|
Drugs and Biomaterials (FCT)
Doktorský program,
Fakulta chemické technologie
The Drugs and Biomaterials study programme focuses mainly on the fields of medicinal chemistry, drug analysis and the study of the structures of solid pharmaceuticals, research about and study of the properties of inorganic and polymeric materials for biomedical applications, pharmaceutical process engineering, and applied informatics for the pharmaceutical industry. UplatněníGraduates of this programme will be qualified for employment at universities, Czech Academy of Sciences institutes, and research and technology centres in the Czech Republic and abroad, mainly in the areas of basic and applied research of drugs and pharmaceutical forms, pharmaceutical technologies and biomaterials. Further employment opportunities for graduates are additionally to be found at R&D institutes, in analytical and control laboratories for industrial companies in these fields, and in public (governmental) administrative units, including professional R&D management positions. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2026/27Advanced enzymatically degradable polymer materials for 4D bioprinting
AnotaceCurrent biology has opened a new avenue in biotechnological R&D aimed at ex vivo building 3D structures that closely resemble tissues/organs of living organisms. Despite the self-organizing capacity of cells, extracellular 3D support is still envisioned to promote the establishment of proper tissue morphologies. 3D bioprinting is an attractive option of how cells can be positioned into the right locations and supported in their development. The advanced concept is so-called 4D bioprinting, defined by materials capable of post-printing responsiveness to stimuli. The key limitation to this approach lays in the suboptimal chemistry of biomaterials, not providing enough flexibility in mechanical properties, internal geometry, ligand capture, and release, etc. The dissertation will focus on the design, synthesis, and study of physicochemical properties of polypeptide precursors based on synthetic poly(amino acids). Furthermore, a 3D printing protocol will be developed to establish a hydrogel network, which could ensure mechanical protection of cells from shear forces and promote cell retention and engraftment. Hydrogels will be modified with biomimetic structures, e.g., cell-adhesion peptides that would promote specific interactions with cells and growth factors. The applicant's knowledge and experience in macromolecular and organic chemistry is an advantage, along with the desire to learn new things in the fields of biochemistry and biology. The student will learn various synthesis techniques and characterization methods using modern instruments. Aktivně cílené samouspořádané systémy
AnotacePředkládána dizertační práce se zabývá syntézou, charakterizací a in vitro testování samo uspořádaných molekul tvořící nanočástice (micely/lipozomy) s hydrofobním jádrem a hydrofilní části molekuly. Hydrofilní část molekuly bude funkcionalizována funkčními skupinami ovlivňující povrchový náboj nanočástice a funkčními skupinami aktivně cílících např. do nádorů. Jádro nanočástice bude obsahovat terapeutická léčiva které budou dopraveny přímo do nitrobuněčných kompartmentech. V práci se budou takto připravené nízkomolekulární látky s různými funkcionalitami na hydrofilní časti řetězců kombinovat za účelem dosažení nejlepšího terapeutického efektu. Náplní dizertační práce bude organická syntéza, fyzikálně-chemická charakterizace. Práce zahrnuje použití zvířecích/lidských buněčných linií při provádění základních in vitro technik s čím bude student obeznámen. Cílená radioterapie pro léćbu hypoxických nádorů
AnotaceLéčba hypoxických nádorů je komplikovaná kvůli vyšší radio /chemorezistenci vedoucí k následně nižšímu klinickému výsledku léčby. Navrhovaný projekt se zabývá novým konceptem samouspořádaných polymerních radiosenzibilizátorů k překonání problému nízké citlivosti hypoxických nádorů na radioterapii. Navrhovaný přístup je založen na ovlivnení radiosenzitivity hypoxické nádorové tkáně dopravou prekurzorů reaktivních forem kyslíku (ROS) cílenou na hypoxii, jakož i na selektivním rozkladu peroxidu vodíku v hypoxické tkáni ovlivňujícím systém HIF-1 alfa. Navrhovaný koncept využívá biokompatibilní nosiče na bázi hydrofilních biokompatibilních polymerů s nitroaromáty cílícími na hypoxickou tkáň. Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická charakterizace a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic citlivých na více podnětů současně konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované systémy budou určeny pro diagnostiku a cílenou terapii nádorových onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace. Heterogenita povrchové energie partikulárních látek
