Počkejte prosím...

Ústav analytické chemie

Vypsané disertační práce

Analýza drog a padělků léčiv pomocí metod vibrační a chiroptické spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Práce se soustředí na vývoj metod strukturní analýzy drog a farmaceuticky významných látek a léčiv, včetně identifikace jejich padělků, metodami vibrační (infračervené a Ramanovy) a chiroptické (cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita) spektroskopie. Předmětem analýz budou nejen standardy a originální přípravky, ale také reálné vzorky ze záchytů (tradiční drogy, NSD, stimulancia, přídavky na léčbu erektilní dysfunkce, benzodiazepiny, steroidy atp.). Ve vzorcích budou sledovány rozdíly v chemickém složení (až na úroveň molekulárních projevů optické aktivity) a v morfologii. Použití DFT kvantově chemických výpočtů a simulací umožní nejen interpretaci spekter, ale i detailní popis struktury studovaných molekul. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.

Charakteristika struktury a optické aktivity organometalických komplexů pmocí kvantové chemie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Komplexy kovů s organickými ligandy mají často unikátní optické vlastnosti, kterých se dá využít při zobrazování biologických objektů nebo k detekci různých analytů. V poslední době se objevily nové jevy při využití polarizované spektroskopie, např. cirkulárně-polarizované luminiscence nebo rezonanční Ramanovy optické aktivity, potenciálně vedoucí k dalším aplikacím. Jejich teoretický popis je ale dosud neúplný. Na modelových systémech proto prozkoumáme schopnost současných metod kvantové a výpočetní chemie popsat polarizační jevy na těchto výpočetně obtížných (relativita, vysokospinové stavy), ale zajímavých systémů.

Degradace organických látek fixovaných v cementové matrici

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Cílem práce bude sledovat a charakterizovat degradační a interakční procesy vybraných organických látek fixovaných v cementové matrici v prostředí úložišť radioaktivních odpadů, kdy dominantními degradačními ději budou radiolýza a hydrolýza. Prvním typem studovaných látek jsou plastifikační přísady, které ovlivňují zpracovatelnost betonů. Jejich degradací může docházet ke změnám mechanických, strukturních a fyzikálně-chemických vlastností betonů, která jsou používány jako konstrukční prvky úložišť. Druhým typem studovaných látek jsou iontoměniče, které mohou být jedním z typů radioaktivních odpadů fixovaných do cementových matric. Jejich degradací může docházet ke změnám mechanických, strukturních a fyzikálně-chemických vlastností těchto forem odpadů a k následnému uvolňování radionuklidů z cementové matrice. V této problematice budou využity techniky kapilární elektroforézy a atomové absorpční a infračervené spektroskopie. Toto téma je součástí problematiky studované v rámci národních výzkumných projektů a evropského projektu EURAD CORI (Cement Organics Radionuclide Interaction).

Hmotnostně-spektrometrické zobrazování biologicky aktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: doc. Dr. RNDr. David Sýkora

Anotace

Práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci metod MALDI hmotnostně-spektrometrického zobrazování (MSI) léčiv a především lipidů v řezech živočišných tkání. Pozornost bude věnována porovnání různých metod přípravy vzorků před samotnou analýzou, měření a vyhodnocení naměřených dat. Optimalizované metody budou následně použity pro charakterizaci změn ve složení lipidů v myších modelech neurodegenerace vzhledem k příslušným kontrolám. Dále bude sledován vliv potencionálních neuroprotektivních látek na změny v lipidech vzhledem k neléčeným modelům neurodegenerace.

Identifikace a kvantifikace různých lékových forem pomocí THz spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Pokročilá metoda terahertzové spektroskopie, která umožňuje detekci vibračních modů, které příslušejí slabým inter- a intra-molekulovým interakcím (vodíkové, Van der Waalsovy, disperzní a jiné vazby), dovoluje rozpoznat rozdílné polymorfní stavy léků, které závisí na způsobu výroby, délce a teplotě skladování. Tímto způsobem lze rozpoznat stárnutí léků, odlišný způsob výrobního procesu (padělky) i za předpokladu, že chemické složení je identické.

