogenních systémů modelována pro celé rozdělení velikosti absorbujících a neabsorbujících inkluzí. Tyto výsledky byly následně srovnány s experimentálně naměřenými hodnotami. Cílem této práce je ukázat vliv rozdělení velikosti inkluzí na průhlednost heterogenních systémů a také zjistit, zda existuje vhodný průměr velikosti inkluzí, který dobře reprezentuje rozdělení jejich velikosti. Tyto poznatky mají dále sloužit pro snadnější předpověď transmitance heterogenních systémů jako je např. transparentní keramika.
12 Barbora Jurková M1 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Vliv fluoridu vápenatého na syntézu leucitu detail

Vliv fluoridu vápenatého na syntézu leucitu

Základní krystalickou fází mnoha současných dentálních kompozitů je leucit. Cílem dané práce je syntéza amorfního leucitového prekurzoru v hydrotermálních podmínkách s příměsí fluoridu vápenatého a následnou krystalizací tetragonálního leucitu. Teoretická část práce obsahuje stručný popis dentálních keramických materiálů, jejich historický vývoj, základní typy dentálních náhrad včetně surovinových zdrojů. Následuje informace o leucitu a jeho struktuře, vlastnostech a možných metodách jeho přípravy. V experimentální části je uveden použitý způsob syntézy amorfního leucitového prekurzoru v hydrotermálních podmínkách. Následně byl sledován vliv přídavku fluoridu vápenatého k amorfnímu nebo očkovanému prekurzoru na produkt následující kalcinace. Byl sledován vliv kalcinačních podmínek (doba a teplota) na množství syntetizovaného tetragonálního leucitu a vedlejších produktů. Cílem bylo zjistit, zda lze přídavkem fluoridu vápenatého ovlivnit teplotu krystalizace a čistotu konečného produktu. Bylo prokázáno, že přídavek CaF2 mírně snížil krystalizační teplotu tetragonálního leucitu, jak u očkovaného, tak i u amorfního prekurzoru. Dále, že na množství vznikajícího kalsilitu mají větší vliv kalcinační podmínky a přítomnost očkovací látky než přídavek fluoridu vápenatého.  
13 Bc. Johana Kulhánková M2 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Nové složení SBF a první výsledky in vitro testů detail

Nové složení SBF a první výsledky in vitro testů

řžžřčrrččSimulovaná tělní tekutina (Simulated Body Fluid; SBF) kopíruje anorganickou část lidské krevní plazmy a využívá se pro in vitro testování kostních implantátů. SBF namíchaný podle (ISO 23317) má oproti lidské plazmě nízký obsah (HCO3)- iontů a navíc pro udržení neutrálního pH využívá syntetický pufr TRIS. Tyto odchylky od reálné plazmy ústí v pozitivně falešné výsledky in vitro testů. Cílem práce bylo připravit roztok SBF s reálnými koncentracemi iontů a bez přidaného pufru TRIS (SBF 27) a otestovat ho na vysoce reaktivním sklokeramickém materiálu připraveného ze skla Bioglass®.  Během staticko-dynamického in vitro testu byl roztok SBF každých 24 hodin vyměňován za čerstvý a zároveň byly odebírány výluhy na analýzy Ca2+ a (PO4)3- iontů a měřena koncentrace Si jako indikátoru rozpouštění (AAS) sklokeramického scaffoldu. Hodnota pH rostla, podobně jako při testu s pufrem TRIS. Materiál byl analyzován pomocí XRF, XRD, SEM/EDS a BET před i po testu. Bylo zjištěno, že bez pufru TRIS se na povrchu sklokeramiky tvoří Ca-P fáze amorfní povahy (ACP).
14 Tereza Malínková B3 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Sklo ze 14. století z Nymburka detail

Sklo ze 14. století z Nymburka

V roce 1982 byl Polabským muzeem Poděbrady prováděn archeologický výzkum v historickém jádru, na náměstí královského města Nymburka. Na parcele domu č. 15 byl objeven soubor skleněných fragmentů, podle nálezových okolností datován do 1. poloviny 14. století. Na souboru skel byly prováděny konzervátorské a restaurátorské zásahy, při kterých bylo zjištěno, že se jedná o fragmenty ze 7 identifikovatelných nádob. Na nádobách č. 2, 6, 7 byly provedeny v roce 1982 analýzy sklárnou Bohemia Poděbrady. Dominantní, nejvíce zachovalou nádobou byla číše č. 6 ze sodnovápenatého skla. Číše byla slepena a byla provedena kresebná rekonstrukce, včetně vytvoření podpůrného kříže z PMMA. Tato nádoba byla publikována a několikrát vystavována, od roku 1999 je vystavěna v expozici Polabského muzea. Předmětem této práce je provedení revizního průzkumu a restaurátorského zásahu. Nádoby byly očištěny od povrchových nečistot, konsolidantů a degradovaného lepidla. Při revizním vyhledávání se podařilo identifikovat další volné střepy a přiřadit je k nádobám. V rámci komplexního restaurátorského zásahu byl u číše č. 6 zhotoven nový podpůrný kříž.  Odebrané vzorky z nádob č. 1, 2, 6 a 7 byly studovány pomocí optické mikroskopie a pomocí SEM/EDS bylo zjištěno složení skel.  
15 Bc. et Ing. Tomáš Nedvěd M2 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Identifikace zdrojů fluoridů v surovinách pro výrobu keramických obkladů a dlažeb detail

Identifikace zdrojů fluoridů v surovinách pro výrobu keramických obkladů a dlažeb

Minerály obsahující fluoridy jsou přirozenou složkou horninového prostředí a vyskytují se ve stopových množstvích v plastických i neplastických surovinách pro výrobu keramiky. V průběhu keramické výroby může docházet k jejich uvolňování při zpracování surovin mletím ve vodní suspenzi, sušením v rozprachových sušárnách a výpalu výrobku. Uvolněné sloučeniny fluoru pak mohou působit problémy ve výrobě, například korozi technologického zařízení. Cílem práce je prokázat zdroj fluoridů v keramických směsích tvořených kombinací šesti jílových surovin, kaolinu, vápence a živce. Dále porovnat obsah fluoridů ve výliscích a ve střepech vypálených výrobků dlažby a obkladu. Bylo provedeno hodnocení chemického složení a mineralogického složení surovin i výrobků a z vyhodnocení výsledků byly určeny zdroje fluoridů ve vstupních surovinách.  
16 Bc. Alena Nováková M1 prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc. Charakterizace ultratenkých vrstev na skle pomocí TOF-SIMS detail

Charakterizace ultratenkých vrstev na skle pomocí TOF-SIMS

Charakterizace ultratenkých vrstev je jednou z analytických výzev a její potřeba souvisí s povrchovými úpravami materiálů. Díky interakci s prostředím probíhají na površích chemické změny vedoucí k tvorbě vrstev s pozměněným složením, strukturou a vlastnostmi. Koroze skla, speciálně její počáteční fáze, je modelovým příkladem. V mé práci jsem využívala metodu TOF-SIMS, která je implementovaná do FIB-SEM. Optimalizaci metody, tj. nalezení vhodných experimentálních podmínek (proud iontového svazku, velikost odprašované plochy, energie a proud nábojové kompenzace) jsem provedla pro systém TiO2/sklo. Cílem bylo dosáhnout co nejlepšího hloubkového rozlišení. Bylo ukázáno, že optimalizace proudu iontového svazku (potlačení vlivu depozice při malých proudech, zamezení promíchávání iontů a nábojovým efektům při velkých proudech) v kombinaci se snížením jeho urychlovacího napětí při vhodné nábojové kompenzaci pomocí zdroje pomalých elektronů vede k hloubkovému rozlišení v řádu několika nanometrů (jednotek odprašovacích cyklů). Znalosti získané na dobře definovaném systému jsem využila pro sledování koroze na modelovém binárním sodno-křemičitém skle. Prokázalo se silné obohacení povrchu skel alkáliemi a potvrdil se vznik „krystalických útvarů“ bohatých na sodík, kyslík a hydroxid.  
17 Klára Pulcová B3 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Odolnost bezcementového popílkového pojiva proti působení vody a CHRL detail

Odolnost bezcementového popílkového pojiva proti působení vody a CHRL

Uhelné popílky vznikající vysokoteplotním spalováním v uhelných elektrárnách jsou významnou druhotnou surovinou. Tyto vysokoteplotní popílky (VP) se používají jako přísada do cementu, betonu, pórobetonu, aj. Druhý typ popílků – popílky fluidní (FP), které vznikají ve fluidních kotlích při nižších teplotách, své uplatnění stále hledají. Vysoký obsah CaO a CaSO4 znemožňuje použití FP s portlandským cementem. Ukazuje se, že správnou cestou by mohla být příprava pojiva bezcementového, které vykazuje obdobné mechanické vlastnosti jako portlandský cement. Pro použití v pozemním stavitelství však musí být tato pojiva odolná vůči změnám teplot za působení vody a chemických rozmrazovacích látek (CHRL) vyskytujících se v posypových solích. Cílem práce bylo vytvořit bezcementová tělesa z FP, vystavit je střídavému zmrazování a roztávání v prostředí vody a 3 % roztoku NaCl ve smyslu normy ČSN 73 1326 a sledovat jejich postupnou korozi. Bylo zjištěno, že kaše připravené z FP s plastifikátorem a provzdušňující přísadou vykazují po 100 cyklech nenarušený, popř. jen slabě narušený povrch. Dosažené výsledky naznačují, že by se FP mohly stát perspektivním materiálem pro použití v pozemním stavitelství.  
18 Kateřina Pulcová B4 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování keramických nádob ze Salmovského paláce detail

Restaurování keramických nádob ze Salmovského paláce

Cílem práce bylo restaurování dvou keramických džbánů nalezených při archeologickým výzkumu v místě dnešního Salmovského paláce na Hradčanském náměstí. Velký džbán lze datovat do 17. století a malý džbán do 2. poloviny 16. -17. století. Byly provedeny následující průzkumy: stanovení parametrů střepové hmoty, měření barevnosti, optická stereomikroskopie a optická mikroskopie. V rámci analýz bylo rovněž stanoveno chemické (XRF) a mineralogické (XRD) složení střepových hmot a glazur. Na základě zhodnocení stability střepových hmot předmětů byl zvolen postup čištění a vhodná pojiva. Nádoby byly lepeny pomocí reversibilního adheziva a ztráty byly doplněny sádrou, která byla retušována za sucha a za mokra. Na závěr byly doplňky barevně retušovány (umělecké temperové barvy UMTON + HET latex vnitřní). Byly definovány podmínky uložení restaurovaných předmětů. Stav a postup restaurátorského zásahu byl zdokumentován fotodokumentací. Práce proběhla v rámci řešení NAKI II. č. DG18P02OVV028 „Technologie ošetření a identifikace degradačních procesů keramických nálezů z hradčanských paláců – Metody restaurování a konzervování pórovité i slinuté keramiky a porcelánu“.  
19 Veronika Pulcová B4 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování dekorovaného talíře ze Salmovského paláce detail

Restaurování dekorovaného talíře ze Salmovského paláce

Cílem prezentované práce bylo restaurování glazovaného keramického talíře ze 16. století, který byl nalezen při archeologickém výzkumu v jímce u Salmovského paláce. Talíř byl restaurován na základě schváleného restaurátorského záměru. Nejprve se přistoupilo k mokrému čištění pomocí vodného roztoku s detergentem, pak ojediněle lokálně acetonem. Následovalo vyhledávání a lepení reverzibilním adhezivem. Odebrané vzorky talíře byly použity k identifikaci mikrostruktury střepové hmoty (parametry, OM, XRF, XRD, SEM/EDS), chemického složení glazury a dekoru včetně analýz korozních produktů (XRD, XRF, SEM/EDS). Ztráty byly doplněny sádrou, která zpevnila předmět a byla retušována za mokra i za sucha. Následovala barevná retuše světlejšími odstíny. Veškeré práce a zákroky byly provedeny v souladu s etikou restaurování za použití reverzibilních materiálů. Na závěr byly navrženy podmínky uložení restaurovaného předmětu. Práce proběhla v rámci řešení NAKI II. č. DG18P02OVV028 „Technologie ošetření a identifikace degradačních procesů keramických nálezů z hradčanských paláců – Metody restaurování a konzervování pórovité i slinuté keramiky a porcelánu“.  
20 Polina Taraskina B4 doc. Dr. Ing. Dana Rohanová Restaurování poháru façon-de-Venise ze sbírky krále Ferdinanda  II. Portugalského detail

Restaurování poháru façon-de-Venise ze sbírky krále Ferdinanda  II. Portugalského

Restaurování poháru façon-de-Venice proběhlo v letním semestru 2018 v rámci zahraničního pobytu Erasmus v laboratoři partnerské univerzity NOVA v Lisabonu. Pohár pochází ze 16/17. století a byl součásti sbírky krále Ferdinanda II. Portugalského v paláci Necessidades. Momentálně patří do sbírky Národního muzea antického umění v Lisabonu. Restaurátorskému zásahu předcházela dokumentace předmětu, studium muzejních katalogů, techniky výroby, historického pozadí předmětu a předchozího restaurátorského zásahu. Také byly zjištěny podmínky uložení předmětu v depozitáři muzea, které byly nevhodné pro sklo a způsobily korozi předmětu. Před samotným zásahem byly provedeny chemické analýzy složení zkorodovaného skla pomocí ED-XRF analytické metody a předchozích doplňků pomocí UV záření. Také byla provedena zkouška rozpustnosti starého lepidla. Cílem restaurátorského zásahu bylo stabilizovat předmět za pomocí čištění (odstranění zežloutlého lepidla a nečistot) a lepení pomocí Paraloidu B-72 (40% roztok v acetonu). Dále byl navržen postup finalizaci zásahu, včetně materiálu pro doplňky. Nakonec byly doporučeny vhodné podmínky pro uložení poháru v depozitáři muzea.
21 Bc. Kristina Timoshevskaya M2 doc. Dr. Ing. Martin Míka Laserová skla pro fotodynamickou terapii detail

Laserová skla pro fotodynamickou terapii

V současné době jsou skla s oxidy vzácných zemin velice užitečným zdrojem světla pro medicinské aplikace, například pro diagnostiku nebo léčbu rakoviny. Důvodem jsou jejich fluorescenční vlastnosti.  Fotodynamická terapie je moderní metodou, která se používá v nádorové terapii. Jedná se o postup využívající záření o přesné vlnové délce působící na speciální látky zvané fotosenzibilizátory, které se přednostně akumulují v nádorových buňkách. Po ozáření se ve fotosenzitivní látce iniciuje fotochemická reakce, jejímž produktem jsou vysoce reaktivní formy kyslíku, jež se podílejí na destrukci nádorových buněk s minimálním poškozováním okolních tkání.  Cílem mé práce je připravit skla na bázi SiO2 – P2O5 – CaO – Na2O dopovaná lanthanoidy a charakterizovat jejich optické vlastnosti pro použití ve fotodynamické terapii. Skla byla tavena v PtRh kelímku po dobu 150 min při 1400°C a následně byla temperována po dobu 60 min při 550°C. U připravených vzorků byly proměřeny jejich transmitance i luminiscence a diskutován vliv chemického složení na tyto optické vlastnosti.  
22 Bc. Phuong Linh Trinh M1 doc. Dr. Ing. Martin Míka Skla jako zdroje fotonů pro optogenetiku detail

Skla jako zdroje fotonů pro optogenetiku

Optogenetika je nová optická metoda stimulace buněk v oboru neurologie, jejíž velkou předností, oproti předchozím metodám, je především přesné lokální a časové působení světla na neurony, a tím je buď cíleně stimuluje, nebo tlumí. Tato lékařská technika umožňuje léčit například poruchy zraku, sluchu, paměti a řadu dalších degenerativních poruch mozku. V mém experimentu byla, tavením v PtRh kelímku směsí oxidů a uhličitanů vybraných prvků, připravena nová laserová skla a byly proměřeny jejich absorpční a emisní vlastnosti. Připravená skla jsou slibným laserovým materiálem pro zdroje schopné generovat fotony o vhodné vlnové délce (energii) a intenzitě pro optogenetiku.
23 Bc. Filip Vašíček M1 Ing. Tadeáš Gavenda, Ph.D. Ramanova spektroskopie vrstev na skle detail

Ramanova spektroskopie vrstev na skle

Ramanova spektroskopie je analytická metoda, která využívá nepružného rozptylu při interakci dopadajícího záření s atomy a molekulami měřené látky. Výhodou metody je její nedestruktivnost, rychlost a možnost analýzy různých materiálů bez náročné přípravy vzorků. Proto se používá k charakterizaci složení a struktury pevných látek, kapalin, plynů, práškových vzorků i gelů. Experiment byl zaměřen na studium povrchu a povrchových vrstev na sklech. Předmětem experimentu byla modelová binární sodná a draselná skla s různým obsahem alkálií. Ramanovou spektroskopií byla popsána struktura uvedených systémů. Skla byla korodována v prostředí HCl. Pomocí Ramanovy spektroskopie byla zkoumána koroze z hlediska sktrukturních změn ve sklech. Byly změřeny hloubkové profily, které dokumentují rozsah koroze do hloubky 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 následkem koroze, což je zřejmé z poklesu intenzity D2 píku. Ze spekter je viditelná i změna úhlu Si-O-Si. Hloubkové profily dokázaly, že hloubky strukturních změn dosahují 6 – 10 µm.  
24 Ondřej Vejsada B4 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Restaurování hnědého kachle z jímky u Salmovského paláce detail

Restaurování hnědého kachle z jímky u Salmovského paláce

Kachel pochází z archeologického nálezu z jímky u Salmovského paláce v Praze. Předmět byl obdržen v částečně očištěném střepovém stavu. Zásah spočíval v provedení restaurátorského průzkumu pomocí stereomikroskopu, optického polarizačního mikroskopu a analýz chemického (XRF) a mineralogického (XRD) složení střepové hmoty a glazury. Restaurátorský zásah se skládal z vyhledávání, mytí, sušení, lepení, aplikace separátoru, doplnění chybějících ztrát a následné barevné retuše doplněných častí. Práce byla schválena zadavatelem a celý její průběh byl dokumentován. Zbylé nezařaditelné střepy byly uloženy do sáčků a přiloženy k restaurovanému předmětu. Při celém zásahu byla dodržena etika restaurování, byly použity reverzibilní materiály a navrženy podmínky uložení. Práce proběhla v rámci řešení projektu NAKI II DG18P02OVV028 „Technologie ošetření a identifikace degradačních procesů keramických nálezů z hradčanských paláců – Metody restaurování a konzervování pórovité i slinuté keramiky a porcelánu“.  
25 Bc. Alina Volkova M1 Ing. Martina Šídlová, Ph.D. Charakterizace elektrárenských popílků se zaměřením na XRD analýzu detail

Charakterizace elektrárenských popílků se zaměřením na XRD analýzu

Energetický průmysl produkuje obrovské množství vedlejších energtických produktů (VEP). Mezi tyto produkty patří popílek, popel, škvára a energosádrovec. V této práce byly charakterizovány vysokoteplotní (VP) a fluidní (FP) popílky z českých hnědouhelných elektráren a jejich hydratované produkty. Největší část byla věnována metodě rentgenové difrakční analýzy (XRD), která umožnuje stanovení fázového složení vzorku a amorfního podílu. Kvantifikace amorfního podílu byla provedena metodou vnitřního standardu s využitím Rietveldovy metody. Bylo zjištěno, že vysokoteplotní popílek obsahuje 54 % amorfní fáze a fluidní 62 %. Z FP bylo následně připraveno 5 kaší. XRD analýzou zatvrdlých kaší bylo zjištěno, že množství amorfního podílu je nezávislé na čase a současně je závislé na vodním součiniteli. Se vzrůstajícím vodním součinitelem klesalo množství amorfního podílu a narůstalo množství hlavní krystalické fáze ettringitu. Dále bylo zjištěno, že pevnosti zatvrdlých popílkových pojiv narůstají s časem a závisí na vodním součiniteli. Kaše připravené s vodním součinitelem 0,3 vykazovaly po 90 dnech pevnosti kolem 90 MPa, což činí toto bezslínkové pojivo perspektivním materiálem ve stavebnictví.  
26 Bc Veronika Zemančíková M1 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Titaničité povlaky so striebrom na poréznej zliatine TiSi. detail

Titaničité povlaky so striebrom na poréznej zliatine TiSi.

V  biologickom inžinierstve zameranom na podporu funkcií organizmu sú často využívané kovy, predovšetkým ocele a zliatiny. Zvláštny význam má zliatina titanu a kremíku, ktorá vďaka vlastnostiam obsiahnutých prvkov vykazuje tvrdosť a pórovitosť vhodnú na implantáciu do organizmu. Aby sa predišlo nežiaducej imunitnej reakcii a odmietnutiu implantátu môžu byť zliatiny potiahnuté antibakteriálnymi sol-gel povlakmi s obsahom Ag. Táto práca sa zameriava na testovanie vybranej koncentrácie Ag v povlaku na vysoko a nízko poréznych substrátoch zliatiny TiSi.  Povlaky  boli pripravené technikou dip-coating. Zdrojom Ag boli AgNO3 a Ag3PO4. Na potvrdenie alebo vyvrátenie antibakteriálneho účinku boli povlaky testované voči gram-negatívnej baktérii  E. coli a gram-pozitívnej baktérii  S. epidermidis po dobu 4 a 24 hodín.  Ďalej boli vykonané nekontaktné testy cytotoxicity, na bunečnej línii myších fybroblastov L929. Povrchy substrátov bez povlaku, ako aj oba typy povlakov boli charakterizované optickým a elektrónovým mikroskopom.  Povlaky dokonale kopírovali porézny povrch substrátov. V prípade vysoko poréznej zliatiny sa v povlakoch objavili aj trhliny. Distribúcia častíc Ag v oboch typoch povlakov nebola rovnomerná. Po 24 hod. povlaky vykazovali takmer 100% antibakteriálny účinok.  
27 Petra Šimonová B3 Ing. Eva Gregorová, CSc. Keramika v soustavě CaO-Al2O3-SiO2 detail

Keramika v soustavě CaO-Al2O3-SiO2

Cílem práce bylo připravit keramiku v soustavě CaO-Al2O3-SiO2, určit fázové složení po výpalu různé teploty a stanovit Youngovy moduly připravených keramik a jejich teplotní závislosti. Lisovací směs byla připravena ze Sedleckého kaolinu Ia a CaCO3 v hmotnostním poměru 80 :20. Homogenizace směsi byla provedena v polyethylenových lahvích za mokra, směs byla vylita na sádrovou formu, vysušena a rozetřena. Na laboratorním jednoosém lisu byly připraveny vzorky tvaru trámečků o rozměrech 20 x 100 mm a tablet o průměru 3,6 mm. Vzorky byly vypáleny na teploty 900, 1000, 1100, 1200 a 1300 °C s rychlostí nárůstu teploty 2°C/min a dobou výdrže 2 hodiny na maximální teplotě. Byly charakterizovány pomocí Archimédových měření objemovou hmotností a zdánlivou pórovitostí a bylo u nich stanoveno smrštění výpalem. Youngův modul pružnosti byl měřen na přístroji RFDA 23 (IMCE, Belgie) s vysokoteplotní pecí HT-1600 (IMCE, Belgie), který umožňuje stanovení resonančních frekvencí ohybových kmitů, ze kterých se následně vypočítají hodnoty Youngova modulu. V závěru práce byla provedena na jednotlivých vzorcích RTG analýza a byl stanoven typ a přibližné množství krystalických fází přítomných ve vzorcích vypálených na různé teploty.  
28 Bc. Lucie Šrailová M2 Ing. Diana Horkavcová, Ph.D. Příprava a charakterizace křemičitých sol-gel povlaků s obsahem Ag detail

Příprava a charakterizace křemičitých sol-gel povlaků s obsahem Ag

Pro účely běžného dokončování keramických výrobků či pro jejich specifickou povrchovou dekorativní úpravu se využívá nepřeberné množství glazur. U velkého množství materiálů lze použít také techniku sol-gel, kterou lze vytvořit transparentní ochrannou vrstvu s antibakteriálními účinky. V tomto experimentu byla jako substrát zvolena mikroskopická podložní sklíčka, na které byl nanášen křemičitý povlak s dvěma koncentracemi stříbra metodou sol-gel technikou spray-coating. Cílem tohoto experimentu bylo připravit transparentní antibakteriální sol-gel povlaky za třech různých podmínek nanášení a následně stanovit nejlepší parametry. Hlavními kritérii pro stanovení kvality vypálených povlečených substrátů bylo měření adheze a charakterizace povlaků optickým a elektronovým mikroskopem. Antibakteriální účinky povlaků byly testovány vůči bakteriím Escherichia Coli a Staphylococcus Epidermidis po dobu 4 a 24 hod. Nejlepší výsledky vykazovaly povlaky SA09 nanášené za 1. a 3. podmínky. Tyto povlaky o koncentraci stříbra c = 0,09 mol/l vytváří nejčastěji kompaktní povrch s minimem trhlin a pórů. Částice stříbra se v žádném typu povlaků neshlukují.  
29 Bc. Zuzana Žatkuláková M2 Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D. Geopolyméry na báze metakaolínu detail

Geopolyméry na báze metakaolínu

Geopolyméry predstavujú alkalicky aktivované materiály vznikajúce polykondenzáciou, ktorá zahŕňa reakciu hlinitokremičitanového prekurzoru s alkalickým aktivátorom. Vďaka svojím výhodným vlastnostiam, medzi ktoré patrí vysoká skorá pevnosť, majú tieto materiály široký rozsah využiteľnosti. V práci sme sa zamerali na prípravu geopolymérnych zmesí na báze metakaolínu (Mefisto K05 a Mefisto LB05, České lupkové závody, a.s.), vodného skla a hydroxidu sodného. Zmesi sa líšili hodnotou silikátového modulu MS (MS = 1,0; 1,2; 1,4 a 1,6) a obsahom Na2O (wNa2O = 10 a 15 hm. %). Pred mechanickou skúškou sme zistili rozmery testovaných teliesok pomocou posuvného meradla a následne sme vykonali skúšky pevnosti v tlaku. Z experimentálne získaných hodnôt pevností a vizuálneho posúdenia vzhľadu vzoriek vyzretých geopolymérnych zmesí sme určili ich optimálne zloženia. Vzorky s vyšším obsahom Na2O vykazovali po 28 dňoch od prípravy vyššie pevnosti ako telieska s nižším obsahom Na2O. Na telieskach pripravených z metakaolínu Mefisto K05 so zvyšujúcim obsahom Na2O a hodnotou silikátového modulu sme pozorovali trend zmenšovania veľkosti. Naopak, všetky telieska tvorené metakaolínom Mefisto LB05 mali tendenciu zväčšovať svoju veľkosť počas zrenia voľne na vzduchu.

108 - Ústav chemie pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Václav Bednář M1 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Antimon v místech dopravních uzlů  detail

Antimon v místech dopravních uzlů 

Cílem práce bylo potvrdit kontaminaci antimonem v okolí frekventovaných křižovatek způsobenou silniční dopravou. Sulfid antimonitý je přidáván jako mazivo a stabilizátor tření do slitin brzdových destiček, takže se otěrem při brždění uvolňuje do ovzduší a poté sedimentuje převážně v oxidové formě jako součást suché atmosférické depozice. Antimon zachycený v půdách může ohrozit život živočichů a rostlin, kteří zde žijí. Jako testovací lokality byly vybrány dvě pražské exponované křižovatky (Vítězné náměstí a Motol) a byly porovnány z hlediska kontaminace antimonem prostřednictvím odběru a analýzy vzorků silničního prachu a svrchní půdy.   Obě lokality se jeví jako silně znečištěné, odebrané vzorky obsahovaly až 100 krát více antimonu než referenční vzorky půd, přičemž silniční prach vykazoval vyšší koncentrace antimonu než půda. Bylo zjištěno, že akumulace antimonu nezávisí pouze na hustotě dopravy, ale také na klimatických podmínkách a vlastnostech pevné fáze (chemické složení včetně kvantitativního obsahu železa a uhlíku, velikostní složení částic, specifický povrch, pH a pHZPC). Byla zjištěna zvýšená vaznost antimonu na jemnější frakce (<0,1 mm a 0,1-0,355 mm) a na vzorky obsahující vyšší koncentrace hliníku, železa, a také manganu.
2 Bc. Eva Bedrnová M1 doc. Ing. Barbora Doušová, CSc. Společná adsorpce fosforečnanů a amonných iontů z odpadních vod detail

Společná adsorpce fosforečnanů a amonných iontů z odpadních vod

Práce se zabývá využitím sorbentů na bázi aluminosilikátů 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. Použitými aluminosilikáty byly mikromletý klinoptilolit, Sedlecký kaolin 1A s vysokým obsahem kaolinitu, laboratorně připravený zeolit A, kadaňský bentonit s vysokým obsahem Fe, a jejich verze modifikované ionty Fe2+. Byly připraveny také dva směsné sorbenty (mikromletý klinoptilolit a zeolit A) vzniklé smícháním původního a modifikovaného sorbentu v poměru 1:1. Adsorpční experimenty probíhaly ve vsádkovém uspořádání a laboratorní teplotě 20°C. Na základě předběžných experimentů byly použity navážky směsných sorbentů 1-14 g/l a stanovena reakční doba 24 hodin. Adsorpce probíhaly při pH modelových roztoků. Ke stanovení zbytkových koncentrací obou zmiňovaných iontů byla použita metoda UV/VIS spektrofotometrie. Proměření adsorpčních řad ukázalo, že sorbenty modifikované ionty Fe2+ jsou selektivnější k PO43-, zatímco NH4+ byly selektivněji sorbovány na neupravené aluminosilikáty. U experimentů, kde byly použity směsné sorbenty, se ukázal jako nejúčinnější pro oba ionty směsný zeolit A.
3 Bc. David Draisaitl M2 doc. Dr. Ing. Michal Hušák ADASH - software pro řešení struktury z práškových dat metodou generování fragmentů a paralelizace výpočtu   detail

ADASH - software pro řešení struktury z práškových dat metodou generování fragmentů a paralelizace výpočtu  

Častým problémem, který je třeba ve farmaceutickém průmyslu řešit, je nutnost charakterizovat fázi, u které není k dispozici dostatečně velký krystal pro standardní RTG analýzu z monokrystalu. V této situaci je možné se pokusit o strukturní analýzu z práškových difrakčních dat.   V případě řešení struktur obsahujících v nezávislé časti buňky jednu nebo více molekul s velkým počtem flexibilních torzních úhlů, rostou neúnosně nároky na výpočetní výkon. Abychom umožnili nalézt řešení za současného snížení výpočetního času, musíme omezit prostor, ve kterém řešení hledáme a zároveň výpočet distribuovat na více jader. Pro tento účel je vyvíjen software ADASH, který využívá pro řešení struktury globálně optimalizační metodu simulovaného žíhání (součástí softwaru DASH). ADASH omezuje prostor hledání řešení vkládáním předem generovaných fragmentů. Fragmenty mohou být generovány různým způsobem. Ať už na základě statistiky výskytu torzních úhlu z CSD, či na základě energie jednotlivých fragmentů.   Dalším cílem této práce je najít vhodné nastavení generace těchto fragmentů a následné efektivní použití softwarem ADASH pro nalezení řešení u složitých struktur, za současné redukce výpočetního času.  Praktické testy byly provedeny na látkách cimetidin, metylergometrin maleát a fáze II metergolinu.  
4 Bc. Natálie Dvorníková M2 prof. Ing. František Kovanda, CSc. Příprava Mg-Al hydrotalcitu interkalovaného atorvastatinem detail

Příprava Mg-Al hydrotalcitu interkalovaného atorvastatinem

Atorvastatin je synteticky vyvinuté léčivo používané k léčbě dyslipidémie a k prevenci kardiovaskulárních onemocnění. Velmi nízká rozpustnost atorvastatinu ve vodě má za následek jeho nízkou biologickou dostupnost. Rychlost uvolnění léčivé látky z lékové formy lze zvýšit jejím zabudováním do mezivrství podvojných vrstevnatých hydroxidů a cílem práce byla interkalace atorvastatinu do Mg-Al hydrotalcitu jako anorganického nosiče. Společným odpařením rozpouštědel (ethanolu a vody) byl připraven komplex atorvastatinu s karboxymethyl-β-cyklodextrinem, který byl následně interkalován do hostitelské struktury aniontově-výměnnou reakcí ve vodném roztoku. Jako prekurzor byl použit Mg-Al hydrotalcit v dusičnanové formě. K charakterizaci produktů byla použita prášková rentgenová difrakční analýza a infračervená spektroskopie. Jako alternativní postup přípravy interkalátu byla vyzkoušena metoda obnovení vrstevnaté struktury z koloidní disperze Mg-Al-NO3 hydrotalcitu ve formamidu, do které byl přidán roztok atorvastatinu vápenatého v ethanolu. Množství atorvastatinu v připravených produktech bylo zjištěno pomocí UV-Vis spektrofotometrie.    
5 Bc. Barbora Frühaufová M1 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Pěstování vícekomponentních krystalů depozicí par detail

Pěstování vícekomponentních krystalů depozicí par

Společná sublimace se v současnosti těší stále většímu zájmu v oblasti přípravy vícekomponentních fází. Velkou výhodou této metody je příprava krystalů bez přítomnosti rozpouštědla. Byl proveden vývoj a optimalizace nové sublimační aparatury, na které byly prováděny experimenty k ověření její vhodnosti pro přípravu vícekomponentních fází. Tato aparatura je oproti jiným sublimačním aparaturám (se společným či individuálním zdrojem tepla) mnohem jednodušší a efektivnější. Sublimační experimenty byly prováděny se třemi aktivními farmaceutickými látkami API (glycin, paracetamol a kofein) a vhodnými koformery. Část kombinací API-koformer vede k již známým kokrystalům a byly zařazeny z důvodu ověření funkčnosti aparatury. Zbylé kombinace byly zařazeny jako nový screening. Všechny připravené krystaly byly zkoumány pomocí RTG strukturní analýzy monokrystalu. Podařilo se připravit velké množství monokrystalů čistých látek a také dva kokrystaly, kofein:šťavelová kyselina a kofein:salicylová kyselina.
6 Bc. Natálie Jevínová M1 Ing. Jan Čejka, Ph.D. Strukturní studie systému cholesterol - cyklodextrin detail

Strukturní studie systému cholesterol - cyklodextrin

Cholesterol je notoricky známá molekula spojovaná s nejzávažnějšími civilizačními chorobami především aterosklerózou. Předmětem zájmu je jeho sledování na buněčné úrovni, například prostřednictvím komplexace s fluorescenčními látkami. Pro tento účel se jako vhodné jeví cyklodextriny. Jedná se o cyklické oligosacharidy, které mohou vytvářet ve vodě rozpustné komplexy s lipofilními hosty. Nové pevné vícekomponentní formy cholesterolu byly připravovány s  nativními i modifikovanými cyklodextriny. Vzorky byly připraveny rozličnými krystalizačními technikami a následně zkoumány práškovou a monokrystalovou RTG difrakční analýzou. Metodou krystalizace v suspenzi byla připravena zcela nová forma cholesterolu s α‑cyklodextrinem a nedávno objevený inkluzní komplex cholesterol‑β‑cyklodextrin.
7 Bc. Karmen Kremenić M2 Ing. David Koloušek, CSc. Sorpce rtuti ze spalin syntetickými zeolity detail

Sorpce rtuti ze spalin syntetickými zeolity

Různé formy rtuti jsou běžně přítomny ve většině fosilních kapalných a plynných látkách jako je uhlí, ropa a zemní plyn. Vzhledem ke svým negativním účinkům na životní prostředí a zdraví obyvatelstva, budou nuceny organizace provozující energetická zařízení snižovat množství rtuti ve spalinách. Jednou z možností snižování koncentrace rtuti ve spalinách jsou přírodní či syntetické zeolity, díky svým sorpčním vlastnostem. Cílem této práce je syntéza zeolitů z popílku a testování jejich aktivity při sorpci tohoto nežádoucího elementu. Syntéza zeolitů z popílku produkovaného firmou ČEZ, byla provedena třemi způsoby: tlakovou metodou, syntézou v otevřeném systému (za atmosférického tlaku) a syntézou kombinující tlakovou a otevřenou metodu. K analýze syntetických zeolitů byla využita rentgenová difrakce (XRD). Zeolity byly následně podrobeny separátně sorpci rtuti a iontové výměně za ionty Cs+. Iontové výměny sloužily pro charakterizaci syntetizovaných zeolitů. Tepelně upravené vzorky byly testovány v exsikátoru, jehož atmosféra byla nasycena parami elementární rtuti. Absorbované množství bylo odvozeno ze zvážení vzorků při eliminaci množství adsorbované vody  a XRF analýzou.  

110 - Ústav organické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Kateřina Babková B3 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Standardy a slepé vzorky pro mechanochemické fluorescenční indikátory detail

Standardy a slepé vzorky pro mechanochemické fluorescenční indikátory

Mechanochemie se zabývá vlivem mechanické síly na molekuly.  Mechanická síla nejvíce působí na mechanicky citlivý molekulární fragment (mechanofor), který je připojen přes linker doprostřed polymerního řetězce. Pro kvantifikaci mechanické síly lze použít spektroskopicky aktivní mechanofor, tj. mechanochemický indikátor.  Cílem této práce je syntetizovat molekuly bez indikátorů. Tyto sloučeniny jsou pak využity jako slepé vzorky, které slouží k popsání účinku ostatních přítomných funkčních skupin.  Sloučeniny s jednodušším mechanoforem jsou para- a meta-dihydroxybenzeny substituované triethylenglykolem a polyethylenglykolem (PEG, MW = 10 kDa; 40 kDa) (Schéma 1a). Velikost síly působící na mechanofor závisí na délce řetězce, proto jsou připravovány série látek s různou délkou polymeru. Byly připraveny i nearomatické analogy – deriváty nonandiolu (Schéma 1b), za účelem zjištění účinku triazolu, bez vlivu aromatických funkčních skupin. Byla měřena UV absorpce a emise s vlivem a bez vlivu ultrazvuku. Výsledky byly vyhodnoceny s ohledem na koncentraci, rozpouštědlo, délku polymeru a intenzitu ultrazvuku.  



2 Veronika Boguschová B2 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Přemostěné flaviniové soli jako fotokatalyzátory oxidace benzylalkoholů detail

Přemostěné flaviniové soli jako fotokatalyzátory oxidace benzylalkoholů

Flaviny a flaviniové soli jsou známými katalyzátory oxidačních reakcí. Fungují buď na principu fotokatalytickém, kdy se flavin nebo flaviniová sůl po excitaci viditelným světlem stává silnějším oxidačním činidlem, nebo organokatalytickém, kdy působením peroxidu vodíku flaviniová sůl přechází na svůj hydroperoxid a dále oxiduje substrát. Moje práce se zabývá syntézou nových přemostěných flaviniových solí s elektronakceptorní trifluormethylovou skupinou, studiem jejich vlastností a otestováním jejich katalytických vlastností při fotooxidaci substituovaných benzylalkoholů.



3 Šárka Bouzková B3 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Příprava prekurzorů chirálních rutheniových katalyzátorů na bázi [2.2]paracyklofanu detail

Příprava prekurzorů chirálních rutheniových katalyzátorů na bázi [2.2]paracyklofanu

4-Substituované [2.2]paracyklofany jsou zajímavými chirálními stavebními bloky. Předmětem mé práce je syntéza prekurzorů NHC ligandů pro rutheniové komplexy (analoga Grubbsových a Hoveydových-Grubbsových katalyzátorů). Při jejich přípravě jsem vycházela z [2.2]paracyklofanu, který jsem převedla na odpovídající aryl-4-amin. S cílem zvýšit stabilitu NHC ligandu budu dále syntetizovat 5-methyl[2.2]paracyklofan-4-amin. Zavedení methylové skupiny do ortho- polohy k aminoskupině by mělo přispět ke zvýšení stability vznikajícího karbenu.  



4 Jaroslav Cerman B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza kapalných krystalů s terminální arylovou jednotkou detail

Syntéza kapalných krystalů s terminální arylovou jednotkou

V naší skupině se dlouhodobě zabýváme studiem termotropních kapalných krystalů, tedy materiálů, které mají široké použití v elektronice a zobrazovací technice. Termotropní kapalné krystaly jsou látky, které zahříváním při přechodu z pevné do kapalné fáze tvoří uspořádané nadmolekulární struktury, tzv. mezofáze. Mezofází rozumíme speciální stav hmoty, ve kterém si molekuly zachovávají definovanou orientaci obdobnou fázi krystalické, avšak zároveň disponují mobilitou kapalin. Termotropní kapalné krystaly lze obecně rozdělit na tyčinkovité, diskovité a lomené. Cílem práce je syntéza lomených (též banana-shaped) kapalných krystalů na bázi naftalen-2,7-diolu. Na rozdíl od dosud studovaných látek zakončených alkylovým řetězcem, obsahuje cílová molekula benzonitrilovou terminální skupinu navázanou na alkylové spojce. Alkylová spojka má lichý počet uhlíků, což má příznivý vliv na snížení přechodových teplot. Předpokládáme, že tyto molekuly budou tvořit nové typy mezofází, neboť se nachází na hranici mezi klasickými lomenými materiály a dimery tyčinkovitých a lomených materiálů.



5 Bc. Artem Chayka M1 Ing. Bc. Michal Himl, Ph.D. Metody přípravy diastereoisomerně čistých vicinálních aminoalkoholů odvozených od norefedrinu detail

Metody přípravy diastereoisomerně čistých vicinálních aminoalkoholů odvozených od norefedrinu

Vicinální aminoalkoholy odvozené od norefedrinu můžou mít biologickou aktivitu ve smyslu inhibice enzymů monoaminooxidasy (MAO) A a B, které mají v organismu mimo jiné funkci odbourávání neurotransmiterů a udržování jejích množství na určité hladině. Anomálně nízká hladina neurotransmiterů je symptomem doprovázejícím deprese, posttraumatické stresové poruchy a dokonce i Parkinsonismus. Pro zmírnění projevů popsaných stavů se používají právě inhibitory MAO, jejichž biologická aktivita závisí jak na konstituci jednotlivých substancí tak i na absolutní konfiguraci na jejich stereogenních centrech. Cílem této práce bylo ověření v literatuře popsané metody pro syntézu diastereoisomerně čistého norefedrinu a rozšíření této metody na nový substrát odvozený od normefedronu. Byly prozkoumány možnosti stereoselektivní syntézy každého diastereoisomeru zvlášť a možnost jejich převedení z erythro konfigurace na obtížně synteticky dostupnou threo konfiguraci pomocí tvorby karbamátového cyklu.