AnotaceVolná povrchová energie je jedním z důležitých parametrů v průmyslové aplikaci a procesech práškových a vláknitých materiálů. Rozdíly v povrchové energii mají vliv na mezifázové interakce, jako je například smáčení, koheze či adheze. Jelikož široká škála použití práškových látek je řízena povrchovými reakcemi či interakcemi, charakterizace povrchových energií může být důležitými informacemi pro zlepšení povrchových vlastností (např. povrchovou modifikací). Obecné teorie lze aplikovat pouze na hladkých, molekulárně plochých pevných površích nebo částicích. Většina rozhraní u partikulárních látek však nemá ideálně hladký povrch anebo ideálně homogenizovaný povrch, proto se bude práce věnovat určení heterogenity povrchových vlastností; heterogenity povrchové energie a jejím vztahem k dalším vlastnostem těchto látek. Methacrylamide and acrylamide copolymers sensitive to external stimuli: advanced drug delivery systems and diagnostics
AnotacePolymeric micelles and nanoparticles are studied in the field of drug delivery and targeted drug release, especially in anticancer therapy. Thanks to their size (20-1000 nm), they accumulate in tumors due to the enhanced permeation and accumulation (EPR) effect. They protect incorporated drugs during transport and help to solubilize poorly soluble drugs. The potential thermoresponsive behaviour of the polymers used avoids the complicated techniques common to the preparation of micelles and other nanoparticle-based systems. The presence of suitable hydrolytically labile groups in the structure of the polymers can be exploited to ensure the gradual degradation of the nanoparticles and to ensure excretion of the polymer from the organism. With the intention of preparing nanoparticles with thermoresponsive and pH-sensitive properties, amphiphilic diblock copolymers consisting of a fully hydrophilic block, e.g., poly[N-(1,3-dihydroxypropyl)(meth)acrylamide] and an amphiphilic block, e.g., poly[N-(2,2-dimethyl-1,3-dioxan-5-yl)(meth)acrylamide], will be prepared by controlled radical RAFT polymerization. The associative behaviour of the copolymers in aqueous solutions, the formation and disintegration of nanoparticles or micelles will be studied by various physicochemical methods, e.g. size-exclusion chromatography, dynamic light scattering, NMR and transmission electron microscopy. The proposed systems offer the possibility to transport in particular anticancer drugs. Modular synthesis of dendritic carriers of drugs for applications in regenerative medicine
AnotaceThe project is focused on the application of modular synthesis principles to a preparation of novel dendritic materials with properties tailored for medicinal applications, especially in the field of regenerative medicine. The first stage comprises the synthesis of a library of carbosilane building blocks (dendrons) using silicon atom as a branching point and bearing suitable peripheral functional groups (saccharide ligands, cationic groups, PEGyl chains etc.). These components will then be used for the construction of multifunctional macromolecular compounds with precisely defined dendritic structure. The application of prepared materials to the encapsulation of small molecule drugs, complexation of therapeutically active proteins and growth factors, and physically-chemical characterization of these systems will be an inherent part of the work, with emphasis on suitable pharmacokinetic and cytotoxic behavior. The work is a part of the research project supported from OP JAK fund; within this project the student will closely collaborate with external partners on the application of the prepared materials. Required education and skills •Master degree in organic chemistry, organic technology; •enthusiasm for experimental work and learning of new things; •team work ability. Návrh a optimalizace procesů mokré granulace s využitím metod matematického modelování