Identifikace biomarkerů nádorových a degenerativnich onemocnění v tělních tekutinách pomocí molekulové spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

V práci budou analyzovány vzorky biotekutin (především krevní plazmy) jedinců trpících vybranými závažnými onemocněními (například Alzheimerovou chorobou, karcinomem slinivky břišní, hepatocelulárním karcinomem) metodami molekulové spektroskopie (elektronový cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita, infračervená absorpční a Ramanova spektroskopie, NMR) s cílem zhodnotit potenciál těchto metod a jejich kombinací pro identifikaci nových biomarkerů. Studie bude doplněna o analýzy odpovídající vzorků kontrolních jedinců. Součástí práce bude vývoj algoritmů pro zpracování spektrálních a metabolomických dat a identifikaci biomarkerů. Studie bude prováděna ve spolupráci s klinickými pracovišti (VFN Praha, ÚVN Praha) a za podpory grantových projektů.

Individuální a skupinová identifikace osob na základě digitálně zakódované lidské pachové signatury

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Práce je zaměřena na detailní analýzu pachových vzorků dobrovolníků pomoci GCxGC-TOF, na jejich digitalizaci a rozvoj olfaktronických metod individuální a skupinové identifikace osob.

Interakce vybraných stopovačů s cementovými materiály

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Cílem práce bude studovat migrační procesy vybraných radioaktivních i neaktivních stopovačů (zejména specií uhlíku a jódu) v prostředí cementové matrice a interakční procesy cementové matrice a podzemní vody. Výsledky sorpčních a difúzních experimentů a také loužicích a kolonových interakčních experimentů vedených v laboratoři budou porovnávány s experimentem prováděným in-situ v podzemní laboratoři Grimsel. Laboratorní testy budou probíhat za běžných podmínek a také v anaerobním rukavicovém boxu v prostředí bez přítomnosti kyslíku a CO2, aby mohl být studován vliv podmínek prostředí na speciaci a migrační chování stopovačů. V této problematice budou využity techniky kapilární elektroforézy, atomové absorpční spektroskopie a radioanalytické detekce. Toto téma je součástí problematiky studované v rámci národních výzkumných projektů a mezinárodního projektu CIM (Carbon and Iodine Migration through aged cement).

Interpretace Ramanovy optické aktivity nukleových kyselin

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Spektroskopie vibrační Ramanovy optické aktivity je nová a dynamicky se rozvíjející analytická metoda poskytující cenné informace např. o struktuře biopolymerů a enzymů. Její použití je velmi závislé na interpretaci spekter pomocí molekulárně dynamických a kvantově chemických výpočetních metod. U nukleových kyselin, přestože experimentálně lze měřit velmi zajímavé systémy včetně virů, není vztah mezi spektrem a strukturou zcela znám. Problémem je výpočetní náročnost pro tak velké a komplexní molekuly. V práci se proto zaměříme na vývoj experimentální i výpočetní metodologie na modelových systémech, zohledňující specifické vlastnosti nukleových kyselin, jako je jejich flexibilita a polarita. Předpokládáme použití i vývoj moderních výpočetních metod, jako je kombinace klasické a kvantové mechaniky, a testování různých modelů pro rozpouštědlo eventuelně okolí molekul při jejich interakcích.

Isolace biologicky aktivních látek z rostlin rodu Sutherlandia a identifikace jejich molekulové struktury

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

U rostlin rodu Sutherlandia byla identifikována jejich využitelnost pro léčbu nejrůznějších nemocí. Cílem práce je isolovat nové biologicky aktivní látky, identifikovat jejich molekulovou strukturu využitím vysoce rozlišené NMR a MS, a ve spolupráci se screeningovými centry popsat jejich biologickou aktivitu.

Jak ovlivňuje přítomnost vody vlastnosti iontových kapalin s různými funkčními skupinami

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Funkcionalizace iontových kapalin je již dvě desetileté předmětem intenzivního výzkumu vzhledem k jejich aplikačnímu potenciálu v mnoha chemických odvětvích. Jednoznačný vztah mezi strukturou a vlastnostmi iontových kapalin však stále nebyl nalezen, stejně tak jako nejsou zcela objasněny jejich interakce s molekulovými rozpouštědly na molekulární úrovni. Tato práce se tedy zaměří na výzkum směsí různých funkcionalizovaných iontových kapalin s vodou. Studována bude rovnováha v kapalné fázi syntetickými a dynamickými metodami. Struktura těchto směsí na molekulární úrovni pak bude studována za pokojové teploty difrakčními a spektroskopickými metodami.