6 Bc. et Bc. Václav Chmela M2 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Prebiotic Synthesis of 2´-Deoxyadenosine detail

Prebiotic Synthesis of 2´-Deoxyadenosine

We have previously discovered a short, highly efficient route to activated ribonucleotides from plausible prebiotic feedstock molecules such as cyanamide, cyanoacetylene, glycoaldehyde, glyceraldehyde and inorganic phosphate.1 We can accomplish the synthesis of all precursors of ribonucleotides, amino acids and lipids by the reductive homologation of hydrogen cyanide and some of its derivatives. The key steps are driven by UV using hydrogen sulphide as a reductant and can be accelerated by CuI-CuII photoredox cycling.2 Anomerization of α-ribonucleosides to β-anomers is extremely inefficient. However, an extraordinarily efficient anomerization can be accomplished using α-2-thionucleosides.3 Here we describe a novel prebiotic approach to 2´-deoxyadenosine. References: 1 Powner, M. W.; Gerland, B.; Sutherland, J. D. Nature 2009, 459, 239. 2 Patel, B. H.; Percivalle, C.; Ritson, D. J.; Duffy, C. D.; Sutherland, J. D. Nature Chemistry 2015, 7, 301. 3 Xu, J.; Tsanakopoulou, M.; Magnani, C. J.; Szabla, F.; Šponer, J. E.; Šponer, J; Góra, R. W.; Sutherland, J. D. Nature Chemistry 2017, 9, 303.  



7 Marek Chovanec B3 Ing. Markéta Rybáčková, Ph.D. Syntéza a modifikace 5-hydroxy-2-jodbenzoové kyseliny detail

Syntéza a modifikace 5-hydroxy-2-jodbenzoové kyseliny

2-jodoxybenzoová kyselina (IBX) slouží jako selektivní oxidační činidlo vhodné především pro oxidaci alkoholů na aldehydy. Mezi jeho nedostatky patří především omezená rozpustnost v běžných organických rozpouštědlech a obtížná separace odpadního produktu redukce IBX z reakční směsi. Cílem mé práce bylo připravit polyfluorovanou benzoovou kyselinu 3, která by sloužila jako prekurzor fluorovaného analogu IBX 4. To by pro izolaci produktů z reakční směsi a recyklaci oxidačního činidla umožnilo využít fluorové separační techniky. Klíčový intermediát 5-hydroxy-2-jodbenzoovou kyselinu (2) jsem připravil z 3-hydroxybenzoové kyseliny (1) a využil ji pro alkylaci polyfluorovanými trifláty.



8 Bc. Jakub Copko M1 prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. Syntéza flaviniových solí - katalyzátorů redoxních reakcí detail

Syntéza flaviniových solí - katalyzátorů redoxních reakcí

Flaviniové soli C, D, vznikající derivatizací alloxazinových A či isoalloxazinových B skeletů, jsou synteticky připravené obdoby přírodních katalyzátorů na bázi riboflavinu. V laboratoři nalezly uplatnění nejen jakožto organokatalyzátory redoxních reakcí, ale i ve fotokatalýze. Doposud se však nepodařilo nalézt robustní metodu syntézy flaviniových solí použitelnou pro širokou škálu derivátů. Má práce se zaměřuje na aplikace doposud použitých metodik příprav, hledání a optimalizaci nových metodik - primárně na přípravu přemostěné prenylované flaviniové soli E, která je syntetickou analogií nedávno nalezeného přírodního kofaktoru.  



9 Kateřina Drahošová B3 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Chirální solvatační činidlo na bázi močoviny pro aminokyseliny detail

Chirální solvatační činidlo na bázi močoviny pro aminokyseliny

Byly syntetizovány opticky aktivní deriváty močoviny reakcí (R)-1,1'-binaftalen-2,2'-diaminu s izokyanátem. Tyto močoviny byly testovány jako chirální solvatační činidlo pro rozlišení enantiomerů několika vybraných N-acetylovaných aminokyselin analýzou 1H-NMR. Chirální solvatační činidlo vytváří s vybranou racemickou aminokyselinou diastereomerní komplex. To vedlo k rozštěpení signálů v NMR spektru racemické aminokyseliny tak, že by bylo možno stanovit její enantiomerní čistotu.



10 Matúš Drexler B3 RNDr. Ivo Starý, CSc. Syntéza funkcionalizovaných dibenzohelicénov detail

Syntéza funkcionalizovaných dibenzohelicénov

V posledných dekádach došlo k významnému rozvoju chémie helicénov a ich aplikácií v materiálovej chémií, enantioselektívnej katalýze, organickej elektronike apod. Mojou úlohou bola príprava nitrodibenzohexahelicenu (4) v opticky čistej forme ako intermediátu pre syntézu helikálnych ligandov a funkčných materiálov. Pripojenie dvoch benzénových kruhov k vonkajšiemu okraju hexahelicénu zjednodušuje jeho syntézu s použitím [2+2+2] cyklotrimerizácie alkínov. Na prípravu aromatického triínu (3) bola využitá séria paládiom katalyzovaných Suzuki-Miyaura a Sonogashira reakcií. Kľúčový krok mojej syntézy je cyklotrimerizácia triínu (3) za vzniku cieľovej látky (4), ktorá je katalyzovaná prechodným kovom (Ni) s možnosťou využitia chirálnych ligandov. Uvedená štúdia predstavuje efektívnu syntézu nových funkcionalizovaných helicénov.



11 Tereza Edlová B3 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Příprava derivátů bromcyklobutenu a jejich aplikace v organické syntéze detail

Příprava derivátů bromcyklobutenu a jejich aplikace v organické syntéze

[n]Dendraleny jsou látky, které mají ve své struktuře tři a více vzájemně cross-konjugovaných ethylenových jednotek. Tyto sloučeniny si získaly výraznou vědeckou pozornost díky svému potenciálu jako cenné výchozí látky pro výstavbu komplexních organických molekul. V naší laboratoři byl v nedávné době vyvinut a publikován nový postup pro přípravu [3] a [4]dendralenů, který využívá termicky iniciované elektrocyklické otevření disubstituovaných cyklobutenů. Ve své práci jsem se soustředila na vytvoření nové metodiky pro přípravu bromcyklobutenů (2) z 2-bromcyklobutanonu (1) a jejich převedení na [5]dendraleny (5) a [5]oxadendraleny (6). Bromcyklobuteny (2) jsem připravila z ketonu (1) přeměnou na odpovídající bromhydrin, jehož vznik touto cestou dosavadní literatura nepřipouštěla. Následná dehydratace poté poskytla kýžený bromalken (2). V další části práce jsem se věnovala převedení připravených bromcyklobutenů na meziprodukty (3) a (4) a jejich následnému otevření za vzniku [5]dendralenů (5,6).



12 Bc. Vojtěch Hamala M2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Calix[4]aren-triazoly detail

Calix[4]aren-triazoly

Calix[4]areny jsou makrocyklické sloučeniny používané v supramolekulární chemii jako molekulární lešení. V této práci je základní skelet calix[4]arenu v kónické konformaci použit jako stavební kámen pro syntézu makrocyklických receptorů, schopných komplexovat anionty pomocí 1,2,3-triazolových skupin. Tyto heterocykly jsou na horním okraji calix[4]arenu vystavěny nekonvenčním způsobem: multikomponentní reakcí primárního aminu, aryl(methyl)ketonu a 4-nitrofenylazidu. Získané 1,4-disubstituované 1,2,3-triazoly jsou schopné rozpoznávat anionty v roztoku díky kyselému vodíku v poloze 5, který interaguje s anionty pomocí vodíkových můstků. Tuto interakci lze ještě zesílit pomocí N-alkylace triazolového jádra vedoucího ke vzniku triazoliových soli. Využitím různých primárních aminů byla připravena řada receptorů a od nich odvozených solí. Komplexační vlastnosti nově připravených sloučenin byly měřeny pomocí 1H NMR titrací.  



13 Bc. Tereza Horáčková M2 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Syntetické přeměny střídavých atropoisomerů calix[4]arenu detail

Syntetické přeměny střídavých atropoisomerů calix[4]arenu

Tato práce se zabývá syntézou střídavých atropoisomerů calix[4]arenu a následným zkoumáním jejich reaktivity. Calix[4]areny v 1,2- a 1,3-střídavé konformaci nabízí zajímavé vlastnosti díky jejich preorganizovanému tvaru kavity. Calixareny v 1,3-střídavé konformaci substituované dvěma ureidoskupinami na protější straně skeletu patří mezi nejefektivnější aniontové receptory.  V rámci této práce tak byla navržena několikastupňová syntéza, která umožnila přípravu receptoru v 1,3-střídavé konformaci s chirálními alkylovými řetězci na spodním okraji. Použití pyren-1-ylisokyanátu umožnilo syntézu chromogenního a fluorogenního chirálního receptoru, jehož komplexační vlastnosti vůči vybraným chirálním aniontům budou dále zkoumány. 1,2-Střídavý konformer je naproti tomu mnohem obtížněji dostupný a jeho reaktivita stále není v literatuře dostatečně popsána. Jedním z dalších cílů této práce je proto také příprava chirálního receptoru v 1,2-střídavé konformaci.



14 Bc. Marek Jurtík M1 Ing. Bc. Michal Himl, Ph.D. Příprava makrocyklů s močovinovými jednotkami detail

Příprava makrocyklů s močovinovými jednotkami

Mezi velkou skupinu makrocyklů patří různé známé látky, jako crown-ethery, kryptandy, cyklofany, porfyriny, makrolidy a další. Makrocykly mohou sloužit například jako receptory iontů, kdy příslušný ion je vázán nekovalentními vazbami.  Práce se zabývá přípravou makrocyklu se čtyřmi dialkoxy substituovanými benzenovými jádry, které jsou spojeny močovinovými jednotkami. Dalším krokem výzkumu bude studium reaktivity, konformace a komplexačních vlastností připravených makrocyklů.  



15 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 orientaci krystalické látky, ale získávají i určitý stupeň mobility kapalin. V současné době se do popředí výzkumu dostávají materiály, které v molekulární struktuře obsahují fotosensitivní azobenzenovou jednotku. Cílem práce je příprava nových lomených kapalných krystalů, které při ozáření UV světlem vytvoří stabilní Z-isomer přítomné azo skupiny (Obr. 1). Vysokou stabilitu Z-isomeru jsme zajistili vhodnou laterální substitucí na aromatických jednotkách v jejím těsném sousedství. Připravené látky budou testovány pro použití v prototypu zařízení pro difrakci laserových paprsků působením UV záření.  



16 Lukáš Kaiser B3 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Sulfinylcalix[4]areny jako prekurzory syntézy větších calixarenů detail

Sulfinylcalix[4]areny jako prekurzory syntézy větších calixarenů

Thiacalix[4]areny, sirné analogy calix[4]arenů, jsou známé více než 20 let. Vyhledávány jsou zejména pro své zajímavé komplexační schopnosti a snadnou opracovatelnost jejich makrocyklického skeletu. Jednou z běžně využívaných modifikací je oxidace sirných můstků, teprve nedávno však bylo objeveno, že sulfoxidové deriváty thiacalix[4]arenů podléhají zajímavému štěpení svého cyklického skeletu reakcí s n-butyllithiem. V případě monosulfoxidu je produktem takové reakce lineární tetramer. Po jeho opracování získáme užitečný stavební blok, který můžeme využít v reakci s dalšími vhodnými prekurzory k syntéze větších calixarenů. Výsledný makrocyklus bude ve své struktuře obsahovat kombinaci methylenových a sirných můstků. U získaných látek bude zkoumána především jejich schopnost komplexace fullerenů.  



17 Martina Kosmálová B3 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Syntéza ureidoderivátů pro rozpoznávání chirálních substrátů detail

Syntéza ureidoderivátů pro rozpoznávání chirálních substrátů

Fenoxathiinový makrocyklus je snadno dostupný inherentně chirální derivát thiacalix[4]arenu s potenciálním využitím v supramolekulární chemii. V nedávné době byly několikastupňovou syntézou vycházející z tohoto makrocyklu připraveny močovinové deriváty ochotně komplexující anionty. Práce je zaměřená na syntézu chirálně čistých ureidoderivátů fenoxathiinového makrocyklu, využitelných jako receptory chirálních molekul. Nejprve byla připravena oxidovaná forma fenoxathiinového makrocyklu, která byla dále alkylována dvěma různými činidly, methyljodidem a ethyljodidem, abychom zjistili, zda bude mít volba alkylačního činidla vliv na průběh dalších reakcí. Poté byla optimalizována ipso-nitrace a následná redukce vzniklého nitroderivátu. Reakcí s vybranými chirálními isokyanáty pak budou připraveny cílové ureidoderiváty ve formě diastereomerních směsí. Po jejich rozdělení budou zkoumány jejich komplexační vlastnosti.



18 Bc. Jakub Koudelka M1 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Příprava trisubstituovaných alkenů reakcí enol-fosfátů s organokovovými činidly detail

Příprava trisubstituovaných alkenů reakcí enol-fosfátů s organokovovými činidly

Alkeny představují obecně významnou skupinu látek, které lze využít v organické syntéze anebo materiálové chemii. Zejména substituované alkeny s vysokým počtem substituentů lze využít jako jednoduché výchozí látky pro přípravu aromatických i alifatických supramolekul, makromolekul, bioaktivních látek a také jako substráty pro cykloadiční reakce, např. Diels-Alderovu reakci. Vysoce substituované konjugované alkeny s π-konjugovanými řetězci mají rozsáhlý aplikační potenciál v oblasti organických polovodivých látek. Ve snaze připravit vysoce konjugované trisubstituované dieny (3), jsem se ve své práci zaměřil na možnost převedení β-oxoesterů (1) na enol-fosfáty (2) a jejich následnou konverzi na dieny (3). Fosfáty (2) byly připraveny enolizací výchozích β-oxoesterů (1) a reakcí vzniklého enolátu s diethyl-chlorfosfátem. Výsledky získané během studia reakce fosfátů (2) s organokovovými činidly budou diskutovány během příspěvku.  



19 Vojtěch Košťál B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Syntéza N-fluoralkyltriazolů a jejich transannulace detail

Syntéza N-fluoralkyltriazolů a jejich transannulace

Organofluorové sloučeniny představují zajímavou skupinu látek jak z pohledu jejich často neobvyklé reaktivity, tak i z pohledu vlastností. Vyskytují se v mnoha léčivech, agrochemikáliích a funkčních materiálech. V posledních letech bylo poměrně hodně pozornosti věnováno zavedení skupin CF3, CF2CF2 nebo CF2H. Pětičlené heterocyklické sloučeniny jako triazoly a imidazoly se vyskytují v mnoha biologicky aktivních látkách. Jejich modifikace fluoralkylovými skupinami vede k látkám s potenciálně zajímavými vlastnostmi. V mé práci jsem se věnoval syntéze již popsaných i zcela nových N-fluoralkyltriazolů, které jsem následně jednokrokovou reakcí transformoval na imidazoly. Tato transannulace představuje zcela nový přístup k syntéze těchto těžko dostupných 2-trifluormethyl imidazolů.



20 Bc. Lenka Krepsová M2 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Příprava receptorů využívajících calix[5]areny detail

Příprava receptorů využívajících calix[5]areny

Calix[5]areny se řadí mezi tzv. vyšší calixareny, které (z hlediska supramolekulární chemie) představují makrocykly s větším rozměrem kavity, čímž je umožněna interakce s objemnějšími ionty a molekulami, jako je např. fulleren C60. Pro přípravu calix[5]arenů se obvykle nevolí přímá jednokroková syntéza, ale využívá se postupné konvergentní metody, kdy dochází ke kondenzačním reakcím vhodně substituovaných fragmentů, což umožňuje následnou selektivní modifikaci vzniklé molekuly, především jejího horního okraje.  Cílem mé práce je příprava vhodně substituovaných calix[5]arenů a jejich následná modifikace vedoucí k receptorům využitelných pro komplexace fullerenů.  



21 Jindřich Kropáček B3 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Syntéza 5, 5´ funkcionalizovaných derivátů 6,6´-dimethylbifenyl- 2,2´- diolu a 6,6´-dimethylbifenyl- 2,2´- diaminu detail

Syntéza 5, 5´ funkcionalizovaných derivátů 6,6´-dimethylbifenyl- 2,2´- diolu a 6,6´-dimethylbifenyl- 2,2´- diaminu

Cílem práce je syntéza hybridních organicko-anorganických materiálů obsahujících axiálně chirální organický fragment, které budou studovány jako potenciální heterogenní katalyzátory enantioselektivních reakcí. Hybridní materiály budou připraveny z organických bis(trialkoxysilanů) obecné struktury (1). Jako axiálně chirální jednotky byly zvoleny 6,6´-dimethylbifenyl-2,2´-diamin a 6,6´-dimethylbifenyl-2,2´-diol, které budou mít v polohách 5,5´přes vhodnou spojku připojeny triethoxysilové skupiny. Příprava intermediátů bis(triethoxysilanů) (1) bude diskutována v rámci prezentace.  



22 Denisa Kubešová B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Příprava prekurzorů pro fluorcyklopropeny  detail

Příprava prekurzorů pro fluorcyklopropeny 

Přestože cyklopropeny vykazují z důvodu vysokého úhlového a torzního pnutí zvýšenou reaktivitu, jejich metateze s otevřením kruhu je v dnešní době stále velmi málo prozkoumaná. Substituované  3-fluorcyklopropeny jsou dosud zcela neznámé sloučeniny. Prvním cílem mé práce byl proto pokus o syntézu 3-brom-3-fluor- a 3-chlor-3-fluorcyklopropenu. Obě syntézy však nevedly k cíli. Rozhodla jsem se proto pro vícekrokovou syntézu 3-(fenyldimethylsilyl)-3-fluorcyklopropenu a připravila jsem první klíčový intermediát (1-fluoroethenyl)fenyldimethylsilan.  



23 Anna Kubíčková B3 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Syntéza a stabilita 3,3-difluorcyklopropenů a jejich metateze detail

Syntéza a stabilita 3,3-difluorcyklopropenů a jejich metateze

Cyklopropeny jsou vlivem velkého úhlového pnutí vysoce reaktivní sloučeniny, což z nich dělá vhodné substráty pro metatezi s otevřením cyklu za vzniku nových typů dienů. Ve své práci se zabývám přípravou 1-substituovaných-3,3-difluorcyklopropenů pomocí [1 + 2] cykloadice a testováním jejich stability. Připravené cyklopropeny 1 a 2 jsem následně podrobila metatezi s otevřením cyklu (ROM) a metatezi s otevřením cyklu následované zkříženou metatezí (ROCM), katalyzovaným Grubbsovými nebo Hoveydovými-Grubbsovými komplexy.  



24 Jan Kulička B3 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Syntéza sulfanylderivátů calix[4]arenu detail

Syntéza sulfanylderivátů calix[4]arenu

Calix[n]areny, objekty dlouholetého zkoumání v naší skupině, jsme schopni stabilizovat v různých konformacích s odlišnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Po následné substituci horního okraje mohou calixareny nalézt mnohá uplatnění jako například chemické senzory.  Jedním z vhodných prekurzorů mohou být p-sulfanylderiváty.  Cílem této práce je připravit  sulfanylderiváty v kónické a 1,3‑střídavé konformaci a s dvěma či čtyřmi thiolovými skupinami. Jako výchozí látka byl zvolen komerčně dostupný p-terc-butylcalix[4]aren a jako klíčové činidlo byl použit tetramethylthiuramdisulfid.



25 Bc. Martin Kurfiřt M2 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Influence of Deoxofluorination on Stereoselectivity of Glycosylation detail

Influence of Deoxofluorination on Stereoselectivity of Glycosylation

Amino sugars are ubiquitous in nature. Both α and β linked D-glucosamine and D-galactosamine derivatives are essential components of cell-surface glycoconjugates and participate in processes like tumour metastasis or an immune response. Derivatives of these monosaccharides can be utilized for studying mentioned processes. Replacement of a hydroxyl group in carbohydrates by fluorine (deoxofluorination) is a useful approach to modulate the properties of the target carbohydrate molecules. Fluorine introduction has a minimal steric impact but results in a variety of electronic effects. To synthesize oligosaccharides containing deoxofluorinated analogues of these monosaccharides, the corresponding deoxofluorinated 2-amino-2-deoxyhexopyranosyl donors need to be prepared and their reactivity and stereoselectivity in glycosylation examined. Deoxofluorinated 1,6-anhydro-2-azido-2-deoxy-D-gluco- and galactopyranoses 1 have been converted to the corresponding phenyl 1-thioglycoside donors 2. The results obtained in glycosylation of a range of model carbohydrate acceptors with donors 2 using diphenyl sulfoxide/triflic anhydride (Ph2SO/Tf2O) are presented and discussion of the stereoselectivity is included.



26 Jiří Ledvinka B2 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Synthesis of Mannose-Based DC-SIGN Antagonists detail

Synthesis of Mannose-Based DC-SIGN Antagonists

DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intercellular adhesion molecule-3-Grabbing Non-integrin) is a C-type lectin (carbohydrate-binding protein domain) present on the surface of dendritic cells. It recognizes and binds to mannose-containing carbohydrates on various pathogens and is thus a promising therapeutic target for the inhibition of pathogen entry and the prevention of immune cells infections. The interaction of DC-SIGN with HIV virus is of main interest. The current research in this field takes advantage of fragment-based drug discovery. Recently, several small-molecule fragments with significant affinities to DC-SIGN receptor were discovered. Our aim is to synthesize molecules containing one of these fragments connected with different linkers to a mannose moiety in order to increase their affinity to DC-SIGN receptor and their therapeutic potential.  



27 Bc. Lukáš Lenz M1 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Nesymetricky substituované deriváty binaftalenu pro enantioselektivní interakce detail

Nesymetricky substituované deriváty binaftalenu pro enantioselektivní interakce

Chirální látky jsou v oblasti léčiv zastoupeny ve velké míře. Jednotlivé optické isomery mohou mít různou biologickou aktivitu. Z tohoto pohledu je technikám k oddělení enantiomerů chirálních léčivých látek věnována ve farmaceutickém průmyslu velká pozornost. V této práci jsem se zaměřil na chirální separaci pomocí nesymetricky substituovaných binaftalenových močovin.Byly připraveny nesymetricky substituované močoviny, u kterých byla zjišťována schopnost enantioselektivně interagovat s racemickou kyselinou mandlovou. Studovaným ligandem byla (S)-2-[N´-(3,5-bis(trifluormethyl)fenyl)ureido]-2´-(N-acetylamino)-1,1´-binaftalen a (S)-2-[N´-4-(nitrofenyl)ureido]-2´-(N-acetylamino)-1,1´-binaftalen.Pro ověření schopnosti enantioselektivní interakce byla vybrána metoda transportu racemické kyseliny mandlové přes chloroformovou membránu a dvoufázová třepací extrakce. Výsledky toho transportu prokázaly, že (S)-2-[N´-(3,5-bis(trifluormethyl)fenyl)ureido]-2´-(N-acetylamino)-1,1´-binaftalen jeví vůči racemické kyselině mandlové enantioselektivitu.



28 Kristýna Majerová B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Kvartérní isoalloxazinové soli jako fotokatalyzátory detail

Kvartérní isoalloxazinové soli jako fotokatalyzátory

Flavinové deriváty jsou známé svými schopnostmi absorbovat světlo z viditelného oblasti spektra. Ukázaly se býti dobrými fotokatalyzátory u různých typů reakcí, například benzylové oxidace, sulfidové oxidace, E/Z-izomerace elektronové chlorace a jiné. Zvýšit oxidační schopnosti flavinových derivátů je možné buď excitací účinkem viditelného světla, nebo převedením na kvartérní flavinové soli. Spojením obou způsobů je možné ještě posunout redukční potenciál a oxidovat i sloučeniny s vyšším oxidačním potenciálem. Cílem mé práce je příprava 5-ethyl-7,8-dimethoxyisoalloxazinové soli, studium jejich vlastností a otestování jejích katalytických schopností např. při oxidaci sulfidů na sulfoxidy.



29 Bc. Dmytro Makarov M1 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Syntéza substituovaných chinolonů jako potenciálních inhibitorů DC-SIGN receptoru   detail

Syntéza substituovaných chinolonů jako potenciálních inhibitorů DC-SIGN receptoru  

DC-SIGN receptor patří do skupiny transmembránových C-lektinových receptorů, nacházejících se zejména v membráně buněk imunitního systému. Je zodpovědný za navázání patogenu, jeho inkapsulaci a následné odbourání v lysozomech. Při hledání potenciálních inhibitorů DC-SIGN receptoru byla využita metoda fragment-based drug design. V nedávné studii bylo popsáno několik malých molekul (fragmentů) s relativně vysokou afinitou k DC-SIGN receptoru, mezi nimi (4-fluorfenyl)(piperidin-4-yl)methanon a řada heterocyklických aromátů na bázi chinoxalinonu. Cílem práce bylo připravit sérii látek vzniklých spojováním těchto fragmentů. Jako základ struktury byl zvolen 4-oxo-1,4-dihydrochinolin („4-chinolon“), který je strukturně podobný derivátům chinoxalinonu a jehož struktura se objevuje v řadě biologicky aktivních látek. Syntetické postupy byly optimalizovány na přípravě jednoduchých nesubstituovaných chinolonů a následně byly využity pro syntézu složitějších 3- a 6-substituovaných chinolonů.



30 Bc. Kamil Mamleev M1 doc. Ing. Jan Budka, Ph.D. Syntéza a funkcionalizace derivátů diketopyrrolopyrrolů pro organickou elektroniku detail

Syntéza a funkcionalizace derivátů diketopyrrolopyrrolů pro organickou elektroniku

Organická elektronika je jedním z nejdynamičtěji se rozvíjejících směrů moderní vědy.  O rychlosti vývoje tohoto odvětví vědy svědčí využití organických solárních článků, OLED technologií, OFET tranzistorů a biosenzorů. Práce je zaměřena především na deriváty diketopyrrolopyrrolu (DPP) a dithioketopyrrolopyrrolu (DTPP), jejich syntézu, vlastnosti a využití v různých oblastech organické elektroniky. V rámci práce byly studovány možnosti syntézy derivátů DTPP s thiofenovými a fenylovými substituenty. Thiofenové deriváty byly dále modifikovány pomocí S-alkylace. Všechny připravené deriváty byly izolovány pomocí sloupcové chromatografie, jejich struktury byly charakterizovány pomocí 1H NMR spektroskopie a budou v budoucnu využity ke studiu jejich vlastností.  



31 Anna Mlčochová B3 Mgr. Roman Holakovský, Ph.D. Močovina využitelná jako solvatační činidlo pro chirální karboxylové kyseliny detail

Močovina využitelná jako solvatační činidlo pro chirální karboxylové kyseliny

Ve farmaceutickém průmyslu hrají významnou roli chirální léčiva. Z důvodu příznivých nebo naopak nežádoucích účinků je potřeba kontrolovat čistotu enantiomerů dané látky. Jedna z možností je použití chirálního solvatačního činidla, které vytvoří diastereomerní komplexy s enantiomery dané látky, což se projeví změnou posunu signálu v NMR spektru. K tomuto účelu je možno použít močovinu na bázi binaftalenu, která působí jako H-donor, a s molekulou, která je akceptorem vodíkových můstků vytváří komplex pomocí vodíkových vazeb. Zkoumala jsem chování chirálních alfa-substituovaných karboxylových kyselin při interakci s močovinou.  



32 Vojtěch Musil B2 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 surface receptor present mainly on dendritic cells. It directs immune response by recognizing high-mannose carbohydrate antigens present on the surface of various pathogens such as HIV, Hepatitis C, Mycobacterium tuberculosis or Ebola virus. The interactions of HIV and Hepatitis C viruses with DC-SIGN facilitate their spread. 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. Using fragment-based drug discovery (FBDD) method, fluorinated quinoxalinone derivatives were recently proven to be promising antagonists of DC-SIGN–glycan interactions. This project focuses on the synthesis of fluorinated quinoxalinones, their joining with other fragments discovered by FBDD and the evaluation of their affinity to the DC-SIGN receptor.  



33 Bc. Tatiana Nemirovich M1 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Molekulové siloměry pro infračervenou spektroskopii detail

Molekulové siloměry pro infračervenou spektroskopii

Kovalentní mechanochemie představuje koncept aktivace reakčního systému působením mechanické síly. Tento přístup je komplementární k tradičním metodám aktivace, jako zahřívání, elektromagnetické záření nebo elektrická energie.   Molekulové siloměry jsou makrocyklické látky umožňující přímé měření užitého mechanického stresu. Konkrétně byly zkoumány systémy obsahující (i) fotopřepínač schopný vyvolávat mechanickou deformaci makrocyklu a (ii) fragment citlivý k působícímu mechanickému stresu (mechanofor). Tato práce je zaměřena na vývoj nových molekulových siloměrů umožňujících spektroskopickou charakterizaci vnější mechanické síly.  UV-fotoizomerizace fotopřepínače vede k deformaci celého makrocyklu a změnám spektroskopických vlastností mechanoforu. Nejprve byla navržena série makrocyklů s fotopřepínačem stilbenového typu a karbonylovou skupinou jakožto IČ citlivého mechanoforu. Na bázi provedených DFT výpočtů (optimalizace geometrie, IČ spektra) byl zvolen a připraven jeden nejvhodnější kandidát (sloučenina I). Získaná cílová látka I byla podrobena UV ozáření, které vedlo k oxidativní aromatizaci systému za vzniku sloučeniny II namísto očekávané Z-E izomerizace. Změřená IČ spektra obou sloučenin I a II poskytovala shodu s vypočítanými hodnotami.  



34 Bc. Róbert Obertík M2 prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc. Nové ligandy pre stredne fluorovú chémiu  detail

Nové ligandy pre stredne fluorovú chémiu 

V prvej časti svojej práce sa venujem implementácii vetvených polyfluorpolyoxaalkénov do molekúl pomocou skrížených alkénových metatéz za vzniku diblokových zlúčenin, skrýžených enýnových metatéz s propargyl-acetátom za vzniku konjugovaných diénov a Heckovmu couplingu za vzniku prekurzoru pre NHC ligand. V druhej časti práce som transformoval perfluoro(2-methylpentan-3-ón) na alkoxid a reagoval ho s nefluórovaným substrátom. Pri reakcii vzniknutý alkoxid prekvapivo odštepuje heptafluoropropan-2-idový anión, ktorý je možné využiť k modifikácii elektrónovo chudobných arénov



35 Bc. Petr Oeser M1 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Nové syntetické využití β-ketoesterů pro přípravu trisubstituovaných alkenů. detail

Nové syntetické využití β-ketoesterů pro přípravu trisubstituovaných alkenů.

Alkeny jsou důležitou skupinou sloučenin v organické chemii. Zejména konjugované dieny nacházejí široké uplatnění např. v materiálové chemii, organické syntéze a v nedávné době našly vysoce konjugované systémy uplatnění v elektrotechnice jako organické tranzistory. V návaznosti na usilovný vývoj nových postupů přípravy alkenů jsme v naší laboratoři vyvinuli zcela nové syntetické využití β-ketoesterů pro přípravu trisubstiuovaných alkenů. Tato metoda využívá enolizace β-ketoesterů (1) a jejich převedení na enol-fosfáty (2). Reakcí enol-fosfátu (2) s organokovovými činidly vznikají trisubstituované alkeny (3). V příspěvku bude diskutován mechanismus reakce, vliv reakčních podmínek a derivatizace výchozího β-ketoesteru na vznik alkenu.  



36 Bc. Martin Paškan M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Syntéza nových syntetických drog a jejich metabolitů detail

Syntéza nových syntetických drog a jejich metabolitů

Cieľom tejto práce je syntéza metabolitov nových syntetických drog. Konkrétne látok s rôznou subsitúciou na atóme dusíku, ale aj ďalších metabolitov (Obr. 1). Práca je venovaná syntéze metabolitov drogy Clephedrone. Je to droga, ktorá je v dnešnej dobe veľmi ľahko dostupná v internetových obchodoch avšak, informácie o jej metabolickej premene a predovšetkým biologickej aktivite jej metabolitov dostupné nie sú. Predmetom je práve syntéza metabolitov a to z nasledovných dôvodov: a) štúdia cytotoxicity metabolitov in vitro b) štúdia účinku metabolitov na psychickú aktivitu živých organizmov a c) zisťovanie ďalšej biologickej aktivity predovšetkým s ohľadom na možné využitie v medicíne.  



37 Michaela Polanková B3 Ing. Bc. Michal Himl, Ph.D. Syntéza makrocyklů s močovinovými jednotkami detail

Syntéza makrocyklů s močovinovými jednotkami

Práce se zabývá syntézou makrocyklů s močovinovými spojkami s různými substituenty na aromatických jádrech s potenciálním uplatněním v nejrůznějších supramolekulárních systémech. Cílem práce je pokus o zopakování v literatuře popsané přípravy těchto makrocyklů a studium jejich reaktivity, konformačních a popřípadě komplexačních vlastností jak v kapalné, tak v pevné fázi.



38 Ladislav Prener B3 Ing. Ondrej Baszczynski, Ph.D. Syntéza nového typu NNRTIs s bicyklickým jádrem detail

Syntéza nového typu NNRTIs s bicyklickým jádrem

Virus HIV má od roku 1980 na svědomí životy asi 35 milionů lidí. Přibližně stejné množství pacientů je dnes diagnostikováno jako HIV pozitivní a jejich počet se stále zvyšuje.1 Kvalita a délka života těchto pacientů závisí na tzv. anti-retrovirové terapii, jejíž důležitou součástí jsou inhibitory reverzní transkriptázy viru HIV. Jedním z hlavních zástupců této skupiny léčiv jsou nenukleosidové inhibitory reverzní transkriptázy (NNRTIs). Tyto látky se vážou do allosterického vazebného místa v „palm“ doméně reverzní transkriptázy viru HIV-1, čímž způsobí konformační změny v aktivním místě enzymu, a zabrání tak transkripci virové RNA do DNA hostitele. Hlavní výhodou těchto inhibitorů je, že jsou nekompetitivní, vysoce specifické a nevyžadují intracelulární metabolizaci. Značnou nevýhodu ovšem představuje fakt, že virus HIV vůči nim získává rychle rezistenci a jsou obvykle extrémně málo rozpustné.2 Cílem této práce je  připravit skupinu NNRTIs s bicyklickým jádrem, se zvýšenou rozpustností a širokou aktivitou vůči klinicky relevantním mutantům viru HIV-1.   1.            UNAIDS Global HIV & AIDS statistics — 2018 fact sheet. http://www.unaids.org/en/resources/fact-sheet (accessed 2. 11.). 2.            Béthune, M.-P. d., Antiviral Research 2010, 85 (1), 75-90.  



39 Martina Reisnerová B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Příprava 7,8-dimethoxyalloxaziniových solí a studium jejich reaktivity ve vybraných fotochemických reakcích   detail

Příprava 7,8-dimethoxyalloxaziniových solí a studium jejich reaktivity ve vybraných fotochemických reakcích  

Flavinové deriváty jsou obecně známé pro svou schopnost absorbovat viditelné světlo, což lze využít při redoxních fotokatalýzách. Po excitaci účinkem viditelného světla se zvýší oxidační schopnosti derivátů flavinů, které tak můžeme použít k fotooxidaci i sloučenin s vyšším oxidačním potenciálem. Cílem mé práce je připravit 5-ethyl-7,8-dimethoxy-1,3-dimethylalloxaziniovou sůl, která je ve svém excitovaném stavu poměrně stálá a následně vyzkoušet její katalytické schopnosti u oxidací jednoduchých substrátů, např. 4-chlorbenzylalkoholu a následně u složitějších fotochemických reakcí.  



40 Bc. Anastasia Surina M2 prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc. Studium cross-coupling reakcí calix[4]arenů detail

Studium cross-coupling reakcí calix[4]arenů

Základní skelet calixarenu nabízí široké spektrum možností derivatizace horního okraje. Jednou z možností je rozšíření aromatického systému makrocyklu pomocí cross-coupling reakcí. První část této práce je proto zaměřena na přípravu stabilních organokovových substrátů odvozených od calix[4]arenu v kónické a 1,3‑střídavé konformaci z odpovídajících halogenderivátů. Takto připravené substráty byly ve druhé části využity ke studiu cross-coupling reakcí, především Stilleho a Negishiho couplingu s různě substituovanými arylhalogenidy. Získané sloučeniny budou následně využity k syntéze složitějších receptorů a konstrukci struktur typu MOF.



41 Eva Tetenková B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Nové chirální dopanty pro kapalně-krystalické matrice detail

Nové chirální dopanty pro kapalně-krystalické matrice

Kapalné krystaly představují unikátní materiály kombinující uspořádání pevných látek s mobilitou tekutin. Díky tomu pak mohou tyto materiály uspořádané do kapalně-krystalické fáze (mesofáze) reagovat na vnější podněty, např. elektrické pole, a zaujmout nové uspořádání s minimální energií. Cílem této práce je syntéza chirálního systému odvozeného od 1,1’-binaftalen-2,2’-diolu, který bude možné použít k přípravě magnetického nanomateriálu. Při následném smísení nanomateriálu s achirálním kapalným krystalem by měl enantiomerně čistý dopant indukovat chirální uspořádání a vytvoření chirální mesofáze, a to i při nízkých koncentracích. Přítomnost magnetické nanočástice by měla vliv chirálního působení BINOLu ještě zvýšit a zároveň umožnit řízení samoskladby výsledného materiálu i slabým magnetickým polem.



42 Bc. Hana Vachová M2 doc. Ing. Igor Linhart, CSc. Syntéza cysteínových derivátov odvodených od 1-naftylamínu detail

Syntéza cysteínových derivátov odvodených od 1-naftylamínu

Mnohé elektrofilné látky a ich reaktívne metabolity sú schopné reagovať s nukleofilnými reakčnými centrami v proteínoch a tvoriť tak proteínové adukty. Medzi takéto elektrofilné látky patria arylnitréniové ióny, vznikajúce in vivo biotransformáciou nitroaromátov a aromatických amínov. Cieľom práce bola syntéza merkapturových kyselín a cysteínových aduktov odvodených od 1-naftylamínu, ktorý je využívaný ako prekurzor pri výrobe azofarbív. V organizme môžu pri biotransformácii 1-naftylamínu vznikať adukty naviazaním cysteínového zbytku do polohy 2 alebo 4 aromatického jadra, preto boli syntetizované príslušné 1,2 a 1,4 deriváty (viz. Obr.). Pre syntézu bol použitý C-S coupling 1-amino-2-brómnaftalénu (resp. 1-amino-4-brómnaftalénu) s chráneným cysteínom, nasledovaný redukciou nitroskupiny a odstránením chrániacich skupín. Pripravené adukty nachádzajú využitie ako analytické štandardy pre štúdium tvorby a odbúravania proteínových aduktov a v biologickom monitorovaní expozície xenobiotík.



43 Bc. Marco Vitek M2 Ing. Martin Krupička, Ph.D. Makrocykly založené na tetrafenylethyléne aplikovateľné ako fluorescenčné indikátory detail

Makrocykly založené na tetrafenylethyléne aplikovateľné ako fluorescenčné indikátory

V súčasnosti patrí mechanochémia k rapídne sa rozvíjajúcim disciplínam v oblasti syntetickej chémie.  Kľúčovým  problémom v tomto odbore je kvantifikácia mechanickej sily pôsobiacej na pozorovaný systém. V našej výskumnej skupine sa zaoberáme vývojom metódologie stanovenia veľkosti tejto sily pôsobiacej na takzvaný mechanofor na základe zmeny jeho spektrochemických vlastností.   V tejto práci sa venujeme syntéze nových makrocyklických látok, ktoré obsahujú tetrafenyletylén ako centrálny fluorescenčný mechanofor. Na základe ab-initio výpočtov bol navrhnutý modelový makrocyklus a následne vyvinutá syntetická cesta umožňujúca jeho prípravu.  



44 Bc. Václav Vraštil M2 doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. Studium reaktivity fosfátů strukturně odvozených od pentan-2,4-dionu s organokovovými činidly detail

Studium reaktivity fosfátů strukturně odvozených od pentan-2,4-dionu s organokovovými činidly

Konjugované dieny jsou látky, které ve své molekule obsahují dvě konjugované dvojné vazby. Tyto látky našly široké uplatnění pro přípravu širokého spektra organických molekul. Jako příklad lze zmínit např. Diels-Alderovu reakci, která je využívána pro tvorbu cyklohexanového skeletu. S vysokým počtem aplikací konjugovaných dienů kontrastuje relativně malé množství postupů vhodných pro jejich přípravu. Proto jsem se ve své práci zaměřil na využití pentan-2,4-dionu a jeho převedení na substituované penta-1,3-dieny. Nejprve byl připraven enol-fosfát 2 a to reakcí enolátu odvozeného od pentan-2,4-dionu 1 s diethyl-chlorfosfátem. Následně byla prostudována reaktivita připraveného enol-fosfátu 2 s organokovovými a hydridovými činidly. Ukázalo se, že připravený alkohol 3 lze dehydratovat na konjugovaný dien 4 ve velmi vysokých výtěžcích. Možné syntetické využití dienu 4 pro přípravu konjugovaných dienů a trienů pomocí Kumada a Negishiho reakce v přítomnosti palladnatých  a nikelnatých katalyzátorů bude detailně diskutováno v  prezentaci.  



45 Adam Vít B3 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Design a syntéza nových chirálních katexů pro kapalinovou chromatografii detail

Design a syntéza nových chirálních katexů pro kapalinovou chromatografii

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s použitím chirálních stacionárních fází je v současnosti nejrozšířenějším způsobem získávání enantiomerně čistých látek. Široká nabídka chirálních stacionárních fází umožňuje chirální separaci téměř libovolné racemické směsi. Avšak separace vysoce polárních látek (aminokyseliny, peptidy, aminoalkoholy, atd.) představuje zpravidla pro většinu komerčních chirálních stacionárních fází značný problém. Řešením tohoto problému jsou chirální ionexy – stacionární fáze, pro které vysoce polární ionizovatelné látky představují ideální analyty. Cílem práce je syntéza chirálních katexů odvozených od 4-chlor-3-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny, které by bylo možné použít pro chirální separaci širokého spektra aminů. Optimalizovaná šestikroková syntéza navržené chirální stacionární fáze (Obr. 1) využívá snadno dostupných reagentů a byla by tedy použitelná pro přípravu nového katexu i v průmyslovém měřítku.  



46 Ivana Weisheitelová B3 Ing. Eva Svobodová, Ph.D. Syntéza dialkynylflavinů detail

Syntéza dialkynylflavinů

Flaviny a jejich deriváty jsou známé organo- a fotokatalyzátory. Isoalloxaziny jsou např. součástí enzymů fotolyáz (jako kofaktory, např. FAD, FMN). Modifikované přírodní flaviny (např. tetraacetylriboflavin) nebo syntetické flaviny (alloxaziny a 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 je zaměřena na přípravu 7,8-dialkynylisoalloxazinů, které bude možné navázat na rigidní skelet.  



