Počkejte prosím...
Chemie

Chemie

Doktorský program, Fakulta chemicko-inženýrská
CHYBI CHARAKTERISTIKA PROGRAMU

Cílem doktorského studijního programu Chemie je vzdělávat vysoce kvalifikované odborníky s teoretickými znalostmi a praktickými dovednostmi z oblasti analytické a fyzikální chemie. Absolventi tohoto programu budou připraveni na samostatnou vědeckou práci ve výzkumných institucích, na univerzitách nebo v praxi v oblasti analytické chemie léčiv, forenzní analytické chemie, analytické chemie a jakostního inženýrství, technické fyzikální chemie, termodynamiky, kvantové chemie, chemické fyziky, membránového inženýrství atd.

Uplatnění

Absolvent studijního programu Chemie získá hluboké interdisciplinární teoretické i praktické znalosti v oboru analytické a fyzikální chemie, bude zvládat a vyvíjet experimentální techniky a kvalifikovaně ovládat přístroje odpovídající jeho specializaci díky nabytým teoretickým a praktickým znalostem principů a možností jejich použití. Osvojená metodologie vědecké práce, moderní laboratorní a výpočetní techniky, pokročilé metody aplikované matematiky a statistiky spolu s jazykovými a softskills dovednostmi zajistí absolventovi odpovídající personální růst, zvýšenou prestiž ve společnosti a lepší postavení na trhu práce.

Detaily programu

Jazyk výuky Český
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia Prezenční + kombinovaná
Garant studia doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.
Kód programu D402
Místo studia Praha
Kapacita 25 studentů
Počet vypsaných prací 41

Vypsané disertační práce

Ab initio fotodynamika v kondenzované fázi: Vývoj metod a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Výpočetní fotodynamika zaznamenala v posledních letech nebývalý rozvoj, kdy je nyní možné simulovat ultrarychlé děje středně velkých molekul. Tato dizertační práce bude zaměřena na vývoj metod a apliakce metod teoretické fotodynamiky pro modelování světlem vyvolaných dějů v kondenzované fázi. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Analýza drog a padělků léčiv pomocí metod vibrační a chiroptické spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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.

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Dizertační práce bude zaměřena na studium mechanismů reakcí v základním i v excitovaných stavech, s využitím ab initio technik a technik ab initio molekulové dynamiky. Očekává se vývoj nových výpočetních technik zaměřených na automatické vyhledávání klíčových aspektů reakčních mechanismů.

Degradace organických látek fixovaných v cementové matrici

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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).

Fyzikálně-chemické vlastnosti modelových elektrolytů pro příští generaci akumulátorů energie

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V souladu se současnými trendy v oblasti elektrochemické technologie se tento doktorský projekt bude zabývat systematickým zkoumáním směřujícím k vývoji bezpečných, udržitelných a vysoce účinných elektrolytických médií pro příští generaci nabíjecích baterií a superkondenzátorů. Projekt se zaměří na experimentální stanovení zásadních fyzikálně-chemických vlastností perspektivních vodných elektrolytů typu WiSE (Water-in-Salt Electrolyte) a objasnění jejich chování. U vybraných lithných a sodných solí budou stanoveny fázové přechody a jejich rozpustnosti ve vodě a v modelových směsích voda/kosolvent, s cílem vymezit homogenní kapalné oblasti těchto směsí. Zkoumána bude chemická, elektrochemická a tepelná stabilita těchto WiSE formulací, měřena aktivita vody, jejich hustota, viskozita, a elektrická vodivost v závislosti na složení a teplotě, přičemž tyto vlastnosti budou následně korelovány a analyzovány s využitím vhodných modelů. Pro získání vhledu do molekulárního pozadí pozorvaného chování budou též aplikovány metody výpočetní chemie.

Hmotnostně-spektrometrické zobrazování biologicky aktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
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

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

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

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

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).

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

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

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
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

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.

Mikroskopický popis povrchových jevů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce se bude zabývat výpočetním (tedy především numerickým) řešením povrchových jevů, a to především z mikroskopického pohledu, tedy na základě znalosti interakcí mezi částicemi systému. Základní úlohou je zkoumání podmínek, za nichž na daném pevném povrchu nukleuje kapalný film a způsob, jak šířka takového filmu roste (a případně diverguje) v závislosti na vnějších podmínkách. Jednou ze stěžejních otázek, na kterou má tato práce odpovědět, je to, jak tento uvedený fenomén ovlivňuje geometrie stěny a detaily molekulárních interakcí. Takovéto predikce by měly nejen významnou fundamentální hodnotu, ale i přesah do technologických oborů, jako je mikro- a nanofluidika.