AnotaceVlhká granulace je klíčovým krokem ve farmaceutické výrobě, který je zodpovědný za přeměnu jemných prášků na granule s lepšími tokovými vlastnostmi, rovnoměrností a stlačitelností. Nejpoužívanějšími jednotkovými operacemi vlhké granulace, které jsou pro farmaceutickou výrobu nezbytné, jsou vysokosmyková granulace a fluidní granulace. Kvůli potřebě výroby vysoce kvalitních pevných lékových forem vzrůstá důležitost vývoje robustních způsobů pro lepší kontrolu kritických atributů kvality (CQA) granulí. Cílem tohoto výzkumu je řešit omezení empirických metod využitím mechanistického modelování a výpočetních nástrojů k modelování, simulaci a optimalizaci procesů vysokosmykové granulace a granulace ve fluidním loži. V tomto výzkumu bude mechanistické modelování sloužit jako základ pro pochopení dynamiky granulace, včetně růstu a rozpadu částic, přidávání a distribuce pojiva a kinetiky sušení s cílem usnadnit systematický přístup k optimalizaci procesů tím, že umožní přesný popis základních fyzikálně-chemických procesů. Výzkum bude zahrnovat konstrukci modelů pro simulaci různých provozních podmínek a pochopení jejich vlivu na vlastnosti granulí, jako je velikost, pórovitost a obsah vlhkosti. Experimentální ověřování bude hrát klíčovou roli při zdokonalování tohoto přístupu s využitím souborů dat z průmyslových procesů granulace od laboratorního až po výrobní měřítko. Ověřené modely pak budou použity k optimalizaci procesů granulace. Integrací tohoto pracovního postupu má tento výzkum za cíl řešit problémy spojené se zvětšováním měřítka, snižováním variability a zvyšováním účinnosti řízení procesu granulace. Proto bude hlavním cílem výzkumu také pokročit v mechanistickém chápání granulace a zároveň přispět k přijetí vývoje procesů založených na modelech ve farmaceutickém průmyslu, což zajistí efektivnější a spolehlivější výrobu v souladu se zásadami QbD (Quality by Design). Polymer colloids as specialized carriers for intranasal transport of biologically active substances
AnotaceThe project is focused on the development, synthesis and characterization of novel polymer particles in colloidal form for therapeutic and diagnostic purposes via intranasal administration. The particles will be prepared by heterogeneous polymerisation techniques (dispersion or precipitation) and the main polymerisation reaction will be based on an aromatic substitution mechanism. Bioanalogic substances derived from aromatic structures of plant and animal origin will be used as monomers. The influence of reaction conditions on the morphology and composition of polymer particles and other physicochemical parameters determining the behaviour of polymer particles in biological environments will be studied. Subsequently, the particles will be derivatized for their detection using preclinical imaging methods so that their biodistribution and pharmacokinetics can be monitored after intranasal administration. Biological testing of the particles will be performed at the collaborating departments of the UEM CAS and the 1st Faculty of Medicine of the Charles University. The aim of this collaboration is to describe how the composition and morphology of the particles from the new polymer types affects the mechanism of each type of intranasal delivery further into the body. The researcher will be based in the laboratories of the Institute of Macromolecular Chemistry at the BIOCEV Biotechnology Centre. Polymeric Theranostic Systems for Imaging Insulin-Producing Cells and the Treatment of Diabetes
AnotaceType 2 diabetes is a serious metabolic disorder characterized by insulin resistance and the gradual failure of pancreatic ?-cells, leading to chronic hyperglycemia and the subsequent development of severe vascular, metabolic, and hormonal complications. Modern therapies employing GLP-1 agonists (e.g., liraglutide, semaglutide, or dulaglutide), which activate GLP-1 receptors on the surface of ?-cells, significantly improve glycemic control. However, their efficacy is limited by a short circulation half-life, rapid proteolytic degradation, and suboptimal receptor interaction, necessitating frequent dosing. The aim of this project is to develop innovative conjugates of GLP-1 peptide agonists with biocompatible polymeric carriers that provide prolonged therapeutic action, enhanced stability, and more efficient interaction with GLP-1 receptors on target cells. The project also includes the integration of imaging-enabled structural motifs to allow monitoring of conjugate biodistribution and quantification of labeled ?-cells using magnetic resonance or fluorescence-based techniques. Key emphasis will be placed on the rational design, synthesis, and detailed physicochemical characterization of water-soluble polymers based on phospho- and fluorinated polymer platforms, as well as their selective conjugation to GLP-1 agonists. The resulting conjugates will be evaluated in collaboration with domestic research partners (IKEM, FGÚ AV ČR) through both in vitro and in vivo studies, with the aim of monitoring pancreatic ?-cell populations and assessing the conjugates’ ability to effectively stimulate insulin production. Polymerní nosiče kationtových detergentů pro bezpečnou antibakteriální terapii