47 Lucie Wohlrábová B3 Ing. Petra Ménová, Ph.D. Syntéza lipidů pro kvantové nanosenzory detekující Cu2+ detail

Syntéza lipidů pro kvantové nanosenzory detekující Cu2+

Lokalizovaná optická detekce Cu2+ má zásadní význam pro pochopení patologických procesů v buňkách spojených s oxidačním stresem a defektní komunikací neuronů. Jednou z nejcitlivějších technik pro detekci paramagnetik je snímání změn elektronických vlastností krystalových poruch diamantu způsobený přítomností paramagnetik. Cílem práce je připravit kompozitní nanosenzor s diamantovým jádrem pokrytý lipidickou dvojvrstvou vázající ionty Cu2+. Tato tzv. dvojvrstva na pevném podkladu (supported lipid bilayer, SLB) bude obsahovat amfifilní chelátor iontů Cu2+. Syntetická část práce je proto zaměřena na návrh a přípravu makrocyklického selektivního chelátoru Cu2+ na bázi cyclamu nesoucího na pendantních ramenech kovalentně připojené lipidy.



48 Bc. Karolina Zvolská M2 doc. Ing. Michal Kohout, Ph.D. Design a syntéza fotosensitivních kapalně-krystalických materiálů detail

Design a syntéza fotosensitivních kapalně-krystalických materiálů

Kapalné krystaly jsou jedním z nejvyužívanějších soudobých materiálů. To především díky tomu, že jejich organizované supramolekulární struktury (mezofáze), vznikající při přechodu mezi pevným a kapalným stavem, reagují na různé vnější podněty (mechanická síla, světlo, elektrické pole). Tato reakce je pak pozorovatelná jako změna uspořádání organizované struktury mezofáze za vytvoření nové struktury s minimem energie. To je i základem aplikací kapalných krystalů např. v kapalně-krystalických displejích (LCD). Současným trendem ve výzkumu kapalných krystalů je příprava multifunkčních materiálů, které umožňují definované řízení uspořádání molekul v mezofázi. Cílem této práce je syntéza materiálů, které obsahují ve struktuře molekuly fotosensitivní azo-skupinu. Vhodnou laterální substitucí na aromatických jádrech vedle azo-skupiny je možné dosáhnout stabilizace fotochemicky indukovaného Z-izomeru a tím řídit samoskladbu molekul materiálu v mezofázi.  
49 Bc. Tereza Černá M2 Ing. Václav Kozmík, CSc. Syntéza nových fotosensitivních lomených kapalných krystalů detail

Syntéza nových fotosensitivních lomených kapalných krystalů

Kapalné krystaly (LC), látky vykazující anizotropické vlastnosti pevných látek a zároveň mobilitu látek kapalných, byly objeveny už v roce 1888. Nicméně až jejich aplikace při konstrukci prvního LCD nastartovala rychlý vývoj v této výzkumné oblasti. Kromě okamžité odezvy na aplikované elektrické pole byly studovány LC reagující na magnetické pole, světlo nebo mechanické impulsy. V současné době je věnována zvláštní pozornost návrhu a syntéze funkčních LC materiálů reagujících na světlo. Z tohoto důvodu jsme navrhli a syntetizovali nové lomené kapalné krystaly na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny. Připravili jsme dvě série materiálů obsahujících jedno prodlužující rameno s esterovou vazbou a druhé s fotosenzitivní azoskupinou. Mesomorfní chování cílových struktur bylo určeno diferenční skenovací kalorimetrií a polarizační optickou mikroskopií. Bylo zjištěno, že pozice azoskupiny a délka koncových alkylových řetězců výrazně ovlivňují mezomorfní vlastnosti studovaných materiálů.  



50 Bc. Jaroslava Šimoniková M2 doc. Dr. Ing. Jana Hodačová Deriváry BINOLu ako stavebné bloky pre hybridné organokremičité materiály detail

Deriváry BINOLu ako stavebné bloky pre hybridné organokremičité materiály

Hybridné organokremičité materiály sú materiály na báze siloxánov so zabudovanou organickou jednotkou. Jednou z aplikácií týchto materiálov je ich využitie pri katalýze enantioselektívnych reakcií. Cieľom práce je príprava tzv. premostených organokremičitých materiálov sol-gel procesom z organických bis-trialkoxysilánov obsahujúcich axiálne chirálny BINOL, alebo jeho deriváty, ktoré sú na kremičitý materiál pripojené pomocou vhodných funkčných skupín v polohách 6,6‘. Jedným z uvažovaných východiskových bis-trialkoxysilánov je derivát 1, kterého syntézou sa zaoberá moja práca.  



51 Jiří Šimánek B3 Ing. Ondřej Kundrát, Ph.D. Ureidoderiváty pro studium dimerizace a komplexace aniontů a neutrálních látek detail

Ureidoderiváty pro studium dimerizace a komplexace aniontů a neutrálních látek

Práce se zabývá deriváty močoviny ve spojení s calix[4]arenovou a calix[5]arenovou strukturou. Tyto deriváty interagují s anionty, což bude studováno u našich látek pomocí 1H NMR titrace s důrazem na zjištění selektivity komplexací. Zároveň některé ureidocalix[4]areny tvoří dimery skrze vodíkové můstky mezi močovinovými skupinami, studium těchto dimerizací bude provedeno u našich ureidocalix[n]arenů, které vykazují jak zcela konformačně rigidní, tak konformačně flexibilní chování, což je dáno přítomností hydroxy nebo methoxy skupin na spodním okraji. Vzniklé dimery lze použít při enkapsulaci malých molekul, např. paracetamolu, ibuprofenu.



111 - Ústav organické technologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kateřina Bezpalcová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Vliv interakce API-excipient na rychlost rozpouštění detail

Vliv interakce API-excipient na rychlost rozpouštění

Předmětem této práce bylo studium vlivu interakce mezi pomocnými a účinnými látkami v binárních systémech o různém složení na rychlost rozpouštění. Testovány byly čtyři modelové účinné látky a dva excipienty. Rychlost rozpouštění jednotlivých binárních systémů byla zkoumána pomocí zkoušky disoluce s průtokovou celou. Studován byl také vliv složení a celkové povrchové energie na rozpouštění připravených binárních směsí. Celková povrchová energie směsí byla měřena pomocí inverzní plynové chromatografie. Z jednotlivých experimentů bylo vypozorováno, že směsi s Kollidonem®12 PF se rozpouštějí rychleji než samotné účinné látky a tento polymer vždy napomáhá rozpouštění léčiva. Interakce polymeru Kollidon®VA 64 s účinnou látkou ve všech případech způsobila rozpuštění většího množství účinné látky než v případě, kdy se účinná látka rozpouštěla samostatně, rychlost rozpouštění však ve většině případů tento polymer nezvyšoval.
2 Bc. Tereza Bultasová M1 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Příprava a charakterizace lipidových nanočástic obsahujících diklofenak pro (trans)dermální podání detail

Příprava a charakterizace lipidových nanočástic obsahujících diklofenak pro (trans)dermální podání

Aktinická keratóza je nemoc, při které v oblasti pokožky, která je vystavena slunečnímu záření, vznikají abnormální, suché výrůstky. Tato nemoc je považována za stádium předcházející karcinomu kůže. Nanoformulace mají velký potenciál v léčbě aktinické keratózy, a to především proto, že umožnují cílenou dopravu léku do postižené tkáně s výrazně sníženým množstvím vedlejších účinků. Tato práce se zabývá formulováním diklofenaku do lipidových nanotobolek s cílem zlepšení účinnosti (trans)dermální aplikace a dosažení maximální koncentrace léčiva v dané formulaci. Pro  přípravu nanočástic byla použita metoda fázové inverze, využívající přeměnu fáze olej ve vodě (o/v) na vodu v oleji (v/o) a zpět. U připravených nanotobolek byla zkoumána jejich velikost, časová stabilita a polydisperzita. Následně byly nanočástice podrobeny permeační studii na prasečí kůži a porovnány s prostou suspenzí léčiva. Zkoumáno bylo jak množství diklofenaku, které prošlo kůží, tak to, které zůstalo v kůži zachyceno. Nanočásticová formulace způsobila kumulaci diklofenaku v kůži. To je žádoucí efekt pro léčbu právě aktinické keratózy.
3 Bc. Pavlína Březinová M2 doc.Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Použití aminomodifikovaných silikátů a polymerů jako katalyzátorů pro aldolovou kondenzaci heptanalu s benzaldehydem detail

Použití aminomodifikovaných silikátů a polymerů jako katalyzátorů pro aldolovou kondenzaci heptanalu s benzaldehydem

Tato práce se zabývá využitím heterogenních katalyzátorů na bázi silikátů a polymerů v aldolové kondenzaci. Produkty modelové reakce - aldolové kondenzace heptanalu s benzaldehydem byly: žádaný jasminaldehyd, autokondenzát dvou molekul heptanalu. V reakční směsi byly také nalezeny produkty oxidace obou aldehydů - kyselina benzoová a heptanová. Bylo navrženo několik typů katalyzátorů, které byly následně použity při reakci. Post - roubovací metodou byly připraveny katalyzátory na bázi mesoporézního molekulového síta MCM-41. Tento silikátový materiál byl modifikován silanolovými činidly nesoucími amino skupinu, konkrétně N-[3-(trimethoxysilyl)-propyl]-ethylendiamin a 3-aminopropyl-triethoxysilan. Při použití těchto katalyzátorů byly hlavními produkty reakce: kyselina benzoová a kyselina heptanová. Dalším připraveným materiálem byla mikroporézní polyacetylenová síť, která byla připravena řetězovou polymerizací 3,5-diethynylbenzaldehydu a následně modifikována ethylendiaminem. Materiál byl charakterizován dostupnými metodami (IČ, BET, ssNMR) pro ověření úspěšné modifikace. Tento materiál, jako katalyzátor zvolené reakce, byl porovnán s homogenním ethylendiaminem. Selektivita k jasminaldehydu byla v obou případech srovnatelná a pohybovala se okolo 65 % při 50,6% konverzi.  
4 Bc. Jan Dušek M2 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D. Mokrá oxidace sulfidových louhů detail

Mokrá oxidace sulfidových louhů

Mokrá oxidace je velmi rozšířeným průmyslovým procesem, využívaným zejména při čištění odpadních vod. V této práci byl proces mokré oxidace využit oxidaci sulfidových sloučenin v odpadní vodě z rafinerie. Aby bylo možné demonstrovat celý proces mokré oxidace, byl projekt měřen na třech aparaturách, v autoklávu, v trubkovém reaktoru a v krystalizátoru. U všech vzorků se podařilo dosáhnout nízkých koncentrací síranů a thiosíranů. Sledovány byla reakční podmínky, tj. teplota, množství kyslíku přidaného do procesu i průtok reakční směsi.                                    Wet oxidation is a widespread industrial proces, especially used for wastewater treatment. In this project, the wet oxidation process was utilized by oxidation of sulphide compounds in waste water from refinery. In order to demonstrate the whole wet oxidation process, the project was measured on three apparatuses, an autoclave, a tubular reactor and a crystallizer. For all samples, low concentrations of sulphates and thiosulphates have been achieved. The reaction conditions, i.e. the temperature, the amount of oxygen added to the process and the flow of the reaction mixture were monitored.  
5 Bc. Julie Epikaridisová M1 Ing. Jan Patera, Ph.D. Stabilita pevných disperzí připravených různou technikou detail

Stabilita pevných disperzí připravených různou technikou

V současné době vykazují nově vyvíjené API obvykle obtížnou rozpustnost ve vodném prostředí, což má za následek nízkou biologickou dostupnost. Rozpustnost a biologická dostupnost účinných látek může být zvyšována mimo jiné prostřednictvím pevných disperzí. Cílem práce bylo připravit amorfní pevné disperze různými technikami, následně je analyzovat a zjišťovat stabilitu v čase. Modelovou látkou byl zvolen Vardenafil a jako nosiče komerční polymery Kollidon® 12 PF, Kollidon® VA 64 a Parteck® MXP. K analýze připravených vzorků byla použita primárně XRD analýza. Porovnání s fyzikálními směsmi bylo provedeno na základě rychlosti uvolňování API, která byla zjištěna pomocí disoluce v průtokové cele. Hlavním cílem bylo u vybraných vzorků sledovat stabilitu v rozmezí pěti měsíců. Bylo potvrzeno, že vlivem zvýšené teploty, resp. relativní vlhkosti vzduchu, dochází v některých případech ke zvýšení mobility polymerních řetězců a tím pádem k fyzikální nestabilitě systému. U disperze připravené extruzí z taveniny docházelo z původně amorfního materiálu k progresivní rekrystalizaci API. Disperze s nižším obsahem účinné látky připravené odpařováním rozpouštědla naopak vykazují stabilitu, kdy i po pěti měsících zrychlených stabilitních testů převažuje amorfní stav API.
6 Bc. Monika Frýbová M2 Ing. Lada Sekerová Izomerizace β-pinenoxidu katalyzovaná polyacetylenovými sítěmi detail

Izomerizace β-pinenoxidu katalyzovaná polyacetylenovými sítěmi

Izomerizací β-pinenoxidu lze připravit perillový alkohol, látku s širokým využitím v mnoha oblastech. Byl sledován vliv typu katalyzátoru, teploty, dávkování β-pinenoxidu a vliv rozpouštědel obsahujících atom síry na průběh reakce. Jako katalyzátory byly použity polyacetylenové sítě; nejlepší se ukázala být poly(1,3,5‑triethynylbenzenová) síť s nejvyšším obsahem terminálních ethynylových skupin. Rozpouštědlo 2,4‑dimethylsulfolan byl použit ve směsi s toluenem, acetonitrilem, dimethylsulfoxidem a 1,4‑dioxanem v různých objemových poměrech. S rostoucím množstvím 2,4‑dimethylsulfolanu ve směsi se zvyšovala reakční rychlost i selektivita k perillovému alkoholu, výjimkou bylo použití směsi s dimethylsulfoxidem. Nejvyšší selektivity k perillovému alkoholu (50 %) bylo dosaženo při použití samotného dimethylsulfoxidu nebo jeho směsi s 2,4‑dimethylsulfolanem v poměru 2,9:0,1 ml při reakční teplotě 80 °C. Práce přispěla k rozšíření poznatků o izomerizaci β‑pinenoxidu a použití polyacetylenových sítí jako kyselých heterogenních katalyzátorů.
7 Bc. Anna Gruberová M2 Ing. Lada Sekerová Stanovení kyselosti polyacetylenových sítí   detail

Stanovení kyselosti polyacetylenových sítí  

Poly(triethynylbenzen) P(TEB) je polyacetylenová síť připravená metodou řetězové polymerace z 1,3,5-triethynylbenzenu. Ve struktuře tohoto polymeru se nachází terminální ethynylové skupiny, které vykazují stejně jako homogenní acetyleny Brønstedovu kyselost. Díky tomu lze P(TEB) použít v oblasti heterogenní katalýzy, např. při kysele katalyzované acetalizaci karbonylových sloučenin, esterifikaci karboxylových kyselin či izomerizaci β-pinenoxidu. Jelikož se jedná o převážně mikroporézní materiál, nemusí být všechna katalyticky aktivní místa stericky dostupná molekulám substrátu. Proto nelze stanovit množství aktivních míst na základě kvantifikace všech terminálních ethynylových skupin (například pomocí NMR v pevné fázi). Ke stanovení množství koncových ethynylových skupin, které nejsou stericky bráněné, byla zvolena metoda sorpce sloučenin obsahující aminoskupinu. Aminosloučeniny se mohou díky kyselosti acetylenického vodíku adsorbovat na aktivní terminální vazby a na základě změny koncentrace látky v roztoku je poté možné stanovit množství těchto skupin a tudíž i katalytickou aktivitu polyacetylenové sítě. Ukázalo se, že tato metoda je oproti dalším využitelným metodám (například měření pH) prozatím méně vhodná a proces je nutné dále optimalizovat.  
8 Petra Havelková B3 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Tokové vlastnosti binárních směsí s obsahem magnesium aluminometasilikátů detail

Tokové vlastnosti binárních směsí s obsahem magnesium aluminometasilikátů

V této práci byla zkoumána nová skupina kluzných látek, tzv. magnesium aluminometasilikátů. Tyto látky vynikají nízkou tendencí vytvářet nevazebné interakce, což je předurčuje jako možné kandidáty ke zlepšení tokových vlastností partikulárních látek. Ve farmaceutickém průmyslu se nejčastěji používají práškové aluminometasilikáty, z nich zejména látka s obchodním názvem Neusilinâ. Neusilinâ je dostupný v několika třídách, které se liší ve fyzikálně-chemických vlastnostech. V rámci provedených experimentů byl na binárních směsích, obsahujících MCC jakožto modelový excipient, zkoumán vliv Neusilinuâ tříd US2 a S2 na její tokové vlastnosti. Stejné měření bylo pro porovnání provedeno s hojně využívanou kluznou látkou – koloidním oxidem křemičitým, který je známý pod obchodním názvem Aerosilâ 200. K charakterizaci tokových vlastností byly využity základní lékopisné metody, a to sypný úhel a sypání otvorem, které byly následně rozšířeny o aplikaci kinetické rovnice Beverloo. Na základě obecně zjištěných poznatků o vlivu běžně používaných kluzných látek na lisovací proces a finální vlastnosti vyráběných tablet byl také proveden pilotní výzkum v případě Neusilinuâ, kdy pro vybrané binární směsi byla hodnocena energetická stránka kompaktace a následně změřena pevnost získaných výlisků.
9 Bc. Klára Ivanecká M2 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Vplyv veľkosti primárnych častíc a lisovacieho tlaku na rýchlosť uvoľňovania účinnej látky detail

Vplyv veľkosti primárnych častíc a lisovacieho tlaku na rýchlosť uvoľňovania účinnej látky

Cieľom tejto práce bolo sledovať vplyv veľkosti primárnych častíc a lisovacieho tlaku na rýchlosť uvoľňovania účinnej látky na dvoch rôznych formuláciách. Pôvodná formulácia v zložení kofeín : laktóza : celulóza v pomere 5 : 47,5 : 47,5 bola obmenená pridaním 1 hm% sódnej soli kroskarmelózy. Pomocou disolučnej skúšky bola overená schopnosť sódnej soli kroskarmelózy urýchliť disolúciu. Údaje získané z disolučných skúšok boli analyzované pomocou Weibullovho modelu kinetiky disolúcie v programe ERA a následne boli zistené 3 premenné: časový faktor n, rýchlostná konštanta k a indukčná perióda. Taktiež bola sledovaná disolučná rýchlosť. U kapsúl a tabliet lisovaných záťažou 800 kg bolo pozorované mierne zrýchlenie disolúcie a taktiež bol dosiahnutý vyšší uvoľnený podiel. U tabliet lisovaných záťažou 1600 kg bol potlačený vplyv sódnej soli kroskarmelózy vysokým lisovacím tlakom. Profil disolučnej rýchlosti sa menil s veľkosťou záťaže pri lisovaní. Časový faktor n, vyjadrujúci spomalenie a zrýchlenie času bol pre kapsle a tablety lisované záťažou 800 kg nižší ako 1. Tým popisujeme predĺženie času potrebného na ďalšie uvoľnenie kofeínu. Tablety lisované záťažou 1600 kg majú časový faktor väčší ako 1.  
10 Bc. Klaudia Kollárová M2 Ing. Maria Kotova Vplyv dienických ligandov a aniónovej časti ruthéniového komplexu [Cp*Ru (dién)] +na hydrogenáciu butylsorbátu   detail

Vplyv dienických ligandov a aniónovej časti ruthéniového komplexu [Cp*Ru (dién)] +na hydrogenáciu butylsorbátu  

Cieľom tejto práce bola syntéza [Cp*Ru(dién)]anión komplexu (Cp* = pentametylcyklopentadienyl), ktorý sa používa ako katalyzátor pri selektívnej hydrogenácii diénických látok na produkty s cis-3 konfiguráciou. Ako modelová diénická látka sa zvolil butylsorbát. Skúmal sa vplyv rôznych dienických ligandov rovnako ako aniónovej časti ruthéniového komplexu na priebeh hydrogenácie butylsorbátu. Butylsorbát (I), 1,3-cyklooktadién (II), 1,5-cyklooktadién (III), 1,3- cyklohexadién (IV), 2,4-pentadién-1-karboxylová kyselina (V) a norbornadién (VI) boli použité ako diénické ligandy pri syntéze polosendvičového Ru komplexu. Boli použité tri rôzne látky ako soli pre syntézu katalyzátora, a to triflát strieborný, tetrafluórborát sodný a chloristan lítny (obr. č. 1). Pripravené komplexy boli použité v selektívnej hydrogenácii butylsorbátu pri teplote 50 °C a tlaku 4 MPa. Vo všetkých prípadoch vznikal  butyl-cis-hex-3-enoát s vysokou selektivitou (~96 %), no rýchlosť reakcia závisela na type použitého komplexu. Komplexy pripravené spolu s LiClO4, preukazovali najlepšie výsledky selektivity a komplexy s AgCF3SO3 zas najlepšie výsledky rýchlosti reakcie. Najefektívnejší katalyzátor bol pripravený z norbornadiénu ako ligandu (selektivita ~ 99%; TOF= 515 hod-1).  



11 Bc. Michaela Korytářová M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Optimalizace výroby chemoindikátorů pro VPHP proces   detail

Optimalizace výroby chemoindikátorů pro VPHP proces  

Biologická dekontaminace představuje významný proces v mnoha vědních a průmyslových odvětvích, např. v medicíně a farmaceutickém průmyslu. V současné době jsou používány různé dekontaminační postupy k eliminaci mikroorganismů z kontaminovaného povrchu - působením tepla, zářením, tekutými prostředky nebo fumigací. Mezi oblíbené fumigační techniky patří tzv. Vapor Phase Hydrogen Peroxide (VPHP), využívající jako účinné agens páry peroxidu vodíku rozkládající se na velmi reaktivní volné radikály. Výhody dekontaminace s využitím VPHP spočívají v jeho cenové dostupnosti, rychlé účinnosti proti širokému spektru bakterií a virů, snadné manipulaci, dekontaminaci velkých prostor a v jeho kompatibilitě s mnoha používanými materiály. Velkou nevýhodou, která je společná pro všechny dekontaminace, je vyhodnocování pomocí bioindikátorů, jež je časově a finančně velmi náročné. V rámci prezentované práce jsme se zaměřili na přípravu chemoindikátorů a následné vyhodnocování dekontaminačního procesu, které bylo prováděno kolorimetrickým měřením barevné změny připraveného indikátoru. Za tímto účelem byl vytvořen systém držáků a měřící cely dovolující rychlé a reprodukovatelné měření. Značná část práce byla věnována také optimalizaci přípravy indikátorů pomocí sprejování na upravené 3D tiskárně.
12 Bc. Tereza Kovářová M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Aldolová kondenzace kamfolenického aldehydu s methylethylketonem detail

Aldolová kondenzace kamfolenického aldehydu s methylethylketonem

Aldolová kondenzace kamfolenického aldehydu s methylethylketonem poskytuje žádaný produkt, který je významným intermediátem v syntézách dalších vonných látek, zejména Polysantolu a strukturně příbuzných látek. Tyto látky se používají jako syntetická náhražka vonných silic santalového dřeva, které se hojně užívají v kosmetice a parfumářském průmyslu. Práce byla zaměřena na použití heterogenních katalyzátorů ve zmíněné aldolové kondenzaci. Jako katalyzátory byly použity hydrotalcity, které jsou odvozeny od nerostu brucitu (Mg(OH)2). Jde o vrstevnaté materiály, které jsou tvořeny hořečnatými a hlinitými kationty a mezivrstvou obsahující molekuly vody a vyměnitelné anionty. Byl sledován průběh reakce při použití hydrotalcitů s různým obsahem hořečnatých a hlinitých kationtů a dále byl sledován vliv reakčních podmínek (množství katalyzátoru vůči kamfolenickému aldehydu, molární poměr reaktantů) na průběh reakce. Nejvyšší dosažená konverze kamfolenického aldehydu téměř 90 % se selektivitou k žádanému produktu cca.  40 % byla dosažena po 4 hodinách reakce při 70 °C s molárním poměrem reaktantů 1:10 a při použití 100 hm. % hydrotalcitu HT2.5 vůči kamfolenickému aldehydu.   
13 Bc. Nikol Kroupová M2 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Vývoj nanočásticové formulace pro (trans-)dermální podání kofeinu   detail

Vývoj nanočásticové formulace pro (trans-)dermální podání kofeinu  

Ve farmaceutickém průmyslu roste zájem o lokální podání léčiv. Dermální aplikace léčiv slouží k místnímu podání, transdermální k podání do systémové cirkulace. Výhodou jsou zejména menší nežádoucí účinky a vyhnutí se first-pass efektu. Kůže představuje přirozenou bariéru pro prostup cizorodých látek ale bohužel i léčiv. Usnadnění jejich transportu lze docílit tvorbou nanonosičů. Cílem práce je příprava stabilních formulací lipidových nanotobolek s maximální koncentrací kofeinu a sledování vlivu dané formulace na (trans-)dermální absorpci. Kofein, známý především stimulačními účinky na centrální nervový systém, vykazuje při lokálním podání anti-celulitickou aktivitu a stimulaci růstu vlasů. Nanotobolky byly připravovány procesem inverzní fáze, kdy došlo k transformaci emulze o/v na emulzi v/o se zapouzdřenou účinnou látkou. Vybraná složení formulací kofeinových nanotobolek byla pro zjištění dermálních a transdermálních účinků podrobena permeaci přes prasečí kůži na Franzových difúzních celách. Výsledkem práce jsou stabilní formulace až do 2 % koncentrace kofeinu. Permeační experiment dokázal, že je kofein jak zachycován vrstvami kůže, tak prochází až do systémové cirkulace efektivněji oproti běžnému vehikulu.  
14 Bc. Dan Kubálek M2 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D. Extraktivní destilace toluenu detail

Extraktivní destilace toluenu

Průmyslový partner Ústavu organické technologie DEZA, a.s. zpracovává surový benzol z koksování černého uhlí. Ze surového benzolu se získává benzen, toluen, xyleny a další uhlovodíky. Rektifikací BTX se v provozu získává toluen o čistotě 99 %. Zbylé procento tvoří nečistoty, především nearomáty. Cílem Laboratoře výzkumu a vývoje chemických technologií je upravit tento proces a získat toluen o čistotě převyšující 99,9 %. Extraktivní destilace je vhodná metoda separace toluenu a nearomátů. Byly zkoumány čtyři rozpouštědla pro extraktivní destilaci – sulfolan, methylpyrrolidon, formylmorfolin a triethylenglykol. Naším cílem bylo určit nejvhodnější z nich. Z výsledků vyplynulo, že ze čtyř zkoumaných rozpouštědel je nejlepší sulfolan.  
15 Alexandra Kukučková B3 doc.Ing. Jiří Krupka, Ph.D. Izolace naftalenu rektifikací naftalenového oleje detail

Izolace naftalenu rektifikací naftalenového oleje

Tradičním průmyslovým zdrojem naftalenu je naftalenový olej z destilace černouhelného dehtu. Zahraniční průmyslový partner vyrábí aditiva do betonu – tzv. superplastifikátory – z nakupovaného naftalenu, a má zájem si naftalen pro tyto účely vyrábět sám na nevyužívané provozní vsádkové koloně ve svém závodě. Cílem této práce bylo posoudit vhodnost tří koksárenských naftalenových olejů od různých dodavatelů jako surovin pro výrobu naftalenu v kvalitě vyhovující produkci superplastifikátorů, a to vsádkovou rektifikací bez předchozího odfenolování suroviny. Za tímto účelem byly vzorky 3 dodaných surovin detailně analyzovány plynovou chromatografií a podrobeny experimentální laboratorní vsádkové rektifikaci na koloně obdobné účinnosti jako má provozní kolona. Součástí práce byla i příprava reprezentativních vzorků takto připraveného naftalenu, které byly následně u průmyslového partnera testovány na výrobu superplastifikátorů.        
16 Bc. Aneta Lakomá M1 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Optimalizace čistících procesů po výrobě polotuhých lékových forem detail

Optimalizace čistících procesů po výrobě polotuhých lékových forem

Při výrobě polotuhých lékových forem je čistění výrobního zařízení obtížnější než u jiných lékových forem. Krémy a masti často obsahují mastné složky, jako jsou vosky a oleje, které limitují čištění zařízení od zbytkových nečistot. Aktivní farmaceutické ingredience (API) v přípravcích, mohou mít zásadní nežádoucí účinky. Je přitom nezbytné zabránit přenosu reziduí API z jednoho přípravku, do přípravku s jinou API tzv. křížové kontaminaci. Práce se zabývá studiem uvolňování léčivé látky z polotuhých lékových forem. Byla vyvinuta analytická metoda pro stanovení API, která v roztocích detergentů degradovala. Poté byly sledovány jednotlivé parametry (typ detergentu, koncentrace detergentu, teplota mycího roztoku) a jejich vliv na mycí proces. Přestup API z povrchu znečištěného modelového terčíku byl sledován odebíráním vzorků z mycího roztoku a jejich analýzou. Následně byl mycí efekt hodnocen na základě zbytkové kontaminace na terčíku. Na základě těchto experimentů byly stanoveny optimální parametry čistícího procesu pro jednotlivé lékové formy. Čistící proces s nastavenými optimálními parametry byl ověřen v poloprovozním měřítku.  V rámci tohoto ověřování byly parametry čistícího procesu dodatečně doladěny (s ohledem na procesní požadavky).
17 Bc. Nikita Marinko M1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Nosičové systémy pro zrychlené uvolňování léčivé látky detail

Nosičové systémy pro zrychlené uvolňování léčivé látky

Práce se zabývá přípravou nosičových systémů účinné látky se špatnou rozpustností ve vodě pro dosažení jejího zrychleného uvolňování. Využívá se snížení velikosti částic účinné látky a jejich nanesení na nosičový systém při vlhké granulaci. Jako účinná látka byl v práci použit meloxikam. V mlecích experimentech se snížení velikosti částic provedlo technikou mokrého mletí v planetovém kulovém mlýnu PM100 CM. Metodou laserové difrakce se měřila distribuce velikosti částic. Produkty mletí - suspenze s rozmělněnou účinnou látkou byly použity pro granulaci s experimentálními směsmi pomocných látek. Z granulátů se lisovaly tablety, které byly hodnoceny v disolučních zkouškách v uspořádání s pádly. Na základě výsledků experimentů se hodnotil vztah mezi dosaženým specifickým povrchem částic z mlecích experimentů a rychlostí uvolňování, získanou z disolučních experimentů. Rychlost uvolňování se kvantifikovala pomocí počáteční rychlosti a Weibullova modelu. Koncept zrychleného uvolňování byl u mletých šarží ověřen až po optimalizaci parametrů spojených s výrobou tablet (složení, lisování). K eliminaci vlivu tabletování byly následně zahájeny experimenty zkoušející vlastnosti granulátu pomocí zkoušek průtokové disoluce.  
18 Bc. Aneta Melnyková B1 prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. Formulace a vlastnosti vysoce porézních tablet připravených sublimační technikou detail

Formulace a vlastnosti vysoce porézních tablet připravených sublimační technikou

Tato práce se zabývá přípravou a vlastnostmi vysoce porézních tablet, jejichž porozita je indukována odstraněním sublimovatelného materiálu, který je rozptýlen matrici ze základní směsi. V této práci byl jako sublimační činidlo zvolen kafr. Tablety dále obsahovaly API paracetamol, bezvodou laktózu, polyvinylpyrolidon, stearát hořečnatý, případně sodnou sůl karboxymethylcelulózy. Byly zkoumány vlivy různých parametrů na pevnost a dobu rozpadu, především vliv obsahu sublimačního činidla, vliv velikosti částic, vliv přítomnosti rozvolňovadla. Nejprve byly zkoumány dvě základní homologické řady tablet se zvyšujícím se obsahem kafru (0–29 %). Tyto řady od sebe lišily přítomností rozvolňovadla. Následně byly připraveny a studovány dodatečné sady tablet. Nejrychlejší rozpad ze všech měřených tablet byl pozorován u tablet připravených ze směsi v poměru 10:2 (základní směs:kafr) s přítomností rozvolňovadla. Pevnost tablet se obecně snižovala s množstvím použitého kafru.
19 Bc. Simona Michaličková M2 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Vývoj matematického modelu segregačního testu směsí pro přímé lisování tablet detail

Vývoj matematického modelu segregačního testu směsí pro přímé lisování tablet

Tato práce se zabývá použitím a úpravou matematického modelu pro hodnocení segregace partikulárních látek. Ta je u pevných lékových forem velkým problémem, protože ovlivňuje obsahovou stejnoměrnost výsledných léčivých přípravků, která se ve výrobě velmi přísně sleduje. Proto je výhodné segregaci rozpoznat a popsat, aby mohla být zavedena odpovídající preventivní opatření. V této práci byla rozšířena základna prováděných segregačních testů o směsi obsahující CaHPO4∙2H2O (EMCOMPRESS®) a SiO2. Modelová směs byla podrobena standardnímu segregačnímu testu, založeném na pozorování segregace ve válcové trubici, v níž dochází k přesypávání materiálu. Aparatura pro jeho provedení byla v rámci práce upravena. U vzorků odebraných v průběhu segregačních testů byla stanovována distribuce velikosti částic pomocí statického rozptylu světla, takže byly získány údaje o změně distribuce velikosti částic podél segregační cely. Na základě výsledků analýzy pak byly upravovány parametry matematického modelu i samotná modelová představa. Model, stejně jako u dříve provedených testů, popisuje segregaci spíše lineárně, ale s experimentálně získanými daty koresponduje. Mezi jednotlivými experimenty bylo nutné změnit pouze jeden parametr rovnice pro rychlostní konstantu v závislosti na složení směsi.
20 Dimitris Patenidis M2 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Optimalizace přípravy funkcionalizovaných magnetických částic a jejch následná aplikace pro izolaci DNA z agarosového gelu detail

Optimalizace přípravy funkcionalizovaných magnetických částic a jejch následná aplikace pro izolaci DNA z agarosového gelu

Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je dvouvláknová nukleová kyselina, která je zodpovědná za kódování, uchování a dědičnost genetické informace. Její úlohou je regulace tvorby a exprese proteinů, čímž zodpovídá za růst, vývoj i řízenou smrt buněk a organismů. Vzhledem k významu DNA je její důkladná analýza nezbytná pro pochopení dějů odehrávajících se v organismu. K analýze DNA je nejprve nutná její izolace z biologického materiálu. Navzdory novým postupům představuje izolace DNA i v dnešní době poměrně náročný úkol kvůli vysokým požadavkům na kvalitu. Dříve aplikované postupy využívaly kapalinovou extrakci spolu s následným vysrážením nukleovými kyselinami. Novější postupy jsou založeny převážně na extrakci na pevné fázi, jako například SPRI (solid-phase reversible immobilization). Zde se využívá superparamagnetických částic se speciálním obalem, jenž je schopný reverzibilně sorbovat fragmenty DNA a izolovat je od zbytku směsi. Cílem práce bylo připravit magnetické částice obalené oxidem křemičitým a funkcionalizovat jejich povrch pomocí amino skupin. Součástí práce byly i optimalizace syntézy obalu magnetických částic, kde byl sledován vliv tenzidů v reakční směsi na kvalitu připravených částic (velikost, tvar) a jejich schopnost izolovat DNA ze vzorku.
21 Milada Peřinová B3 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Studium obnovy narušené kožní bariéry pomocí ceramidových formulací  detail

Studium obnovy narušené kožní bariéry pomocí ceramidových formulací 

Hlavní bariéru lidské kůže tvoří její nejsvrchnější část zvaná stratum corneum (SC) složená z korneocytů a intracelulárních lipidů. Narušení její lipidové složky souvisí se sníženou hladinou ceramidů a je spojeno s řadou kožních onemocnění jako je lupénka či atopická dermatitida. Použití samotných ceramidů při léčbě je však omezeno nízkou propustností SC. Cílem této práce bylo hledání optimální ceramidové nanoformulace pro obnovu bariéry SC. Tento problém byl řešen vytvořením lipidových nanočástic (tzv. liposomů) obsahujících ceramidy a jejich následnou aplikací na narušenou prasečí kůži, která je svými vlastnostmi podobná kůži lidské. Experimenty probíhaly na Franzových celách. Po narušení horní vrstvy laurylsulfátem sodným se nanesla obnovující formulace v podobě homogenizovaných a nehomogenizovaných liposomů. Byl sledován vliv velikosti liposomů na účinnost obnovení bariéry SC. Na takto ošetřené kůži byla stanovena propustnost pro modelové léčivo indomethacin. Čím méně indomethacin procházel kůží, tím byla bariérová schopnost kůže lepší. Výsledky naznačují vyšší efekt v obnově kožní bariéry po aplikaci nehomogenizovaných liposomů.
22 Bc. Sára Pytlíková M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Zn- modifikované bifunkční bazické katalyzátory pro syntézu jononů detail

Zn- modifikované bifunkční bazické katalyzátory pro syntézu jononů

Jonony jsou vonné látky velmi významné v parfumářském a farmaceutickém průmyslu. Jejich syntéza pomocí heterogenních bazických katalyzátorů typu hydrotalcitu, které jsou snadno separovatelné z reakční směsi může být alternativou pro současnou syntézu katalyzovanou hydroxidem sodným v kapalné fázi. Syntéza jononů zahrnuje aldolovou kondenzaci citralu s acetonem, jejímž produktem je pseudojonon, a následnou cyklizaci na α-jonon, β-jonon nebo γ-jonon. Tato práce se zabývá převedením dvoustupňové syntézy jononů do tzv. „one-pot“ reakce, katalyzované zinkem modifikovanými hydrotalcity v různém poměru Mg/Al/Zn.  Bylo zjištěno, že s rostoucím obsahem hořčíku v hydrotalcitu roste konverze citralu. Všechny katalyzátory byly vysoce selektivní pro aldolovou kondenzaci, avšak cyklizace pseudojononu na jonony neprobíhala. Výsledky získané v průběhu provádění experimentů v rámci této práce mohou být využity pro další výzkum v oblasti bifunkčních katalyzátorů na bázi hydrotalcitů.