Modelování vlastností solvatovaných elektronů v polárních rozpouštědlech

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Přidání alkalických kovů do kapalného amoniaku vede ke vzniku stabilního roztoku modré barvy, která je způsobená přítomností solvatovaných elektronů. Zvýšení koncentrace kovu v amoniaku vede ke vzniku roztoku bronzové barvy, což indikuje přechod ze stavu elektrolytu do kovového stavu. Experimentální studium elektronové struktury solvatovaných elektronů je realizován především použitím fotoelektronové spektroskopie. Kombinace ab initio molekulové dynamiky a výpočtů elektronové struktury doplňuje experimentální data a umožňuje vysvětlit vlastnosti solvatovaných elektronů na molekulární úrovni. Provedení příslušných teoretických výpočtů a porozumění vlastnostem a reaktivitě solvatovaných elektronů v polárních rozpouštědlech jak ve stavu elektrolytu, tak i v kovovém stavu představuje hlavní cíl této disertační práce.

Použití lanthanoidových komplexů pro spektroskopické studium struktury DNA

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Cirkulárně polarizovaná luminiscence (CPL) lanthanidů je citlivá na nejbližší okolí molekuly, čehož lze využít v biomolekulárních vědách. Nicméně použití CPL pro studium DNA popisuje pouze několik málo prací. Zaměříme se na překonání některých omezení této metodologie, např. pro měření nově použijeme spektrometr Ramanovy optické aktivity (ROA). Tento přístup umožní použití lanthanoidových iontů při nízkých koncentracích nepoškozující DNA. Očekávaným výsledkem projektu je i nalezení souvislosti mezi CPL a ROA spektry a sktrukturními rysy nukleových kyselin.

Povrchem zesílená fluorescence jako nástroj pro sledování lokalizace nanotransportérů v buňce

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude týkat vývoje metod fluorescenční analýzy pro spolehlivou detekci lokalizaci nanočásticových transportérů léčiv v živé buňce. Ačkoliv fluorescenční metody vykazují v řadě případů příznivě nízké detekční limity, vykazuje řada organických fluorescenčních látek toxicitu i při velmi nízkých koncentracích. Současné metody fluorescenční mikroskopie umožňují sledovat lokalizace prakticky jednotlivých nanočástic, které pronikly buněčnou membránou dovnitř buňky. Povrchem zesílená fluorescence, ke které dochází v blízkosti metalických nanočástic může umožnit detekci fluoreskujících látek při tak nízkých koncentracích, které umožňují aplikovat zcela netoxické (nízké) dávky preparátů a studovat tak chemické chování živých buněk v přítomnosti těchto transportérů, tj. jejich diagnostické příp. terapeutické vlastnosti.

Příprava pevných povrchů s kovalentně navázaným molekulárním receptorem a studium jejich využitelnosti pro konstrukci senzorů

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem práce je modifikovat chemickou strukturu molekulárních receptorů funkčních v roztoku tak, aby je bylo možné kovalentně připojit na pevný povrch nebo z nich připravit polymer. Studovat funkčnost a využitelnost takových materiálů pro konstrukci senzorů.

Speciační analýza selenu v potravinářsky významných mikroorganismech

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: prof. Ing. Oto Mestek, CSc.

Anotace

Selen je důležitým stopovým prvkem, u něj se však v České republice vyskytuje subklinický deficit. Jednou z možností snížení deficitu selenu v populaci je příprava funkčních potravin s využitím mikroorganismů obohacených selenem. Práce bude zaměřena na rozvoj technik on-line spojení kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem pro stanovení specií selenu, s důrazem na identifikaci nových specií selenu. Metodika bude aplikována na stanovení schopnosti různých skupin mikroorganismů, využívaných v potravinářském průmyslu, vázat selen a zmapování metabolismu selenu v těchto mikroorganismech. Ve spolupráci s Výzkumným ústavem mlékárenským budou připraveny také reálné potraviny s využitím selenem obohacených mikroorganismů a bude sledováno chování specií selenu v těchto potravinách.