AnotaceBakteriální infekce, zejména ty biofilmového typu, představují narůstající výzvu moderní medicíny, především v důsledku rostoucí antibiotické rezistence. Kationtové amfifily patří mezi velmi účinné lokální baktericidy, avšak pro praktické použití na rány, sliznice či technické povrchy je často vhodnější aplikovat je nikoli jako koncentrovaný roztok, ale ve formě systému s postupným uvolňováním. Taková formulace umožňuje dlouhodobě udržet nižší, avšak stále baktericidní koncentraci těchto látek, která již není poškozující pro lidské tkáně. Cílem doktorské dizertační práce je příprava amfifilních polyaniontů s různou strukturou a nábojovou hustotou určených pro enkapsulaci a řízené uvolňování micel kationtových baktericidů. Práce se zaměří na objasnění vztahů mezi strukturou polyaniontu a baktericidu, efektivitou supramolekulární enkapsulace založené na Coulombických interakcích, strukturou vzniklých polyplexů, kinetikou uvolňování aktivní složky v závislosti na teplotě, iontové síle a pH a na souvisejícím baktericidním účinku. K charakterizaci těchto systémů bude využito široké spektrum fyzikálně-chemických metod, včetně rozptylových technik, fluorescenční spektroskopie, isotermální titrační kalorimetrie a biologického testování antibakteriální aktivity. Popis uvolňování účinné látky z pevných polymerních disperzí difuzně erozními modely
AnotaceCílem této práce bude studium uvolňování léčivých látek z lékových forem které zahrnují pevné polymerní disperze. Takové formulace mají zpravidla dobře definovanou strukturu a uvolňování léčivé látky lze studovat jak klasickými disolučními metodami, tak i technikou zdálivé pravé disoluce. V lékové formě tohoto typu se při disoluci vytváří několik postupujících front, které odpovídají průniku kapaliny, vyluhování léčiva a erozi zbytkové matrice. Tyto pochody lze popsat pomocí difuzně erozních modelů, které umožní určit rychlost určující kroky a stanovit jejich charakteristické rychlosti, což lze dále využít pro návrh lékových forem s řízeným uvolňováním. Preparation of stimuli-responsive polymer nanomedicines using microfluidic nanoprecipitation – the in vitro and in vivo performance under simulated physiological conditions
AnotaceNanomedicines gain much more relevance in biomedical applications if they are tailored to be degradable in response to certain external stimuli. Such stimulus may be enzymatic removal of protecting groups, a pH change, light or the presence of reactive oxygen species (ROS) in cancer. Herein, imbalances on the cells micro-environment (pH changes, ROS production) will be explored for the synthesis of stimuli-responsive polymers and block copolymers. Inspired by the ease and effectiveness of the self-assembly of amphiphilic block copolymers in solution, several polymer nanomedicines, i.e., micelles, nanoparticles and vesicles will be designed to display tunable stimuli degradation in the presence of physiologically relevant changes in pH, temperature or ROS concentrations and will be prepared by microfluidic nanoprecipitation. This technique allows us the production of uniform particles with controllable size, shape and surface chemistry in a reproducible manner. The produced polymer self-assemblies will be characterized using standard scattering techniques (DSL/SLS/ELS, SAXS and SANS) and by microscopy. The effectiveness of the polymer nanosystems will be evaluated in in vitro and in in vivo models simulating the physiological balanced and imbalanced of the microenvironment. Příprava sloučenin ovlivňujících dynamiku aktinového cytoskeletu
AnotaceDynamika aktinového cytoskeletu hraje klíčovou roli při pokybu buněk a její ovlivnění je klíčové pro vývoj látek s migrastatickou aktivitou. Cílem této práce je navrhnout a připravit sloučeniny, které budou ovlivňovat polymerizaci aktinu na základě přímé interakce s aktinem i regulačními proteiny, které se na polymerizaci aktinu podílejí. Bude využit racionální design látek, ale rovněž klasický přístup ke studiu vlivu struktury na aktivitu. Radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic pro medicínu a preklinické testování.