23 Lenka Reitmaierová M2 Ing. Maria Kotova Selektivní hydrogenace C6 dienických sloučenin detail

Selektivní hydrogenace C6 dienických sloučenin

Kyselina sorbová, která patří mezi C6-dienické sloučeniny, a její deriváty jsou hojně využívanými látkami nejen v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, kde se používají jako konzervační a protimikrobní přísady. Své využití mají také právě v průmyslu parfumářském. Estery kyseliny sorbové jsou využívány pro syntézu vonných látek. Tato práce se zabývá vlivem typu esteru navázaném na centrálním atomu ruthenia v katalytickém komplexu na průběh selektivní hydrogenace esterů kyseliny sorbové. Hydrogenace byly provedeny v homogenním uspořadání při tlaku 4 MPa a teplotě 50 °C. Hlavními sledovanými parametry byly konverze a selektivita. Žádaným produktem byla ve všech případech sloučenina obsahující cis-3 dvojnou vazbu ve své molekule.  
24 Bc. Jakub Rozhon M2 Ing. Adam Karaba, Ph.D. Studium kinetiky reverzní Diels-Alderovy reakce 4-methylcyklohexenu detail

Studium kinetiky reverzní Diels-Alderovy reakce 4-methylcyklohexenu

Práce se zabývá stanovením kinetických parametrů reverzní Diels-Alderovy reakce (RDA) 4-methylcyklohexenu. Výchozí látka byla analyzována metodou pyrolýzní plynové chromatografie, jejíž vhodnost byla ověřena předcházející prací zaměřenou na stanovení kinetických parametrů RDA reakce cyklohexenu. Kinetika těchto reakcí je obecně prostudována pouze v omezené míře a na omezené skupině látek, přitom se však mohou uplatňovat v jednom z nejvýznamnějších průmyslových procesů organické technologie. Experimenty probíhaly při teplotách 660, 700 a 740 °C a při různých průtocích nosného plynu reaktorem. Získaná data o zastoupení produktů v reakční směsi byla interpolována s využitím semi-mechanistického modelu, který uvažoval kromě sledované RDA reakce také průběh ostatních pyrolýzních reakcí.  
25 Bc. Petra Ruskayová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Pyrolýza surovin z obnovitelných zdrojů detail

Pyrolýza surovin z obnovitelných zdrojů

Pyrolýza uhlíkatých sloučenin patří v petrochemii k jednomu z největších procesů pro tvorbu jednoduchých uhlíkatých látek, které slouží jako meziprodukty pro výrobu základních chemikálií i chemických specialit. Vzhledem k požadavku společnosti na ekologické využitelnosti zdrojů je pochopitelné, že jsou vyhledávány další sloučeniny, které by mohli sloužit jako vstupní suroviny. Mezi tyto suroviny mohou patřit i celulóza nebo hydrogenované rostlinné oleje. Oleje jsou na rozdíl od celulózy za normálních podmínek kapalné. Tato vlastnost jim umožňuje být kopyrolyzním společníkem pro obvyklé ropné frakce. Celulózu je možno pyrolyzovat i za přítomnosti katalyzátorů, které ovlivňují poměry těchto produktů. Tato práce se zabývá experimentální pyrolýzou celulózy a hydrogenovaných rostlinných olejů. Zkoumá se výsledné složení a poměry produktů za různých teplot pyrolýzního štěpení (600-800 °C) a u celulózy se také zkoumá vliv přítomnosti a složení katalyzátoru. Byly testovány katalyzátory na bázi oxidu zinečnatého s různým podílem mědi a lišící se metodou opracování. V produktech pyrolýzy celulózy byly primárně sledovány výtěžky a poměry kyslíkatých látek, zatímco u olejů standardní petrochemické produkty.
26 Bc. Kateřina Steinbergerová M1 Ing. Kamila Syslová, Ph.D. Příprava mono- a disubstituovaných komplexů palladia s potenciální cytostatickou aktivitou detail

Příprava mono- a disubstituovaných komplexů palladia s potenciální cytostatickou aktivitou

Významným přínosem pro chemický průmysl se stal objev adamantanu roku 1932. Díky své výjimečné symetrické struktuře našel široké uplatnění, a to zejména ve farmaceutickém průmyslu a v oblasti polymerních látek. Biologická aktivita byla poprvé prokázána u amantadinu, jenž se jeví jako účinná látka proti virům chřipky A-2 a virům Rausova sarkomu. Antivirotické účinky byly pozorovány také u rimantadinu. Další biologicky aktivní látkou je memantin působící jako blokátor iontových kanálů NMDA receptorů, jejichž nadměrná aktivita způsobuje neurodegenerativní onemocnění. Některé sloučeniny adamantanů vykazují dokonce protirakovinné účinky. Cílem této práce byla syntéza mono- a disubstituovaných palladnatých komplexů s potenciální cytostatickou aktivitou. Komplexy palladia se však vyznačují vysokou reaktivitou, podléhají rychlé výměně ligandů a hydrolýze, čímž je bráněno dosažení buněčného cíle, molekuly DNA. Za účelem stabilizace těchto sloučenin byly zvoleny objemné aminoligandy s adamantanovým skeletem. Připravené komplexy byly analyticky charakterizovány metodami MS, FTIR a XRD. Rovněž byly provedeny in vitro cytotoxické testy na nádorových i zdravých buněčných liniích.
27 Bc. Bára Svobodová M2 Ing. Jan Patera, Ph.D. Studium procesních podmínek při potahování tablet detail

Studium procesních podmínek při potahování tablet

Obalené tablety tvoří nemalou část výroby všech lékových forem, ovšem výrobci často nemají příliš mnoho času a prostředků podrobněji zkoumat proces potahování, a tak nechávají nastavené parametry přístrojů (coaterů) na hodnotách dostatečných pro finální výrobek, ovšem často zbytečně nákladných. Ve spolupráci s farmaceutickou společností byla shromažděna data o vytipovaných potahovaných tabletách vyráběných celoročně ve velkém množství s vysokou pravděpodobností vzniku ztrát. Tyto ztráty mohou být časové, kdy dávka tablet zabírá více časového fondu coateru, než by bylo vhodné, či materiální (potahovací směsi, příp. zmetků). Identifikace vzniku ztrát a efektivnost celého přístupu firmě ušetří nemalé finanční částky. Po celkovém screeningu a důkladném porovnání registračních dokumentací s operačními listy výroby po dobu posledního roku byl vytipován 1 konkrétní přípravek, jenž je blíže zkoumán. Každých 30 minut v průběhu potahování 1 šarže bylo odebráno několik desítek tablet přímo z coateru. Takto získané vzorky byly podrobeny vybraným lékopisným zkouškám. Potahová vrstva byla blíže zkoumána i skenovací elektronovou mikroskopií, kdy byla zjištěna nelineární závislost tloušťky potahu na čase, která ale nevykazuje výrazný vliv na disoluční rychlost a dobu rozpadu tablet.
28 Bc. Roman Valeš M2 doc. Ing. Bohumír Dvořák, CSc. Studium aktuálních problémů technologie dicyklohexylaminu detail

Studium aktuálních problémů technologie dicyklohexylaminu

Dicyklohexylamin (DCHA) je důležitou surovinou pro výrobky aplikované v gumárenském průmyslu a ve výrobě produktů na inhibici koroze ocelových materiálů. Předním světovým producentem této chemikálie je BorsodChem MCHZ Ostrava, se kterým má Ústav organické technologie, VŠCHT Praha mnohaletou spolupráci. DCHA se vyrábí hydrogenací anilinu, nebo disproporcionací cyklohexylaminu (CHA) na niklových katalyzátorech. Útlum výroby anilinu a současně vysoká poptávka po cyklo- i dicyklohexylaminu stimulují potřebu zvýšit produkční kapacity této komodity. Tento záměr podpořil i současný majitel, čínská fa Wanhua. Optimalizace vybraných procesních parametrů technologie CHA + DCHA byla jedním z úkolů této práce. Byl studován vliv molárního poměru vodík/anilin a vliv obsahu vody v anilinu na rychlost jeho hydrogenace na Ni-katalyzátorech. Dlouhodobým dodavatelem Ni-katalyzátoru, ozn. KL 6524, je fa KataLeuna. Již před časem byla výroba tohoto katalyzátoru zastavena.  Dalším úkolem proto bylo, na základě výsledků testování efektivní aktivity několika dodaných vzorků katalyzátorů, mj. také vzorky s různým stupněm redukce NiO, navrhnout vhodnou náhradu za dosud užívaný katalyzátor KL-6524.           
29 Bc. Jiří Zbytovský M1 Ing. Jiří Trejbal, Ph.D. Efekt materiálů na účinnost výplní destilačních kolon detail

Efekt materiálů na účinnost výplní destilačních kolon

Separační účinnost výplní rektifikačních kolon se zpravidla testuje na standardních směsích uhlovodíků, ovšem takto zjištěné účinnosti se u mnoha jiných směsí nedosahuje. Snížená účinnost je pozorována zejména při rektifikaci vodných směsí, které mají obecně nízkou smáčivost. Cílem této práce tedy bylo provedení rektifikačních experimentů s různými binárními směsmi na různých výplních, a to za atmosférického tlaku a totálního refluxu. Měření zahrnuje směsi heptan‑toluen, heptan‑methylcyklohexan, ethanol‑voda, morfolin‑voda a dvě směsi kys. octová‑voda o různém složení, to vše na výplních z PTFE, zirkonia, oceli a dvou keramických. Analýza vzorků z experimentů byla prováděna na plynovém chromatografu, pomocí Karl‑Fischerovy titrace či alkalimetrické titrace. Pro každý materiál výplně pak byla vyhodnocena relativní separační účinnost směsí. Bylo zjištěno, že vodné roztoky morfolinu a kys. octové vykazují vůči referenční směsi heptan‑methylcyklohexan relativní účinnost v rozmezí 35-80 %, přičemž nejvyšší hodnoty bylo dosaženo na výplních z oceli a z keramických materiálů. Výsledky byly také dány do souvislosti s povrchovými interakcemi směsí a materiálu. Tato zjištění budou dále využita pro návrhy průmyslových rektifikačních kolon.
30 Bc. Adam Zicháček M1 doc.Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr.rer.nat. Studium in vitro permeace diklofenaku přes bariéru kůže detail

Studium in vitro permeace diklofenaku přes bariéru kůže

Diklofenak je protizánětlivé léčivo běžně podávané orálně ve formě tablet, tak i na kůži ve formě mastí a krémů. Jeho transdermální podání skýtá oproti orálnímu jisté výhody, jako například zabránění dráždění žaludku nebo cílené podání přímo na místo účinku. Při tomto způsobu podání léčiva však vyvstává překážka ve formě kožní bariéry, kterou musí léčivá látka překonat. Cílem práce je vývoj metodiky analýzy diklofenaku pomocí HPLC pro následně prováděné in vitro testy prostupnosti diklofenaku přes bariéru kůže. Při experimentech byla zkoumána efektivita prostupu diklofenaku s několika různými vehikuly a koncentracemi přes kožní bariéru. Byl také sledován vliv urychlovačů transdermální absorpce morfolinového typu na efektivitu permeace léčivé látky skrz kožní bariéru. Experimentální práce byla provedena na Franzových celách. Bylo zjištěno, že suspenzní formulace jeví větší efekt z hlediska permeability diklofenaku přes kůži než nanoformulace. Jako nejlepší bylo shledáno vehikulum pufru McIlvaine o pH 6. Suspenzní formulace diklofenaku o vyšší koncentraci vykazovaly lepší hodnoty prostupnosti přes kožní bariéru. Nejlepších výsledků dosahoval urychlovač s deseti uhlíky bez násobné vazby na postranním řetězci morfolinového kruhu.  
31 Bc. Kateřina Zítová M1 doc.Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D. Studium adsorpce modelových substancí na vybrané materiály detail

Studium adsorpce modelových substancí na vybrané materiály

V současné době dochází v populaci k nárůstu užívání léčiv, jejichž neřízená konzumace může vést k otravám. Kritickou skupinou léčiv jsou běžně dostupné léčivé přípravky bez lékařského předpisu. Tématem práce bylo studium adsorpce vybraných léčiv (kyselina askorbová, paracetamol, nikotinamid, kyselina nikotinová, ibuprofen a kyselina salicylová) na aktivní uhlí a montmorillonit a následné vyhodnocení potenciální použitelnosti těchto adsorbentů jako antidot pro terapii intoxikace organismu. Byl sledován časový průběh adsorpce léčiv z vodných roztoků. Dále byl sledován vliv typu, množství aktivního uhlí a teploty na průběh adsorpce. Aktivní uhlí Norit SX1 se ukázalo jako nejvhodnější adsorbent pro adsorpci paracetamolu (0,6 mg/mg), kyseliny nikotinové (0,4 mg/mg), kyseliny askorbové (1,0 mg/mg), kyseliny salicylové (0,7 mg/mg) a ibuprofenu (0,3 mg/mg). Nejméně vhodným adsorbentem byl montmorillonit. Adsorbované množství léčiv na zvolené adsorbenty záviselo především na specifickém povrchu a pH adsorbentů. Při experimentech za vyšší teploty bylo docíleno rychlejšího navázání léčiva z roztoku a s rostoucím množstvím aktivního uhlí rostla i efektivita adsorpce.  
32 Bc. Filip Čejka M1 doc.Ing. Jiří Krupka, Ph.D. Desulfurizace FAME z odpadního živočišného tuku rektifikací detail

Desulfurizace FAME z odpadního živočišného tuku rektifikací

Odpadní živočišný tuk obsahuje řadu komponent, kvůli kterým se z něj vyráběné FAME (methylestery mastných kyselin) musí destilovat. Jedná se především o různé netěkavé dusíkaté látky, cholesterol apod. Tyto látky bezpečně zůstávají v destilačním zbytku. Do destilátu však pronikají různé těkavé sirné látky, kvůli kterým toto FAME překračuje limity na obsah síry dané platnou normou EN 14214. Cílem této práce bylo provedení rektifikací a destilací surového FAME, které vedly k objasnění povahy sirných látek v této surovině. Z provedených experimentů také vyplývá, že síra v surovém FAME sleduje sezónní trend. V neposlední řadě byl připraven materiál na měření rovnováhy kapalina-pára. Data získaná z těchto rovnováh pak budou použita pro návrh optimální rektifikační kolony.
33 Bc. Denisa Šimáčková M2 Ing. Eva Vrbková, Ph.D. Syntéza sandaloru detail

Syntéza sandaloru

Sandalor je syntetickou vonnou látkou vyznačující se vůní santalového dřeva.  Nachází uplatnění jako součást produktů parfumářského i kosmetického průmyslu. Jeho syntéza spočívá v izomeraci a-pipenoxidu na kamfolenický aldehyd, který je následně podroben aldolové kondenzaci s butan-2-onem. Produkt aldolové kondenzace je selektivně hydrogenován za přítomnosti heterogenního katalyzátoru na žádaný sandalor. V této práci byl studován vliv reakčních podmínek (množství butan-2-onu, rozpouštědla, katalyzátoru) na průběh aldolové kondenzace. Stejně tak byly studovány podmínky hydrogenace (teplota, typ katalyzátoru). Výtěžek syntézy kamfolenického aldehydu činil 62,5 %. Výtěžek aldolové kondenzace byl 79,1 % a hydrogenace 80,2 %. Nejúčinnějším katalyzátorem se ukázal být Adkinsonův katalyzátor Cu 1800 P. Celkový výtěžek celé syntézy zahrnující všechny tři kroky byl 39,7 %.  
34 Bc. Klára Špinarová M2 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Aldolová kondenzace citralu s acetonem detail

Aldolová kondenzace citralu s acetonem

Ionony, produkty aldolové kondenzace citralu s acetonem a následné cyklizace, jsou vonné látky velmi významné v parfumářském a farmaceutickém průmyslu. β-Ionon se vyznačuje růžovým aroma. Zatímco směs iononů poskytuje fialkové aroma. Hydrogenací iononů vzniká tetrahydroionol, látka využívaná v parfumářském průmyslu pro své květinové, dřevité aroma. Cílem této práce bylo optimalizovat jednotlivé kroky syntézy vedoucí k tetrahydroionolu.  Pro aldolovou kondenzaci s molárním poměrem acetonu vůči citralu 4:1 při laboratorní teplotě byl vybrán jako vhodný homogenní bazický katalyzátor 36% vodný roztok NaOH v molárním poměru vůči citralu 0,8:1. Za těchto podmínek bylo dosaženo konverze citralu i selektivity na žádaný pseudoionon vyšší než 99 %. Vhodným katalyzátorem pro druhý krok syntézy (cyklizaci) je H3PO4, v molárním poměru 4:1 (H3PO4 : pseudoionon). Pro poslední krok syntézy tetrahydroionolu byla testována možnost použití Ru a Ni katalyzátorů.  
35 Bc. Barbora Šteflová M1 Ing. Iva Paterová, Ph.D. Hydrogenace Iraldeinu na Arosantol (Madranol) s využitím Ru nosičových katalyzátorů detail

Hydrogenace Iraldeinu na Arosantol (Madranol) s využitím Ru nosičových katalyzátorů

Práce je zaměřena na přípravu vonné látky Madranol (Arosantol, 1‑(2,2,6‑trimethylcyklohex‑1-yl)-pentan-3-ol), která se připravuje hydrogenací Iraldeinu (směsi n-methyliononů). Cílem práce bylo nalézt optimální reakční podmínky při použití komerčního rutheniového katalyzátoru Ru 605. Nejvyššího zastoupení žádané látky (97 %) bylo dosaženo za následujících reakčních podmínek: t = 130 °C, p = 5 MPa a 5 hm. % katalyzátoru vzhledem k substrátu, bez rozpouštědla. Z testovaných rozpouštědel (methanol, isopropylalkohol, tetrahydrofuran, n-hexan) bylo nejvyššího zastoupení žádané látky (90 %) dosaženo při použití isopropylalkoholu. Součástí této práce byla také syntéza methyliononů aldolovou kondenzací citralu s butan-2-onem a následnou cyklizací kyselinou fosforečnou. Byly testovány různé poměry výchozích látek. Pro dosažení požadované totální konverze citralu se ukázal být jako nejvhodnější molární poměr výchozích látek citral : butan‑2‑on : katalyzátor rovný 1 : 6 : 0,8.   

112 - Ústav polymerů

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Tereza Fišerová M2 Ing. Lenka Malinová, Ph.D. PPF - Biodegradovatelný kostní cement detail

PPF - Biodegradovatelný kostní cement

Při implantaci kloubních náhrad se pro fixaci náhrady ke kosti používají polymerní kostní cementy. V dnešní době se výhradně používá kostní cement na bázi poly(methylmethakrylátu) (PMMA), jehož hlavní nevýhodou je, že není resorbovatelný. Proto se pozornost zaměřuje na možnosti přípravy bioresorbovatelných neboli biodegradovatelných kostních cementů, u kterých se předpokládá postupné nahrazování cementu vlastní kostní tkání. Často se záměrně do cementu přidávají antibiotika za účelem tlumení nežádoucích zánětlivých reakcích. Použitím bioresorbovatelných cementů by bylo zajištěno postupné uvolňování antibiotik. Mezi bioresorbovatelné cementy se řadí poly(propylenfumarát) (PPF). V této práci byla úspěšně provedena příprava PPF dvoukrokovou procedurou z výchozích látek diethylfumarátu a propylenglykolu. Pro přípravu kostního cementu byl PPF zesíťován s poly(ethylenglykol) dimethakrylátem (PEG-DMA) pomocí dibenzoylperoxidu (DBP). Byl hledán vhodný poměr a technika přidávání jednotlivých složek pro vznik pevného a soudržného materiálu. Během síťování byla zjištěna maximální teplota síťovací reakce. Nakonec byly u připravených cementů změřeny mechanické vlastnosti v tlaku.  
2 Agáta Foitlová B3 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Analýza odéru přírodního kaučuku detail

Analýza odéru přírodního kaučuku

Přírodní kaučuk (NR) patří mezi nejvýznamnější suroviny v gumárenském průmyslu. Z chemického hlediska je NR cis-1,4-polyisopren (přibližně 92%) a zbytek tvoří nekaučukové složky (bílkoviny, fosfolipidy, sacharidy, barviva, …). Nekaučukové složky NR, ale i zbytky některých látek potřebných k výrobě suchého kaučuku, jsou pravděpodobně zodpovědné za to, že je tento materiál senzoricky výrazný, což se nejvíce projevuje při jeho zpracovávání. Látky uvolňující se v průběhu zpracování NR mohou být zdrojem problémů pro gumárenské podniky, které se často nachází blízko obydlených částí měst. Cílem této práce bylo analyzovat látky způsobující odér NR. Analýza byla prováděna plynovou chromatografií s hmotnostním spektrometrem (GC-MS) metodou headspace a mikroextrakcí tuhou fází (SPME vlákno) jak za mírně zvýšené teploty, tak za teploty zpracovatelské. Dále bylo provedeno subjektivní hodnocení odéru vybranými členy komise. Data získaná měřením na GC-MS a hodnocením komise byla pečlivě porovnána a vyhodnocena.  
3 Martin Jindra B3 doc. Ing. Antonín Kuta, CSc. Manipulace rozhraní grafen-polymer a jeho role v přenosu deformace detail

Manipulace rozhraní grafen-polymer a jeho role v přenosu deformace

Ve své práci se zaměřuji na uhlíkaté nanokompozity s polymerní matricí, kde je jako plnivo použit grafen. Ten má v mnoha ohledech vynikající vlastnosti. Za zmínku stojí třeba jeho modul pružnosti blížící se hodnotě 1 TPa, tepelná vodivost dosahující 5000 W/(m·K), elektrická vodivost až 6000 S/cm nebo extrémně velký měrný povrch o teoretické hodnotě 2630 m2/g. Zásadní roli pro používání grafenu jakožto plniva hraje jeho rozhraní s polymerní matricí. Vlastnosti tohoto rozhraní se dají ovlivnit a pro výsledné vlastnosti kompozitů mohou mít zásadní vliv.  Byly připraveny testovací vzorky, kde jako nosný substrát sloužil polymethylmethakrylát (PMMA). Grafen byl metodou CVD připraven na měděný substrát a následně přenesen na PMMA metodou tepelného lisování. Nejednalo se tedy o kompozit jako takový, ale o modelový vzorek pro měření jevů na rozhraní polymer-grafen. Tyto vzorky byly použity pro měření účinnosti přenosu deformace z matrice na plnivo (tj. na monovrstvu uhlíku). Následně byl na PMMA připraven grafen metodou přímé exfoliace. Opět se tedy jednalo o modelový vzorek. Na těchto vzorcích bylo pozorováno chování grafenu při mechanickém namáhání v kombinaci s průchodem elektrického proudu. Toto chování bylo možné pozorovat díky metodě mikrokapkové spektroelektrochemie.
4 Simona Kajanovičová M2 Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Vplyv vody na vulkanizáciu urýchlenou sulfenamidmi detail

Vplyv vody na vulkanizáciu urýchlenou sulfenamidmi

V gumárenskom priemysle sú najpoužívanejšou triedou urýchľovačov vulkanizácie sulfenamidové deriváty. Sú to uprednostňované urýchľovače pre mnohé produkty, pretože spájajú rýchlu dobu vulkanizácie a dobrý vývoj gumárenského modulu. Z literatúry je známe, že vzdušná vlhkosť prítomná ako vo vulkanizačnom systéme tak i v kaučuku môže určitým spôsobom ovplyvňovať vulkanizačné správanie. Vlhkosť môže taktiež kontaminovať pripravenú zmes. Uvádza sa, že  jedným z možných problémov s urýchľovačmi sulfenamidu je ich tendencia podliehať pomalej degradácii v skladoch, ak sú nesprávne vyrobené alebo uskladnené, čo môže spočívať v hydrolýze väzby S-N v urýchľovači. Táto práca sa zaoberala štúdiom vplyvu vlhkosti na vulkanizačné správanie zmesí prírodného kaučuku urýchlených N-terc.butyl-2-benzothiazolsulfenamidom (TBBS). Bola uskutočňovaná hydrolýza TBBS a jej produkt bol analyzovaný infračervenou spektroskopiou (IČ). Boli hodnotené vulkanizačné vlastnosti pripravených zmesí reovulkametrom Rubber Process Analyzer (RPA).  
5 Jakub Kaňka B3 Dr. Ing. Miroslava Dušková Vizualizace prostorové struktury makroporézních hydrogelů pro tkáňové inženýrství pomocí fluorescenční konfokální mikroskopie. detail

Vizualizace prostorové struktury makroporézních hydrogelů pro tkáňové inženýrství pomocí fluorescenční konfokální mikroskopie.

Syntetické makromolekulární hydrogely čím dál úspěšněji fungují jako modelová prostředí syntetizovaná „na míru“, v nichž dochází k osídlení a stimulovanému růstu buněčných struktur. Laserová skenovací konfokální mikroskopie (LSCM) umožňuje in-situ zobrazení vnitřní struktury jak biologických tak syntetických vzorků a umožňuje rekonstruovat prostorové uspořádání ve vrstvě několika desítek až stovek mikrometrů pod povrchem vzorku. V této práci jsou analyzovány možnosti zobrazení topologie složité gelové struktury a možnosti kvantifikace získaného prostorového obrazu. Ke studiu možností vizualizace byly zvoleny makroporézní hydrogelové nosiče na bázi poly(2-hydroxypropylmetakrylamidu) před i po osídlení neuronálními buňkami. Tvar a konektivita pórů pod povrchem gelu byly získány počítačovým skládáním z-rovin nasnímaných pomocí LSCM zbotnalých gelových vzorků. Studované hydrogely byly připraveny radikálovou polymerizací biokompatibilního monomeru a porozity bylo docíleno použitím vymývatelných částic soli o dané velikosti a vedením polymerizace za podmínek fázové separace, která vede ke strukturování matrice. Konfokální mikroskopie poskytla cenné zobrazení gelových struktur v jejich zbotnalém stavu a počítačová rekonstrukce umožnila kvantifikovat objem a podíl komunikujících pórů.  
6 Bc. Oldřich Kotyza M2 doc. Ing. Jan Merna, Ph.D. Příprava koncově funkcionalizovaného polyhexenu  detail

Příprava koncově funkcionalizovaného polyhexenu 

            Aplikace polyolefinů mohou být dále rozšířeny zabudováním polárních skupin. Selektivní zavedení koncové skupiny by mohlo vést k využití polyolefinů jako součásti speciálních polymerních architektur. Koncově funkcionalizované polyolefiny mohou být využity např. jako makroiniciátory pro syntézu amfifilních blokových kopolymerů, které by bylo možno využít jako kompatibilizátory polymerních směsí nebo s využitím jejich samouspořádání k přípravě polymerních nanočástic.              Cílem této práce je na modelové polymeraci hex-1-enu pomocí diiminových komplexů niklu ověřit možnost zavedení koncové skupiny transmetalací živého polymerního řetězce na organozinečnatou (ZnEt2) sloučeninu (viz Schéma). Pro spolehlivost stanovení koncových skupin byly syntetizovány nízkomolekulární polyhexeny (2–3 kg/mol), u kterých byla účinnost funkcionalizace sledována pomocí 1H-NMR spektroskopie a SEC-MALLS. V závislosti na struktuře Ni katalyzátoru byly připraveny -OH terminované polyolefiny s účinností 70–100 %. Zavedení koncové skupiny významně zvyšuje polaritu výsledného polyolefinu.  



7 Bc. Hana Kulhánková M2 prof. Ing. Petr Sysel, CSc. Alternativní postupy přípravy polyimidů detail

Alternativní postupy přípravy polyimidů

Aromatické polyimidy (PI) tvoří významnou součást skupiny speciálních polymerů. Vyznačují se celkovou odolností v širokém teplotním rozsahu od − 100 do 200 °C. Využití nacházejí zejména v (mikro)elektronice, leteckém průmyslu a jako membrány v separačních technologiích. Vzhledem k tomu, že většina PI je ve finální podobě netavitelná a nerozpustná, jsou nejčastěji připravovány dvoustupňovou syntézou přes stádium zpracovatelného polyimidového prekurzoru,  polyamidkarboxylové kyseliny (PAKK). Syntéza PAKK musí být prováděna v rozpouštědlech, která jsou schopna rozpustit jak ji samou, tak výchozí monomery, kterými jsou často aromatické dianhydridy a diaminy. Skupina hojněji využívaných rozpouštědel je tvořena pouze několika polárními aprotickými médii, jako jsou 1-methyl-2-pyrrolidon a N,N-dimethylformamid. Tato rozpouštědla jsou však považována za toxická a je snahou jejich použití omezit. V této práci proto byla studována buď příprava PI za použití alternativních rozpouštědel, zejména γ-butyrolaktonu, nebo biokatalytická příprava PI na bázi nízkomolekulárních aromatických i alifatických a výšemolekulárních siloxanových diaminů. Následně byly analyzovány struktura a vlastnosti, hlavně termické a mechanické, výsledných produktů převedených do podoby tenkých vrstev.  
8 Bc. Anna Kutová M2 prof. Ing. Jiří Brožek, CSc. Syntéza a fotochemické síťování methakrylované kyseliny hyaluronové detail

Syntéza a fotochemické síťování methakrylované kyseliny hyaluronové

Světlem inciovaná radikálová polymerace  je jedna z nejčastěji používaných síťovacích reakcí polymerů. Tyto reakce probíhají rychle ve fyziologických podmínkách za vzniku kovalentně síťovaných produktů a je možno je časově a prostorově kontrolovat. Díky tomu lze výsledné gely tvarovat a vytvářet jejich povrchovou strukturu a tím měnit fyzikální a mechanické vlastnosti vzniklých hydrogelů. V práci byl nasyntetizován a charakterizován methakrylovaný derivát kyseliny hyaluronové. Následně byl rozpuštěn ve fosfátovém pufru (pH 7) a provedeno jeho fotochemické síťování za různých podmínek (doba reakce, množství fotoiniciátoru, koncentrace vzorku,...) U výsledných gelů byly analyzovány sorpční a mechanické vlastnosti – Youngův modul pružnosti a statická houževnatost.  
9 Bc. Jakub Melichar M2 Ing. Václava Benešová Příprava a vlastnosti polyesteramidu na bázi η-kapryllaktamu a ε-kaprolaktonu detail

Příprava a vlastnosti polyesteramidu na bázi η-kapryllaktamu a ε-kaprolaktonu

Polyesteramidy kombinují dobré mechanické a termické vlastnosti polyamidů a biodegradabilitu alifatických polyesterů. V závislosti na poměru esterových a amidových jednotek mohou být využitelné jako konstrukční nebo i odbouratelné materiály. Pozornost v literatuře je především věnována polyesteramidům na bázi ε-kaprolaktamu a ε-kaprolaktonu, tj. sedmičlenných cyklů. Cílem práce bylo prostudovat vliv laktamu o větší velikosti cyklu -  η-kapryllaktamu - na podmínky kopolymerace s ε-kaprolaktonem a vlastnosti výsledných produktů. Aniontová kopolymerace  byla iniciována ethylmagnesium bromidem a metodou polymeračního odlévání byly připraveny materiály s vysokým obsahem polymeru ve formě desek (150x100x4 mm) pro hodnocení termických vlastností (DSC a DMA).
10 Adéla Mošnová B3 Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D. Podmínky vytlačování tiskové PLA struny detail

Podmínky vytlačování tiskové PLA struny

 3D tisk je technologie, která pracuje na principu nanášením tiskového materiálu vrstvu po vrstvě. Nejrozšířenější technologie 3D tiskáren pracují na principu tzv. FDM (fused deposition modeling). Mezi nejpoužívanější materiály pro tento způsob tisku se řadí PLA (kyselina polymléčná), PET (polyethylentereftalát) a  ABS (akrylonitril butadien-styren). Příprava tiskové struny se provádí metodou vytlačování, kdy požadovaný průměr struny je 1,75 mm. Námi použitý vytlačovací stroj je opatřen třemi samostatně vyhřívanými zónami. V prvopočátku bylo nutné stanovit chování PLA při různých teplotách zón a rychlostí vytlačování štěrbinou tvaru kapky. Na základě bližšího stanovení chování PLA, byly vyhotoveny dvě kruhovité štěrbiny o průměru 1,4 a 1,6 mm. Následovaly další řady zkoumání chování PLA za různých podmínek vytlačování (velikosti štěrbiny, teploty a rychlosti otáčení šneku). V závěrečném zkoumáním byl zahrnut i vliv rychlosti odtahovacího pásu, na kterém struna chladla. Výsledkem tohoto zkoumání bylo, že při použití vytlačovací štěrbiny 1,4 mm a vhodných podmínek lze získat požadovaný průměr tiskové struny z PLA, která lze použít pro 3D tisk.  
11 Bc. Kateřina Nováková M2 Ing. Václava Benešová Příprava a vlastnosti kopolymerů polyamid 6-block-polyoxypropylen detail

Příprava a vlastnosti kopolymerů polyamid 6-block-polyoxypropylen

Polyamid 6 je zajímavý konstrukční termoplast, jehož předností je například dobrá odolnost vůči olejům a rozpouštědlům. Houževnatost materiálu především za nízkých teplot lze zvýšit začleněním vhodných elastických segmentů do polyamidových řetězců. V této práci byly syntetizovány blokové kopolymery polyamid 6-block-poly(oxypropylen) aniontovou polymerací ε-kaprolaktamu v přítomnosti α,ω-dihydroxypoly(oxypropylenu), iniciátoru sodné solí ε-kaprolaktamu a funkcionalizovaného diisokyanátu jako aktivátoru. Složení katalytického systému polymerace bylo optimalizováno tak, aby bylo dosaženo vysokých stupňů přeměny monomeru. Dále pak byla sledována změna termických vlastností a vrubové houževnatosti v závislosti na poměru obsahů elastomeru v kopolymeru.  
12 Bc. et BcA. Magdaléna Nováková M2 Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D. Srovnání vlastností emulzních SBR různých výrobců detail

Srovnání vlastností emulzních SBR různých výrobců

Butadien-styrenový kaučuk (SBR) vznikl v Německu před druhou světovou válkou jako náhrada za  přírodní kaučuk a dnes je to nejvíce vyráběný syntetický kaučuk. Nejčastěji je používán pro výrobu automobilových pneumatik, pryží na podrážky, lepidel, ale také třeba žvýkaček. Druhy SBR kaučuku se liší dle množství styrenu, typu polymerizace, typu použitých antioxidantů, apod. Nejběžnější je výroba emulzní polymerací studeným způsobem při 5 °C. Vznikají tak kaučuky s optimálním poměrem dobrých mechanických vlastností a ceny. Důležitým aspektem pro následné zpracování kaučuků je znalost jejich vlastností. Celkem 10 emulzních SBR kaučuků původem z Ruska, Itálie, Srbska a České Republiky vyráběných studeným způsobem s barvícími (1500) a nebarvícími (1502) antioxidanty, bylo podrobeno základním gumárenským zkouškám pro kontrolu kvality. Stanovuje se viskozita Mooney, Tg (DSC), reologické vlastnosti (RPA), distribuce molárních hmotností (SEC/GPC) a obsah nerozpustného gelu.   
13 Bc. Vendula Tichá M2 Ing. Radka Kalousková, CSc. Směsi PVC/PCLO v přítomnosti zinečnaté látky. detail

Směsi PVC/PCLO v přítomnosti zinečnaté látky.

Měkčený polyvinylchlorid (PVC) má široké využití, například ve stavebnictví, při výrobě různých fólií, podlahových krytin či k ochraně kabelů. Mimo to se můžeme setkat i s výrobky pro zdravotnictví, zejména krevními vaky. Problémem nízkomolekulárních změkčovadel je, že časem začnou migrovat na povrch plastu a dostávají se tak do kontaktu s vnějším okolím. Proto se hledají alternativy ke stávajícím změkčovadlům, především ftalátům, které by zajistily stejné mechanické vlastnosti, ale byly by zdravotně nezávadné, bez schopnosti migrace k povrchu. Toho lze dosáhnout pomocí polymerních změkčovadel. V této práci byl jako změkčovadlo využit polykaprolakton. Polymerace ε‑kaplrolaktonu byla iniciována 2‑ethylhexanoátem zinečnatým, který je zároveň součástí stabilizačního systému pro PVC. V kombinaci s dalšími složkami systému je naším cílem připravit měkčený PVC v hnětiči, kdy během mísení dojde zároveň k polymeraci ε‑kaprolaktonu.  
14 Jonáš Uřičář B2 Ing. Jaroslav Minář Syntéza nanokompozitu polyamid 6/grafen oxid in situ polymerací detail

Syntéza nanokompozitu polyamid 6/grafen oxid in situ polymerací

Technologický rozmach často přináší nové požadavky na konstrukční materiály. Těmto požadavkům mohou dostát polymerní nanokompozity s uhlíkatými plnivy. Cílem této práce je příprava a charakterizace nanokompozitů polyamid 6/grafen oxid.             Grafen oxid byl připraven modifikovanou Hummersovou metodou a charakterizován z hlediska chemického složení, morfologie a termické stability. Syntéza nanokompozitu byla provedena in situ interkalační polymerací disperze ε-kaprolaktam/grafen oxid, reakce byla iniciována dikaprolaktamato-bis(2-methoxyethoxy)hlinitanem sodným a aktivována  1,6-hexamethylendiisokyanátem. U produktů polymerací byl sledován vliv množství grafen oxidu, resp. iniciátoru na obsah polymeru a polymerační stupeň a dále byly vyhodnoceny termické vlastnosti.  
15 Ing. Kristýna Weinertová M2 prof. Ing. Petr Sysel, CSc. Příprava a charakterizace filmů na bázi polyimidů detail

Příprava a charakterizace filmů na bázi polyimidů

Aromatické polyimidy (PI) jsou skupinou polymerů, které vykazují některé ceněné vlastnosti v širokém teplotním rozsahu. Tato skutečnost je předurčuje k využití a dalšímu výzkumu v progresivních aplikačních oblastech, jako jsou (mikro)elektronika nebo membránové separační technologie. Vlastnosti separačních membrán jsou především řízeny jejich strukturou a geometrií. Z literárních poznatků vyplývá, že začleněním siloxanového podílu do struktury PI lze cíleně ovlivnit jejich filmotvornost i separační vlastnosti. Tato práce se zabývá přípravou a charakterizací polyimidových a poly(imid-siloxanových) membrán ve formě filmů o tloušťce 14 μm až 150 μm. Výchozími monomery byly diaminy 4,4'-diaminodifenylether nebo 1,3-bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3,-tetramethyldisiloxan a dianhydridy tetrakarboxylových kyselin 4,4'-oxydiftalanhydrid nebo 4,4'-(hexafluorisopropyliden)dianhydrid. Filmy byly zhotoveny odléváním roztoků polyimidových prekurzorů v 1-methyl-2-pyrrolidonu o různé koncentraci na teflonový substrát s následnou termickou imidizací. Struktura produktů byla charakterizována IČ spektroskopií a dále byly vyhodnoceny jejich termická a mechanická stabilita a povrchové vlastnosti prostřednictvím měření kontaktního úhlu.

126 - Ústav inženýrství pevných látek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Polina Bainova B3 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Plazmon-katalýza pro povrchovou modifikací optických prvků.  detail

Plazmon-katalýza pro povrchovou modifikací optických prvků. 

Historie chemie ukazuje, že možnost provedení chemických transformací pokaždé dostane výkonný podnět po zavedení dalšího způsobu přivést vnější energii do systému (např. vývoj foto-, mikrovlnově- nebo ultrazvukem řízených reakcí). Během posledních 3 let se vyskytla další možnost iniciace chemické transformaci, a to pomoci plazmoniky. Plazmon je kvazičástice, která umožnuje koncentrovat velké množství energie v prostorových a časových souřadnicích. Bylo dokázáno, že plazmon je schopen „zvládnout nezvládnutelné“, tzn. iniciovat chemické transformace, které jsou nedosažitelné za jiných podmínek. Další výhodou plazmonem řízených chemických reakcí je možnost s nanopřesností určit „místo excitace” plazmonu, tzn. precizního (až na nanoúroveň) řízení chemické reakci.  V teto práci bylo navrženo plazmonem řízené štěpení C-I vazby ve struktuře jodoniové soli (JS), následované vytvořením organických radikálů a jejich roubováním na povrch Au. Plazmon byl excitován spojením optického vlákna s vrstvou Au se zdrojem laserového světla, a ponořením vlákna do roztoku JS. Navržený přístup poprvé využívá plazmonicky jev jako účinný nástroj pro zahájení modifikaci povrchu Au. Metoda může byt považována za velice účinnou při povrchové modifikaci a má řadu výhod z hlediska zachování materiálu a energie.  
2 Bc. Lukáš Děkanovský M2 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Inteligentní antibakterialní materiál na bázi  PDMS a vodivého polymeru.  detail

Inteligentní antibakterialní materiál na bázi  PDMS a vodivého polymeru. 

Vzrůstající rezistence bakteriálních kmenů vůči používaným antibiotikům se stává v současné době jednou z největších hrozeb a zároveň výzev dnešní medicíny. Tato práce si klade za cíl vývoj unikátního materiálu, který dokáže s bakteriální kolonizací úspěšně bojovat. Snahou je vyvinout materiál s dostatečnou mechanickou odolností pro širokou škálu aplikací, který bude mít schopnost zamezit bakteriální kolonizaci na svém povrchu. V případě, že na povrchu tohoto materiálu začnou bakterie proliferovat, dokážeme využít změny povrchových vlastností, touto kolonizací vyvolaných, k vratnému sepnutí uvolňování antimikrobiální složky. Materiál je optimalizován takovým způsobem, aby bylo možné vnějším elektrickým polem řídit uvolňování po dobu nezbytně nutnou k zahubení bakterií na povrchu. Po tomto procesu je možné materiál jednoduchým procesem vybavit novou dávkou antimikrobiální složky a připravit k opětovnému použití.    
3 Bc. Kateřina Grohmannová M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Studium kompozitních titanových nanovrstev na skleněném substrátu​ detail

Studium kompozitních titanových nanovrstev na skleněném substrátu​

Titan je pro svou bioinertnost a vysokou korozní odolnost často využíván v lékařství na výrobu implantátů, oxid titaničitý pak vykazuje antimikrobiální vlastnosti. Předmětem práce bylo studium tenkých titanových kompozitních vrstev s ušlechtilými kovy deponovanými na skleněném substrátu. Depozice kovů byla provedena metodou katodového naprašování. V práci byly studovány vlastnosti Ti-Au, Au-Ti, resp. Ti-Ag, Ag-Ti nanovrstev v různém poměru tlouštěk. Vrstvy byly studovány na vzduchu při pokojové teplotě a po žíhání při teplotě 300°C po dobu jedné hodiny. Byly stanoveny parametry pro depozici různých tlouštěk kovových vrstev a určeny elektrické, chemické a morfologické vlastnosti. Měřením plošné resistance byla změřena vodivost vrstev a jejich spojitost, UV-VIS spektrometrií byly stanoveny optické vlastnosti, pomocí konfokálního mikroskopu a mikroskopu atomárních sil byla stanovena drsnost a morfologie povrchu. Byl sledován vliv pořadí vrstev na stabilizaci svrchní vrstvy kovu Au resp. Ag, pokud je podkladovou vrstvou Ti v porovnání s obráceným pořadím. Rovněž byl sledován vliv žíhání na povrchovou morfologii a spojitost povrchu. Plány do budoucna jsou určit chemické složení povrchu metodou XPS a provést biologické testy.  
4 Bc. Barbora Ivanovská M2 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Optimalizace podmínek přípravy PVA filmů detail

Optimalizace podmínek přípravy PVA filmů

PVA je ve vodě rozpustný, biodegradabilní polymer, který nachází uplatnění především v potravinářském průmyslu. Fyzikální vlastnosti a specifické funkční použití však závisí na mnoha faktorech. Cílem práce bylo optimalizovat přípravu PVA filmů. V rámci experimentální práce byly vytvořeny polymerní fólie o různých tloušťkách a vlastnostech. Mimo jiné byla studována možnost úpravy vlastnosti folií přidáním dalších látek jako např. kovových nanočástic. K tvorbě fólií byl použit PVA o různých molekulových hmotnostech. Změna morfologie a drsnosti povrchu byla zkoumána mikroskopií atomárních sil, chemické složení bylo stanoveno metodou XPS.   
5 Bc. Adéla Karasová M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Modifikace roztoků zlatých nanočástic v PEG detail

Modifikace roztoků zlatých nanočástic v PEG

Cílem práce je nalezení nejstabilnější koncentrace roztoku trisodium citrátu (TCD) pro uchovávání koloidního zlata (Au) deponovaného do polyethylenglykolu (PEG) při pokojové teplotě. V laboratoři jsem deponovala Au nanočástice (Au NP) metodou naprašování po dobu 100s, 200s, 300s, 400s a 500s do 2ml PEG. Vzniklé koloidní zlato bylo následně zkombinováno s 18ml vodného nízkoprocentního roztoku TCD (0,5g TCD ve 100ml H2O; 1,0g TCD ve 100ml H2O; 1,5g TCD ve 100ml H2O; 2,0g TCD ve 100ml H2O). Touto cestou jsem vytvořila čtyři sady vzorků s hodnotami uvedenými výše, které byly následně analyzovány metodami AAS, TEM a UV-VIS. Byly sledovány tyto vlastnosti Au NP – tvar, velikost a koncentrace, měřené bezprostředně po přípravě roztoků. Optické vlastnosti Au NP (UV-VIS) byly hodnoceny nultý (0.), sedmý (7.), čtrnáctý (14.) a dvacátý osmý (28.) den po přípravě. Výsledky popsaných testů jsou prezentovány.
6 Bc Anna Kasparová M2 Ing. Alena Řezníčková, Ph.D. Teplotní a časová stabilita koloidních roztoků zlata detail

Teplotní a časová stabilita koloidních roztoků zlata

Projekt je zaměřen na studium teplotní a časové stability koloidních roztoků zlata v polyethylenglykolu (PEG) a polyethylenglykolu methyl ether thiolu (PEG-SH). Roztoky byly připraveny katodovým naprašováním zlata po dobu 300 a 900 s do polyethylenglykolu (AuNP-PEG) a polyethylenglykol thiolu (AuNP-PEG-SH). Následně byly připravené vzorky naředěny vodou v objemovém poměru 1:9 a tepelně namáhány při 4, 37, 60, 80 a 100 °C po dobu 1, 2, 3 a 5 hodin. Teplotní a časová stabilita koloidních roztoků byla sledována pomocí UV-VIS spektroskopie. Dále byla využita metoda transmisní elektronové mikroskopie ke stanovení velikosti, tvaru a distribuce nanočástic v roztocích. U vzorku AuNP-PEG-SH byla pozorována užší distribuce velikosti a menší rozměr nanočástic než v případě AuNP-PEG. V UV-VIS spektrech nebyla zaznamenána výraznější změna v absorpci v průběhu stárnutí, což značí vysokou časovou stabilitu obou roztoků. Naproti tomu vzorek AuNP-PEG vykazoval vyšší tepelnou stabilitu než AuNP-PEG-SH. Metodou atomové absorpční spektrometrie byl zjištěn lineární nárůst koncentrace zlata v roztoku v závislosti na době naprašování.  
7 Bc. Lucie Kousková M2 prof. Ing. Jindřich Leitner, DrSc. Fázové rovnováhy v systémech kyselina acetylsalicylová-kofein a kyselina acetylsalicylová-paracetamol detail

Fázové rovnováhy v systémech kyselina acetylsalicylová-kofein a kyselina acetylsalicylová-paracetamol

Diferenční skenovací kalorimetrie se využívá ke stanovení teplot a entalpií tání nebo také fázových přeměn, z čehož může být vytvořen fázový diagram pro daný vícesložkový systém. Ve farmacii jsou fázové diagramy využívány k určení stability polymorfů, podmínek krystalizace nebo například k prokázání eutektik, které by mohly vést k případným problémům během výroby. Zkoumány byly fázové rovnováhy v binárních systémech kyselina acetylsalicylová-kofein a kyselina acetylsalicylová-paracetamol. Naměřená data byla použita k termodynamickému výpočtu ternárního systému kyselina acetylsalicylová-paracetamol-kofein. Tato kombinace účinných látek se vyskytuje v několika léčivých přípravcích na českém trhu.
8 Bc. Markéta Krejčová M2 doc. Ing. Petr Slepička, Ph.D. Nanostruktury Au/Ti na biopolymeru detail

Nanostruktury Au/Ti na biopolymeru

Tato práce se zabývá modifikací fólie kyseliny poly-L-mléčné tenkými vrstvami titanu a zlata. Kyselina polymléčná nachází díky své biokompatibilitě uplatnění v tkáňovém inženýrství. Titan nachází uplatnění zejména díky antimikrobiálním vlastnostem. Byly připraveny série vzorků Ti/Au a Au/Ti se shodnou celkovou tloušťkou kovové vrstvy, ale různým poměrem jednotlivých vrstev. Část vzorků byla tepelně namáhána při teplotě skelného přechodu polymeru. Po zahřátí fólie s kovovými vrstvami vzniká vlnkovitá struktura, která ovlivňuje vlastnosti materiálu. Pro studium povrchových vlastností modifikované PLLA byly použity metody goniometrie a rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). U zahřátých vzorků se vlivem vzniklé vlnkovité struktury zastoupení prvků mění. Výsledky ukázaly, že u vzorků s vrchní vrstvou titanu se tento kov vyskytuje v povrchové vrstvě téměř výhradně v oxidovaném stavu ve formě oxidu titaničitého. U vzorků s vrchní vrstvou zlata dochází s rostoucím vlivem spodní titanové vrstvy k růstu kontaktního úhlu u nezahřátých i zahřátých vzorků. U vzorků s vrchní titanovou vrstvou kontaktní úhel vlivem rostoucí tloušťky spodní vrstvy zlata klesá. Práce ukázala vliv poměru tlouštěk jednotlivých kovů a vzniku vlnkovité struktury na vlastnosti materiálu.
9 Bc. Michal Pešout M2 Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D. Příprava tenkých vrstev polymeru PLLA. detail

Příprava tenkých vrstev polymeru PLLA.

Byla studována příprava tenkých vrstev kyseliny poly-L-mléčné (PLLA), jelikož se jedná o výborný způsob jak zabudovat jiné látky do původního polymeru. Od klasického roubování se liší tím, že látka je zabudována rovnoměrně do struktury polymeru a ne pouze na jeho povrch. Proces bylo nutné optimalizovat, tak aby vznikaly ideálně tlusté a homogenizované vzorky. Do tenkých vrstev PLLA byly v průběhu procesu zabudovány různé typy látek jako např. polyethylenglykol (PEG), L-lysin, kasein a také zlaté nanočástice. Vybrané vzorky byly modifikovány v plazmatu po dobu 120 s a výkonu 3 W. Povrchové vlastnosti vzorků byly studovány goniometricky (měření kontaktního úhlu) a také pomoci mikroskopie atomárních sil (AFM). Bylo prokázáno, že plazma snižuje u vybraných vzorků kontaktní úhel a pomocí AFM bylo zjištěno, že dochází ke změně povrchové morfologie.
10 Anastasia Skvortsova B3 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Pokročilé metody identifikace poškozené DNA: SERS a ANN. detail

Pokročilé metody identifikace poškozené DNA: SERS a ANN.

V současné době hraje možnost rychlé detekce DNA obrovskou roli ve farmacii, lékařství a dalších oborech. V této práci je navržena kombinace dvou efektivních metod - SERS a ANN, která umožnuje detekovat bodové poruchy DNA pomocí přenosného ramanovského spektrometru s použitím pokročilých matematických algoritmů. Metoda nevyžaduje náročnou předpřípravu vzorků ani označování DNA, je rychlá a přesná ve srovnání s jinými široce používanými metodami.  
11 Bc. Tomáš Tichý M1 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Elektrochemické leštění Cu fólií pro přípravu grafenu metodou CVD.   detail

Elektrochemické leštění Cu fólií pro přípravu grafenu metodou CVD.  

Práce je zaměřena na kvalitu připraveného grafenu metodou CVD na elektrochemicky leštěných měděných substrátech. Cílem práce bylo co nejvíce snížit drsnost povrchu měděné fólie elektrochemickým postupem a na takto elektrochemicky čištěné substráty připravit grafen. Dalším krokem je porovnat grafen narostlý na elektrochemicky leštěných měděných fóliích, s grafenem narostlým na referenční neleštěné fólii a diskutovat výsledky.  
12 Bc. František Vaněk M1 doc. Ing. Petr Macháč, CSc. Příprava grafenu ze struktury polymer/kov detail

Příprava grafenu ze struktury polymer/kov

Tato práce se zabývá přípravou tenkých vrstev uhlíku ve formě grafenu. Cílem je optimalizovat podmínky přípravy, zejména pak teploty žíhání a tloušťky vrstvy (železo, kobalt a nikl napařený na SiO2 překrytý tenkou vrstvou polymethylmethakrylátu) tak, aby vzniklé vrstvy uhlíku vytvářely grafen. Metoda je založena na tepelném formování vrstev kovu, v němž se při zvýšené teplotě rozpustí uhlík z rozloženého polymeru původně umístěného na povrchu. Během chladnutí se snižuje rozpustnost uhlíku v kovu, uhlík segreguje na fázových rozhraních, tedy na povrchu kovu a na rozhraní kov-substrát. Za vhodných podmínek se zde vytvářejí velmi tenké krystalické vrstvy uhlíku, které se svými parametry blíží grafenu. Po odleptání katalytické vrstvy kovu zbyde vrstva několikavrstvého grafenu na povrchu SiO2, který je při vhodné volbě tloušťky vrstvy SiO2 jasně patrný pod optickým mikroskopem. Dobře viditelné oblasti grafenu jsou analyzovány metodou Ramanovy spektroskopie, která poskytuje informace o počtu vrstev grafenu a jeho poruchovosti.
13 Bc. Hana Walaská M1 Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D. Modifikace kovových povrchů opticky aktivními deriváty [7]helicenu pro detekci biomolekul detail

Modifikace kovových povrchů opticky aktivními deriváty [7]helicenu pro detekci biomolekul

Heliceny a funkční vrstvy na jejich bázi jsou díky svým ojedinělým elektronickým a chiroptickým vlastnostem vhodné pro širokou škálu aplikací. Přestože byly již dříve úspěšně aplikovány např. v molekulárním rozpoznávání či sensingu, jejich využití v oblasti detekce analytů pomocí povrchově zesílených jevů (např. SERS) je zcela unikátní. S ohledem na výše zmíněné skutečnosti byly v rámci této práce nejprve připraveny a plně charakterizovány nové deriváty 9‑(pyridylethynyl)[7]helicenů. Následně byly úspěšně rozděleny pomocí preparativní HPLC s chirální stacionární fázi na jednotlivé (P)- a (M)‑enantiomery. Látky byly posléze s úspěchem použity k modifikaci předem připravených stříbrných plasmon aktivních mřížek vhodných k detekci biomolekul pomocí SERS techniky. Vlastnosti připravených hybridních nanostruktur byly studovány pomocí spektroskopických a mikroskopických metod.   



14 Bc Karolina Zaslavská M2 Ing. Kateřina Kolářová, Ph.D. Příprava vzorků hydroxyapatitu tvarovaných  pomocí methylcelulózy detail

Příprava vzorků hydroxyapatitu tvarovaných  pomocí methylcelulózy

Tento projekt je zaměřen na ovlivnění fyzikálních vlastností vzorků slinovaného hydroxyapatitu, připravených s pomocí methylcelulózy a na možnost obohacení těchto vzorků další látkou. V této práci jsem připravila několik vzorků hydroxyapatitu, které se liší poměry hydroxyapatitového prášku a methylcelulózy, a použitým rozpouštědlem. Příprava sestávala ze zhomogenizování roztoku methylcelulózy a rozpouštědla a následném přidání určitého množství hydroxyapatitu. Takto připravený materiál jsem nechala vždy usušit a poté slinovala za vysokých teplot. Na závěr jsem připravené vzorky hydroxyapatitu vždy nechala vysterilizovat v autoklávu. Pro obohacení vzorků jsem použila kurkumin. Následně jsem vybrala 6 zajímavých kombinací, na kterých jsem studovala materiálové vlastnosti. Měřila jsem nasákavost, pomocí skenovací elektronové mikroskopie jsem sledovala povrch a porozitu připravených vzorků. U vzorků obohacených kurkuminem jsem sledovala jeho postupné uvolňování do destilované vody a dále také antibakteriální vlastnosti vzorků s navázaným kurkuminem. Cílem této práce je schopnost ovlivnit výsledné vlastnosti materiálu a sledovat chování vzorků obohacených kurkuminem.  
15 Bc. Pavla Šuláková M2 doc. Ing. Jakub Siegel, Ph.D. Optimalizace procesu laserové modifikace polymeru v kapalině detail

Optimalizace procesu laserové modifikace polymeru v kapalině

Vývoj, příprava a charakterizace inovativních povrchů materiálů je obor, který je dlouhá léta na vzestupu a stále ukazuje nové možnosti materiálového inženýrství. S moderními technologiemi přišly i nové příležitosti a nový svět- nanosvět, který skýtá vlastnosti, kterých není možné v našem makrosvětě dosáhnout. Obsahem této práce je modifikace polymerního povrchu laserem v kapalném prostředí a jeho následná analýza. Ponořený polymer byl vystaven laserovému záření o různém napětí a laserovém toku. Takto připravené vzorky byly následně charakterizovány pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM) a rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). AFM poskytla informaci o reliéfu a drsnosti povrchu. Díky XPS byly pozorovány změny atomárního složení vzorků. Výsledkem této práce je výběr optimálních hodnot napětí a laserového toku pro následnou přípravu vzorků, tentokrát v kapalném prostředí obsahujícím stříbrné nanočástice. Polymery s imobilizovanými stříbrnými nanočásticemi na svém povrchu jsou slibnou skupinou materiálů, které vykazují antibakteriální účinky, což je v dnešní době s rostoucí rezistencí bakterií na antibiotika stále vyhledávanější vlastností pro bioaplikace.  

143 - Laboratoř informatiky a chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Mgr. Šárka Benešová M2 doc. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D. Analysis of single cell RNAseq data detail

Analysis of single cell RNAseq data

NG2 cells are known as progenitors of oligodenrocytes in healthy neural tissue. However, under pathological conditions they have a potential to differentiate into various cell types. After focal cerebral ischemia (FCI), NG2 cells differentiate into astrocyte-like cells which occupy slightly different area around the lesion than reactive actrocytes. This study focused on finding the differences in gene expression of reactive astrocytes and astrocyte-like cells which derived from NG2 cells after FCI in mouse model expressing markers for each of the two cell types. Single cell RNA sequencing method, together with bulk controls, provided data from which we conclude  that these two cell types create at least three expressionaly different clusters. Presentation will focus mainly on approach to data analysis and results from differential expression analysis.
2 Bc. Kamila Clarová M2 doc.Ing. Filip Lankaš, Ph.D. Modelling conformational dynamics of nucleic acid DX motif detail

Modelling conformational dynamics of nucleic acid DX motif

Modelling conformational dynamics of nucleic acid DX motif In the field of nucleic acid nanotechnology, DNA, RNA or hybrids of both can be used for creating a wide range of programmable building blocks for assemblies of artificial nanostructures. Nucleic acids have many interesting features, like the ability to create polymers or to self-assembly using base-base complementarity. Most importantly, they are not foreign molecules to cells. To design nanostructures with specific features, it is important to have good understanding of conformational dynamics of the individual building blocks. I will present an analysis of an artificial, non-helical structure, the so-called DX motif, widely used as a connecting element in nanostructure design. It is made of 5 interconnected strands to form a junction of four different helices. In my work I study a DNA, RNA, or hybrid DNA/RNA version of the motif. Based on atomic-resolution molecular dynamics simulations, I try to gather information on the motif structure, dynamics and mechanical properties. An important part of the project is also the development of suitable visualization tools.
3 Bc. Eva Matoušková M1 doc.Ing. Filip Lankaš, Ph.D. Structure and dynamics of DNA containing pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct detail

Structure and dynamics of 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 two systems, each with the pyrimidine dimer in a different strand of a double-helical DNA oligomer, and two control DNA oligomers without the dimer. DNA oligomers 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 in the simulation. The results indicate that the conformational dynamics of the dimer depends on the DNA strand in which it occurs, which can be explained by its different position in the major and minor grooves. In each case, several conformational states are observed. The structural impact of the dimer on the surrounding nucleotides is minimal and remote nucleotides are not influenced.
4 Bc. Anna Pavlů M1 doc. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D. Computational classification of bioactivity using ligand efficiency indices detail

Computational classification of bioactivity using ligand efficiency indices

Machine learning methods are one of the current strategies for the identification of novel lead compounds. Machine learning models are typically based on the prediction of ligand potencies measured by IC50, EC50, Ki, and Kd. However, the use of ligand potency in predictive modeling has been questioned because it does not always correlate with desirable ligand’s pharmacokinetic profile. Thus, various ligand efficiency indices (LEI), that associate compound potency with its physicochemical properties, such as a molecular weight or lipophilicity, were proposed and are widely accepted in drug design community. The aim of this work is to verify whether training based on ligand efficiency indices improves the machine learning classification of ligands into active and inactive classes.
5 Michal Punčochář M1 doc. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D. Computer classification of human steroid receptors ligands detail

Computer classification of human steroid receptors ligands

Human steroid nuclear receptors are activated by steroid hormones and function as transcription factors in the cell nucleus. They play a major role in both physiology and pathology and thus represent popular targets for various drugs. Using two publicly available databases we have put together a dataset of 9052 compounds and their activities on six human steroid receptors. We have analyzed the dataset and explored the properties of ligand promiscuity on those receptors. The second objective was to compare two multi-label models predicting the activity of molecules to see if the ligand promiscuity information could be used to enhance the classification performance.

148 - Ústav chemické technologie restaurování památek

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kristina Balíková M2 Ing. Michal Novák, Ph.D. Vliv vodního součinitele na vlastnosti injektážních malt detail

Vliv vodního součinitele na vlastnosti injektážních malt

Zásadním problémem a často kladenou otázkou v restaurátorské praxi je vliv množství záměsové vody, používané při přípravě injektážních malt, na jejich výsledné vlastnosti a efektivitu zásahu. Mezi restaurátory je přijímán názor, že injektážní malta by měla být co nejhustší, aby při následném odpaření vody či jejím odsátí okolním materiálem, došlo k co nejmenšímu smrštění, respektive ke snížení množství prasklin. Na druhé straně směs musí být dostatečně tekutá, z důvodu průniku i do malých trhlin, které se mohou vyskytovat na okrajích injektovaných dutin. Vliv vodního součinitele v ohraničeném porézním prostředí (např. v dutinách pod omítkovými vrstvami) nebyl zatím systematicky zkoumán. Nelze tedy určit, do jaké míry vede navyšování vodního součinitele ke zhoršení mechanické odolnosti malty či ke zhoršení jejích výsledných vlastností, jako je např. adheze k podkladu. Cílem práce je popis vlastností injektážních malt v závislosti na vodním součiniteli a zároveň nalezení optimálního množství záměsové vody pro typické aplikace.  
2 Ing. Pavla Dvořáková M2 doc.Ing. Alexandra Kloužková, CSc. Hodnocení stability modelových systémů keramika-pojivo   detail

Hodnocení stability modelových systémů keramika-pojivo  

Jednou z hlavních částí restaurátorského zásahu je lepení. Ne všechna adheziva jsou vhodná pro lepení keramických materiálů, a ještě menší část jich je vhodná pro lepení archeologických nálezů. Pro zajištění dostatečné reverzibility a stability lepeného spoje je nutná správná volba z široké nabídky lepidel různých vlastností. Hlavním cílem této práce bylo navržení metodiky měření pevnosti lepeného spoje, která by umožnila hodnocení navržených pojiv pro lepení střepů pórovité keramiky v souladu s restaurátorskou etikou. Měření byla prováděna na modelových vzorcích simulujících pórovitý střep nestabilní (teplota výpalu cca 500°C) i stabilní nízkopálený (teplota výpalu cca 950°C). Pomocí zjištěných výsledků byly vypracovány postupy lepení, které se staly součástí restaurátorských záměrů, na jejichž základě byly restaurovány archeologické nálezy ze Salmovského paláce. K restaurování byly použity reverzibilní materiály a následě byly navrženy i podmínky uložení.  Práce proběhla v rámci řešení NAKI II. č. DG18P02OVV028 „Technologie ošetření a identifikace degradačních procesů keramických nálezů z hradčanských paláců – Metody restaurování a konzervování pórovité i slinuté keramiky a porcelánu“.
3 Bc. Dominika Fink M1 doc. Dr. Ing. Martin Míka Charakterizace dekoru Papillon z produkce  sklárny Lötz Witwe z let 1880 až 1940 detail

Charakterizace dekoru Papillon z produkce  sklárny Lötz Witwe z let 1880 až 1940

Práce se zabývá zkoumáním nalezených střepů secesních skel sklárny Lötz Witwe z Klášterského Mlýna u Rejnštejna na Šumavě. Cílem je díky analýze střepů pochopit a popsat technologii tvorby dekorů z let secese a moderny. Jmenovitě dekoru Papillon, který tvoří iris a listr a který byl nově podroben SEM-EDS analýze. SEM prokázal technologii výroby dekoru Papillon, založené na nanesení irisu na povrch ještě nevychladlého výrobku a po jeho zchladnutí následné zaválení listru. Výsledky z EDS byly srovnatelné s těmi z RFA. Taktéž byly zkoumány optické vlastnosti dekoru Papillon a zjištěn trend barevnosti listrových skvrn obsahujících olovo a stříbro, které se v odraženém světle jeví na barevném skle modře až modrofialově, na bezbarvém základu a v procházejícím světle z rubové strany jsou však žluté nebo nažloutlé.  



4 Bc. Klára Kuchťáková M2 Ing. Klára Drábková Vlastnosti a stabilita různých typů perlové celulózy detail

Vlastnosti a stabilita různých typů perlové celulózy

Historický textil je mnohdy silně znečištěn a jednou z částí restaurátorského zásahu je jeho čištění. Protože je textil jedním z nejcitlivějších materiálů, je nutno k němu tak přistupovat a před samotným zásahem materiál podrobit průzkumu, na základě kterého lze volit další postup. Jednou z metod čištění textilu suchou cestou je použití perlové celulózy, čisté regenerované celulózy ve formě makroporézních kulovitých částic, která je schopná díky své struktuře při vysychání absorbovat velké množství povrchových nečistot. Cílem této práce bylo porovnat druhy komerčně dostupné Perlozy, lišící se od sebe velikostí částic a celkovým objemem pórů. Jednotlivé druhy Perlozy byly charakterizovány pomocí pH výluhu, obsahu chloridových iontů, které mohou být přitomné z výroby, barevnou změnou a změnou průměrného polymeračního stupně po stárnutí. Zkoušena byla také účinnost čištění jednotlivých druhů na zašpiněných hedvábných vzorcích a jejich odstranitelnost. Výsledky zkoušek neprokázaly předpokládanou žádoucí účinnost při čištění hedvabí a ukázaly, že všechny druhy perlové celulózy jsou z materiálu více či méně neodstranitelné. Z hlediska změny docházelo u všech typů Perlozy k poměrně malému snížení průměrného polymeračního stupně po stárnutí, ale k velmi významné změně barevnosti.       
5 Bc. Ondřej Limpouch M2 Ing. Michal Novák, Ph.D. Rizika chemického čištění nástěnných olejomaleb detail

Rizika chemického čištění nástěnných olejomaleb

V současné době se při čištění nástěnných maleb jako jeden z čisticích prostředků používá citrát amonný. Tato látka byla použita i pro odstraňování odolných nečistot z nástěnných maleb v kostele Nanebevzetí Panny Marie v Táboře-Klokotech. Bylo zjištěno, že v některých případech je třeba pro úspěšné odstranění nečistot používat i poměrně koncentrované roztoky. Ačkoliv literatura neuvádí, že by v důsledku použití citrátu amonného mohlo docházet k poškození barevné vrstvy, byl Ateliérem restaurování nástěnné malby a sgrafita Fakulty restaurování Univerzity Pardubice navržen průzkum chování barevné vrstvy nástěnných maleb v průběhu čištění citrátem amonným. V první fázi je výzkum zaměřen především na chování zvolených pigmentů v roztocích kyseliny citronové, v roztocích jejích mono-, di- a triamoných solí a v roztocích amoniaku. Kyselina citronová i amoniak jsou látky, které mohou tvořit rozpustné komplexy s celou řadou prvků. Tyto látky a jejich směsi tedy mohou potenciálně s pigmenty obsaženými v barevné vrstvě reagovat. Tím může dojít k nevratnému poškození nástěnné malby.
6 Bc. Kateřina Mlsnová M2 Ing. Irena Kučerová, Ph.D. Technologie restaurování skleněné mozaiky na hliníkové podložce detail

Technologie restaurování skleněné mozaiky na hliníkové podložce

Technologie restaurování skleněné mozaiky na hliníkové podložce Se skleněnými mozaikami lepenými pomocí polyvinylbutyralové folie na skle nebo hliníkové podložce se setkáváme od 60. let 20. století. Jejich počátek je spjatý s n. p. Železnobrodské sklo a se jménem výtvarnice Elišky Rožátové. Často se jedná o velmi kvalitní umělecká díla, která jsou bohužel kvůli době vzniku často opomíjena. Působením povětrnostních vlivů na tyto exteriérové mozaiky dochází k poškození adheziva, které fixuje mozaikové kameny k podložce a tak dochází k odpadávání jednotlivých kostek. Cílem této práce bylo vybrat vhodné adhezivum, které by mohlo být použito k jejich restaurování. Experiment byl navržen tak, aby z komerčně dostupných lepidel bylo vybráno takové, které má dobrou odolnost vůči stárnutí v exteriéru (působení UV záření, vlhkosti a teploty), má dobrou zpracovatelnost, konzistenci a použitelnost v praxi, pro lepení kamenů na svislou podložku. Stabilita adheziv byla zjišťována metodami umělého stárnutí: suchým teplem při teplotě 60 °C, vlhkým teplem při podmínkách 60 °C a 80 % relativní vlhkosti a kombinací vlhkého tepla a UV záření v QUV panelu. Dále byly sledovány a popsány vybrané fyzikální vlastnosti s cílem určit nejvhodnější lepidlo pro konzervátorsko-restaurátorské zásahy v praxi.  
7 RNDr. Bc. Milena Nečásková, ak. mal. M1 Ing. Michal Novák, Ph.D. Konsolidace barevné vrstvy na vápenných omítkách detail

Konsolidace barevné vrstvy na vápenných omítkách

Uvolňování barevné vrstvy a rozpad podložních omítek je nejběžnějším poškozením nástěnných maleb a jejich konsolidace je základním úkonem restaurátora. Cílem práce bylo porovnat vlastnosti pěti v praxi používaných konsolidantů z hlediska účinnosti zpevnění a optických vlastností, bezprostředně po zpevnění vzorků a po stárnutí v klimatické komoře, resp. pod UV zářením. Zkoumána byla také propustnost vzorků pro vodní páru, nasákavost, úhel smáčení a odolnost vůči napadení plísněmi. Vzorky, napodobující nástěnnou malbu, byly připraveny z vápenné a vápeno-sádrové malty s nepojenou barevnou vrstvou z ultramarinu, křídy a titanové běloby. Jako konsolidanty byly vybrány roztok akrylátu  Paraloid B72, vodná akrylátová disperze Lascaux 2063, vodný roztok polyvinylalkoholu, vodný roztok Tylose MH1000 a klasická vaječná tempera. Během práce byl použit nový způsob vyhodnocování zkoušek odtrhem pro málo soudržné materiály. Žádný z konsolidantů nebyl nejlepší ve všech sledovaných vlastnostech. Dobře se osvědčil Paraloid B 72 a překvapením byly velmi dobé výsledky polymeru Tylose MH1000. Pevnost a optické vlastnosti se stárnutím měnily málo. Rozdíly mezi vlastnostmi barevných vrstev na obou druzích malt byly malé.   



8 Bc. et Bc. Pavla Náhunková M1 Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D. Účinek rýžové mouky na vlastnosti vápenných kaší detail

Účinek rýžové mouky na vlastnosti vápenných kaší

Vápenná pojiva jsou ve stavitelství používána napříč stoletími. Jejich vlastnosti byly na základě zkušeností upravovány různými přísadami. V oblasti starověké Číny se uplatnila především lepivá rýže, která byla také použita při budování Velké čínské zdi. Práce se zabývá účinkem rýžové mouky na vlastnosti kaší ze vzdušného vápna. V experimentu byly umíchány dvě modelové kaše s rozdílným podílem aditiva a jedna srovnávací bez přísad, které tvrdly 28 a 90 dní. Během zrání byl sledován vývoj mineralogického složení pomocí XRD. Připravené vzorky byly podrobeny standardizovaným zkouškám stavebních materiálů a byly analyzovány pomocí TG-DSC a SEM. Využitím termické analýzy a skenovací elektronové mikroskopie byla potvrzena možnost identifikace aditiva. Na snímcích SEM byl pozorován účinek aditiva s obsahem přírodního polymeru na průběh krystalizace vápenného pojiva. Jeho množství ovlivnilo výsledný tvar a velikost krystalů kalcitu. Přídavek lepivé rýže v pojivu urychlil tuhnutí, zvýšil pevnost v tlaku a zlepšil výsledky stanovení odolnosti proti krystalizaci solí u 28denních vzorků. Po 90 dnech přítomnost aditiva nevykazovala výrazně odlišné vlastnosti od srovnávací kaše.
9 Bc. Kateryna Popova M2 Ing. Vítězslav Knotek, Ph.D. Čištění povrchu polyesterových skelných laminátů detail

Čištění povrchu polyesterových skelných laminátů

Práce byla zaměřená na čištění povrchu uměleckých děl z polyesterových skelných laminátů po venkovní expozici pomocí několika metod, vyhodnocení jejích účinnosti a vlivu na materiál. Experiment byl proveden na vzorcích laminátu přirozeně stárnutého ve venkovním prostředí. Bylo vyzkoušeno chemické čištění, chemicko-fyzikální čištění kombinací chemických prostředků a kartáčků a fyzikální čištění tryskáním, UV laserem a TEA CO2 laserem. Byla provedena fotodokumentace, změřeno pH povrchu, sledována změna barevnosti a drsnosti povrchu. Výsledky odhalily hlavní výhody a nevýhody jednotlivých metod čištění. Výhodami chemického čištění je jednoduchost zásahu a možnost volby čisticího prostředku podle typu znečištění; nevýhodou je obtížnost odstraňování nečistot z mikrotrhlin na povrchu. Použití kartáčků nemá vliv na výsledek čištění, naopak způsobuje poškrábání povrchu. Výhodou tryskání je odstraňování zežloutlé vrstvy pryskyřice a snížení hloubky a počtu mikrotrhlin. Mezi nevýhody patří to, že je odstraněna i část původního materiálu. Čištění UV laserem je nutné provádět fokusovaným paprskem, protože nefokusovaný paprsek způsobuje degradaci laminátu. Navíc je tato metoda náročná na vybavení a čas. CO2 laser není pro čištění laminátů vhodný, protože způsobuje výrazné poškození povrchu.
10 Martina Valentová M1 doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D. Konzervace olova pomocí vosků a laků   detail

Konzervace olova pomocí vosků a laků  

Olovo podléhá v přítomnosti organických těkavých látek korozi. Zejména se jedná o páry kyseliny mravenčí a octové. Výpary těchto látek se v atmosféře objevují především z důvodu degradace dalších přítomných materiálů na organické bázi (např. papír či dřevo). Koroze materiálu se navenek projeví bělavými nesoudržnými krustami korozních produktů, které se formují na povrchu napadeného kovu. Jedním z možných způsobů protikorozní ochrany kovových materiálů jsou bariérové povlaky na bázi vosků a laků. Tato práce si klade za cíl vyzkoušet a nalézt vhodné zástupce vosků a laků, které by mohly být použity při ochraně olova v atmosféře s kyselinou octovou a ověřit vliv benztriazolu jako korozního inhibitoru na ochranný účinek povlaku. Rezistometrická olověná čidla byla opatřena roztoky včelího a mikrokrystalického vosku s i bez přídavku benztriazolu. Z laků byly vybrány akrylátové pryskyřice Paraloid B48N a Paraloid B72. Byl testován vliv rozpouštědla a četnost ponorů olověných vzorků a čidel do roztoků na ochranné vlastnosti povlaku. Jako nejlepší se hlediska ochrany i nejmenší barevné změny ukázal povlak vytvořený čistým Paraloidem B48N. Nejvhodnější rozpouštědlo pro vosky byl lékařský benzín; násobnost ponorů do roztoku neprokázala zlepšení ochranných vlastností povlaku.
11 Veronika Váchová B3 Bc. Pavlína Koubová, DiS. Baldachýn z Pražského hradu detail

Baldachýn z Pražského hradu

Rozměrný purpurovozlatý baldachýn s florálními motivy v tzv. blondelovském stylu pochází z interiéru Malé audienční místnosti na Pražském hradě a je datován do 2. poloviny 19. století. Baldachýn tvoří vrchní tkanina z hedvábných vláken, bavlněná podšívka, ozdobná porta, třásně a šest střapců s dřevěným jádrem. Vzor na baldachýnu ve vínové, růžové a béžové (původně zřejmě zlaté) barvě je rokokový. Je tvořen kyticemi z květů růží a macešek, které jsou umístěny do medailonů vymezených boltcovým dekorem a páskami s mřížkou. Jednotlivé medailony tvořící raport se opakují v pruzích. Do požadovaného tvaru je baldachýn formován pomocí několika masivních švů. Restaurování baldachýnu spočívalo v jeho očištění od prachu, přišití odtržených třásní a utrženého střapce a slepení popraskaných jader střapců. Byl proveden také textilně-technologický rozbor a dokumentace raportu vzoru. Na závěr byl baldachýn uložen v krabici z pH neutrálního kartonu a byly doporučeny podmínky pro jeho vhodné uložení a expozici. Dále byl navržen také další restaurátorský zásah, který by si zasloužila především fotodegradací značně poškozená podšívka.
12 Blanka Zachariášová B3 Ing. Katarína Haberová Vplyv účinku nízkoteplotnej atmosférickej plazmy na fotografie detail

Vplyv účinku nízkoteplotnej atmosférickej plazmy na fotografie

Fotografie sú typické svojou umeleckou hodnotu, dôkazom čoho sú mnohé snahy o ich zachovanie a zabránenie mechanickému či mikrobiálnemu poškodeniu alebo rôznym zmenám vznikajúcich v procese starnutia (blednutie farby, strata hustoty farby). V posledných rokoch sa v literatúre objavujú informácie o využití nízkoteplotnej atmosférickej plazmy práve v oblasti objektov kultúrneho dedičstva a tiež aj v oblasti fotografie. Predmetom nášho skúmania bolo zistiť, do akej miery môže ovplyvniť plazmový výboj vlastnosti a dlhodobú stabilitu fotografického obrazu, predovšetkým aký je vplyv nízkoteplotnej vzdušnej plazmy na optické vlastnosti fotografie a na štruktúru želatíny ako hl. zložky svetlocitlivej vrstvy. Nevyhnutnosťou je zabezpečiť, aby plazma nemala deštruktívny charakter na fotografický obraz, a preto bolo potrebné vyhodnotiť všetky zmeny denzitometrických, kolorimetrických a spektrálnych vlastností pripravených vzoriek a porovnať ich stabilitu v závislosti od doby pôsobenia plazmového výboja na fotografiu. Štúdium vplyvu účinku ADRE plazmy na vlastnosti čiernobielej želatínovej fotografie bolo úspešné, nakoľko sme preukázali, že plazmový výboj nemal deštrukčný účinok na fotografický obraz, keďže v procese pôsobenia plazmového výboja nedošlo k veľkým zmenám v štruktúre želatíny.
13 Rebeka Zembjaková B3 doc. Ing. Milena Reháková, PhD. Využitie plazmových úprav pri čistení kovových nití v historických textíliach detail

Využitie plazmových úprav pri čistení kovových nití v historických textíliach

Práca je zameraná na štúdium alternatívnych metód čistenia pomocou nízkoteplotnej atmosférickej plazmy a prešetrenie jej účinku na historické textílie obsahujúce kovové nite. Cieľom bolo odstránenie znečistenia a koróznych produktov z povrchu objektov, bez poškodenia kovových i textilných súčastí. V experimentálnej časti boli preskúmané a charakterizované vzorky kovových pozamentov (ozdobných častí textilu – stužky, šnúrky, strapce a pod.) rôzneho anorganického a organického charakteru, odlišných vzorov a spôsobu tkania, ktoré pochádzajú z 19. a 20. storočia z územia Slovenska. Analýza materiálu bola vykonaná pomocou XRF, FTIR spektroskopie, optickej mikroskopie a SEM-EDS metódy. Následne bola na vzorky aplikovaná plazmová úprava pomocou plazmovej trysky pri atmosférickom tlaku (frekvencia 20 kHz, napätie 10 kV, príkon 300 W, Diener Electronics GmbH + Co.) a rôznych podmienkach z hľadiska vzdialenosti od povrchu, času pôsobenia a pracovného plynu. Účinnosť bola sledovaná vizuálne, mikroskopicky a spektroskopicky. Na základe experimentu boli hľadané optimálne parametre plazmového ošetrenia, ktoré spĺňajú podmienku zachovania pôvodnej identity textílie s kovovými niťami, ale pri ktorých by bol súčasne proces úspešný z hľadiska odstraňovania produktov korózie a znečistenia.  
14 Mgr. Michaela Závadská B4 Bc. Veronika Šulcová, Dis. Restaurování barokní loutky detail

Restaurování barokní loutky

Předmět „Barokní loutka“ ze sbírek Muzea hlavního města Prahy (Inv. č. H 042 655) byl restaurován v rámci předmětu Semestrální práce IV. pod odborným vedením restaurátorky s licencí a pedagogů z VŠCHT Praha – ÚCHTRP. Tělo „loutky“ (při historickém průzkumu bylo zjištěno, že se jedná o figurku z vánočního betléma) bylo vyrobeno z kovového drátu, koudele z lýkových vláken, řídce tkaného plátna a vyřezávaného dřeva s polychromií. Její oděv se skládal z bavlněné košile s límcem, hedvábné damaškové vesty (pouze přední díly), volných hedvábných kalhot, hedvábné šerpy, bavlněného kabátce a imitace punčoch z hedvábného kepru. Kabátec i vesta byly pošity kovovými knoflíky. Po provedení průzkumu předmětu bylo přistoupeno k restaurátorskému zásahu, jenž spočíval v demontáži jednotlivých oděvních součástí (vyjma kalhot), jejich čištění a zajištění poškozených míst. Z levého rukávu byly odstraněny pozdější opravy a byla provedena jeho tvarová rekonstrukce. Čištěny byly rovněž dřevěné součástky figurky. Olupující se polychromie byla zpevněna injektáží roztokem želatiny. Při zpětné montáži bylo snahou se co nejvíce přiblížit stylu původního upevňování a šití. Pro účely adjustace byla vyrobena krabice z lepenky KLUG s lůžkem z vrstveného pěnového PE.  



15 Bc. Zuzana Širillová M1 doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič Degradace pigmentů na bázi arsenu v prostředí nástěnných maleb. detail

Degradace pigmentů na bázi arsenu v prostředí nástěnných maleb.

Materiálový výskum gotických nástenných malieb odkrytých v kostole sv. Havla v Kuřívodech pri Ralsku, identifikoval prírodné minerály, akými sú mimetit (Pb5(AsO4)3Cl) a krokoit (PbCrO4), ktoré neboli intenzívne používané v Európe. Hypotéza nasvedčuje tomu, že mimetitová fáza vznikla ako dôsledok degradácie auripigmentu (As2S3)  a realgáru (As4S4) v koróznom prostredí nástenných malieb. Cieľom práce bolo objasnenie možných degradačných produktov v prítomnosti rôznych faktorov prostredia v nástenných maľbách. Pigmenty, akými boli auripigment, realgár, olovená beloba, a mínium, boli aplikované na prípravnú vrstvu technikou secco v rámci modelových experimentov. Vzorky boli ponorené do nádob s dvoma typmi koróznych prostredí na bázi destilovanej vody:  0,1 M roztok NaCl a 0,1 M roztok NaCl s postrekom 0,1 M roztoku kyseliny šťaveľovej (C2H2O4) na vrstvu pigmentov, a prikryté priesvitnou fóliou s otvorom vo veľkosti 5 x 4 cm, a voľne ponechané v digestore, za laboratórnych podmienok, po dobu 50 dní. Analytické metódy, akými boli SEM-EDX a μ-Raman spektroskopia, preukázali prítomnosť minerálu mimetitu ako degradačného produktu na vzorke s auripigmentom a olovenou belobou vystaveného koróznemu prostrediu 0,1 M roztoku NaCl s postrekom 0,1 M roztoku C2H2O4 na povrchu náteru pigmentov.
16 Eliška Špotová B4 Ing. Klára Drábková Restaurování divadelního kostýmu tanečnice detail

Restaurování divadelního kostýmu tanečnice

Restaurovaným předmětem byl divadelní kostým tanečnice z Prodané nevěsty Národního Divadla, rok 1963 (Národní muzeum).  Restaurování proběhlo v rámci Semestrálních prací IV v restaurátorských dílnách VOŠTŘ. Šaty mají růžový živůtek, zdobený látkou potaženými knoflíky a mašlí, a tylovou sukni. Šaty byly znečištěny prachovými částicemi a mimo jednu trhlinu v živůtku byly v dobrém stavu - více poškozená byla tylová sukně, ve které se nacházelo množství drobných trhlin. Nejprve proběhl důkladný průzkum předmětu, poté se přešlo k samotnému restaurování. Mašle a knoflíky byly demontovány a šaty byly čištěny vysátím. Knoflíky byly částečně zkorodované a zanechaly na živůtku skvrny od korozních produktů - ty byly čištěny 3% roztokem kyseliny šťavelové. Poté byly šaty čištěny mokrou cestou v lázních s vhodnými detergenty - Syntapon L a DETA pro vlnu. Trhlina na živůtku byla konsolidována šitou skeletáží, trhliny v tylu byly doplněné ruční tylovou výplní. Demontované knoflíky byly očištěny od korozních produktů a opatřeny tenkou vrstvou ochranného filmu (10% roztok Paraloidu B72 v xylenu). Vzhledem ke konstrukci knoflíků, která neumožňovala jejich celkové ošetření proti korozním procesům, bylo rozhodnuto o jejich výměně za kopie. Předmět byl zpětně kompletován a uložen do ochranného obalu.



17 Anna Šrámková B3 Ing. Markéta Škrdlantová, Ph.D. Černé šaty rodiny Bartizalů detail

Černé šaty rodiny Bartizalů

Černé dámské šaty z rodiny Bartizalů datované do 40. až 50. let 20. století byly restaurovány v rámci Odborné praxe I ve Středočeském muzeu v Roztokách.  Zapínají se patentkami na přední části horního dílu, mají krátké rukávy s ramenními vycpávkami, střídmý výstřih a nepříliš širokou sukni.  Před restaurováním byly šaty pomuchlané, znečištěné prachem, potrhané, byla utržená patentka ponechaná v zapnutí a odpáraná část rukávu. Ramenní vycpávky byly také poškozené.  Nejdříve byl proveden textilně-technologický průzkum.  Před čištěním byly ze šatů demontovány vycpávky, flotující nitě byly přichyceny hedvábnou organzou a u jedné vycpávky byla jedna příliš poškozená strana překryta francouzskou krepelínou.  Šaty byly čištěny mokrou cestou. Poškozená místa - díry menší než 2 cm v průměru - byla podložena dobarveným plátnem a skeletována nití taženou z hedvabné organzy. Byla přišita uvolněná část rukávu a utržená patentka. V posledním kroku byly opět přišity vycpávky.  Šaty byly uloženy naplocho do krabice z nekyselého kartonu a předány do depozitáře muzea. 

215 - Ústav technologie ropy a alternativních paliv

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Aneta Balková B3 Ing. David Kubička, Ph.D., MBA Vliv metody připravy Mg-Fe a Mg-Al směsných oxidů na konverzi furfuralu detail

Vliv metody připravy Mg-Fe a Mg-Al směsných oxidů na konverzi furfuralu

Biopaliva II. generace lze připravit termickými, biochemickými nebo chemickými metodami. Kyselým štěpením polysacharidů lze získat z biomasy furfural. Aldolová kondenzace je acido-bazicky katalyzovaná reakce během které vzniká nová vazba C-C. Dnes jsou intenzivně studovány zeolity, oxidy kovů, či směsné oxidy jako katalyzátory aldolové kondenzace. Hydrotalcity lze připravit několika metodami, jako ko-precipitační, sol-gel, či hydrotermální. Hydrotacity připravené různými metodami budou mít odlišné texturní a acido-bazické vlastnosti. Cílem práce je charakterizace Mg-Al a Mg-Fe hydrotalcitů připravených různými metodami a jejich testování v aldolové kondenzaci furfuralu s acetonem.
2 Bc. Lukáš Kejla M2 Ing. Martin Staš, Ph.D. Analýza vodné fáze pyrolýzních bio-olejů detail

Analýza vodné fáze pyrolýzních bio-olejů

Pyrolýza lignocelulózové odpadní biomasy je nejjednodušší cestou, jak tuto surovinu s nízkou energetickou hustotou převést na kapalné palivo zvané bio-olej s hustotou 2-10 krát vyšší.  Jako vedlejší produkt pyrolýzy vzniká velké množství vody, čehož následkem se produkt po ochlazení může rozdělit na organickou a vodnou fázi. Organická fáze nadále obsahuje vodu (20-40 % hm.), kterou lze z velké části oddělit centrifugou. Takto vzniklé vodné fáze obsahují velké množství polárních sloučenin. V současnosti pro ně však neexistuje rentabilní využití, které by vedlo k minimalizaci ztrát z provozu pyrolýzy a jsou obvykle zpracovávány v čistírnách odpadních vod. Mezi potenciální metody pro využití vodných fází z pyrolýzy patří: reformování, hydrodeoxygenace či mikrobiologická přeměna. Pro možné rozšíření těchto metod je nutná detailní znalost chemického složení vstupní suroviny. Předmětem této práce je vedle studia rozsahu extrakce polárních látek do vody při centrifugaci organické fáze bio-oleje, také analýza chemického složení vodné fáze z pyrolýzy pšenično-ječné slámy a energetické traviny miscanthus. Metodou GC-MS bylo stanoveno zastoupení termicky stabilních těkavých látek. Titračními a spektroskopickými metodami byl dále zjištěn obsah karboxylových kyselin, karbonylů, fenolů a vody.  



3 Bc. Tomáš Macek M1 Ing. Martin Staš, Ph.D. Jak ovlivňuje druh biomasy chemické složení pyrolýzního bio-oleje? detail

Jak ovlivňuje druh biomasy chemické složení pyrolýzního bio-oleje?