Modelování ultrarychlých dějů v radiační chemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Díky enormnímu experimentálnímu rozvoji se stalo v současné době možným studovat fotoemisi z vody a vodných roztoků. Taková měření vedla k objevu nových, dopsud neznámých fenomenů jako je mezimolekulární coulombovský rozpad (ICD). Pozorované jevy mají potenciál stát se základem nových spektroskopií či mohou vést k aplikacím kupříkladu v radioonkoligii. Navrhované práce bude yaměřena na hledání zajímavých dějů v této oblasti pomocí metod kvantové teorie molekul a molekulových simulací. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Modelování vlastností solvatovaných elektronů v polárních rozpouštědlech

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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.

Molekulové modelování PETázy – jedinečného enzymu rozkládajícího plasty

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

PETáza je zajímavý enzym s jedinečnou schopností rozkládat plasty. Byla objevena teprve v roce 2016, ale od té doby bylo publikováno více než deset krystalových struktur a její možné použití za různých reakčních podmínek se intenzivně studuje. PETáza rozkládá především polyethylentereflalát (PET), účinnost tohoto procesu závisí na rozpouštědle, v němž se enzym a plastové částice nacházejí. Dále je možné efektivitu PETázy zvýšit mutacemi. Ukázalo se také, že díky mutacím získá schopnost rozkládat i jiné plasty. Pomocí klasické molekulové dynamiky bude studována struktura a flexibilita PETázy a jejích vybraných mutantů za různých reakčních podmínek. Metodami QM/MM bude podrobně popsán reakční mechanismus. Projekt bude realizován ve spolupráci s Centrem pro nanobiologii a strukturní biologii v Nových Hradech. Výsledky práce povedou k hlubšímu porozumění fungování PETázy a mohou vést k návrhu lepších reakčních podmínek nebo mutantů s vyšší katalytickou účinností.

Molekulové modelování proteinů v zaplněném prostředí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Buněčné prostředí obsahuje značné množství makromolekul, žádná z nich není přítomna ve vysoké koncentraci, ale celkově prostředí označujeme jako „přeplněné“, protože makromolekuly zaujímají asi 40 % objemu buněk. Proteiny bývají často studovány pouze ve vodných roztocích bez přítomnosti dalších makromolekul a to jak in vitro, tak i in silico. K realistickému popisu je ovšem potřeba zahrnout i tato „plnicí“ činidla, protože ovlivňují např. celkovou stabilitu proteinů, preferenci kompaktnějších konformací, asociační konstanty a rychlost difúze. Metodami klasické molekulové dynamiky bude studována citrátsyntáza, která se vyskytuje v otevřené a v uzavřené konformaci, ve vodných roztocích dextranu, polyethylenglykolu a dalších „plnicích“ činidel. Projekt bude realizován ve spolupráci s Centrem pro nanobiologii a strukturní biologii v Nových Hradech. Výsledky práce umožní pochopit jejich vliv na strukturu a stabilitu toho enzymu.

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Práce se zaměří na teoretické studium rozhranní mezi elektrodovým materiálem a elektrolyty. Součástí bude také studium extrémně koncentrovaných elektrolytů, zejména v kontextu nových zdrojů elektrické energie. Budou využity techniky kvantové chemie a statistické mechaniky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Atmosféra země představuje unikátní chemický reaktor, ve kterém mimořádnou roli hrají jak fotochemické reakce, tak reakce heterogenní. Obsahem navrhované dizertační práce je teoretické modelování chemických a zejména fotochemických procesů ve stratosféře a v troposféře s použitím celého arzenálu teoretických metod. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Nové nanostrukturované kompozitní membrány pro selektivní separace plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

Anotace

Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Uhlíkové materiály v součastnosti patří do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého a dalších plynů. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme více než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty. Dizertační práce bude zaměřena na studium teoretických i experimentálních aspektů transportu plynů a i jejich směsí v polymerních i jiných membránách.

Použití lanthanoidových komplexů pro spektroskopické studium struktury DNA

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
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.

Počítačové simulace kritických jevů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Tato práce se bude zabývat počítačovým simulovaním kritických jevů. Tyto jevy jsou všudypřítomné v přírodě a vyskytují se v mnoha přírodních, ale i každodenních situacích. Jejich charakteristickou vlastností je výskyt silných fluktuací, dalekodosahová korelace a samopodobnost systému, který tak vykazuje známky deterministického chaosu. Právě tyto vlastnosti činí teoretický popis kritických systémů velmi komplikovaným; počítačové simulace se tak jeví jako velmi vhodný nástroj pro jejich popis, ať už z hlediska samostatného výzkumu nebo pro roli "arbitra" pro posuzovaní prediktivních vlastností aproximativních teorií.