AnotaceTato doktorská práce se zaměřuje na vývoj a optimalizaci značení polymerů a nanočástic pro medicínu a biologické testování. Značení umožňuje sledování v organismu a poskytuje informace pro terapii a další biologické testování. Cílem této práce je vyvinout metody pro radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic. Reactive oxygen species and pH-responsive nanocarriers: Innovative smart nanomedicines
AnotaceNanomedicines gain advantage in biomedical applications if they are tailored to be degradable in response to certain external stimuli. Such stimulus may be enzymatic removal of protecting groups, a pH change, light or more recently, the presence of reactive oxygen species (ROS) in cancer environment. In this project, imbalances of the cellular microenvironment (pH changes, ROS production) will be explored for the synthesis of stimuli-responsive polymers and block copolymers. Inspired by the ease and effectiveness of the self-assembly of amphiphilic block copolymers in solution, several polymer nanomedicines (PNM) i.e., polymer micelles, polymer nanoparticles and polymersomes will be developed. They will show tunable stimuli-induced degradation in the presence of physiologically relevant changes in pH, temperature or ROS concentrations. The nanospecies will be prepared by microfluidic nanoprecipitation. This technique allows the production of uniform particles with controllable size, shape and surface chemistry in a reproducible and scalable manner. The PMN self-assemblies produced will be characterized using standard scattering techniques (DSL/SLS/ELS, SAXS and SANS) and imaged by microscopy (SEM, TEM and Cryo-TEM). The effectiveness of the PMN will be evaluated in in vitro and in in vivo models. Samočistící antibiofilmové polymerní povrchy
AnotaceTvorba bakteriálních biofilmů je jedním z hlavních problémů současného biomedicínského výzkumu. V těle se biofilmy vytvářejí na povrchu zdravotnických prostředků, například kloubních protéz nebo srdečních chlopní, kde způsobují zánět a chronické infekce. Cílem tohoto Ph.D. projektu je vyvinout novou třídu inteligentních samočistících antibiofilmových polymerních povrchů, založených na poly(2-alkyl-2-oxazolinech), které jsou neadhezivními pro proteiny a jsou schopné aktivně katalyticky zabránit tvorbě biofilmu ve velmi dlouhodobém horizontu. Práce na projektu zahrnuje syntézu polymerů, přípravu povrchů a studium jejich fyzikálně-chemických vlastností. Kromě toho budou vybrané povrchy testovány in vitro a in vivo ve spolupráci s biology. Supramolekulární polymerní systémy citlivé na vnější podněty pro biomedicínské aplikace
AnotaceSamouspořádání (makro)molekul je základem architektury živých organismů. Supramolekulární systémy mají klíčové vlastnosti závislé právě na samouspořádání a nalézají uplatnění především v oblasti biomedicínských aplikací, zejména pokud jsou schopné reverzibilně reagovat na vnější podněty (změny pH, světla, redoxpotenciálu, ultrazvuku, teploty, nebo přítomnosti některých látek). Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická příprava a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic a injikovatelných depotních systémů citlivých na více podnětů současně (změny pH, redoxpotenciálu a teploty); konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou imunoradioterapii a imunochemoterapii nádorových a autoimunitních onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace. Syntéza deazaoxaflavinů jako fotodynamických antimikrobiotik
AnotaceVývoj antibiotické rezistence je rostoucí socioekonomický problém. Jednou ze strategií k jeho zmírnění je prostorově-časové omezení aktivity antibiotika tak, aby patogen vnímal menší evoluční tlak na rozvoj rezistence. V tomto projektu bude student syntetizovat deriváty deazaoxaflavinů, které vykazují silnou antimikrobiální aktivitu při ozáření světlem. Student bude ve spolupráci s dalšími skupinami určovat účinnost eradikace patogenů a zaměří se na topické aplikace u lidí a destrukce biofilmů v biotechnologiích. Synthesis and application of polymeric scavengers interacting with cationic amphiphilic peptides by charge compensation.
AnotaceBiocompatible polymer ions have been intensively studied as promising materials in the therapeutical and diagnostical fields of nanomedicine. Recently, it was demonstrated that polyanions with a high charge density are able to suppress the biological effects of the cationic amphiphilic peptide (CAMP) melittin from bee venom by binding it to the polyplex complex. In the future bio-inspirited nanostructures loaded by toxic drug inside release the drug in the needed place. Drug will be honey bee poison melittin. Needed place will be cancer. The cathelicidin is an element of innate immunity, that plays an important role in the development of the pathogenic process in psoriasis. Both cathelicidin and defensins are CAMPs are expected to behave similar to mellitin from the point of view of interaction with polyanions such as polyacrylic acid. Thus, scavenging these peptides by locally administered polyanions should break the cytokine storm cycle, leading to the induction of psoriasis, and thus suppress it. The series of nanogels acids will be prepared using microemulsion polymerization technique. In vitro testing (hemolysis on mouse erythrocytes) of obtained materials will be performed. Chemical, physical and biomedical investigation will be performed. Synthesis and Application of Silica-Coated Quantum Dots in Bioengineering
AnotaceQuantum dots (QDs) are semiconductor nanoparticles with outstanding optoelectronic properties. More specifically, QDs are highly bright and exhibit wide absorption spectra, narrow light bands, and excellent photovoltaic stability, which make them useful in bioscience and medicine, particularly for sensing, optical imaging, cell separation, and diagnosis. In general, QDs are stabilized using a hydrophobic ligand during synthesis, and thus their hydrophobic surfaces must undergo hydrophilic modification if the QDs are to be used in bioapplications. Silica-coating is one of the most effective methods for overcoming the disadvantages of QDs, owing to silica’s physicochemical stability, nontoxicity, and excellent bioavailability. Micro and nano-particles of SiO2 will be covered by polydopamine, or by mixture of citric acid and urea, or by melamine. The covered layer will be carbonized in the presence of conducting metal ionically connected to the covered layer. The entire SiO2 can be dissolved. Rest hollow charged particles will be examined by electrochemical, fluorescent methods and other techniques needed for characterization of quantum dots. Synthesis and characterization of highly sensitive, bimodal dissolved oxygen sensors for EPR/FLIM oximetry
AnotaceThe project aims to the preparation and characterization of water-soluble trivalent carbon-centered radicals equipped with additional fluorescence groups for direct, noninvasive and repeatable dissolved molecular quantification, enabling also measurement in cells and vessels. The quantification of oxygen levels in-vitro and in-vivo is important not only for the understanding of physiological processes, but also in the assessment and therapy of pathological conditions such as cancer, peripheral vascular disease, inflammatory and wounds. It is extremally challenging to obtain exact oxygenation values in cells or in tissues at microscopic scale. In this project we are combining two of the best suited techniques for this purpose by creating a single bimodal molecular detector. The first oxygen detection method is based on EPR line broadening caused by paramagnetic O2 molecules tumbling in proximity of the radical and the second method is based on fluorescence quenching or fluorescence lifetime shortening due to interactions with oxygen. The two types of equipment will be used for the detection - electron paramagnetic resonance spectrometer and confocal microscopy equipped with fluorescence lifetime imaging (FLIM). The molecules will also be tested on 3D cell cultures (spheroids). Synthetic polymers as an alternative to proteins for biochemical applications
AnotaceSociety is increasingly seeking ways to reduce the use of animal-derived products, including proteins used in medical diagnostics. This creates many opportunities for modern synthetic macromolecules, which can replace or supplement biological proteins in various applications. As part of your dissertation, you will contribute to the development of these "artificial proteins" based on synthetic hydrophilic polymers. We are looking for motivated students interested in combining modern polymer chemistry with biochemistry to develop sustainable alternatives to natural proteins. Using advanced controlled polymerization techniques like Photo-RAFT and CuRDRP, you will design and synthesize sequence-defined polymers based on methacrylamides and (meth)acrylates. Your work will involve synthesizing polymers with controlled chain architectures and optimizing polymerization processes. You will perform detailed characterization of the materials using state-of-the-art analytical techniques (SEC, FFFF, LC MS, NMR, etc.). Additionally, you will engage in organic synthesis of new monomers and their functional derivatives. The materials you create will be tested in real biochemical applications in collaboration with both domestic and international partners, including industry. We are seeking an enthusiastic candidate passionate about macromolecular and/or organic chemistry, eager to learn across disciplines, especially biochemistry and biology. We offer exciting and diverse work within a young, dynamic team at a cutting-edge academic facility, with opportunities for internships abroad at partner institutions. Theranostic polymer probes for fluorescence-guided surgery and subsequent photodynamic therapy of tumor bed
AnotaceAccurate tumor resection without unnecessary removal of healthy tissue is crucial for successful oncological surgery. In oncological endoscopic surgery, defining tumor borders remains a challenge. Visual distinction between malignant and healthy tissue is often difficult, making adequate tumor margins essential for a good prognosis in head and neck squamous cell carcinoma. The aim of the theses will be to design and synthesize biodegradable, activatable and biocompatible polymer-based theranostic nanoprobes suitable for targeting the system to the tumorous tissue first to visualize the tumor tissue for surgeon by control activation of the cargo fluorescence emission and second enable the postsurgical PDT of the tumor bed to eradicate the rest of the tumor cells left behind the surgery. As part of the work, close cooperation with the Universital hospital Motol and University of Grenoble is expected. Understanding Biomolecular Binding Through Tailored Chemical Modifications and NMR Thermodynamics
AnotaceThis PhD project will explore how chemical modifications influence intermolecular interactions between biomolecules, with a particular focus on hydrogen bonding. The work will integrate organic synthesis of tailored biomolecular building blocks—such as modified nucleosides—with advanced NMR spectroscopy to characterize their interaction profiles. Central objectives include the quantitative determination of binding free energies and the elucidation of how specific structural changes modulate binding strength and selectivity. A key methodological component will involve probing tautomeric equilibria and examining how shifts in these equilibria, induced by intermolecular hydrogen bonding, can be used to extract thermodynamic parameters of binding. Together, these studies aim to deepen our understanding of structure–interaction relationships in biomolecular systems and to provide a framework for the rational design of functionally enhanced biomolecules. The synthetic part of the project will be done under supervision of prof. Andrea Brancale at UCT. Výzkum cílených radiomodulátorů a buněčné odpovědi na radiaci
AnotaceCílem Ph.D. projektu je vyvinout novou generaci radiosenzitizérů a radioprotektív (cílené polymerní konjugáty, i malé molekuly), které najdou uplatnění v moderní onkologii i v extrémních podmínkách, při meziplanetárních expedicích. Student bude řešit komplexní mezioborovou problematiku na pomezí organické/polymerní chemie a nádorové biologie. Pro téma jsou nejvhodnejsi kandidaty se zájmem o organickou/polymerní syntézu, který se nebojí přesahu do biologie, disponují analytickým myšlením a chutí osvojit si nové, moderní techniky tkáňových kultur. Syntéza a design: Příprava nových bioaktivních látek a polymerních nosičů, optimalizace vztahu struktura–účinek (SAR) a pokročilá charakterizace (NMR, LC-MS/HPLC). Radiobiologie a 3D modely: Testování látek na relevantních modelech. Důraz bude kladen na práci s 3D nádorovými sféroidy, které simulují reálné mikroprostředí tumoru včetně hypoxie a gradientů živin. Mechanistické studie: Kvantitativní hodnocení viability, vizualizace penetrace látek a buněčné smrti pomocí konfokální mikroskopie a analýza klíčových drah (opravy DNA, senesence, mitochondriální stres). |
Aktualizováno: 16.2.2026 17:31, Autor: Jakub Staś