Pyrolýzní bio-oleje vznikají termickým rozkladem biomasy za nepřítomnosti kyslíku. Hlavním problémem širšího uplatnění bio-olejů je vedle jejich nepříznivých vlastností i různorodost chemického složení, které silně závisí na surovině i podmínkách pyrolýzy. Cílem této práce bylo provést co nejpodrobnější analýzu chemického složení bio-olejů vyrobených z různých druhů biomasy. Důraz byl kladen na kvantifikaci těkavých sloučenin pomocí GC-MS a na stanovení celkového obsahu jednotlivých skupin kyslíkatých látek (kyselin, karbonylů a fenolů) pomocí potenciometrické titrace a UV-VIS. Studovány byly (i) bio-oleje vyrobené ve výzkumném centru Fraunhofer UMSICHT laboratorní ablativní pyrolýzou (smrkového, bukového a topolového dřeva, slámy a rychle rostoucí trávy miscanthus) a (ii) komerčně dostupný bio-olej od firmy BTG vyrobený pyrolýzou dřeva v rotačním kónickém reaktoru. Obě pyrolýzní jednotky byly provozovány za shodné teploty 550 °C, zaručující maximální výtěžek bio-oleje a zároveň porovnatelnost bio-olejů v závislosti na druhu biomasy. Naměřené výsledky byly porovnány se znalostmi získanými rešerší, přičemž byla diskutována zejména závislost obsahu jednotlivých skupin kyslíkatých sloučenin na obsahu základních stavebních jednotek lignocelulózy v příslušném druhu biomasy.



4 Bc. Petr Pozděna M2 Ing. David Kubička, Ph.D., MBA Chrakterizace a testování katalyzátoru CuZn promotovaného Al detail

Chrakterizace a testování katalyzátoru CuZn promotovaného Al

Hydrogenolýza za přítomnosti heterogenního katalyzátoru je klíčovou reakcí při produkci alkoholů z esterů. Za tímto účelem je v současné době využíváno Adkinsových katalyzátorů, které obsahují měď a toxický chrom. Na základě principů zelené chemie je vhodné najít alternativu pro Adkinsův katalyzátor, při zachování aktivity a selektivity. Z toho důvodu byly studovány katalyzátory na bázi Cu-Zn-Al. Katalyzátory byly získány ko‑precipitační metodou, která je jednoduchá a přístrojově nenáročná. Testováno bylo 5 katalyzátorů s různými poměry výše zmíněných kovů, a to v průtočném reaktoru s pevným ložem. U katalyzátorů byla stanovena konverze modelového esteru (dimethylhexandioát) a selektivita na hlavní produkt (hexan‑1,6‑diol). Na základě získaných dat byla porovnána aktivita katalyzátorů. Kvantitativní zastoupení kovů v katalyzátoru bylo potvrzeno pomocí XRF a AAS. Fázové složení katalyzátorů bylo charakterizováno pomocí XRD. Velikost pórů a specifický povrch byl stanoven fyzisorpcí dusíku.  
5 Bc. Klára Čechová M2 doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. Jaké uhlovodíky byly s využitím GCxGC-MS nalezeny v upraveném bio-oleji? detail

Jaké uhlovodíky byly s využitím GCxGC-MS nalezeny v upraveném bio-oleji?

Pyrolýzní bio-oleje mohou být po hydrogenační stabilizaci přepracovány společně s ropnými frakcemi v rafinérii na motorová paliva. Před finálním zpracováním upraveného bio-oleje je třeba znát jeho detailní charakteristiku. Zatímco pro stanovení některých základních fyzikálně-chemických vlastností bio-olejů a produktů jejich zpracování je možné použít konvenční metody pro ropná paliva, stanovení chemického složení je mnohem obtížnější. Složení hydrogenačně zpracovaných bio-olejů může být stále velmi komplexní, neboť tyto často obsahují zbytková množství kyslíkatých látek (fenoly, kyseliny atd.). Pro detailní analýzu těkavých sloučenin lze s výhodou využít pokročilé metody dvoudimenzionální komprehenzivní plynové chromatografie (GCxGC). Díky kombinaci polární a nepolární kolony umožnuje GCxGC dosáhnout významně lepší separaci vzorku vedoucí k přesnější informaci o zastoupení jednotlivých sloučenin. Cílem tohoto příspěvku je porovnat výsledky stanovení uhlovodíků získaných pomocí GCxGC-MS-FID a jednokolonové plynové chromatografie GC-MS a odhalit nové uhlovodíkové sloučeniny, které lze detekovat s využitím metody GCxGC.



216 - Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Ondřej Hlaváček B3 Ing. Marek Staf, Ph.D. Výroba zeolitu z popílků detail

Výroba zeolitu z popílků

Příspěvek se zabývá studiem chemické transformace elektrárenských popílků na adsorbenty se strukturou podobnou přírodním zeolitům. Elektrárenské popílky jsou v rámci české energetiky produkovány ve velkých objemech, přičemž možnosti jejich následného využití jsou limitované. Jsou zkoumány fyzikálně-chemické podmínky procesu, vedoucí k produktu s nejlepšími dosažitelnými vlastnostmi (specifický povrch, textura aj.).
2 Tereza Kozáková B3 Ing. Marek Staf, Ph.D. Konstrukce akumulátoru (zdroj lithia) detail

Konstrukce akumulátoru (zdroj lithia)

Prezentovaná práce se zabývá aktuální problematikou vztahu světových těžitelných zásob lithia a rozvoje elektromobility. Závěry týkající se udržitelnosti politicky podporovaného trendu zvyšování podílu elektromobilů na silniční dopravě byly učiněny na základě literární rešerše. Při vyhodnocení jsou zohledněny ověřené a předpokládané zásoby Li na straně jedné a predikce navyšování počtu automobilů s lithium-iontovými akumulátory na straně druhé.
3 Marek Mrva B3 Ing. Veronika Kyselová, Ph.D. Příprava impregnovaných sorpčních materiálů detail

Příprava impregnovaných sorpčních materiálů

V této práci budou porovnávány různé materiály pro nízkoteplotní záchyt CO2. Pro tento postup je možné využívat běžně dostupné materiály nebo případně impregnované, které mohou mít vyšší sorpční kapacitu pro CO2. U jednotlivých vzorků budou stanoveny jejich vlastnosti, jako např. BET povrch, celkový objem pórů a distribuce pórů na přístroji Coulter SA 3100. Dále budou provedeny sorpční testy s oxidem uhličitým. Získané vlastnosti a sorpční kapacity budou porovnány pro vzorky bez impregnace a vzorky impregnované vybraným impregnačním činidlem.
4 Bc. Kateřina Vondráková M1 doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D. Studium katalyzátorů na bázi niklu na methanizační reakci při nízkých tlacích detail

Studium katalyzátorů na bázi niklu na methanizační reakci při nízkých tlacích

S rostoucí koncentrací oxidu uhličitého v atmosféře se v posledních letech projevuje snaha o jeho využití v technologických procesech CCS (Carbon, Capture and Storage) a zejména CCU (Carbon, Capture and Utilization). Jednou z technologií CCU je i proces katalytické methanizace oxidu uhličitého a vodíku. Při tomto procesu se využívá vodík, který může být vyrobený z přebytků elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie s nestálou produkcí. Jedná se například o elektrickou energii získanou z fotovoltaických, nebo větrných elektráren. Produktem katalytické methanizace je syntetický zemní plyn (SNG), který obsahuje zejména methan. Tento plyn je stejně energeticky využitelný jako zemní plyn získaný těžbou. Jedná se však o obnovitelný, nikoli fosilní zdroj energie.    Náplní práce byla příprava a otestování niklových katalyzátorů s různým počtem impregnací. Methanizační reakce byly prováděny za přetlaku 0,5 MPa v průtočném reaktoru za použití stechiometrické směsi vodíku s oxidem uhličitým (modelový plyn).  Během methanizace byla sledována katalytická aktivita, konverze vodíku a oxidu uhličitého a selektivita na methan.
5 Bc. Vít Šrámek M2 Ing. Marek Staf, Ph.D. Příprava biocharu pyrolýzou odpadní biomasy a jeho aktivace detail

Příprava biocharu pyrolýzou odpadní biomasy a jeho aktivace

Adsorpční materiály jsou dnes čím dál rozšířenějším způsobem, jak dosáhnout snížení emisí znečišťujících látek produkovaných v různých průmyslových odvětvích. Jejich předností je zejména vysoká sorpční kapacita pro zachytávání nepolárních látek. Dnes se tyto materiály vyrábějí především z fosilního neobnovitelného zdroje - uhlí. Pro jejich výrobu lze však použít i zdroje obnovitelné jako je například dřevo a jiné materiály obsahující lignocelulózu. Pyrolýzou, termickým rozkladem suroviny za nepřístupu oxidačního média, vzniká kromě plynné složky (pyrolýzní plyn) a kapalné složky (pyrolýzní kondenzát) také pevný zbytek, z něhož lze následnou aktivací vyrobit adsorpční uhlíkatý materiál (aktivní uhlí). Ekologicky a ekonomicky výhodné by pro tyto účely bylo využití odpadní biomasy, čímž by se zhodnotil jednak materiálově nevyužitý odpad a zároveň by se nahradila neobnovitelná surovina. Pevný zbytek po pyrolýze biomasy, který dosahuje určitých specifických parametrů se nazývá biochar. Tato práce si klade za cíl výrobu biocharu z odpadní biomasy (stonky, pazdeří z technického konopí) pyrolýzou a jeho následnou termickou aktivaci za různých podmínek tak, aby výsledný uhlíkatý materiál dosahoval co nejlepších sorpčních vlastností blížících se komerčně dostupným uhlíkatým adsorbentům.

217 - Ústav technologie vody a prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Dominik Andreides M2 Ing. Dana Pokorná, CSc. Autotrofní denitrifikace průmyslových odpadních vod detail

Autotrofní denitrifikace průmyslových odpadních vod

Nejrozšířenějším procesem pro odstraňování dusičnanů z odpadních vod je heterotrofní denitrifikace, která je účinná pouze při dostatečném množství organického substrátu v odpadní vodě. V případě jeho nedostatečného množství, nedochází ke kompletní denitrifikaci a je nutné zajistit externí zdroj organického uhlíku, což zvyšuje provozní náklady celého procesu. Alternativou je autotrofní denitrifikace, při které jsou na redukci dusičnanů a dusitanů jako donor elektronů využívány redukované sloučeniny síry, sulfidy. Práce zkoumá denitrifikační aktivitu biomasy v neadaptovaném aktivovaném kalu z průmyslové ČOV, která zpracovává odpadní vody z výroby rafinérských, petrochemických a agrochemických produktů. Experimentální práce probíhaly v aparaturách na jednorázové kinetické testy. Byl zjišťován vliv koncentrace dusičnanů na rychlost heterotrofní denitrifikace, vliv přídavku různých dávek sulfidů k určení ideálního poměru S/N, který je klíčovým faktorem pro autotrofní denitrifikaci, a dále byla posuzována jejich inhibiční koncentrace na proces.
2 Bc. Markéta Chlumecká M2 doc. Ing. Jan Bartáček, Ph.D. Efekt mikroaerace na odstranění sulfanu z bioplynu v laboratorním reaktoru detail

Efekt mikroaerace na odstranění sulfanu z bioplynu v laboratorním reaktoru

Přítomnost sulfanu v bioplynu, vznikajícím anaerobním čištěním odpadních vod bohatých na sírany, může zásadním způsobem negativně ovlivnit kvalitu bioplynu. Sulfan způsobuje korozi betonu a ocelových částí fermentoru a kogenerační jednotky, je zdrojem nepříjemného zápachu a zároveň je toxický pro člověka. K odstraňování sulfanu z bioplynu bylo vyvinuto mnoho technologií, přičemž jako nejméně invazivní a zároveň levná metoda se osvědčila mikroaerace. Dávkováním malého množství kyslíku do reaktoru podporujeme růst sulfidy oxidujících bakterií (SOB), které oxidují sulfan na nezávadnou elementární síru.             Cílem tohoto projektu bylo zapracování a porovnání dvou reaktorů; anaerobního (kontrolního) a mikroaerobního (testovaného) z hlediska účinnosti odstranění sulfanu, kvality bioplynu a kvality odtoku. U mikroaerobního reaktoru se bude hodnotit vliv geometrie systému na rychlost odstranění sulfanu. Získané výsledky budou sloužit pro kalibraci a validaci matematického modelu.  
3 David Janák B3 Ing. Martin Pečenka, Ph.D. Bilance dusíku na komunální čistírně odpadních vod detail

Bilance dusíku na komunální čistírně odpadních vod

Mezi nejdůležitější kvalitativní parametry, sledované na odtocích z ČOV, patří zbytkové organické znečištění, a dále tzv. nutrienty, tj. celkový fosfor a celkový dusík. Dostatečná úroveň odstranění obou nutričních prvků je nezbytná pro udržení dobré kvality povrchových vod. Zatímco požadované koncentrace fosforu lze dosáhnout řízeným dávkováním srážecích chemikálií, v případě dusíku je nutno spoléhat čistě na biochemické procesy – nitrifikaci a denitrifikaci. Oba procesy vyžadují specifické a většinou protichůdné technologické podmínky. Optimalizaci těchto procesů je nutné řešit na každé ČOV individuálně. Na sledované ČOV byl řešen problém s nedostatečnou účinností procesu denitrifikace. Pro zjištění příčin a navržení možných řešení je prováděn monitoring technologické linky z hlediska distribuce forem dusíku. Úroveň procesu denitrifikace v závislosti na kvalitě organického substrátu v čištěné OV, technologických a fyzikálně-chemických podmínkách je hodnocena na základě prováděných kinetických testů. V rámci těchto testů je rovněž hodnocena možnost použití dostupných externích substrátů pro podporu procesu denitrifikace.   
4 Bc. Nikola Musilová M1 Ing. Martin Pečenka, Ph.D. Předúprava šedých vod pro jejich další použití detail

Předúprava šedých vod pro jejich další použití

Projekt se zabývá možností opakovaného použití tzv. šedých vod (vody z koupelen a praní prádla). Cílem projektu bylo nalezení takové kombinace vhodných technologií čištění, která by dokázala za akceptovatelných nákladů vyčistit tyto vody na kvalitu umožňující jejich další použití, např. na splachování toalet. Jde zejména o snížení obsahu nerozpuštěných látek, snížení hodnoty CHSK a hygienické zabezpečení. Testována byla dvě technologická řešení: 1) koagulace-sedimentace-hygienické zabezpečení oxidem chloričitým, 2) koagulace-membránová filtrace. V rámci koagulačních testů byly provedeny experimenty za použití dvou různých koagulantů, následně i v kombinaci s pomocnými flokulanty. Vyhodnocení testů bylo provedeno na základě srovnání výše uvedených kvalitativních parametrů v surové a upravené vodě. Účinnost hygienického zabezpečení byla vyhodnocena na základě mikrobiologických rozborů dle požadavků vyhlášky č. 252/2004 Sb.
5 Bc. Eliška Peterková M2 Ing. Martin Pečenka, Ph.D. Recyklace odpadních vod pro využití ve vodním hospodářství měst budoucnosti detail

Recyklace odpadních vod pro využití ve vodním hospodářství měst budoucnosti

Vyčištěná odpadní voda byla donedávna považována pouze za odpad, který byl bez jakéhokoliv dalšího využití vypouštěn do recipientu. V dnešní době, kdy se stále častěji hovoří o tzv. „vodním stresu“, se na vyčištěnou odpadní vodu začíná pohlížet také jako na možnou surovinu pro další použití. Oblasti využití jsou v zemědělství, pro zalévání městské zeleně a sportovních hřišť, k čištění chodníků a pozemních komunikací atd. Cílem této práce je najít dostatečně účinnou a ekonomicky akceptovatelnou technologii úpravy vyčištěné městské odpadní vody z ÚČOV Praha, aby mohla být dále využívána tam, kde není nezbytně nutné používat kvalitní pitnou vodu. Pro terciární čištění bylo navrženo několik technologických linek, které byly v laboratorním měřítku odzkoušeny na Ústavu technologie vody a prostředí. Testovány byly procesy koagulace, pískové filtrace a membránové filtrace. Jako hygienické zabezpečení byla použita chlorace a UV záření. Na základě stanovení fyzikálně-chemických a mikrobiologických ukazatelů byla hodnocena účinnost jednotlivých procesů a jejich kombinací.    
6 Bc. Iana Rishko M2 doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D. Eliminace autotrofních mikroorganismů pomocí ferátů detail

Eliminace autotrofních mikroorganismů pomocí ferátů

Při úpravě vody se nejčastěji jako dezinfekční činidlo využívá chlór, chlornan, ozón, peroxid nebo případně jejich kombinace. Tyto látky však mohou představovat určité riziko, protože při jejich používání dochází ke vzniku nebezpečných vedlejších produktů. Feráty jsou silným oxidačním činidlem, při oxidaci se šestimocné železo redukuje na trojmocné za vzniku Fe(OH)3, což je zároveň silné koagulační činidlo. Vysoká dezinfekční účinnost ferátů byla již prokázána v řadě publikací. Cílem této práce bylo ověřit účinnost férátů na reálných vzorcích kontaminované studniční vody. Testy byly provedeny dle platných legislativních norem. Zároveň byly provedeny testy ekotoxicity, a to se zástupcem zelených řas Desmodesmus supspicatus za účelem ověření ekologicky šetrného preparátu. Součástí práce je také porovnání účinnosti eliminace mikroflóry z vody obsahující fytoplankton s dalšími dezinfekčními činidly.
7 Bc. Jitka Zachová M2 doc. Ing. Vladimír Sýkora, CSc. Vliv adaptace aktivovaného kalu na biologickou rozložitelnost vybraných antibiotik detail

Vliv adaptace aktivovaného kalu na biologickou rozložitelnost vybraných antibiotik

Antibiotika patří mezi léčiva využívaná při léčbě infekčních onemocnění. Jsou navržena k inhibování růstu bakterií nebo jejich přímému usmrcení. Bohužel jsou některé z těchto látek velmi špatně odbouratelné a znečišťují v nízkých koncentracích životní prostředí. Přítomnost reziduí antibiotik nese riziko rozvoje antibiotické rezistence, která je v dnešní době velkou hrozbou, neboť snižuje účinnost léčby antibiotiky. Cílem experimentální části bylo zhodnotit vliv adaptace aktivovaného kalu na aerobní biologický rozklad tří vybraných antibiotik (penicilin G, chloramfenikol a streptomycin). Inokulum bylo adaptováno v semikontinuálních modelech. Testování aerobní biologické rozložitelnosti probíhalo pomocí stanovení biochemické spotřeby kyslíku v uzavřených lahvičkách – BSK test (ČSN ISO 10707), stanovení anorganického uhlíku v těsně uzavřených lahvičkách – CO2 headspace test (ČSN ISO 14593) a statické zkoušky – Zahn‑Wellensův test (ČSN EN ISO 9888). Na základě porovnání výsledků zkoušek aerobní biologické rozložitelnosti s adaptovaným a neadaptovaným inokulem byly popsány odlišnosti v průběhu rozkladu testované látky. Během dalších prací budou výsledky doplněny o výsledky testů aerobní biologické rozložitelnosti s aktivovaným kalem adaptovaným na nižší koncentrace testovaných látek.

218 - Ústav energetiky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Jitka Brandejsová M1 doc. Dr. Ing. Helena Parschová Odstraňování chromanů z vod standardními anexy detail

Odstraňování chromanů z vod standardními anexy

Sloučeniny chromu mají v průmyslu široké využití, jedná se však o velice toxický kov. Nejvíce toxický je chrom ve formě Cr(VI). Tato práce se zabývá odstraňováním Cr(VI) z vodných roztoků při pH 4 za přítomnosti doprovodných iontů Cl-, NO3-, SO42- pomocí dynamických kolonových experimentů se silně bazickými anexy Lewatit M 500, Lewatit M 600 a slabě bazickými anexy Lewatit MP 62 a Lewatit MP 68. V práci je sledována i účinnost regenerace těchto anexů za účelem možnosti jejich opětovného použití pro odstraňování Cr(VI). Koncentrace chromu byly stanovovány pomocí atomové absorpční spektrometrie a doprovodných iontů pomocí iontové chromatografie. Nejvyšší účinnosti při odstraňování Cr(VI) dosahoval Lewatit M 500.  
2 Bc. Karolina Dumská M2 Ing. Václav Bystrianský Ochrana svarových spojů pomocí vysokorychlostních žárových nástřiků detail

Ochrana svarových spojů pomocí vysokorychlostních žárových nástřiků

Heterogenní svarové spoje jsou běžným konstrukčním řešením většiny energetických okruhů. U svarového spojení uhlíkové oceli s ocelí austenitickou může vlivem migrace nečistot (S, P, C)  z uhlíkové oceli do oceli austenitické docházet k poškození částí vyrobených z austenitické oceli, tedy materiálu, který má výrazně lepší korozní odolnost. Jednou z možností ochrany svarových spojů je povrchová aplikace žárových ochranných nástřiků. Cílem této práce bylo ověření vlivu znečišťujících prvků (S, P, C) na chování modelových taveb Fe-Cr-Ni a především, využití elektrochemických metod k testování korozní odolnosti žárově stříkaných povlaků připravených metodou HVOF a TWAS.
3 Bc. Jan Glabasňa M1 doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D. Vzájemná separace přechodných kovů za pomocí ionexu detail

Vzájemná separace přechodných kovů za pomocí ionexu

Hlavním cílem této práce je zjistit jaké jsou možnosti odstraňování iontů kovů z roztoků vznikajících při zpracovaní elektroodpadu.  Byly vybrány dva chelatační sorbenty s různou afinitou k jednotlivým iontům v modelovém roztoku (Cu2+, Pb2+, Sn2+, Ni2+).Modelový roztok byl upraven tak, aby se složení blížilo reálnému prostředí.  Pro měření byly vybrány sorbenty Lewatit TP 260 a Lewatit TP 214. TP 260 se využívá pro selektivní odstraňování těžkých kovů z vod. Lewatit TP 260 má funkční skupinu aminomethylfosfonová . Pracuje v pH od 0 - 14 a jeho celková sorpční kapacita je 2,4 min. eq/l. Druhý zvolený sorbent TP 214 se převážně používá pro efektivní odstraňování rtuti z podzemní vody, ale také pro regeneraci vody v hydrometalurgii. Funkční skupina TP 214 je thiourea (thiomočovina). Pracuje stejně jako TP 260 v rozmezí pH 0 - 14 a jeho celková sorpční kapacita je 1 min. eq/l. V této práci byla použita metoda vsádková. Prostředí při jednotlivých měřeních byly různé a to bylo dáno změnou hodnoty pH. U obou sorbentů bylo zjištěno, že větší přebytek Cu2+ovlivňuje sorpci vůči ostatním iontům v roztoku.  
4 Bc. Michal Lieskovský M2 doc. Dr. Ing. Helena Parschová Odstraňování nežádoucích iontů pomocí sorbentu s amidoximovou funkční skupinou. detail

Odstraňování nežádoucích iontů pomocí sorbentu s amidoximovou funkční skupinou.

Cílem této práce bylo zjistit a porovnat účinnost odstranění nikelnatých, měďnatých a kobaltnatých iontů při rozdílné vstupní hodnotě pH (2 – 8) z modelových vodných roztoků obsahujících sledované ionty, tak i sledované ionty v roztoku kyseliny citronové. Sledovaným sorbentem byl Purolite S910 mající amidoximovou funkční skupinu. Účinnost odstranění nikelnatých, měďnatých a kobaltnatých iontů byla sledována pomocí vsádkových pokusů po dobu 48 hodin, kdy byly průběžně odebírány vzorky upravovaného roztoku a měřena koncentrace iontů atomovou absorpční spektrometrií (AAS). Při experimentech bylo zjištěno, že nízké hodnoty pH (2 a 3) vstupních roztoků nejsou vhodné pro účinné odstraňování sledovaných iontů tímto sorbentem.  
5 Bc. Quynh Trang Nguyenová M1 Ing. Eva Mištová, Ph.D. Odstraňování iontů stroncia a cesia z pitné vody detail

Odstraňování iontů stroncia a cesia z pitné vody

Předkládaná práce se zabývá možností společného odstranění iontů cesia a stroncia z pitné vody prostřednictvím dynamických kolonových experimentů. Experimenty jsou prováděny pomocí systému dvou kolon v sérii, kde první kolona obsahuje slabě kyselý katex Lewatit CNP 80 a druhá kolona přírodní zeolit, oba v sodné formě. Modelové pracovní roztoky pitné vody obsahují sledované ionty Cs+ a Sr+2 o koncentraci 0,25 meq·l–1 (a to v různých poměrech). U odebraných vzorků jsou měřeny koncentrace stroncia, cesia a dalších doprovodných iontů pomocí metody EAS a AAS. Cílem práce je zhodnotit, jaký vliv na sorpci má vzájemný poměr sledovaných iontů, dále pak vliv iontů obsažených v pitné vodě (Ca, Mg, K a Na) a také posloupnost kolon v systému.  
6 Bc. Vojtěch Oujiří M2 Ing. Jana Petrů Chování materiálů úložného obalového souboru v bentonitové vodě detail

Chování materiálů úložného obalového souboru v bentonitové vodě

Předkládána práce se zaměřuje na korozní chování konstrukčních materiálů, pro kontejnery úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání radioaktivního odpadu. V rámci této práce byly vybrány uhlíková ocel C15 a duplexní ocel EN 1.4462. Experiment probíhá v modelovém roztoku syntetické bentonitové pórové vody, za anaerobních podmínek. Vzorky vystavené tomuto prostředí, byly analyzovány gravimetricky a metodou XPS. Určení hmotnostních úbytků bylo provedeno dle technické normy ČSN ISO 8407. Cílem této práce je zjistit dlouhodobé chování obou materiálů za podmínek hlubinného úložiště.
7 Bc. Aneta Růžičková M2 doc. Dr. Ing. Helena Parschová Studium stability anexů detail

Studium stability anexů

Tato práce se zabývá studiem termické a mechanické stability standardních anexů používaných při přípravě demineralizované vody. Sledovanými anexy byly silně bazické anexy typu I - Lewatit MonoPlus M 500 a Lewatit MonoPlus MP 800, silně bazický anex typu II - Lewatit MonoPlus M 600, a dále pak slabě bazický anex Lewatit MonoPlus MP 68. Termická stabilita byla sledována po dobu 7 dnů při teplotě 90 °C. Experimenty byly prováděny ve skleněných temperovaných celách napojených na termostat s 15 ml anexu v prostředí demineralizované vody, a také v roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 1 mol/l, který je standardně používán k regeneraci anexů.  Termická stabilita byla sledována stanovením celkových kapacit a bazicit v odebíraných vzorcích během jednotlivých experimentů. Mechanická stabilita byla sledována pomocí Chatillon testu, při němž bylo měřeno zatížení potřebné k prasknutí perliček.
8 Bc. Hana Skálová M2 doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D. Příprava sférických částic z fenol-formaldehydového polymeru pro ionexovou chromatografii detail

Příprava sférických částic z fenol-formaldehydového polymeru pro ionexovou chromatografii

Cílem práce je příprava mechanicky a chemicky odolného silně kyselého katexu s celkovou kapacitou srovnatelnou s komerčně dostupnými katexy. Příprava polymerních sférických částic o průměru pod 500 µm nerozpustných ve vodě a organických rozpouštědlech suspenzní polymerací probíhala ve dvou krocích. V prvním kroku byl polymerací formaldehydu a fenolu v kyselém prostředí připraven novolak nerozpustný ve vodě. V druhém kroku byl připravený novolak suspendován v horké vodě a zesíťován  hexamethylentetraminem. Promyté a vysušené perličky byly následně nabobtnány v chloroformu a poté sulfonovány kyselinou chlorsírovou. U připraveného silně kyselého katexu byla stanovena granulometrie a celková výměnná kapacita.   
9 Bc. Jaromír Valtr M1 doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc. Studium sušidel pro kontejnery vyhořelého jaderného paliva detail

Studium sušidel pro kontejnery vyhořelého jaderného paliva

Pro dlouhodobé 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 dochlazení v bazénu vyhořelého paliva a jejich následném osušení avšak v jistém množství se voda nadále nachází v defektních palivových proutcích v souboru, odkud se může uvolnit do kontejneru a způsobovat v dlouhodobém horizontu korozi.  Ve spolupráci s firmou Škoda JS a.s. byl zahájen projekt zkoumající vlastnosti sušidel vhodných pro využití v pracovních podmínkách kontejnerů Castor® 1000/19. V současné době probíhají expoziční experimenty ve stacionárních autoklávech. Zkoumaná sušidla jsou prozatím oxidy vápenatý a hořečnatý a přírodní zeolit. Jako porovnávací sušidlo je využíván silikagel barvený chloridem kobaltnatým.  Prezentovaná práce se zabývá rozborem dosud získaných výsledků krátkodobých a střednědobých expozic.  
10 Bc. Zuzana Štěpánková M1 doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D. Stanovení biodostupnosti fosforu v čistírenském kalu a jeho popelu detail

Stanovení biodostupnosti fosforu v čistírenském kalu a jeho popelu

Fosfor je 11. nejrozšířenějším prvkem na zemi a je nezbytný pro zdravý růst a vývoj veškerých živých organismů. Živočichové přijímají fosfor převážně z rostlinné potravy. Jeho nedostatek v půdách tak může závažně ovlivnit zemědělskou produkci a tím i kvalitu života člověka. Fosfor je v EU považován za kritickou komoditu, jelikož EU nedisponuje vlastním primárním zdrojem fosforu. Významným sekundárním zdrojem je komunální čistírenský kal. Ten je však nutno před aplikací na zemědělské půdy vhodně upravit tak, aby produkt úpravy obsahoval fosfor v co nejvíce biodostupné formě při co nejnižším zatížení kontaminanty. Cílem práce bylo stanovení a porovnání biodostupnosti fosforu v kalech a produktech jejich termické úpravy (popelech). Okamžitá biodostupnost fosforu v kalech i jejich popelech byla velmi nízká: u kalů dosahovala v průměru 0,21 %, po jejich spálení klesla na 0,03 %. Stanovení střední až dlouhodobé biodostupnosti fosforu v kalech i jejich popelech probíhalo v kyselém prostředí dvou odlišných extrakčních činidel. Spálením kalů došlo ke zvýšení středně až dlouhodobé biodostupnosti fosforu: v prostředí 2% kyseliny citronové došlo ke zvýšení střední až dlouhodobé biodostupnosti v průměru z 14 % na 36 %, v prostředí půdního testu Mehlich3 pak došlo k nárůstu z 9 % na 24 %.

240 - Ústav chemie ochrany prostředí

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc Petra Ježková M2 Mgr. Klára Anna Mocová, Ph.D. Studium změn ekotoxicity dřevní štěpky v průběhu jejího stárnutí detail

Studium změn ekotoxicity dřevní štěpky v průběhu jejího stárnutí

Dřevní štěpka je stále více využívaný přírodní materiál, který v součastnosti nachází stále větší uplatnění. Využívá se například  při čištění odpadních vod jako náplň do bioreaktorů. Výluhy štěpky však mohou obsahovat významné koncetrace toxických látek, především fenolů, které mohou negativně ovlivňovat povrchové a podzemní vody a následně i vodní organismy. V této práci byla použita štěpka ze švestky a břízy, která byla uskladněna při různých teplotách (-20, 4, 20 °C). Cílem práce bylo zjistit míru fytotoxických účinků výluhu ze štěpky na vodní organismus okřehek menší (Lemna minor L.). Posuzován byl vliv výluhů na růst roslin a obsah chlorofylu. Ve výluzích byly také stanovovány celkové fenoly, hodnota pH a elektrická vodivost. Nejvíce toxické byly výluhy z čerstvého dřeva. V případě uskladněných vzorků se míra toxicity výluhu snižovala s rostoucí teplotou skladování štěpky. Vysoká míra toxicity byla zachována u vzorků skladněných v mrazničce, to bez ohledu na dobu uskladnění.  

319 - Ústav biotechnologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Ing. Bc. Jan Bieber M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Vliv heterologní exprese importérů K+ vybraných druhů rodu Candida na fyziologické parametry kvasinky Saccharomyces cerevisiae detail

Vliv heterologní exprese importérů K+ vybraných druhů rodu Candida na fyziologické parametry kvasinky Saccharomyces cerevisiae

Jedním z limitujících faktorů pro využití kvasinek v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu je jejich  schopnost transportovat nezbytné látky a udržovat vnitrobuněčnou homeostázi. Řešením by mohla být heterologní exprese transportérů z jiných druhů kvasinek, která by zvýšila kapacitu průmyslových kmenů. Cílem práce byla charakterizace příspěvků tří typů kvasinkových transportérů draselných iontů k udržení homeostáze vnitrobuněčného pH a membránového potenciálu, což jsou jedny z klíčových parametrů určujících fitness buněk. Pro jejich stanovení byly čtyři transportéry ze dvou druhů kvasinek rodu Candida heterologně exprimovány v modelovém druhu Saccharomyces cerevisiae. Vnitrobuněčné pH bylo měřeno při růstu ve třech různých médiích metodou využívající fluorescenční odezvu pH-metrické varianty GFP, pHluorinu. Vliv na membránový potenciál byl sledován kapkovými testy na půdách s přídavky toxických kationických látek a fluorescenčně pomocí sondy DiS-C3(3). Vliv exprese jednotlivých transportérů byl porovnán oproti kontrolním kmenům, divokému typu s přirozenými transportéry S. cerevisiae a kmeni postrádajícímu transportéry draselných kationtů. Pro všechny transportéry byla stanovena míra komplementace vnitrobuněčného pH a membránového potenciálu relativně vůči oběma kontrolám.



2 Bc. David Bierhanzl M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Zanášení membrán během cross-flow membránové filtrace piva   detail

Zanášení membrán během cross-flow membránové filtrace piva  

Membránová cross-flow filtrace piva představuje alternativní řešení k tradičně využívané křemelinové filtraci v pivovarství, během jejíž aplikace vzniká odpadní materiál. Významným nedostatkem této moderní technologie filtrace je postupné zanášení pórů membrány extracelulárními látkami z piva a kvasinkami jednak na povrchu membrány, jednak uvnitř jejich pórů – tzv. fouling, který snižuje filtrační výkon a vede k častějším sanitacím membrány. V rámci této práce bylo vybráno několik látek obsažených v pivu, které způsobují zanášení membrány, a byl sledován jejich obsah v nefiltrovaném a filtrovaném pivu. Dále byl také sledován vliv způsobu skladování odebraného vzorku před analýzou. V navazující části práce byl povrch membrány analyzován na FT-IR spektrometru. Získané výsledky ukazují na 2 problematické složky piva: bílkovinné štěpy s MH nad 5000 (CBB) a kvasinky. V průběhu této práce byl také ověřen jeden ze sanitačních postupů, který výrobce piva používá. 2% roztok NaOH při teplotě 20 °C dostatečně odstraňuje povrchovou vrstvu kvasinek a CBB bílkovin.  
3 Bc. Lada Brázdová M2 prof. Ing. Jan Masák, CSc. Charakterizace produktů bakterialních kmenů kódujících biosyntézu alkylprolinových derivátů detail

Charakterizace produktů bakterialních kmenů kódujících biosyntézu alkylprolinových derivátů

Neobvyklé alkyl-prolinové deriváty (APD) jsou inkorporovány do tří skupin známých přírodních sekundárních metabolitů, které jsou jak strukturně, tak i funkčně zcela odlišné. Jedná se o linkosamidy, klinicky využívaná antibiotika, pyrrolobenzodiazepiny s protinádorovými vlastnostmi, a hormaomycin, bakteriální signální molekulu. Cílem práce je charakterizovat produkty bakteriálních kmenů kódujících biosyntézu nových látek s inkorporovaným APD prekurzorem (APD látek). Prvním krokem je zjistit, ve kterých kmenech je biosyntetický genový klastr exprimován a biosyntéza tak skutečně probíhá. Pro tento účel jsme zvolili detekci intermediátu 1, který by měl být pro všechny biosyntetické dráhy APD látek společný. U kmenů, jejichž kultivační média obsahovala intermediát 1, jsme se pokusili o identifikaci nových APD látek, jejich strukturu ani fyzikálně chemické vlastnosti neznáme. K tomu jsme využili obohacování kultivačního média izotopicky značenou 13C218O-L-DOPA s tím, že 13C2 atomy by se měly včlenit do APD prekurzoru a následně i do finální APD látky. Poté při vysoko rozlišující hmotnostně spektrometrické detekci můžeme identifikovat novou APD látku tak, že na rozdíl od jiných metabolitů bude poměr izotopických píků APD látky z obohaceného a neobohaceného média výrazně odlišný.  



4 Bc. Tomáš Bulíř M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Ovlivnění základních parametrů kvasnicových piv vysokotlakou pasterací detail

Ovlivnění základních parametrů kvasnicových piv vysokotlakou pasterací

Paskalizace je nová metoda stabilizace potravin využívající mikrobistatického účinku hydrostatického tlaku v rozmezí 100 až 1000 MPa. Výrobci paskalizačních zařízení uvádějí, že oproti běžně využívané tepelné pasteraci, tlakové ošetření prakticky neovlivňuje senzorický profil potravin, a zároveň zachovává prokazatelně vyšší obsah nutričně významných látek. Paskalizace se prozatím jeví jako vhodná metoda stabilizace také pro kvasnicová a nefiltrovaná piva. V rámci této práce byla nefiltrovaná spodně (ležák) a svrchně (weizen) kvašená piva stabilizována tlaky 250 a 550 MPa po dobu pěti minut a následně skladována při 8 a 22 °C. Navzdory všem očekávání bylo jednoznačně prokázáno, že piva ošetřená vysokým tlakem vykazují vyšší stabilitu pěny (oproti kontrolnímu vzorku), a zároveň stabilita pěny roste s hodnotou použitého tlaku. Tento jev lze vysvětlit deaktivací intracelulárního kvasničného enzymu proteasy A, jenž je schopná degradace pěnotvorných bílkovin. V rámci této práce bylo prokázáno, že aktivita biokatalyzátoru je vlivem paskalizace výrazně snížena a v případě použití tlaku 550 MPa je téměř nulová. U testovaných vzorků piv byly rovněž stanoveny parametry hořkosti, barvy a pH, které byly po jednoměsíčním sledování neměnné.  
5 Bc. Veronika Burková M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Studium mechanismů tolerance solventogenních klostridií k butanolu detail

Studium mechanismů tolerance solventogenních klostridií k butanolu

Při produkci butanolu rodem Clostridium je významnou překážkou jeho toxicita vůči produkčním buňkám. Aby bylo možné produkci zvýšit, je třeba znát mechanismy, kterými jsou buňky schopny tolerovat vyšší koncentrace butanolu. Jednou z možností je aktivní transport butanolu do extracelulárního prostoru efluxními pumpami. Cílem mé práce bylo zavést vhodnou metodiku pro hodnocení aktivity efluxních pump s využitím ethidiumbromidu pro Clostridium beijerinckii NRRL B-598 (původní kmen) a jeho mutanty se zvýšenou tolerancí vůči butanolu. Míra efluxu byla stanovována jako pokles intracelulární fluorescence buněk pomocí průtokové cytometrie za daný časový úsek. V dalším kroku byl sledován vývoj změn v aktivitě efluxních pump v průběhu růstového a sporulačního cyklu. K bližší charakterizaci jednotlivých stádií byly zároveň proměřeny růstové křivky a fermentační profily jak pro původní kmen C. beijerinckii NRRL B-598, tak i jeho mutanty.  
6 Bc. Thanh Tung Dinh M2 prof. Ing. Richard Hrabal, CSc. Studie struktury proteinu C viru klíšťové encefalitidy detail

Studie struktury proteinu C viru klíšťové encefalitidy

Klíšťová encefalitida (TBEV) je virové onemocnění, které je přenášeno klíšťaty a napadá savce (včetně člověka). Způsobuje poškození nervového systému, zánět mozkových blan a míchy. Tento virus patří do rodu flavivirů. Flaviviry jsou malé, sférické, obalené viry, které obsahují jednořetězcovou RNA s kladnou polaritou. Pro studium struktury a životních cyklů virů, se v praxi využívají jak celé virové částice, tak i jednotlivé virové proteiny. Kapsidový protein (C-protein) obaluje RNA viru a plní tudíž významnou roli při skládání tohoto viru. Cílem této práce je připravit expresní vektory, pomocí kterých lze v bakteriálních buňkách produkovat C-protein TBEV, následně optimalizovat jeho expresi a nakonec určit jeho strukturu pomocí NMR spektroskopie. Pro produkci proteinu byl využit expresní systém bakterie E. coli BL21(DE3) CodonPlus RIL, který je schopný produkovat velké množství rekombinantních proteinů. Protein byl poté izolován a přečištěn pomocí kapalinové chromatografie (FPLC). Jeho struktura bude následně řešena pomocí NMR spektroskopie.  
7 Bc. Petra Dobešová M2 prof. Dr. Ing. Petra Patáková Studium efluxu u bakterií Clostridium detail

Studium efluxu u bakterií Clostridium

Bakterie Clostridium beijerinckii, producent butanolu a acetonu, je svou fyziologií a organizací genomu velmi podobná patogennímu druhu Clostridium difficile (nyní Clostridioides difficile). Jedná se tedy o druh, vhodný jako netoxigenní a nepatogenní model využitelný pro studium efluxních pump u klostridií, které jsou jedním ze základních mechanismů rezistence vůči antimikrobiálním látkám. Práce je založena na srovnání tolerance antibiotik, rozpouštědel a ethidium bromidu rodičovským kmenem a jeho mutanty, s potenciálně posíleným efluxem. Nepatogenní rodičovský kmen Clostridium beijerinckii NRRL B-598 byl kultivován v TYA médiu v přítomnosti vybraných antibiotik, butanolu, ethanolu a ethidium bromidu a byly zjištěny maximální možné koncentrace přidaných látek v médiu, v jejichž přítomnosti byl kmen schopen růstu. Náhodnou chemickou mutagenezí pomocí ethyl methansulfonátu a následnou selekcí na agaru s přídavkem ethidium bromidu, nebo butanolu bylo získáno devět mutantních kmenů. Tyto kmeny byly následně testovány na citlivost vůči stejným látkám jako kmen mateřský. Tolerance vůči butanolu a ethidium bromidu vzrostla u mutantních kmenů oproti mateřskému kmeni až 2,5krát, tolerance vůči ethanolu vzrostla z 35 g/l ethanolu v médiu až na 45 g/l.  
8 Bc. Kryštof Dopita M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Sorpce biologicky a technologicky hodnotných látek piva na povrch kvasničných buněk detail

Sorpce biologicky a technologicky hodnotných látek piva na povrch kvasničných buněk

Biosorpce hraje v pivovarství významnou roli, zejména během kvašení a zrání piva, kdy dochází ke  ztrátám technologicky významných látek v důsledku vazby na kvasničné buňky. Pochopení těchto procesů je proto nezbytné pro budoucí zefektivnění a zkvalitnění pivovarské výroby. V rámci této práce byla v modelových roztocích simulována biosorpce iso-α-hořkých kyselin a xanthohumolu na buněčný povrch kvasinek svrchního (S. cerevisiae) i spodního (S. pastorianus) kvašení. V případě hořkých kyselin došlo k rychlému ustanovení biosorpční rovnováhy po 10 respektive 30 minutách. Sipsův model nejlépe popisoval vazbu hořkých látek na kvasinky S. cerevisiae, a zároveň umožnil odhadnout maximální množství těchto látek schopných vazby na buněčnou stěnu (167 mg/g sušené biomasy). Obdobně Langmuirův model nejlépe vyhovoval popisu biosorpce hořkých látek na S. pastorianus a s jeho pomocí byla vypočtena sorpční kapacita 114 mg/g sušené biomasy. U xanthohumolu byla sorpční rovnováha nastolena řádově v jednotkách minut, nicméně samotný biosorpční proces je výrazně ovlivněn množstvím barevných látek v roztoku (pravděpodobně melanoidiny), které (zejména u tmavých piv) brání vazbě xanthohumolu na buněčnou stěnu kvasinek. Samotný vliv melanoidinů na průběh biosorpce bude předmětem dalšího výzkumu.  
9 Bc. Petr Fanta M2 Ing. Eva Vaňková, Ph.D. Možnosti eradikace oportunně patogenních biofilmů z titanové slitiny Ti-6Al-4V netermálním plazmatem detail

Možnosti eradikace oportunně patogenních biofilmů z titanové slitiny Ti-6Al-4V netermálním plazmatem

Serratia marcescens patří mezi enterobakterie a je významným oportunním a nozokomiálním patogenem, způsobujícím řadu infekcí, zejména u pacientů s oslabenou imunitou. Zvláště problematická je případná kolonizace kloubních i jiných náhrad tvořených slitinou Ti-6Al-4V. Následné infekce jsou běžnými antibiotiky obtížně léčitelné, a proto jsou vyvíjeny nové alternativní metody, jako například aplikace netermálního plazmatu. Jedná se o ionizovaný plyn, generovaný za atmosférického tlaku a při pokojové teplotě výbojem o vysokém napětí. Cílem této práce bylo sledovat účinky netermálního plazmatu na povrchový růst a eradikaci předem vytvořeného biofilmu S. marcescens CNCTC 5965. Netermální plazma bylo aplikováno po dobu 1 až 60 minut. Byl sledován úbytek celkového množství biomasy biofilmu (barvení krystalovou violetí) a zároveň metabolické aktivity buněk biofilmu (MTT stanovení). Při 2,5 minutách expozice biofilmu NTP bylo dosaženo snížení metabolické aktivity buněk biofilmu o 80 % ve srovnání s kontrolním vzorkem a množství celkové biomasy biofilmu kleslo o 83 %. V této práci byl prokázán účinek netermálního plazmatu na eradikaci biofilmu, proto lze NTP považovat za slibnou alternativou k běžným léčebným metodám.
10 Bc. Ondřej Findura M1 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Vliv kvasničného kmene na vznik analytického profilu cideru detail

Vliv kvasničného kmene na vznik analytického profilu cideru

Prodej cideru, fermentovaného jablečného moštu, se v posledních letech v České republice zařadil mezi nejrychleji rostoucí segmenty trhu s nízkoalkoholickými nápoji. Existuje řada variant ciderů suchých či sladkých, jejichž chuťový profil je charakterizován zejména obsahy organických kyselin, esterů a vyšších alkoholů. Za jejich tvorbu je zodpovědný především použitý kvasničný kmen a podmínky kvašení. Detailní znalost biologického činitele tak umožňuje korektní vedení fermentace a dosažení požadovaných organoleptických vlastností výrobku. V rámci této práce bylo z pohledu dynamiky fermentace analyzováno sedm rozdílných ciderů vyráběných v laboratorních podmínkách běžně dostupnými kvasničnými kmeny S. cerevisiae a S. pastorianus.  V průběhu hlavního kvašení byla zkoumána tvorba a přeměna 33 charakteristických senzoricky aktivních látek. Nejvýraznější odlišnosti v rámci jednotlivých mikroorganismů byly pozorovány v tvorbě těkavých látek v pozdní fázi primární fermentace. Markantní byl zejména vliv kvasničného kmene na poměr vyšších alkoholů a esterů, jež se často používá jako kvalitativní ukazatel u ovocných vín. Získaná data budou využita v navazujícím výzkumu směsných fermentací typických pro zrání ciderů a k posouzení tvorby sekundárních metabolitů při jablečno-mléčném kvašení.
11 Bc. Lenka Fořtová M2 Ing. Barbora Branská, Ph.D. Fermentační výroba butanolu ze zemědělských odpadů detail

Fermentační výroba butanolu ze zemědělských odpadů

Fermentačně vyráběný butanol je v posledních letech předmětem výzkumu zejména díky jeho potenciálnímu využití v oblasti obnovitelných biopaliv. Je produkován bakteriemi rodu Clostridium, které pro jeho syntézu využívají aceton-butanol-etanolové kvašení. Vhodnými substráty pro produkci butanolu jsou především zemědělské odpady jako je lignocelulosová biomasa. Jelikož žádný kmen produkující butanol neumí lignocelulosu využívat přímo, je třeba ji předupravit a tím uvolnit celulosu a hemicelulosu, které jsou dále enzymaticky rozkládány na využitelné monosacharidy. Cílem této práce bylo optimalizovat proces výroby butanolu z odpadních surovin zemědělského průmyslu pomocí kmenů bakterií Clostridium beijerinckii NRRL B-598 a Clostridium beijerinckii NCIMB-8052.  Jako zdroj uhlíku byla zvolena pšeničná sláma a jako zdroj dusíku peří. Nejprve bylo třeba nalézt optimální dobu alkalické a enzymové hydrolýzy slámy, vhodnou koncentraci hydroxidu a optimální vstupní koncentraci peří a způsob jeho hydrolýzy. Prozatím nejlepšího výsledku 6,23 g.l-1 butanolu bylo dosaženo s kmenem Clostridium beijerinckii NRRL B-598 při využití společného hydrolyzátu slámy a peří v hmotnostním poměru 75:10, který byl připraven za mírných podmínek, tj.  0,6 % roztok KOH, 80 °C, 130 ot/min, 20 hodin.  
12 Bc. Zuzana Gašparínová M2 Ing. Eva Vaňková, Ph.D. Antibiofilmové účinky anorganické sloučeniny COSANu v kombinaci s antibiotiky detail

Antibiofilmové účinky anorganické sloučeniny COSANu v kombinaci s antibiotiky

Kobalt bis-1,2-dikarbolid neboli COSAN (CObaltcarborane Sandwich ANiont) je stabilní anorganická sloučenina. Díky nízké toxicitě a široké škále derivátů má potenciál pro farmakologické využití. Soli COSANu mají antimikrobiální aktivitu a jsou účinné i vůči methicillin resistentním kmenům Staphylococcus aureus (MRSA) a multirezistentním kmenům Pseudomonas aeruginosa. Aktuálním problémem v medicíně je vznik a šíření rezistence vůči antimikrobiálním látkám, směřující k možnosti využití látek, jako je COSAN, k podpoře účinku současných léčiv. V práci je studován vliv kombinace COSANu s tetracyklinem, erythromycinem a vankomycinem na biofilm tří kmenů bakterie Staphylococcus epidermidis (DBM 3179, CNCTC 5671 a CCM 2343). Bakterie byly kultivovány v mikrotitrační destičce po dobu 24 h při 37 °C v přítomnosti kombinací zmíněných biologicky aktivních látek. Účinnost látek byla stanovena barvením resazurinem jehož změna na resorufin byla detekována spektrofotometrickým stanovením intenzity fluorescence. V případě S. epidermidis CCM 2343 bylo kombinací vankomycinu s COSANem dosaženo nejvyššího synergistického působení. Při použití 50 mg/l vankomycinu a 19,5 mg/l COSANu se metabolická aktivita buněk biofilmu snížila na 0,5 % (zatímco při 50 mg/l samotného vankomycinu pouze na 68 %).
13 Bc. Tomáš Graman M2 Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Ideální pivo pro studené chmelení: obsah alkoholu a barva detail

Ideální pivo pro studené chmelení: obsah alkoholu a barva

Studené chmelení je v současnosti velmi oblíbenou metodou výroby aromatických piv, která je založena na aplikaci chmele ve studeném úseku výroby. Vnesení chmelového aroma do nápoje není ovšem snadné, zejména kvůli hydrofobnímu charakteru senzoricky aktivních látek (silic) a jejich náchylnosti k oxidaci. V minulosti hojně využívaná metoda macerace chmele v mladém pivu je nyní pomalu nahrazována tzv. chmelovými extraktory, kde je nápoj aromatizován cirkulací přes vrstvu chmelového materiálu. Samotný přestup silic pak může být ovlivněn mnoha faktory, mimo jiné i složením samotného piva. V této práci byl za pomoci malého laboratorního extraktoru zkoumán vliv obsahu alkoholu a barvy piva na míru přestupu chmelových silic během studeného chmelení. S rostoucím obsahem alkoholu vzrůstá i množství silic schopných přejít do piva, konkrétně vzorek s 10 % alkoholu obsahoval přibližně 14ti násobné množství silic než nealkoholické pivo. Bylo také prokázáno, že vyšší obsah alkoholu příznivě ovlivňuje extrakci seskviterpenů, konkrétně karyofylenu a α-humulenu (látek zodpovědných za bylinné a kořenité aroma piva). V rámci této práce byl také prokázán příznivý vliv barevných látek sladu na přestup silic, kdy u velmi tmavých piv (80 EBC) byl zaznamenán 53% nárůst obsahu silic oproti pivům světlým.  
14 Bc. Šárka Hejdová M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Mikrobiální biosyntéza nanočástic kovů.     detail

Mikrobiální biosyntéza nanočástic kovů.    

V posledních desetiletích se výrazně rozvíjí obor nanotechnologie, jehož hlavním předmětem zkoumání jsou nanočástice, což jsou částice menší než 100 nm. Zmiňované nanočástice mají specifické vlastnosti, které jsou dány jejich velikostí a tvarem, a právě díky těmto vlastnostem mají široké mezioborové uplatnění. V dnešní době je syntéza nanočástic prováděna nákladnými chemickými a fyzikálními metodami, při kterých se používají toxické látky a jsou potřebné vysoké teploty a tlaky, což je značně neekonomické a neekologické. Proto je jedním z dnešních cílů biotechnologie objevit šetrnější metodu syntézy nanočástic, a právě jednou z těchto metod může být mikrobiální syntéza nanočástic, při které se vychází z faktu, že mikroorganismy dokážou produkovat nanočástice díky svému enzymovému vybavení. Cílem práce bylo sledování tvorby nanočástic pomocí mikroorganismů. Pro mikrobiální syntézu nanočástic byly vybrány modelové mikroorganismy a byla u nich sledována syntéza nanočástic stříbra a zlata. Jako modelové mikroorganismy byly vybrány dva kmeny Bacillus subtilis #917 a #1196, Escherichia coli DBM 3125, Pseudomonas aeruginosa DBM 3777 a Pseudomonas fluorescens CCM 2115. Získané výsledky potvrdily mikrobiální syntézu nanočástic.  
15 Bc. Daniel Hutár M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Vliv vegetačního období na obsah antioxidantů Vitis vinifera detail

Vliv vegetačního období na obsah antioxidantů Vitis vinifera

Mnoho výzkumů potvrdilo pozitivní vliv antioxidantů na lidský organismus. Významným zástupcem antioxidantů je resveratrol, u kterého se potvrdilo, že pomáhá při léčbě rakoviny a cukrovky, při onemocnění srdce a centrální nervové soustavy a zpomaluje stárnutí lidských buněk. Pokud není příjem antioxidantů z přirozených zdrojů dostatečný, je vhodné jej nahrazovat doplňky stravy. Možným zdrojem antioxidantů pro výrobu doplňků stravy je biologický odpad vznikající na vinici, například letorosty a třapiny. Obsah antioxidantů v letorostech a třapinách révy vinné je mimo jiné ovlivňován vegetačním obdobím a odrůdou. V této práci byl zkoumán obsah resveratrolu, polydatinu, celkový obsah polyfenolů a antioxidační aktivita v  extraktech letorostů a třapin různých odrůd Vitis vinifera v závislosti na ročním období. Výsledky ukazují, že nejvyšší obsah resveratrolu mají letorosty odebrané v únoru (Rulandské modré: 297 mg/kgsušiny). Antioxidační kapacita a celkový obsah polyfenolů byly nejvyšší u vzorků třapin odebraných v září (DPPH-Müller Thurgau: 17,8 gGA/kgsušiny; TPC-Rulandské modré: 80,7 gGA/kgsušiny). Tyto výsledky by mohly být významné pro další možnosti ve využití odpadu z vinařství.
16 Bc. Veronika Jacová M2 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Studium toxicity grafenových materiálů vůči mikroorganismům.  detail

Studium toxicity grafenových materiálů vůči mikroorganismům. 

Vývoj nových materiálov a zdokonaľovanie výrobných procesov neustále napreduje. Jedným z kandidátov, ktorého existencia a budúcnosť v oblasti nanotechnológii má veľký význam, je práve grafén. Jeho pôsobenie ako nanočastica s 2-D štruktúrou poukazuje na jeho výnimočné vlastnosti, ktoré našli uplatnenie nielen v elektronike, v športovom priemysle, ale aj v oblasti biotechnológií.   Biokompatibilita a značná variabilita nám umožňuje ovplyvňovať jeho vlastnosti a použitie. Ďalším testovaním bolo zistené, že deriváty grafénu taktiež preukázali vlastnosti významného charakteru a ponúkajú   biokompatibilnosť, odolnosť, stabilitu a radu ďalších vlastností, ktoré im pomáhajú sa spájať s inými druhmi zlúčenín.   Pred komerčnými aplikáciami je nutné študovať možný toxický vplyv týchto látok na živé organizmy a preto cieľom tejto práce bolo  testovanie inhibičných účinkov grafénových materiálov voči vybranej modelovej gramnegatívnej  baktérii Pseudomonas aeruginosa DBM 3081 a ich vplyv na suspenzný rast a rast v biofilme tejto baktérie. Z najznámejších 2-D štruktúrnych grafénových modifikácií sa pri testovaní využíval grafénový oxid (GO), ktorý bol pripravený niekoľkými spôsobmi výrobných procesov s možnosťou naviazania vybraných zlúčenín.
17 Bc. Lukáš Kačírek M2 doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Biochar: Charakterizace potencionálního sorpčního materiálu náplňového bioreaktoru pro odstranění mikropolutantů z odpadních vod detail

Biochar: Charakterizace potencionálního sorpčního materiálu náplňového bioreaktoru pro odstranění mikropolutantů z odpadních vod

Problém s obsahem tzv. mikropolutantů (účinné látky léků, pesticidů, atd.) v odpadních vodách nabývá na závažnosti. Jedním z možných řešení pro dočištění odpadních vod by mohl být tzv. biochar. Tento materiál vykazuje poměrně dobré sorpční schopnosti vůči mikropolutantům a zároveň obsahuje nezanedbatelné množství minerálních látek. V rámci své práce jsem provedl výluhové testy minerálních iontů u dvou typů biocharu, které pocházejí z rostlinné biomasy. Pokusy byly provedeny v Erlenmayerových baňkách a poté v náplňovém reaktoru při průtoku 5 mL/min. Při pokusech byla použita demineralizovaná voda upravená na pH 5, 7 a 9. Vliv pH na množství vyluhovaných iontů byl poměrně malý. Vyluhování bylo sledováno pomocí ionexové chromatografie a měřením vodivosti. Z kationtů byly detekovány Na+, K+, Mg2+, Ca2+ a z aniontů Cl-, NO3-, PO43-, SO42-. Kationty Na+, K+ a anionty NO3-, PO43-, SO42- vykazovaly vysokou kinetiku vyluhování (během 60 minut) zatímco vyluhování kationtů Mg2+, Ca2+ a aniontu Cl- probíhalo pozvolna a řádově v hodinách. Nejvíce zastoupením kationtem byl K+ a aniontem Cl-, zatímco Na+, NO3- byly přítomny ve stopových množstvích.
18 Bc. Lukáš Klazar M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Vliv zavedení nových komponentů na varně na prekurzory koloidního zákalu piva detail

Vliv zavedení nových komponentů na varně na prekurzory koloidního zákalu piva

Vznik koloidního zákalu ve stočeném pivu je dlouhodobým předmětem výzkumu všech průmyslových pivovarů, protože tento zákal spotřebitelé vnímají negativně. Na tvorbě koloidního zákalu se podílí především specifické proteiny a polyfenoly, jejichž interakcí zákal vzniká. Koloidní nestabilita a s ní související vznik zákalu je ovlivněna několika různými faktory, ale hlavní podíl nesou vstupní suroviny, a to zejména slad a chmel. Dále má na ní velký vliv také technologie výroby. Cílem této práce bylo zjistit vliv zavedení nových komponentů na varně do provozu na prekurzory koloidního zákalu v mladině. Bylo provedeno celkem 5 různých analýz: stanovení celkových polyfenolů spektrofotometricky, stanovení anthokyanogenů podle Harrise a Ricketse, stanovení tanoidů titrací PVP, stanovení koagulovatelného dusíku podle Kjeldahla a stanovení citlivých proteinů titrací taninu. Z provedených analýz je zřejmé, že dochází k lepšímu povařování rmutů, čemuž odpovídá lepší koloidní stabilita mladiny, to potvrzují i ostatní analýzy. Je tedy předpoklad, že úpravy na varně povedou k mírnému zlepšení přirozené koloidní stability piva.  
19 Bc. Sára Kováčiková M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Elektroflokulace jednobuněčných řas detail

Elektroflokulace jednobuněčných řas

Nejvyužívanější postup sklízení jednobuněčných řasy (eukaryota) a cyanobakterií (prokaryota) je v současnosti centrifugace, která je velice energeticky a finančně náročná. Proto jsou vyvíjeny alternativní postupy separace biomasy. Jedním z nich je flokulace, jež výrazně (20‑30x) sníží objem suspenze, který je následně nutno odstřeďovat. Během flokulace se jednotlivé buňky spojují do větších agregátů a ty je následně možné separovat z média sedimentací či flotací. Zaměřili jsme se na studium elektroflokulace, která nevyžaduje přídavek chemických flokulantů, ale dochází při ní ke kontaminaci biomasy elektrodovým materiálem. Vysoká koncentrace kovu ve shromážděné biomase může způsobit, že výsledný produkt nebude vhodný jako surovina pro lidskou spotřebu, a proto je zapotřebí vyvinout postupy, kterými se obsah kovů (v našem případě železa) v biomase sníží na přijatelnou úroveň. Cílem této práce je popsat vliv koncentrace biomasy, pH suspenze a obsahu zbytkových solí v kultivačním médiu na účinnost elektroflokulace a optimalizovat postupy elektroflokulace za účelem jejich převedení do průtočného zařízení většího měřítka.
20 Bc. Anna Kultová M2 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Role motivů zinkových prstů při vbalování genomové RNA Mason-Pfizerova opičího viru detail

Role motivů zinkových prstů při vbalování genomové RNA Mason-Pfizerova opičího viru

Retroviry patří mezi obalené viry, jejichž genom tvoří jednovláknová RNA. Tyto viry jsou schopné pomocí reverzní transkriptázy přepsat svou vlastní genetickou informaci do DNA a tu následně inkorporovat do genomu hostitelské buňky.   Životní cyklus retrovirů má několik kritických bodů, mezi něž patří tvorba nezralé a zralé infekční částice. Tyto částice vznikají vzájemnými interakcemi mezi kapsidovými proteiny a interakcemi mezi nukleokapsidovým proteinem (NC) a virovou genomovou RNA. Zablokování těchto interakcí znemožňuje vytvoření nezralé či zralé částice a vede k potlačení virové infekce. Z těchto důvodů je proces skládání retrovirových částic jedním z cílů pro vývoj nových antiretrovirotik. Cílem práce je studium interakcí zinkových prstů v NC proteinu Mason‑Pfizerova opičího viru (M-PMV) s nukleovou kyselinou. Motivy zinkových prstů jsou zodpovědné za specifické rozpoznání a vazbu virové genomové RNA. Byla navržena série bodových a delečních mutací v oblasti zinkových prstů NC. Mutace byly vneseny do provirových i bakteriálních expresních vektorů. Byl sledován vliv mutací na skládání, RNA inkorporaci a infektivitu M-PMV. NC proteiny nesoucí vybrané mutace byly produkovány, purifikovány a pomocí fluorescenční anizotropie byla analyzována schopnost vázat nukleovou kyselinu.  
21 Zuzana Kůtová B3 doc. Dr. Ing. Michaela Rumlová Optimalizace metody pro testování inhibitorů skládání viru lidské imunitní nedostatečnosti HIV-1   detail

Optimalizace metody pro testování inhibitorů skládání viru lidské imunitní nedostatečnosti HIV-1  

Genom HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus) a enzymy potřebné pro jeho reverzní transkripci a integraci do hostitelské buňky jsou uloženy uvnitř zralé kapsidy. Ta je tvořena kapsidovým proteinem (CA), který je vzájemnými interakcemi uspořádán do kónické struktury, typicky tvořené 250 hexamery a 12 pentamery (Obr. 1A). Hexamer je stabilizován řadou proteinových interakcí, zprostředkovaných N-terminálními i C-terminálními doménami CA (Obr. 1B). Jakýkoliv zásah do přirozené stability hexamerní sítě vede ke ztrátě schopnosti replikace. Cílem práce bylo připravit stabilní hexamer kapsidového proteinu HIV za účelem testovaní inhibitorů rozpadu kapsidy. Pro tento účel byl připraven CA protein nesoucí mutace A14C/E45C, umožňující stabilizaci hexameru a mutace W184A/M185A, která zabraňuje multimerizaci hexameru. Pro ověření přístupu, bude použit publikovaný inhibitor PF74 (Obr. 1C), který svou vazbou na hexamerní sítě HIV-1 zralé kapsidy tuto strukturu stabilizuje a zabraňuje jejímu rozvolnění. Obrázek 1: (A) Model zralé kapsidy HIV-1 (Pornillos, Ganser-PornillosaYeager, 2011) (B) Hexamer kapsidového proteinu tvořený N terminální doménou (zeleně) a C terminální doménou (červeně) (Deshmukh a kol., 2013). (C) Struktura látky PF74 (Bhattacharya a kol., 2014).  



22 Bc. Monika Lazarová M2 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Studium markerů piv zrajících v kontaktu se dřevem detail

Studium markerů piv zrajících v kontaktu se dřevem

Během zrání alkoholických nápojů v dřevěných sudech dochází vlivem extrakce a přeměn senzoricky aktivních látek k rozvoji nových chutí, aromat a změnám barvy, a proto se tato technika stala součástí výroby whisky, vína, rumu aj. S rozvojem craft brewingu se zrání ve dřevě stalo zajímavým také pro pivovarství a v současnosti tuto techniku využívají především minipivovary k produkci netradičních piv označovaných přívlastkem „barrel/wood aged“. Nejbežnějšími typy piv, které zrají v kontaktu se dřevem, jsou barleywine, stout nebo spontánně kvašená piva. Tradiční způsob zrání s využitím dřevěných sudů je však velmi nákladný, a navíc představuje riziko oxidace piva, ke které dochází v důsledku porozity dřeva. Proto je v současné době stále více studován alternativní způsob zrání piva s dřevěnými částicemi ve vzduchotěsných nádobách, který teoreticky vede k dosažení podobných senzorických vlastností jako při použití sudů. Účelem této práce je posouzení míry a dynamiky extrakce vybraných senzoricky aktivních látek ze dřeva v modelových podmínkách zrání piva s dřevěnými štěpky. Pozorován byl zejména vliv druhu a míry opálení použitého dřeva a získané hodnoty byly následně porovnávány s komerčně dostupnými barrel aged produkty.  
23 Bc. Vojtěch Lode M2 Ing. Petr Kaštánek, Ph.D. Buněčné kultury konopí setého jako potenciální zdroj bioaktivních látek a vliv určitých mikroorganismů na klíčení konopí detail

Buněčné kultury konopí setého jako potenciální zdroj bioaktivních látek a vliv určitých mikroorganismů na klíčení konopí

Konopí, jako rostlina, je využíváno už celá tisíciletí člověkem pro různé účely. Ať už se jednalo o lana, textilii, či jako léčivá rostlina. Její krušné časy přišly až ve 20. století, kdy byla démonizována v souvislosti s využitím jako droga. Moderní doba však postupně mění pohled na celou problematiku ohledně této rostliny. Konkrétně ve smyslu využití konopí, jako velmi dobrého zdroje farmaceuticky atraktivních látek (např. CBD, CBG). Možnosti získávání bioaktivních látek jsou různé, jednou z cest může být i použití kmenových buněk rostliny. První část této studie je proto zaměřena na kalusové kultury konopí, jako potenciálního zdroje bioaktivních látek konopí. Druhá část studie pojednává o vlivu mikroorganismů na růst rostliny konopí. Směsi různých mikroorganismů byly aplikovány s adhezivy na semena a následně byl sledován růst rostlin. Jejich pozitivní či negativní vliv se může projevit jak ve vitalitě rostliny, tak může být potencionálně ovlivněn i obsah bioaktivních látek. Ohledně obalení semen byl kontinuálně zkoumán i vliv použitých adheziv.
24 Bc. Adéla Marková M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Vliv vegetačního období na zastoupení endofytní mikroflóry Vitis vinifera detail

Vliv vegetačního období na zastoupení endofytní mikroflóry Vitis vinifera

Endofyty jsou označovány jako asymptomatické mikroorganismy, které kolonizují vnitřní tkáně rostlin. Endofyty kromě ochrany rostlin před environmentálním stresem také mohou příznivě podporovat jejich růst. Cílem této práce bylo izolování a určení spektra endofytních populací u čtyř odrůd Vitis vinifera v průběhu roku. Izolované mikroorganismy byly rovněž podrobeny testování na vlastnosti podporující růst rostlin, konkrétně na fosfátovou solubilizaci, produkci sideroforů a antioxidantů, utilizaci ACC (1-aminocyklopropan-1-karboxylové kyseliny) a fixaci N2. Během experimentální části se z podzimního odběru podařilo izolovat 85 a ze zimního 63 mikroorganismů. Z izolátů podzimního období bylo identifikováno 34 a ze zimního 33 bakteriálních zástupců. Listy a letorosty obou období celkem obsahovaly 9 bakteriálních rodů. Fosfátová solubilizace byla zjištěna u 44 % podzimních a 79 % zimních izolátů. Produkce sideroforů byla detekována u 81 % podzimních a 100 % zimních izolátů. Schopnost vázat atmosférický dusík a produkovat antioxidanty byla detekována u všech izolátů. Utilizace ACC byla prokázána pouze u 25 % podzimních a 17 % zimních izolátů. Výsledky ukázaly, že roční období má výrazný vliv nejen na zastoupení a diverzitu endofytů v révě vinné, ale také na jejich funkční rozmanitost.
25 Bc. Ondřej Novák M2 doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Vliv teploty na Henryho konstanty vybraných n-alkanů v silikonovém oleji pro aplikaci v dvoufázových bioreaktorech detail

Vliv teploty na Henryho konstanty vybraných n-alkanů v silikonovém oleji pro aplikaci v dvoufázových bioreaktorech

Při použití probublávaných submerzních reaktorů pro čištění odpadního vzduchu lze dosáhnout zvýšení dostupnosti hydrofobních polutantů mikroorganismům přídavkem inertní nepolární fáze – silikonového oleje, zejména za podmínek přehřívání reaktoru vlivem teploty odpadních plynů. Náplní této práce bylo stanovit teplotní závislost Henryho konstant cílových hydrofobních polutantů (hexan až dodekan) v silikonovém oleji metodou „static headspace“ v teplotním rozmezí 30–60°C.  Hodnoty Henryho konstant Hcp v silikonovém oleji klesají s teplotou, ale naopak vzrůstají s prodlužujícím se uhlíkatým řetězcem. V porovnání s vodou jsou hodnoty Henryho konstanty v silikonovém oleji řádově třikrát větší (hexan při 30 °C). Dále byl zjištěn vliv poměru směsi vody a silikonového oleje (0:1; 1:3; 1:1; 3:1 a 1:0) na Henryho konstanty hexanu při 50 °C. Výsledky této práce umožňují posoudit vliv přídavku silikonového oleje na celkové rovnovážné množství cílových polutantů dostupných mikroorganismům v reaktoru.  
26 Bc. Kristýna Olivíková M2 Ing. Michaela Kosová, Ph.D. Příprava a charakterizace vaginálních preparátů s obsahem laktobacilů detail

Příprava a charakterizace vaginálních preparátů s obsahem laktobacilů

Za běžných podmínek je vaginální mikrobiom primárně tvořen bakteriemi rodu Lactobacillus. Mezi nejčastěji vyskytující se druhy patří L. crispatus, L. gasseri, L. iners a L. jensenii. Laktobacily mají řadu antimikrobiálních mechanismů. Mechanismy jsou založeny na schopnosti produkovat antimikrobiální látky (např. bakteriociny, organické kyseliny, peroxid vodíku) a schopnosti adheze, čímž mohou zamezit kolonizaci patogenních mikroorganismů na vaginální sliznici. Druhové zastoupení laktobacilů a jejich počet ovlivňuje mnoho faktorů, mezi něž patří zdravotní stav, věk, národnost a především těhotenství. Během těhotenství dochází ke změnám vaginálního mikrobiomu, kdy často dochází k poklesu druhového zastoupení laktobacilů, ke snížení vaginálního pH a zvýšení proliferace. Díky těmto změnám by měl být vaginální mikrobiom odolnější vůči patogenním mikroorganismům. Ty mohou vyvolat různá onemocnění, jejichž následkem mohou být infekce plodové vody a předčasný porod. Cílem této práce bylo sledování stability vybraných kmenů laktobacilů v lyofilizované formě a sledování stability a životaschopnosti lyofilizátů aplikovaných do čípkových směsí a mastí. Dále byla sledována antimikrobiální aktivita vůči 4 patogenním mikroorganismům (S. aureus, E. coli, Str. agalactiae a G. vaginalis).
27 Bc. Radoslav Oprendek M2 Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Charakterizácia a opätovné využitie chmeľového materiálu po studenom chmelení detail

Charakterizácia a opätovné využitie chmeľového materiálu po studenom chmelení

Chmelenie za studena je metóda používaná pri výrobe piva najmä u minipivovarov, ktorá spočíva v macerácii chmeľu s výraznou arómou v pive počas studenej fázy výroby, za účelom vylepšenia chmeľovej arómy piva v dôsledku extrakcie a premeny látok odvodených od chmeľových silíc. Na studené chmelenie sa chmeľ častokrát dávkuje v niekoľkonásobne väčšom množstve oproti chmeľu pridávanému do chmeľovaru, a preto predstavuje finančne pomerne nákladnú položku. Po skončení studeného chmelenia tvorí chmeľové mláto odpadový, v pivovarníctve ďalej nevyužívaný materiál, ktorý však obsahuje nezanedbateľné množstvo horkých kyselín, ktoré by v budúcnosti mohli byť využité pridaním do chmeľovaru, čím by bolo možné znížiť výrobné náklady. Pre tento účel bola v tejto štúdii popísaná dynamika extrakcie horkých kyselín z chmeľu do modelového roztoku počas studeného chmelenia za podmienok odpovedajúcich dokvášaniu rôznych druhov pív (ležiak a ale). Ďalej bol zisťovaný úbytok horkých kyselín zo vzorky chmeľového mláta z komerčného minipivovaru a posúdená možnosť nahradenia časti chmeľu pridávaného do chmeľovaru chmeľovým mlátom.  
28 bc. Michaela Rybková M2 prof. Ing. Zdeněk Wimmer, DrSc. Deriváty triterpenoidních kyselin v medicinální chemii detail

Deriváty triterpenoidních kyselin v medicinální chemii

Terpeny jsou organické látky vyskytující se v rostlinné i živočišné říši. Vznikají kondenzací izoprenových jednotek mevalonátovou syntézou. Dle jejich počtu dělíme terpeny na mono-, seskvi-, di-, sester-, tri-, tetra- a poly-. Hlavními zástupci triterpenů jsou betulinová, oleanolová a ursolová kyselina. Jejich společným znakem je pentacyklický skelet s karboxylovou skupinou (nese číslo atomu uhlíku C-28) připojenou na atom uhlíku C-17. Jedná se o látky, které můžeme izolovat z rostlin (kůry břízy, ženšenu, máty peprné), vykazující bohatou biologickou aktivitu. V současnosti je výzkum zaměřen na jejich protirakovinný, protizánětlivý, anti-HIV, hepatoprotektivní účinek. Cílem práce je modifikace betulinové a oleanolové kyseliny v poloze C-3 pro zvýšení jejich biologické aktivity se zaměřením na zesílení protirakovinného účinku.  
29 Bc. Daniela Simonová M2 doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky detail

Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky

Mikroorganismy se mohou vyskytovat jako samostatně rostoucí buňky, ale jsou také schopné adheze a tvorby mnohobuněčného společenství – biofilmu. Biofilm je forma uspořádání, která poskytuje mikroorganismům ochranu před nepříznivými podmínkami. Biofilmy oportunně patogenních mikroorganismů představují významný problém u lidí se sníženou obranyschopností. Mezi takovéto mikroorganismy patří bakterie rodu Pseudomonas a Burkholderia. Cílem této práce bylo hledání inhibitorů tvorby biofilmu bakterií Pseudomonas a Burkholderia z řady polyvalentních glykomimetik. Polyvalentní glykomimetika jsou biologicky aktivní látky inhibující lektiny – oligomerní proteiny obsažené v bakteriálních buňkách. Lektiny se vážou na sacharidy přítomné na povrchu hostitelských buněk a hrají důležitou roli při tvorbě bakteriálního biofilmu. Byl sledován vliv polyvalentních glykomimetik v různých koncentracích na tvorbu biofilmu P. aeruginosa ATCC 10145 a B. cenocepacia CCM 4899. Celkové množství biomasy biofilmu bylo kvantifikováno metodou barvení krystalovou violetí. Byl prokázán různý vliv polyvalentních glykomimetik na inhibici tvorby biofilmu. Nejvýraznějšího výsledku bylo dosaženo u látky s označením Xa, a to snížením nárůstu o 97 % oproti kontrole.
30 Bc. Paulína Strečanská M2 prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Sorpcia fluorochinolónov na biomasu riasy Chlorella vulgaris detail

Sorpcia fluorochinolónov na biomasu riasy Chlorella vulgaris

Fluorochinolóny (FQ) sú širokospektrálne syntetické chinolónové antibiotiká, ktoré sa súvisiac s ich častým používaním dostali do skupiny mikropolutantov, ktoré boli detekované nie len v odpadových vodách ale dôsledkom nedostatočnosti metód ich odstraňovania aj vo výtokoch z čističiek odpadných vôd. Je preto snaha o inováciu spôsobov ich odstraňovania a výber vhodného adsorpčného materiálu. FQ obsahujú značné množstvo funkčných skupín, ktoré ich predurčujú k možnej interakcii s funkčnými skupinami na povrchu riasy Chlorella vulgaris. Cieľom tejto práce bolo definovať povrchové vlastnosti lyofilizovanej biomasy riasy C. vulgaris stanovením hodnôt Zeta potenciálu, kontaktných uhlov a z nich vypočítaných hodnôt povrchového napätia. Predmetom skúmania bol tiež výber vhodnej prípravy vzoriek pre analýzu FQ pomocou HPLC-DAD a následné zhodnotenie schopnosti riasy C. vulgaris eliminovať obsah FQ z vodného roztoku. Biosorpcia troch vybraných FQ ciprofloxacínu, ofloxacínu a norfloxacínu na lyofilizovanú biomasu riasy C. vulgaris bola skúmaná vo vsádkovom systéme s objemom 0,75 l a koncentráciou vybraných FQ 7,5 mg/l. V experimentoch bola použitá koncentrácia riasy 0,25; 0,5; 0,75 a 1 g/l, pri ktorej bola po 24 h stanovená účinnosť odstránenia FQ z vodného roztoku až 100 %.  
31 Bc. Kateřina Valentiková M2 doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Faktory ovlivňující obsah výživově prospěšných látek ve vínech detail

Faktory ovlivňující obsah výživově prospěšných látek ve vínech

Víno se od ostatních alkoholických nápojů odlišuje především množstvím fenolových sloučenin. Fenolové sloučeniny jsou ve víně důležité hned z několika důvodů, nejdůležitější vlastností fenolových sloučenin je však jejich schopnost působit jako antioxidanty. Antioxidanty mají mnoho zdraví prospěšných účinků, mezi nejznámější se například řadí schopnost snižovat riziko vzniku kardiovaskulárních chorob či rakoviny. Míra antioxidační aktivity vína je dána množstvím a typem fenolových sloučenin. Jejich obsah ve víně je však ovlivněn mnoha faktory, například délkou macerace, barvou vína, odrůdou a dalšími.  Cílem této práce bylo zjistit, které faktory mají na obsah a složení fenolových sloučenin vína největší vliv. Konkrétně byl sledován vliv barvy vína a odrůdy Vitis vinifera. Také byl sledován vliv zralosti hroznů, přičemž mezi sebou byla porovnávána vína z různého období sklizně, a tedy vína s různou počáteční cukernatostí. Rovněž byl sledován vliv množství alkoholu. Pro analýzu byly využity metody DPPH, TPC a HPLC metoda pro stanovení stilbenoidů. Naměřená data byla pro lepší přehlednost zpracována graficky nebo upravena pomocí statistické analýzy rozptylu. Výsledky práce by mohly přispět k produkci vína se zvýšeným množstvím antioxidantů a tedy s lepšími dietetickými vlastnostmi.  
32 Bc. Juraj Vojtko M2 prof. Dr. Ing. Petra Patáková Porovnanie produkcie butanolu u rodičovského kmeňa Clostridium beijerinckii a jeho mutantov detail

Porovnanie produkcie butanolu u rodičovského kmeňa Clostridium beijerinckii a jeho mutantov

Kmeň Clostridium beijerinckii je priemyselne využívaný najmä vďaka jeho schopnosti produkovať butanol, acetón či izopropanol v prísne anaeróbnych podmienkach pri 37 °C s využitím širokej škály substrátov ako pentózy, hexózy či škrob. Hlavným cieľom práce bolo porovnať produkciu butanolu a ďalších metabolitov u vybraných mutantov a rodičovského kmeňa C. beijerinckii NRRL B-598 pri rôznych kultivačných podmienkach. Testované boli vybrané mutanty, tolerantné k butanolu a rodičovský kmeň pri kultivácii v skúmavkách s využitím rôznych kultivačných podmienok, teda rôznych typov substrátov, ktorými boli TYA a P2 médium, hydrolyzát slamy obohatený o ďalšie zložky, hydrolyzát peria obohatený o glukózu a hydrolyzát kombinácie slamy a peria bez prídavkov. Na vyhodnotenie tvorby metabolitov a zvyškovej koncentrácie zdrojov uhlíka teda glukózy, xylózy, kyseliny octovej, maslovej a mliečnej či rozpúšťadiel ako acetón, butanol a etanol (prípadne ďalších látok) bola využitá HPLC.  
33 Bc. Kateřina Voldřichová M2 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Vliv paskalizace na antioxidační kapacitu nefiltrovaného piva detail

Vliv paskalizace na antioxidační kapacitu nefiltrovaného piva

Pasterace nefiltrovaného piva přispívá k zajištění jeho mikrobiologické stability, její dopad na senzorické vlastnosti je však stále předmětem diskuse. Protože většina reakcí vedoucí k senzorickému znehodnocení piva je oxidačního charakteru, je tato práce zaměřena na porovnání antioxidační kapacity piv ošetřených různými stabilizačními metodami - tepelnou a vysokotlakou pasterací (paskalizací). Z již dříve naměřených dat bylo zjištěno, že uvedené metody ovlivňují koncentraci antioxidantů v nefiltrovaném pivu. V této práci byla za pomoci 2 spektrofotometrických metod zkoumána antioxidační kapacita vzorků piv typu ležák a pšeničného piva. Zároveň byl stanoven celkový obsah polyfenolů a oxidu siřičitého, jež se významně podílejí na oxidační stabilitě piva. Z výsledků vyplývá, že pšeničná piva mají obecně nižší koncentraci antioxidantů než piva typu ležák. Dále bylo zjištěno, že obsah antioxidantů v obou vzorcích zůstal po čtyřtýdenní dobu skladování téměř neměnný. V senzorickém hodnocení byly v pivu ošetřeném paskalizací identifikovány pachutě: květinové, isoamylacetát a acetaldehyd. Naopak u pasterovaných vzorků převažovala oxidační pachuť. Domníváme se, že paskalizace i pasterace jsou metody vhodné pro prodloužení trvanlivosti nefiltrovaného piva.  
34 Bc. Sára Černohouzová M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Úloha proteinů rodiny ORMDL v signalizaci žirných buněk   detail

Úloha proteinů rodiny ORMDL v signalizaci žirných buněk  

Žírné buňky jsou klíčovou složkou imunitního systému a jsou odpovědné za obranu proti patogenům a za zahájení alergické imunitní reakce. Zralé žírné buňky na plazmatické membráně exprimují receptory, které po navázání specifických ligandů vedou k aktivaci buňky a následně k uvolnění zánětlivých mediátorů, např. histaminu a β-glukuronidázy. Na endoplazmatickém retikulu mají žírné buňky lokalizované členy rodiny ORMDL transmembránových proteinů. Savčí genom obsahuje tři homology ORMDL proteinů, a to ORMDL1, ORMDL2 a ORMDL3. Předchozí studie ukazuje, že pokud je gen exprimující protein ORMDL3 inaktivován, dochází ke zvýšení aktivace žírných buněk. Cílem této práce bylo prozkoumat jakou roli hraje v aktivaci žírných buněk další člen této rodiny, ORMDL2. Imunoglobulinem E senzitizované žírné buňky byly aktivovány antigenem TNP (2,4,6-trinitrofenolem) a TPS (thapsigarginem), což vedlo k iniciaci vzestupu hladiny volného intracelulárního Ca2+ a následně zvýšenému uvolnění β-glukuronidázy, avšak oproti ORMDL3 nebyl u buněk exprimujících a neexprimujích protein ORMDL2 pozorován signifikantní rozdíl. Protože se předpokládá, že rodina ORMDL proteinů může sloužit jako nový terapeutický cíl při léčbě astmatu a dalších onemocnění, je studium jejího vlivu na buněčnou signalizaci naším cílem.