Spektroskopické studie interakcí lektinů se sacharidy

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Lektiny jsou skupinou proteinů specificky rozpoznávající sacharidy. V živých organismech mají lektiny řadu významných funkcí, zahrnující například buněčné rozpoznávání, účastní se procesu fertilizace, imunitní odezvy a podílí se na adhezi a virulenci patogenů. Zejména galektiny, jenž jsou charakteristické svou specifickou interakcí s galaktosidovými sacharidy, jsou předmětem řady studií, neboť jsou častými klíčovými body imunitní odpovědi při patogenezích, vývoji nádorů, či metastázích. Návrh účinných galektinových inhibitorů, které by blokovaly tyto negativní procesy, vyžaduje nejen detailní popis samotné struktury komplexu cukr-lektin, ale zároveň předpokládá znalost dynamického chování jak samotného nenavázaného inhibitoru, tak inhibitoru v prostředí galektinu. V práci navrhujeme připravit cukerné konjugáty, které ponesou kovovou značku, jež umožní měřit paramagnetické NMR pseudokontaktní chemické posuny a cirkulární polarizovanou luminiscenci. Tyto metody jsou citlivé na blízké okolí studovaných látek a umožní nám nejen detekovat interakci cukr-lektin, ale rovněž studovat konformaci ligandu i v přítomnosti objemného proteinu. Interpretace experimentálně zjištěných dat však není snadná, tudíž je potřeba využít nástrojů výpočetní chemie. Vývoj vhodných teoretických postupů pro interpretaci experimentu bude rovněž nedílnou součástí práce.

Spektroskopické studie proteinových fibril

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Mnoho biologických procesů zahrnuje agregaci proteinů to nerozpustných agregátů, fibril. Jejich vlastnosti jsou např. studovány ve snaze bojovat proti neurodegenerativnícm chorobám. V práci použijeme metody optické spektroskopie a výpočetní chemie k charakterizaci tvorby a struktury modelových fibril. Zaměříme se na měření pomocí moderní spektroskopie Ramanovy optické aktivity, práce bude zahrnovat spektroskopické experimenty i výpočetní modelování.

Studium nových forem vibrační optické aktivity

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: prof. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Anotace

Analytické metody využívající molekulární optickou aktivitu poskytují unikátní informaci o molekulách v roztoku. Interpretace některých experimentů je však často složitá a založená na kombinovaném modelování pomocí molekulové dynamiky a kvantové chemie. V práci se zaměříme na experimentální i teoretické studium nových jevů, jako je zesílený vibrační cirkulární dichroismus, rezonanční Ramanova optická aktivita a anharmonické vibrace molekul.

Studium porfyrinových derivátů Trögerových a spiro-Trögerových bází umožňujících rozpoznání rakovinných buněk a léčbu fotodynamickou terapií

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Zásadním problémem při léčbě rakovinných onemocnění je rozpoznání zdravých buněk od rakovinných a selektivní odstranění či usmrcení rakovinných buněk. Několik látek, které se využívají k visuální diagnostice a fotodynamické léčbě, je ze skupiny derivátů porhyrinu a chlorinu. Cílem této práce je příprava porfyrinových, chlorinových a bakteriochlorinových derivátů Trögerových a spiro-Trögerových bází a studium jejich využitelnosti k selektivnímu rozpoznání rakovinných buněk a následné fotodynamické terapii.

Studium změn jílových materiálů na rozhraní s cementovými materiály

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Rozhraní zhutnělého bentonitu a cementových materiálů získává značnou pozornost v oblasti hlubinného ukládání vysoce aktivních odpadů. Práce bude spočívat v přípravě alterovaného bentonitu a jeho charakterizaci pomocí infračervené spektrometrie a sorpčních experimentů s radioizotopem cesia, příp. jiných vhodných technik.

Supramolekulární systémy a gely založené na helicen-polypeptidových konjugátech: syntéza a chiroptické vlastnosti

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie (double degree)

Anotace

Tématem práce bude příprava a charakterizace nových supramolekulárních systémů založených na helicen-polypeptidových konjugátech. Polypeptidová část může být systematicky modifikována s cílem dosáhnout vzniku vysoce uspořádaných supramolekulárních agregátů stabilizovaných vodíkovými a dalšími interakcemi. K charkterizaci budou využity metody běžné strukturní analýzy, včetně vysoce citlivých metod chiroptické spektroskopie (elektronového cirkulárního dichroismu ECD, vibračního cirkulárního dichroismu VCD a Ramanovy optické aktivity ROA).