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

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

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.

Rozpustnost plynů v netěkavých kapalných médiích

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Znalost rozpustnosti plynů v netěkavých kapalných médiích je důležitá v různých aplikačních sférách. Může se jednat o rozpustnosti oxidu uhličitého nebo methanu ve vodných roztocích solí, které jsou důležité pro geologické ukládání uhlíku, těžbu ropy či odsolování mořské vody. Může se také jednat o rozpustnost dusíku a vzduchu v roztocích elektrolytů, které přicházejí v úvahu při konstrukci baterií a akumulátorů. Experimentální stanovení rozpustnosti plynů obvykle nepokrývá široké rozmezí možných podmínek – teplot, tlaků a složení, takže je vhodné disponovat vhodnými výpočetními nástroji, pomocí kterých je možné s rozumnou přesností data predikovat či extrapolovat. Námětem práce je experimentální stanovení rozpustnosti plynů v netěkavých rozpouštědlech (např. v iontových kapalinách) či v roztocích elektrolytů a studium možností příslušného termodynamického popisu a predikce.

Speciační analýza selenu v potravinářsky významných mikroorganismech

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
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
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
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)
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.

Strojové učení ve výpočetní spektroskopii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Metody založené na technikách umělé inteligence a strojového učení si nacházejí cestu k aplikacím do rozmanitých oblastí vědy i technologie. Cílem navrhované dizertační práce bude aplikace těchto metod do oblasti elektronové spektroskopie se zaměřením na elektronové spektroskopie. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molekulární chemická fyzika a senzorika

Anotace

Solvatovaný elektron představuje zajímavou částici v redoxní chemii. Hydratovaný elektron, tj. solvatovaný elektron ve vodě, je částice žijící velmi krátkou dobu (v řádu pikosekund). Přesto se však ukazuje, že solvatovaný a presolvatovaný elektronmůže hrát značnou roli v chemii atmosféry či v biologických procesech. Předměteme navrhované dizertační práce je studium interakce vysokoenergetických částic s vodou, výkum vzniku a reaktivity solvatovaného elektronu. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Studium nových forem vibrační optické aktivity

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
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
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

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 transportu plynů v kompozitních membránách na bázi uhlíkových materiálů a grafenoxidu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

Anotace

Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Grafenoxidové materiály náleží do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme déle než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty. Dizertační práce bude zaměřena na studium teoretických i experimentálních aspektů transportu plynů a i jejich směsí v polymerních i jiných membránách.

Studium vztahu mezi stabilitou amorfních pevných disperzí a funkcionalitou polymeru: experimentální a teoretická predikce

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

Studium změn jílových materiálů na rozhraní s cementovými materiály

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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.

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

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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

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.

Využití mikrospektroskopických technik a technik blízkého pole při vývoji léčiv

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Tématem práce bude rozvoj technik vibrační spektroskopie a spektroskopického zobrazování včetně subdifrakčních technik blízkého pole jako nástrojů využitelných k charakterizaci mikro- a nano-struktur při vývoji potenciálně nových lékových forem zaměřených na cílený transport účinných látek.

Vývoj metod pro analýzu těžkých kovů v mikroplastech

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem této dizertační práce bude studium a vývoj metodiky pro sledování sorpčních procesů mezi těžkými kovy a mikroplasty, které jsou v čím dál tím větší míře přítomny ve vodě, a to i pitné a balené. Plasty obecně obsahují těžké kovy z technologických procesů a navíc jsou i schopny sekundárně tyto kovy z prostředí vázat a sloužit jako jejich vektory. Schopnost popsat adsorpci a desorpci se proto jeví jako klíčová při studiu toxického potenciálu mikroplastů v životním prostředí a na lidské zdraví. Pro studium sorpčních procesů bude využito především následujících analytických metod: optická mikroskopie, infračervená a Ramanova spektroskopie, hrotem zesílená Ramanova spektroskopie, skenovací elektronová mikroskopie, hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů s cílem sledovat, jak organickou složku, tak ionty toxických těžkých kovů.

Vývoj nových kompozitních materiálů pro efektivní adsorpci a separaci plynů

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie (anglický studijní program)

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.

Zkoumání fundamentálních molekulárních interakcí ovliňujících strukturu glykokalyxu EN:

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

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