320 - Ústav biochemie a mikrobiologie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Kateřina Augustynková M2 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Toxicita sekundárních metabolitů plísní a jejich koktejlů detail

Toxicita sekundárních metabolitů plísní a jejich koktejlů

Mykotoxiny jsou sekundární metabolity mikroskopických vláknitých hub, jejichž výskyt je monitorován zejména z toxikologických důvodů. V České republice existují normy pro stanovení přípustného obsahu mykotoxinů v krmivech a potravinách. Avšak problematika jejich vzájemných interakcí a synergických efektů je nedostatečně prozkoumaná. V této práci byla sledována akutní toxicita 13 mykotoxinů na lidských buněčných liniích. Akutní toxicita byla prokázána u T-2, HT-2 a také u diacetoxyscirpenolu. Dále byl testován synergický efekt vybraných kombinací mykotoxinů, kde zvýšení akutní toxicity bylo detekováno zejména u kombinace T-2 a HT-2 toxinů. Naší hypotézou je možné zmírnění toxického působení mykotoxinů protektivním účinkem silymarinu. Tento komplex flavonoidů extrahovaný ze semen a plodů ostropestřce mariánského je mimo jiné součástí mnoha potravinových doplňků, které mohou vedle látek s pozitivním účinkem obsahovat také produkty plísní. Tato hypotéza již byla potvrzena sérií pilotních pokusů. Z našich výsledků je patrné, že účinek mykotoxinů může být negován přítomností antioxidantu. Jelikož se mykotoxiny v rostlinách mnohem častěji vyskytují ve směsi, je zřejmé, že kombinační efekt těchto směsí je nadále nutné studovat a případně legislativně zohlednit.
2 Bc Tereza Branyšová M2 Ing. Hana Michova, Ph.D. Mechanismy umožňující přežívání patogenních druhů rodu Campylobacter v prostředí detail

Mechanismy umožňující přežívání patogenních druhů rodu Campylobacter v prostředí

Bakterie rodu Campylobacter patří mezi významné potravinové patogeny. Mimo hostitele musí tyto bakterie překonat řadu stresových faktorů. Nejčastějším protektivním mechanismem, kterým se mohou buňky se stresem vyrovnat, je tvorba biofilmu. Uvnitř biofilmu jsou buňky schopny regulovat své „společenské chování“ pomocí koordinované změny exprese genů, které je dosaženo i díky systému mezibuněčné komunikace známé jako quorum sensing. Funkčnost tohoto mechanismu je podmíněna přítomností luxS genu, který je zodpovědný za produkci signální molekuly autoinduktor 2 (AI-2). V této práci byla vybrána skupina čtyř izolátů bakterie C. jejuni a dva izoláty bakterie C. coli různého původu.  U izolátů byla pomocí specifických primerů nejprve detekována přítomnost luxS genu. Mikroaerobní kultivací izolátů v tekutém médiu Mueller-Hinton při 42 °C a následnou centrifugací a filtrací byl získán supernatant bez obsahu buněk, u nějž byla zjišťována přítomnost molekuly AI-2 pomocí měření bioluminiscence s využitím referenčního kmene Vibrio harveyi. Gen luxS byl přítomen ve všech izolátech kromě C. jejuni 18515, v jehož supernatantu však bylo paradoxně detekováno vyšší množství AI-2 než v potravinovém izolátu C. jejuni 3ř či klinických izolátech C. jejuni 81-176 a C. jejuni 2881.  
3 Bc. Katerina Brodsky M2 prof. Ing. Tomáš Macek, CSc. Heterologní exprese a charakterizace fungálních rutinosidas detail

Heterologní exprese a charakterizace fungálních rutinosidas

Rutinosidasa (α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidasa, EC 3.2.1.168) je diglykosidasa, která hydrolyzuje rutinosidy. Tento enzym byl izolován z různých mikrobiálních zdrojů: bakterie, plísně, kvasinky i archebakterie, avšak je stále málo prozkoumán a počet charakterizovaných rutinosidas je celkově nízký. Tyto enzymy mají značný biotechnologický potenciál. Vedle hydrolytické aktivity, která je využitelná v potravinářském a kosmetickém průmyslu, byla u některých izolovaných rutinosidas (především fungálních) pozorována i významná transglykosylační aktivita. Při transglykosylaci je odštěpený disacharid (rutinosa) přenášen na nový aglykon, a tak se tvoří nový rutinosid. Tyto biotransformace lze využít v potravinářském, biomedicínském a kosmetickém průmyslu. Rutinosidasy mají velký biotechnologický potenciál, avšak jejich přirození producenti jsou nároční na kultivaci a neprodukují dostatečné množství enzymu. Proto se zabýváme přípravou rekombinantních rutinosidas v heterologních expresních systémech, jako je Komagataella pastoris. Cílem práce je heterologní exprese vybraných fungálních rutinosidas, ověření jejich aktivity, izolace a následná charakterizace získaných enzymů. Kromě hydrolytických aktivit byly také testovány transglykosylační schopnosti s různými akceptory.
4 Bc. Veronika Bělíková M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Využití dvoufotonové polarizační mikroskopie pro studium interakce β2 adrenergního receptoru s heterotrimerním proteinem Gαs detail

Využití dvoufotonové polarizační mikroskopie pro studium interakce β2 adrenergního receptoru s heterotrimerním proteinem Gαs

Receptory spřažené s G proteiny (GPCR) a heterotrimerní G proteiny hrají významnou roli v buněčné signalizaci. G-proteinová signalizace je důležitá pro kardiovaskulární funkci, neurotransmisi a další procesy. G-proteinová signalizace je proto cílem mnoha léčiv, a znalost molekulárních aspektů G-proteinové signalizace je tudíž důležitá jak pro vědecké poznání, tak pro farmaceutické aplikace. Cílem práce je zjistit s využitím techniky dvoufotonové polarizační mikroskopie (2PPM), zda stimulační G-proteinová podjednotka Gαs v živých buňkách fyzicky interaguje se zástupci GPCR již před aktivací příslušného receptoru. Technika 2PPM sleduje tzv. lineární dichroismus (LD), tj. poměr mezi intenzitami fluorescence emitované po ozáření vzorku horizontálně a vertikálně polarizovaným světlem. LD závisí na orientaci fluoroforu, na niž mají často vliv interakce mezi proteiny. Technikou 2PPM jsme schopni citlivě sledovat interakce mezi GPCR a inhibiční podjednotkou Gαi1. Naše pozorování interakcí GPCR se stimulační podjednotkou Gαs za využití existujících konstruktů však zatím neposkytla jednoznačné výsledky. V současnosti probíhá příprava modifikovaných konstruktů na bázi podjednotky Gαs a další mikroskopická pozorování.  
5 Bc. Kamila Cahová M2 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Biologické účinky chindolinových derivátů detail

Biologické účinky chindolinových derivátů

Chindoliny jsou obsaženy ve výtažcích rostlin, dlouhodobě používaných v přírodním léčitelství. Zvýšené pozornosti se dostalo kryptolepinu, jednomu z chindolinových derivátů, po zjištění, že je schopen vázat se na G-kvadruplexy DNA a tím tyto sekundární struktury nukleových kyselin stabilizovat. Zvláště významná je stabilizace v promotorové oblasti protoonkogenu c-myc, která potlačuje jeho expresi, jež bývá zvýšená u většiny typů nádorů. Přírodní chindoliny však nejsou dostatečně selektivní k nádorovým buňkám, proto bylo započato hledání nových syntetických G-kvadruplexových ligandů na bázi chindolinového skeletu. Předmětem této práce jsou právě dva z těchto chindolinových derivátů. Pomocí konfokální mikroskopie bylo prokázáno, že se tyto látky lokalizují v buněčném jádře a byla stanovena koncentrace, která zabíjí 50 % populace buněk. Specifické ověření vazby na G-kvadruplexy bude provedeno pomocí reportérové eseje v rámci jiného výzkumu. Dále bylo pomocí predikčního softwaru předpovězeno, že tyto deriváty mohou ovlivňovat funkci P-glykoproteinu - efluxní transmembránové pumpy, sloužící jako obranný mechanismus organismu před xenobiotiky. Luminiscenční metodou bylo prokázáno, že oba deriváty mají vliv na aktivitu oné pumpy, a tedy mohou být schopné snižovat lékovou resistenci.
6 Bc. Gabriela Daníčková M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Charakterizace a identifikace cytosolických proteinů u jednotlivých druhů Cronobacter. detail

Charakterizace a identifikace cytosolických proteinů u jednotlivých druhů Cronobacter.

Bakterie rodu Cronobacter se řadí mezi oportunní patogeny, u kterých byla prokázána spojitost s alimentárními a nozokomiálními infekcemi. Především u novorozenců a imunodeficientních jedinců mohou tyto bakterie způsobit meningitidy, sepse a nekrotizující enterokolitidy. Nákazy nejsou příliš časté, vykazují však vysokou letalitu. Mírou virulence se jednotlivé druhy liší. Z klinických vzorků byly nejčastěji izolovány druhy C. sakazakii, C. malonaticus a C. turicensis. Výzkum těchto bakterií je v současné době zaměřen na charakterizaci a identifikaci faktorů virulence. Identifikace potenciálně virulentních proteinů by mohla přispět k objasnění procesu patogeneze těchto bakterií a následně by mohla být využita k vývoji specifických imunochemických identifikačních metod, jakými jsou například metody ELISA. V rámci této práce byla nejprve nalezena vhodná metoda pro stanovení koncentrace proteinů obsažených v cytosolických frakcích. Po charakterizaci pomocí SDS-PAGE byly přítomné proteiny identifikovány metodou hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF MS) a prostřednictvím in silico analýzy byla určena jejich buněčná lokalizace a biologická funkce.  
7 Paula Del Rey Bajo M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Caleosin as a fusion tag for recombinant production of proteins in plant BY-2 cells detail

Caleosin as a fusion tag for recombinant production of proteins in plant BY-2 cells

Plant cell cultures are emerging as an alternative to mammalian cell cultures as expression platforms for the production of recombinant proteins containing posttranslation modifications. Some of the advantages of plant cell cultures over other expression systems are their rapid growth, intrinsic safety, low cost and the possibility of producing proteins that require posttranslational modifications such as glycosylation. Despite these advantages, one of the main challenges is achieving adequate accumulation levels of recombinant proteins in the plant cells along with efficient purification methods. One approach to address this issue has been to use protein-stabilizing fusion partners that help enhance recombinant protein accumulation through the formation of stable protein bodies. The aim of this project is to study the effect of Caleosin, a Ca(2+)-binding oil-body surface protein, as a fusion tag for recombinant protein production. In this work, the coding sequence for Caleosin was fused to enhanced Green Fluorescent Protein (eGFP) and expressed in tobacco bright yellow 2 (BY-2) cells by infiltration with Agrobacterium tumefaciens. The accumulation and localization of Caleosin-eGFP compared to free eGFP will be studied.  
8 Bc. Simona Dobiasová M2 Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Modulácia aktivity P-glykoproteínu detail

Modulácia aktivity P-glykoproteínu

Mnohonásobná lieková rezistencia v somatických bunkách a mikroorganizmoch je v súčasnosti jedným z narastajúcich problémov medicíny. S týmto fenoménom je spojený molekulárny mechanizmus zvýšenej expresie P-glykoproteínu (P-gp). P-gp predstavuje transmembránovú efluxnú pumpu, ktorej úloha spočíva v exporte látky z bunky do vonkajšieho prostredia. Zvýšená expresia P-gp v nádorových bunkách má za následok zníženú akumuláciu liečiva. Preto je dôležité profilovanie nových zlučenín, ktoré by boli účinné a predstavovali by minimálnu mieru toxicity. Jednou z možností je využitie účinkov 27 flavonolignanov. Výsledky testov potvrdili, že sa jedná o silné antioxidanty a protizápalové zlučeniny vykazujúce inhibičnú aktivitu voči proteínom asociovanými s rezistenciou. Látky interagujúce s P-gp mȏzu jeho aktivitu stimulovať alebo inhibovať, na základe čoho dochádza k nárastu alebo poklesu ATPázovej aktivity. Schopnosť skúmaných látok inhibovať transportnú aktivitu P-gp bola meraniami preukázaná. Biologická aktivita flavonolignanov bola sledovaná z pohľadu ich cytotoxicity a vplyvu na proliferáciu buniek. Ďalšie merania sa budú zameriavať na testovanie vybraných zlučenín na nádorovej bunkovej línii karcinómu vaječníkov a jej sublínie rezistentnej na adriamycín.
9 Bc. Jan Dohnálek M2 Ing. Eva Benešová, Ph.D. Úloha fosfolipasy C při regeneraci kvasinky Saccharomyces cerevisiae po teplotním stresu   detail

Úloha fosfolipasy C při regeneraci kvasinky Saccharomyces cerevisiae po teplotním stresu  

Zvýšená teplota představuje pro buňky nebezpečí v podobě denaturace proteinů a jejich následné ztrátě funkce vedoucí až k buněčné smrti. Proto buňky vyvinuly řadu mechanismů, jak ochránit svoje důležité struktury i během teplotního stresu. Jedním z těchto způsobů je vytvoření tzv. stresových granulí, což jsou transientní ribonukleoproteinové agregáty. Vytvořením těchto granulí dochází k zastavení translace a tím ke konzervaci energie pro další procesy a zároveň také k ochraně struktur důležitých nejen pro samotný proces translace. Po návratu do normálních nestresových podmínek je pro buňku nezbytné stresové granule rozpustit, aby mohlo dojít k obnovení translace a dalšímu růstu. Nerozpuštění těchto proteinových agregátů představuje pro buňku problém, jenž zásadním způsobem ovlivňuje její správné fungování.   Tato práce se zabývá vlivem fosfolipasy C na rozpouštění a formování teplem indukovaných stresových granulí v kvasince Sacharomyces cerevisiae.     
10 Bc. Tereza Drobníková M2 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Vliv nanočástic vzácných kovů na životní prostředí detail

Vliv nanočástic vzácných kovů na životní prostředí

Stříbro má širokospektrální antimikrobiální účinky a celou řadu charakteristických fyzikálně-chemických vlastností. Díky tomu jsou nanočástice stříbra (AgNPs) jedny z nejrozšířeněji používaných nanočástic v širokém spektru výrobků a mají schopnost pronikat do všech přírodních ekosystémů. Například nesprávná likvidace, náhodné úniky, použití AgNPs jako "organického" hnojiva/pesticidu mohou být zdrojem kontaminace životního prostředí. Stříbro stejně jako těžké kovy se v životním prostředí akumuluje, a ačkoliv v nízkých koncentracích může být zdánlivě neškodné, se vzrůstajícím využitím tohoto kovu vzrůstá i jeho koncentrace v životním prostředí, která již může působit toxicky. Z tohoto důvodu jsou nezbytné studie zabývající se vlivem nanočástic na jednoduché i složité živé systémy za kontrolovaných i reálných podmínek. Záměrem této práce je zjistit, jakým způsobem a v jaké míře AgNPs ovlivňují životní prostředí. Studie je realizována za kontrolovaných podmínek v systému zemina-rostlina (Arabidopsis thaliana Col-0). Prostřednictvím biochemických testů, analýzy vlastností podporujících růst rostlin, profilováním mikrobiální komunity mikrobiologickými a genetickými metodami jsou sledovány potenciální změny půdního mikrobiomu způsobené přidáním vzrůstajícího množství AgNPs.  
11 Bc. Tereza Havrlantová M2 Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Průtoková cytometrie jako nástroj charakterizace imunokompetentních buněk v tukové tkáni detail

Průtoková cytometrie jako nástroj charakterizace imunokompetentních buněk v tukové tkáni

Tuková tkáň fyziologicky obsahuje kromě vlastních adipocytů i nízké zastoupení imunokompetentních buněk, které se významně podílí na udržení insulin-senzitivního prostředí tkáně. Vlivem obezity dochází ke zvýšení počtu přítomných imunokompetentních buněk v tukové tkáni a také k přeměně jejich fenotypu z protizánětlivého na prozánětlivý. Fenotyp a zastoupení imunokompetentních buněk pak lze určit na základě analýzy povrchových znaků buněk, a to s pomocí specifických protilátek. Naším cílem bylo zavést metodu průtokové cytometrie v charakterizaci imunokompetentních buněk v podkožní a epikardiální tukové tkáni. Zavedli jsme analýzu pomocí průtokové cytometrie na měření základních lymfocytárních populací dávaných do souvislosti s iniciací a progresí subklinického zánětu, jednoho z ústředních faktorů podílejících se na rozvoji insulinové rezistence a diabetes mellitus 2. typu. Předpokládaná odlišnost v zastoupení imunokompetentních buněk mezi epikardiální a podkožní tukovou tkání však nebyla potvrzena. Statisticky významný rozdíl mezi jednotlivými typy tukové tkáně nebyl prokázán. Naše výsledky z průtokové cytometrie naznačují, že není pravděpodobně rozdíl v zastoupení imunokompetentních buněk mezi epikardiální a podkožní tukovou tkání.  
12 Bc. Lucie Hladká M2 Ing. Petra Junková, Ph.D. Proteomická analýza GPD-deficientních virionů Mason-Pfizerova opičího viru detail

Proteomická analýza GPD-deficientních virionů Mason-Pfizerova opičího viru

Mason-Pfizerův opičí virus (M-PMV) je retrovirus, u kterého dochází na rozdíl od viru lidské imunodeficience (HIV) k sestavení nezralé virové částice již v periplazmatické oblasti hostitelské buňky. M-PMV ve svém genomu též na rozdíl od HIV kóduje tzv. G-patch doménu (GPD), která je u prekurzorových polyproteinů Gag-Pro a Gag-Pro-Pol lokalizována mezi sekvencí proteasy a reverzní transkriptasy. Úloha této domény zatím odhalena nebyla, avšak současné poznatky ukazují na to, že by mohla hrát roli při transkripci či sestřihu, popřípadě transportu virové mRNA. Cílem práce je identifikovat proteiny hostitelské buňky, které s GPD interagují a které jsou současně s touto doménou inkorporovány do virionů. K tomuto účelu byl využit přístup kvantitativní proteomické analýzy celých virionů. Po izolaci GPD deficientních (ΔGPD) virionů M-PMV byla provedena jejich charakterizace a následně proteomická analýza pomocí LC-MS/MS. Získané hladiny hostitelských proteinů detekovaných v ΔGPD virionech budou porovnány s hladinami hostitelských proteinů detekovaných v částicích M-PMV divokého typu získaných v předchozí studii. Proteiny, které nebudou detekovány v ΔGPD virionech M-PMV a přitom budou detekovaných v částicích M-PMV divokého viru budou navrženy jako potenciální interakční partneři GPD.
13 Bc. Adéla Hrdličková M1 Ing. Jiří Suttnar, CSc. Stanovení 2-hydroxyglutarátu v plazmě pacientů s akutní myeloidní leukemií detail

Stanovení 2-hydroxyglutarátu v plazmě pacientů s akutní myeloidní leukemií

Akutní myeloidní leukémie (AML) tvoří 80% akutních leukémií u dospělých. Jedním z mutovaných genů při AML je gen enzymu isocitrátdehydrogenasy (IDH). IDH je součástí Krebsova cyklu, kde katalyzuje vznik α-ketoglutarátu z isocitrátu. Díky neomorfním mutacím IDH dochází v těle k přeměně α-ketoglutarátu na onkogen D-2-hydroxyglutarát (D-2-HG), který se v organismu ve zvýšené koncentraci fyziologicky nevyskytuje. L-2-HG není onkogenní, proto je nutné nalézt metodu umožňující stanovit oba enantiomery zvlášť. 2-HG byl z plazmy izolován pomocí extrakce na pevné fázi  na anexu. Pro následnou přípravu derivátů D-2-HG, L-2-HG, D-2-HG(C13), byla použita reakce s D-anhydridem O,O´-diacetylvinné kyseliny. Pro dělení D a L diastereomerních derivátů byla použita LC ve spojení s MS. Pro dělení byla vyzkoušena kolona pracující s reverzní fází Atlantis C18, Synergy Polar a Luna C18, dále pak kolona ZIC-HILIC. Jako vnitřní standard byl využit D-2-HG(C13). Analýze byly podrobeny vzorky malé skupiny pacientů s normální a mutovanou IDH. Výsledky byly kvantifikovány pomocí programu Analyst. Stanovení hladiny D-2-HG v plazmě pacientů by mohlo být málo invazivní a snadnou metodou pro určení diagnózy, sledování účinnosti léčby a identifikaci minimální residuální nemoci u AML.  
14 Bc. Kateřina Hrušková M2 doc. Mgr. Ing. Štěpánka Kučková, Ph.D. Rozlišení druhů mykobakterií  ve vodě pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF detail

Rozlišení druhů mykobakterií  ve vodě pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF

Většina bakterií rodu Mycobacterium se řadí mezi podmíněné patogeny způsobující závažná plicní onemocnění tuberkulózy a mimoplicní onemocnění zvané mykobakteriózy. V současné době je v České republice jejich největší rozšíření na Karvinsku. Mykobaktérie se vyznačují dlouhou generační dobou s pomalým růstem na kultivačních půdách, proto se do popředí dostává rychlá identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie. Tato práce se zabývá rozlišením druhů mykobakterií ve vzorcích vody. Pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF se pokoušíme analýzou hlavních komponent (PCA) rozlišit jednotlivé druhy mykobakterií ve standardních vzorcích a vzorcích vody. Od dvou dodavatelů máme k dispozici druhy M. mucogenicum, M. fortuitum, M. peregrinum, M. celatum, M. abcessus, M. chelanoe, M. kansassi, M. marinum, M. avium subs. avium, M. avium subs. hominissuis, M. intracellulare, M. gordonae, M. xenopi a M. tuberculosis. Z důvodu kultivace mykobakterií na vaječném žloutku u jednoho z dodavatelů, jsme se rozhodli pracovat pouze s referenčními vzorky druhého dodavatele a následně je porovnávat s reálnými vzorky vody. Dosavadní výsledky ukázaly, že jednotlivé druhy mykobakterií standardních vzorků lze spolehlivě rozlišit a obdobné výsledky očekáváme i u modelových vzorků vody.  
15 Bc. Martina Jacová M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Fotosensitizace a radiosensitizace pomocí molybdenových klastrů detail

Fotosensitizace a radiosensitizace pomocí molybdenových klastrů

Fotodynamická terapia (PDT) je skúmanou liečbou nádorových ochorení a rôznych infekcií. Spôsobuje poškodenie cieľových buniek na základe interakcie inak neškodného fotosenzitizéru (PS) a viditeľného svetla. Röntgenom indukovaná fotodynamická terapia (X-PDT) využíva röntgenový lúč ako zdroj energie pre aktiváciu PDT procesu. X-PDT používa radiosenzitizéry, ktoré činia nádorové bunky citlivejšími na radiačnú terapiu. V tejto práci skúmame nanočastice s molybdénovým klastrom ako fotosenzitizéry a rádiosenzitizéry v PDT a X-PDT voči nádorovým bunkám krčka maternice, myšej prostaty a nenádorovým kožným bunkám. Boli uskutočnené dva typy experimentov. V prvom type experimentu sme nanočastice s klastrom pridali priamo do buniek a osvietili modrým svetlom alebo röntgenovým žiarením. V druhom type experimentu sme najskôr nanočastice s klastrom modifikovali pomocou aptamérov, následne ich pridali priamo do buniek a osvietili modrým svetlom alebo röntgenovým žiarením. V oboch prípadoch sme pozorovali fototoxický efekt, ale nie radiosenzitizáciu.
16 Lenka Jašková M2 Ing. Michal Strejček, Ph.D. Extrakce půdních bakterií s využitím extracelulárních komponent bakterie Micrococcus luteus detail

Extrakce půdních bakterií s využitím extracelulárních komponent bakterie Micrococcus luteus

Většinu mikroorganismů z okolního prostředí nelze kultivovat v laboratorních podmínkách. Jedním z důvodů je VBNC (viable but non-culturable) stav buněk, kdy buňky do jisté míry metabolizují, ale nejsou schopny se dělit. Jednou z možností, jak mikroorganismy ze stavu VBNC resuscitovat, je použití proteinů zvaných Rpf (Resuscitation promoting factors). Cílem této diplomové práce je ověřit a specifikovat vliv SRpf (Supernatant obsahující Rpf) z kultury mikroorganismu Micrococcus luteus na diverzitu mikroorganismů izolovaných z půdy. Předpokládá se, že extrakce mikroorganismů z půdy s použitím SRpf povede k vyššímu počtu živých (dělení schopných) vyextrahovaných buněk. To je ověřováno bioaugmentačními experimenty, při nichž jsou do sterilní zeminy individuálně inokulovány vybrané bakteriální kmeny, které jsou následně extrahovány a životaschopné buňky jsou kvantifikovány. Druhým předpokladem je, že SRpf zvyšuje druhovou diverzitu extrahovaných půdních mikroorganismů. K ověření tohoto předpokladu se mikroorganizmy extrahují z reálných vzorků zeminy a následně jsou identifikovány pomocí MALDI-TOF MS a sekvenace genů pro 16SrRNA. Ve všech experimentech se srovnává extrakce s aktivním SRpf, inaktivovaným SRpf a zcela bez SRpf.  
17 Bc. Anna Jelínková M2 Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Identifikace druhů u rodu Cronobacter pomocí hmotnostní spektrometrie detail

Identifikace druhů u rodu Cronobacter pomocí hmotnostní spektrometrie

Bakterie rodu Cronobacter patří mezi oportunní patogeny vzájemně se lišící svou virulencí. Jejich nebezpečí spočívá hlavně v kontaminaci sušené kojenecké výživy. Nejrizikovější skupinou jsou novorozenci s nízkou porodní váhou, u kterých může bakterie způsobit závažná onemocnění. Proto je jejich identifikace na úrovni rodu i druhu důležitá. MALDI-TOF MS je metodou, která umožňuje rychlou a spolehlivou identifikaci bakterií na základě porovnání proteinových profilů intaktních buněk. Stávající databáze mikroorganismů Biotyper umožňuje identifikaci Cronobacter pouze na rodové úrovni. Cílem práce je vytvoření databáze rozlišující i jednotlivé druhy Cronobacter. Základem pro sestavení vlastní databáze je zisk kvalitních spekter. Proto byla testována kultivační média, doby kultivace a metody přípravy vzorku, tedy intaktních buněk a extraktů. Nejlepší variantou bylo měření intaktních buněk v kombinaci s pevným médiem TSA a 24hod kultivací. Pro sestavení databáze Cronobacter bylo vybráno 20 reprezentativních spekter pomocí analýzy hlavních komponent s následnou tvorbou sumárních spekter (MSP) dosud pro 30 sbírkových kmenů. Databáze bude rozšířena pro pokrytí rozmanitosti rodu Cronobacter a bude vytvořena v programech Biotyper a BioNumerics s ověřením funkčnosti na klinických izolátech.
18 Bc. Alena Karnošová M2 prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Lipidizované analogy peptidu uvolňujícího prolaktin a jejich vliv na signalizaci receptorů  detail

Lipidizované analogy peptidu uvolňujícího prolaktin a jejich vliv na signalizaci receptorů 

Obezita je v dnešní době závažný zdravotní problém. Nové možnosti ve vývoji budoucích léků proti obezitě a diabetu představují anorexigenní neuropeptidy, které se tvoří v mozku a působí na snížení příjmu potravy a tělesné hmotnosti. Tato práce se zabývá lineárními anorexigenními neuropeptidy, peptidem uvolňujícím prolaktin (PrRP) a neuropeptidem FF (NPFF), které se řadí do skupiny tzv. RF-amid-peptidů. Typickým znakem RF-amid-peptidů je zakončení C-konce sekvencí Arg-Phe-NH2, která je nezbytná pro vazbu na jejich receptory. Bylo zjištěno, že PrRP se váže na svůj přirozený receptor GPR10 a zároveň vykazuje vysokou afinitu k receptoru pro neuropeptid FF (NPFF2). Ve své práci se zabývám vybranými lipidovanými peptidovými analogy PrRP a jejich mechanismem účinku in vitro. Lipidizace analogů PrRP navržených v laboratoři skupiny RNDr. Lenky Maletínské, CSc. umožňuje vyvolání centrálního anorexigenního účinku po periferním podání, a tím nabízí možnost potenciálního terapeutického využití. Cílem je zmapovat signalizace těchto peptidů do buňky na buněčných liniích s exprimovaným receptorem GPR10 nebo s receptory s částečnou homologií ke GPR10 receptoru.  
19 Bc. Ruslan Klassen M1 PharmDr. Jindřiška Angelini, Ph.D. Sledování dynamiky mikrotubulárního cytoskeletu po ošetření kovovými nanočásticemi v rostlinách Arabidopsis thaliana detail

Sledování dynamiky mikrotubulárního cytoskeletu po ošetření kovovými nanočásticemi v rostlinách Arabidopsis thaliana

S růstem výroby kovových nanočástic vzrostl i jejich obsah v okolním prostředí, kde rychle a snadno pronikají do jakéhokoliv organismu nebo znečišťují životní prostředí. 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 k regenerace v různých intervalech po ošetření kovovými nanočásticemi.



20 Bc. Lucie Klimešová M2 Ing. Jan Lipov, Ph.D. Zavedení metody TANGO pro testování interakce nových syntetických drog se serotoninovými receptory detail

Zavedení metody TANGO pro testování interakce nových syntetických drog se serotoninovými receptory

Nové syntetické drogy jsou problémem současné drogové scény. Bývají navrženy jako analoga nelegálních drog za účelem obejít stávající legislativu. Jejich výrobci se snaží připravit takovou psychoaktivní substanci, která dosud není na seznamu ilegálních látek, nebo jejíž prekursory nejsou monitorovanými látkami. Detekce nových syntetických drog je velmi obtížná. Imunochemické techniky zaměřené na klasické drogy nejsou schopny většinu nových látek prokázat, protože i malá změna struktury může způsobit falešně negativní výsledek testu. Jednou z možností, jak nově syntetizované drogy zjistit je zavedení metody TANGO. Metoda TANGO je založena na principu přepisu reportérového genu pro luciferasu, který je aktivován fúzí testované látky s cílovým receptorem. Tím často bývá receptor spřažený s G-proteiny. Mým úkolem bylo zavést tuto metodu pro serotoninové receptory HTR2, které jsou cílem působení mnohých psychoaktivních drog. Pomocí této metody můžeme s jistotou určit, zda neznámá substance se serotoninovým receptorem interaguje a tudíž vykazuje psychoaktivní účinky. Cílem této práce je příprava buněčné linie produkující serotoninové  receptory se systémem TANGO, na které bude možné testovat deriváty nových syntetických drog.  
21 Bc. Petra Klímová M2 doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Příprava a charakterizace „core“ retrovirů HIV a M-PMV detail

Příprava a charakterizace „core“ retrovirů HIV a M-PMV

Retroviry řadíme mezi obalené RNA viry, způsobující infekce hostitele, spojené s výskytem mnoha závažných onemocnění. Vývoj antiretrovirotik, fungujících na principu inhibice různých kroků retrovirového životního cyklu, je tedy aktuálním tématem. Během vstupu zralé retrovirové částice do cytoplasmy hostitelské buňky je obnažena virová kapsida, tvořená strukturním kapsidovým proteinem a obsahující genomovou RNA a další enzymy. Jedním ze způsobů inhibice životního cyklu retrovirů je destabilizace kapsidy, a tedy její předčasný rozpad, či naopak její stabilizace, a tedy zabránění jejího rozpadu. Cílem práce je připravit kapsidové proteiny HIV a M-PMV v dostatečném množství a čistotě a v různých podmínkách sledovat jejich schopnost tvořit částice simulující kapsidy in vitro. Dalším krokem je vzájemně porovnat stabilitu vytvořených kapsid a zjistit vliv přítomnosti inhibitoru PF74 na jejich tvorbu a stabilitu. Kapsidové proteiny byly produkovány v bakteriálním expresním systému a purifikovány afinitní chromatografií. Transmisní elektronovou mikroskopií bylo pozorováno, že pro tvorbu kapsid HIV je potřeba vysoká iontová síla, zatímco pro tvorbu kapsid M-PMV nikoliv. Ultracentrifugací kapsid v sacharosovém gradientu bylo zjištěno, že jsou velmi nestabilní.  
22 Bc. Klára Koldušková M2 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Purifikace rajčatové nukleasy s protinádorovým účinkem detail

Purifikace rajčatové nukleasy s protinádorovým účinkem

Nukleasy jsou enzymy patřící do skupiny hydrolas, které hrají zásadní roli v procesech regulace genové exprese. Některé rostlinné nukleasy jsou zkoumané i z pohledu jejich cytotoxického účinku na nádorové buňky. V této práci se zabývám nukleasou TBN1 (Tomato bifunctional nuclease 1), což je glykoprotein o molekulové hmotnosti 37 kDa. Pro produkci rekombinantní nukleasy TBN1 byl navržen nový způsob exprese v suspenzní kultuře tabáku Nicotiana tabacum kultivar Bright Yellow 2 (BY-2). Při izolaci TBN1 ale dochází k její degradaci. Cílem mé práce je proto zlepšit stabilitu nukleasy TBN1 v produkčních buňkách a následně se pokusit nukleasu TBN1 purifikovat. Byla navržena dvě možná řešení dané problematiky. Prvním je purifikace nukleasy TBN1 metodou bezvakuolové izolace z již připravených suspenzních buněk BY-2/eGFP‑TBN1. Odstraněním vakuoly z buňky před izolací nukleasy by mělo být zamezeno uvolnění proteolytických enzymů a degradaci nukleasy TBN1. Druhou možností řešení by mohla být produkce nukleasy TBN1 ve fúzi s „ochranným proteinem“ – hydrofobinem. Proto byl připraven vektor obsahující gen pro TBN1 ve fúzi s hydrofobinem, následně bude tento vektor vnesen do bakterie Agrobacterium tumefaciens a pomocí této bakterie do BY-2 buněk.  
23 Anna Kolihová M2 doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Vývoj imunochemických metod pro detekci tryptaminů detail

Vývoj imunochemických metod pro detekci tryptaminů

Látky ovlivňující vědomí jsou lidmi vyhledávány od pradávna. Dosud však nebylo jejich užívání spjato s tak velkým zdravotním rizikem jako nyní, neboť se jednalo o látky přírodní s po generace známými účinky. Dnes se setkáváme s jejich polosyntetickými či syntetickými analogy, z nichž nejrizikovější jsou nové psychoaktivní látky (NPS) o jejichž metabolismu, toxicitě, účincích a míře celkového zdravotního rizika neexistuje v současnosti dostatek informací. I přesto produkce a spotřeba stávajících i nových NPS stále roste, neboť nepodléhají legislativní kontrole, což je činí dosud bezúhonnou atraktivní alternativou ilegálních drog. K získávání informací o těchto látkách je mimo jiné důležitá i jejich spolehlivá detekce. Cílem této práce je sestavení rychlé, levné, a na rozdíl od HPLC/MS, uživatelsky a technicky nenáročné metody pro spolehlivou detekci tryptaminů, jedné z hlavních skupin NPS. Pro tento účel byla použita imunochemická metoda ELISA v nepřímém kompetitivním formátu. Před charakterizací metody stanovením analytických parametrů byly na základě analýzy titračních a kalibračních křivek vybírány vhodné koncentrace imunoreaktantů, vhodné reakční podmínky (teplota a doba inkubace) a pufry pro ředění protilátek. Dále byla testována specifita použité primární protilátky.  
24 Andrea Koťová M2 Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Cytostatické účinky platinových a palladiových komplexov detail

Cytostatické účinky platinových a palladiových komplexov

Objav cisplatiny, cis-[PtII(NH3)2Cl2] bol dôležitý moment v liečbe nádorových ochorení.  Neskôr sa začali používať jej analóga ako sú karboplatina a oxaliplatina. Vzhľadom k tomu, že nádorové bunky vykazujú určitú rezistenciu, je zmena cytostatika často nevyhnutným krokom v liečbe. V súčasnosti sa syntetizujú a testujú nové analóga na báze platiny a iných kovov, ako je paládium,  ktoré sú testované v tejto práci. Pre testovanie účinku cytostatík boli vybrané myšie makrofágy RAW a pre kontrolu nenádorová línia fibroblastov MRC. Viabilita buniek ovplyvnených účinnou látkou bola stanovená po 72 hodinovej inkubácii pomocou resazurínovej metódy. Zo získaných výsledkov vyplýva, že cytostatiká obsahujúce paládium nevykazujú cytostatický účinok, alebo len v nízkej miere, zatiaľ čo látky obsahujúce Pt4+ majú účinok podobný oxaliplatine, ktorá slúžila ako pozitívna kontrola. Látky budú ďalej testované v súvislosti s depléciou glutamínu, ktorý patrí medzi najviac zastúpené aminokyseliny v krvi. Výrazne sa podieľa nielen na energetickom metabolizme bunky, ale má  tiež dôležitú úlohu v antioxidačnej ochrane.
25 Bc. Dominika Králová M2 doc. Mgr. Ing. Štěpánka Kučková, Ph.D. Testování nové metody v diagnostice rakoviny pankreatu  detail

Testování nové metody v diagnostice rakoviny pankreatu 

Karcinom pankreatu je čtvrtou nejčastější příčinou úmrtí související s rakovinou na celém světě. Jen v České republice každý rok onemocní kolem 1660 lidí. Toto onemocnění se v prvních stádiích obvykle neprojevuje, proto je obtížné jej diagnostikovat. Ve chvíli, kdy se začnou projevovat příznaky jako je hubnutí, bolest břicha, svědění, diabetes mellitus II. typu, žloutenka, ztráta chuti k jídlu, je onemocnění v pokročilé fázi a často již neoperovatelné. Proto je míra přežití menší než 5 %. Mezi rizikové faktory tohoto onemocnění patří kouření, dědičnost, obezita, zánět pankreatu a věk. Nejúčinnější léčbou karcinomu pankreatu je včasná resekce nádoru, bohužel je tato operace možná pouze u 10 % zjištěných pacientů z důvodu šíření nádoru do okolních tkání a orgánů. K diagnostice nemoci se využívají zobrazovací metody – CT, magnetická rezonance, ultrasonografie a také detekce proteinových biomarkerů. V posledních letech je snaha o identifikaci nových proteinových biomarkerů v plazmě, které by včas odhalily možné riziko malignit. Cílem mé diplomové práce je pokusit se rozlišit krevní plazmu zdravých a nemocných lidí trpících karcinomem pankreatu pomocí MALDI-TOF. Získaná data se zpracovávají pomocí analýzy hlavních komponent (PCA), která dokáže zachytit i nepatrné rozdíly ve spektrech.
26 Bc. Pavlína Kubešová B1 doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Vývoj imunochemických metod pro detekci anabolického steroidu stanazololu detail

Vývoj imunochemických metod pro detekci anabolického steroidu stanazololu

Ve světě sportu se stále více rozvíjí užívání nezákonných (dopingových) látek pro zlepšení výkonu. Proto už od roku 1999 funguje Světová antidopingová agentura (WADA), která užívání těchto látek kontroluje. Náplní její práce je nejen kontrola sportovců, zda neužívají dopingové látky, ale také zařazení nových látek mezi zakázané. Mezi tyto látky v dnešní době patří také anabolický androgenní steroid stanazolol. Proto je důležité vyvíjet metody, které detegují jeho přítomnost ve vzorcích nejen do sportovců, ale třeba i v doplňcích stravy. Mezi ně se řadí screeningové metody ELISA a imunochromatografický test (ICT), jejichž principem je interakce stanazololu s vhodnou protilátkou. Vývoj těchto metod je cílem prezentované práce. Jako první byl sestaven test ELISA, pro který byly vybrány vhodné koncentrace imunoreagencií, složení pufrů, teploty a doby inkubace pro primární i sekundární protilátku a poté sestaveny kalibrační křivky. Pro imunochromatografický test byl zatím vyvinut otevřený formát. V případě uzavřeného formátu bude nutné vybrat vhodné podmínky pro průběh testu, například jednotlivé materiály (podložky pro vzorek i konjugační podložky) nebo složení pufrů.
27 Bc. Linda Kutlíková M2 Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Diagnostika norovírusov z pohľadu molekulárnej genetiky detail

Diagnostika norovírusov z pohľadu molekulárnej genetiky

Diagnostika norovírusov z pohľadu molekulárnej genetiky   Norovírusy sú neobalené jednovláknové RNA vírusy patriace do čeľade Caliciviridae. Sú hlavnou príčinou akútnej gastroenteritídy pochádzajúcej z vody a potravy. Ako hlavné detekčné metódy na ich stanovenie sa používajú imunochemické metódy, elektrónová mikroskopia a molekulárne – genetické metódy, založené na polymerázovej reťazovej reakcii s fluorescenčnou detekciou v reálnom čase (qPCR). Cieľom tejto práce je osvojenie si postupu horizontálneho stanovenia norovírusov podľa normy ČSN P CEN ISO/TS 15216-1. Toto stanovenie je založené metóde qPCR, kedy je umožnené sledovať narastajúce množstvo amplifikovanej DNA v reálnom čase. Z dôvodu komplexnosti metódy je do celého procesu zahrnutá rada kontrol. Pre účely metódy bola preto navrhnutá pozitívna kontrola (PC). Jedná sa o jednovláknovú DNA o dĺžke 150 báz. Pre vyhodnotenie výsledkov po prebehnutí PCR bola na overenie jej funkčnosti zostrojená kalibračná priamka a tiež bola využitá horizontálna elektroforéza v agarózovom géli. Súčasťou ďalšej práce bude navrhnutie kontrolného plazmidu obsahujúceho sekvencie časti genómu norovírusov vhodného na dôkaz vírusových častíc prostredníctvom reverznej transkripcie a qPCR.  
28 Bc. Nikoleta Loudová M2 prof. Ing. Jan Evangelista Dyr, DrSc. Analýza rozdílů v transkripci dlouhých nekódujících RNA u myelodysplastického syndromu detail

Analýza rozdílů v transkripci dlouhých nekódujících RNA u myelodysplastického syndromu

Myelodysplastický syndrom (MDS) je skupina heterogenních onemocnění hematopoetických kmenových buněk vyznačující se cytopenií v periferní krvi a vysokým rizikem progrese do akutní myeloidní leukémie (AML). V rámci této práce byly studovány hladiny dlouhých nekódujících RNA (lncRNA) u myelodysplastického syndromu. Pro analýzu množství vybraných transkriptů lncRNA v CD34+ progenitorových buňkách kostní dřeně jsme zavedli metodu reverzní transkripce s následnou real-time PCR detekcí (RT-qPCR). Touto metodou jsme detekovali relativní množství konkrétních lncRNA (EGOT, EPB41L4, FAM225A, HOTAIRM, CHRM3A82, IGF2, LEF1-AS1, LEF1, MEG3, PVT1, TCL6, WT1-AS1 a WT1) u 81 pacientů s různými subtypy MDS, 14 pacientů s akutní myeloidní leukémií s myelodysplastickými rysy (AML-MRC) a 13 zdravých dárců.  Následná statistická analýza identifikovala lncRNA s rozdílnou hladinou mezi jednotlivými kategoriemi pacientů, což poukazuje na jejich možný význam v patogenezi onemocnění. U některých sledovaných lncRNA (H19, WT1-AS, LEF1-AS, MEG3 a TCL6) jsme dokonce prokázali, že jejich hladina se významně liší mezi pacienty s dobrou a špatnou prognózou. Tyto lncRNA by tak mohly sloužit jako potenciální molekulární markery MDS.
29 Stanislav Macháček M2 Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D. Karbonické anhydrázy patogenních kvasinek rodu Candida