Určení etnického původu a dalších skupinových atributů člověka z chemického rozboru jeho pachu

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Na základě rozborů molekulového složení kožních pachů dobrovolníků budou hledány zákonitosti, které charakterizují základní lidské etnické skupiny (Indoevropané, černoši, Asiaté, Arabové atp.), přibližný věk, základní civilizační choroby a jiné atributy tak, aby mohly být určeny z neznámého pachového vzorku. Doktorská práce bude finančně podporována projektem bezpečnostního výzkumu a bude probíhat v mezinárodní spolupráci.

Vysoce rozlišená mikrovlnná spektroskopie složitých organických molekul

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Práce je zaměřena na měření unikátních vysoce rozlišených rotačních spekter relativně velkých organických molekul a na následnou kvantově mechanickou interpretaci naměřených dat v termínech maticových elementů efektivního rotačního hamiltoniánu. Bude diskutována možnost výskytu a pozorování těchto organických molekul v mimozemských atmosférách.

Vývoj nových kompozitních materiálů pro efektivní adsorpci a separaci plynů

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Vysoká produkce skleníkových plynů má negativní vliv na životní prostředí. Proto je žádoucí vývoj nových separačních technologií se zvýšenou účinností a nízkými kapitálovými náklady. Separace, adsorpce a skladování skleníkových plynů, zejména CO2 a získávání H2 či CH4 jako zdrojů energie mají nesmírný význam pro další rozvoj společnosti. Projekt je zaměřen na přípravu, charakterizaci a využití pokročilých materiálů pro zachycování a separaci plynů, převážně oxidu uhličitého. Jednou z možností je využití dendrimerů, třídy syntetických makromolekul s pravidelnou a vysoce rozvětvenou strukturou vyznačují se velkým vnitřním prostorem a velkým počtem funkčních skupin na povrchu. Tyto vlastnosti dendrimeru mohou vést ke zvýšení adsorpční kapacity a selektivity nového materiálu. Práce zahrnuje zejména experimentální stanovení adsorpční kapacity a separační výkonnosti nově připravených materiálů pro vybrané plyny.

Vývoj počítačové interpretace spekter nukleární magnetické resonance pro stanovení molekulové struktury

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Stanovení molekulové struktury za pomoci počítačových programů zejména ze spekter NMR již v dnešní době předčí člověka nejen v rychlosti, ale i ve správnosti. Dosud nevyřešenou částí stanovení molekulové struktury zůstává interpretace experimentálních spekter. Cílem této práce je zpracovat 1D a 2D NMR spektra pomocí vlastních algoritmů umožňujících následnou automatizaci stanovení molekulové struktury studovaných látek.

Zkoumání fundamentálních molekulárních interakcí ovliňujících strukturu glykokalyxu EN:

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Glykokalyx je vysoce nabitá silná vrstva biomakromolekul, která se nachází na povrchu buněk: Skládá se se převážně z polysacharidů, bílkovin a z pod nimi ležící plazmatické membrány. Tato vrstva funguje jako bariéra mezi buňkou a jejím okolím, která působí jako selektivní filtr, a ovliňuje tak například průchod léků do buňky. Glykokalyx je také přímo zapojen do mnoha onemocnění (např. kardiovaskulární problémy, rakovinové metastázy). Jelikož je molekulová struktura glykokalyxu přímo odpovědná za mnoho funkcí a onemocnění, její znalost a její vlastnosti jsou velice důležité. Tento projekt se zaměřuje na studium základních interakcí mezi biomolekulami a molekulárními motivy nalezenými v glykokalyxu, které jsou zodpovědné za jeho strukturu. Převážně pomocí výpočetních metod (molekulová a kvantová mechanika) budeme studovat interakce mezi specifickými cukry, peptidy a lipidovými membránami nacházejícími se v glykokalyxu. Tento výzkum bude také částečně doplněn experimentální prací (Ramanova spektroskopie, NMR, flurorescence, či měření osmotických koeficientů).


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi