|
Chemie (FCHI)
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
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. UplatněníAbsolvent 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
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Analýza krevních derivátů pro diagnostiku závažných onemocnění trávicí soustavy
AnotaceMezi závažná onemocnění trávicí soustavy patří například karcinomy jater, jícnu, žaludku, slinivky, střev a konečníku. Časná diagnostika mnohých z nich je však v současné době velmi omezená a konvenční klinické přístupy nedosahují požadované spolehlivosti. Tato práce se zaměřuje na hledání nových cest využívajících pokročilé spektroskopické metody (především vibrační a chiroptické spektroskopie) při analýze krevních derivátů (typicky krevní plazmy z tekuté biopsie) pacientů a kontrolních jedinců pro identifikaci nových diagnostických markerů těchto onemocnění. Spektroskopické, případně omické, přístupy jsou navíc velmi šetrné pro pacienta. Práce bude realizována ve spolupráci se špičkovými klinickými pracovišti pražských fakultních nemocnic.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Analýza lipopeptidů a dalších potenciálních léčiv pokročilými separačními i dalšími technikami
AnotaceObezita nebo naopak anorexie představuje vážný zdravotní problém. Jednou ze skupin potenciálních léčiv jsou vybrané lipopeptidy, ale i další nízkomolekulární látky interagující se specifickými receptory. Vývoj uvedených potenciálních léčiv je spojen s využitím pokročilých separačních technik. V této práci bude aplikována kapalinová chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektromerií (LC-MS) pro sledování osudu uvedených látek v živém organismu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Analýza tkání metodami vibrační spektroskopie pro diagnostiku závažných onemocnění
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Aplikace měkkého přistávání iontů pro přípravu afinitních substrátů v bioanalytické chemii
AnotaceNabohacování analytů, někdy nazývané prekoncentrace, se jako koncept v moderní analytické chemii objevilo tehdy, když začaly růst požadavky na stanovení látek s extrémně nízkými koncentracemi. Nabohacení je proces, při kterém je cílový analyt navázán prostřednictvím specifické interakce k povrchu pevného nosiče (typicky ve formě kolony/špičky, kuliček nebo planárního povrchu), zatímco jiné sloučeniny přítomné ve vzorku nemají tuto schopnost a vážou se pouze nespecificky s omezenou vazebnou kapacitou. Následně po promytí povrchu se koncentrace analytu relativně zvýší ve srovnání s jinými složkami vzorku, které neinteragovaly dostatečně silně s povrchem a byly tedy vymyty během čistícího kroku vhodným rozpouštědlem nebo pufrem. Analyt, který zůstal na povrchu, je poté uvolněn (eluován) zpět do roztoku nebo detekován přímo na povrchu. V obou případech proces obohacování zlepšuje parametry následné chemické analýzy. Tato disertační práce bude zkoumat manipulaci s ionty při atmosférickém tlaku a jejich využití pro unikátní povrchové modifikace použitelné jako substráty pro obohacování a afinitní chemii. Získané poznatky budou transformovány do nástrojů použitelných v bioanalytické hmotnostní spektrometrii. Povrchových modifikací bude dosaženo interakcemi povrchu s desolvatovanými intaktními ionty produkovanými elektrosprejovou ionizací, což je experiment často označovaný jako měkké nebo reaktivní přistávání iontů (ion soft nebo ion reactive landing). Cílem je vývoj metod povrchové modifikace, kterých nelze dosáhnout běžnou chemií na mokré cestě v roztoku. Paleta použitých molekul bude velmi rozmanitá, od protilátek, imunoglobuliny vázajících a dalších afinitních proteinů až po aptamery a organická chelatační činidla. Molekuly takto imobilizované na površích pomocí měkkého přistávání iontů vytvoří afinitní nástroje pro řešení různých úloh bioanalytické chemie. Bylo ukázáno, že měkké přistávání iontů pro modifikaci povrchů je velmi výhodné, protože je možné jej použít i na relativně inertní povrchy, včetně například nerezové oceli, bez mezivrstvy, která je potřebná pro tradiční imobilizaci biomolekul mokrou cestou. Výsledkem je, že afinitní povrchy připravené měkkým přistáváním iontů méně trpí nespecifickou vazbou jiných molekul z matrice vzorku. Část práce bude zaměřena na vývoj nové aparatury pro měkké přistávání iontů za atmosférického nebo sníženého tlaku. Aplikace budou zaměřeny na přípravu afinitních čipů schopných vázat velmi široké spektrum analytů, od malých molekul přes peptidy a proteiny až po molekuly oligonukleotidů. Například je plán zaměřit se na hledání nových farmaceutických polutantů v odpadních vodách nebo na výzkum vazby terapeutických oligonukleotidů na aptamerové čipy připravené touto metodou. Konečným cílem práce je vývoj automatizované analytické platformy založené na afinitních čipových polích. Budoucí absolvent se naučí různé analytické pracovní postupy založené na hmotnostní spektrometrii, afinitní metody a aspekty fyzikální chemie zapojené do procesu měkkého přistávání iontů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Atmosférické iontové zdroje pro hmotnostní spektrometrii: vývoj, výzkum účinnosti a praktické využití
AnotaceCílem projektu je lépe porozumět technikám ionizace za atmosférického tlaku a prozkoumat jevy, které mohou vést ke zlepšení různých ionizačních zařízení. Ionizace představuje klíčový krok v molekulární hmotnostní spektrometrii, která typicky trpí nízkou efektivitou způsobenou ztrátami molekul analytu, jež unikají detekci ve formě, kterou hmotnostní spektrometry nemohou využít (vícenásobně nabité mikrokapičky, klastry, neutrální molekuly). Odhaduje se, že u většiny ionizačních technik je méně než 0,1 % analytu přeměněno na analyticky využitelné ionty, které mohou být transportovány přes iontový zdroj a první vakuovou oblast dále do hmotnostního spektrometru a být analyzovány. Jinými slovy, 99,9 % molekul analytu nedosáhne nízkotlaké oblasti hmotnostního spektrometru. To představuje historicky hlavní omezení ve zlepšování analytických parametrů hmotnostní spektrometrie. Známou výjimkou z tohoto omezení jsou nanospreje, které využívají extrémně nízký průtok kapalné fáze, a některé varianty ambientní ionizace, jež však bývají příliš selektivní pro analyty. Tento projekt bude zaměřen na zlepšení způsobů manipulace s ionty za atmosférického tlaku, které budou využity pro konstrukci ambientního iontového zdroje pro screeningové aplikace a pro vývoj mikrofluidních čipů spojených s hmotnostním spektrometrem. Tyto čipy by mohly profitovat ze sníženého množství rozpouštědla, jež je nutné odpařit v iontovém zdroji. Ve spolupráci s partnerskou laboratoří bude část projektu zaměřena na simulaci procesů ve vyhřívaném elektrospreji s vysokým průtokem. Získané informace budou využity pro zlepšení účinnosti přenosu iontů v tradičních vyhřívaných elektrosprejových iontových zdrojích používaných například při LC-MS/MS kvantifikaci. Cílem této disertační práce je vyvinout nové ionizační zařízení a použít jej k řešení reálných analytických problémů s využitím současných pracovních postupů hmotnostní spektrometrie. Proto bude potenciální zlepšení demonstrováno na aktuálně běžných analytických úlohách (např. peptidech, pesticidech, nitroso kontaminantech). Budoucí absolvent se seznámí s moderní hmotnostní spektrometrií, ionizací za atmosférického tlaku, LC-MS analýzami a fyzikální chemií související s fungováním iontových zdrojů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Bioaerosoly a mrznoucí oblaka
AnotaceBioaerosoly jsou aerosolové částice biologického původu, jako například pylová zrna, viry, bakterie a podobně. Přestože početní zastoupení těchto částic v atmosféře je marginální, mohou mít klíčový vliv nejen na naše zdraví (alergie), ale také na vznik oblačného ledu. V navržené práci budou zkoumány početní koncentrace různých typů bioaerosolů v atmosféře a jejich schopnost tvořit ledová jádra. K tomu bude použit jak nový senzor bioaerosolů, tak nová přenosná expanzní ledová komora, která je navržena ke studiu koncentrací ledových jader v atmosféře za různých teplot pod bodem mrazu. Požadavky na uchazeče • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru environmentální vědy, meteorologie, chemické inženýrství, fyzikální chemie, chemická fyzika, apod. • ochota dělat experimentální práci a učit se novým věcem; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Biodegradovatelné polymerní systémy na bázi termoplastifikovaného škrobu
AnotaceBiodegradovatelné polymerní systémy mají mnoho aplikací v humánní i veterinární medicíně. V našem týmu jsme v posledních letech vyvinuli a patentovali multifázové polymerní systémy sestávající z termoplastifikovaného škrobu (TPS), polykaprolaktonu (PCL) a komerčně dostupných antibiotik (ATB). Morfologie a vlastnosti těchto systémů mohou být modifikovány změnami složení a fázové struktury během zpracování. Základní systémy TPS/PCL mohou být využity pro technické aplikace, zatímco systémy TPS/PCL/ATB mohou sloužit pro léčbu silných lokálních infekcí, například akutního zánětu kostí (osteomyelitida). Navržený projekt zahrnuje přípravu zmíněných systémů (mísení v tavenině), optimalizaci jejich fázové struktury (modifikací podmínek přípravy), charakterizaci výsledné struktury (pomocí elektronové mikroskopie) a mechanických vlastností (mikro- a makromechanické vlastnosti). Předpokládá se i podíl na testování biodegradovatelnosti (pro technické aplikace) a na mikrobiologickém testování účinnosti inkorporovaného antibiotika (biomedicinální aplikace, spolupráce s FN Motol).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Deformované a chirální nanouhlíkové systémy
AnotaceCílem projektu je vyvinout přípravu nových deformovaných a chirálních nanouhlíkových systémů, jakými jsou helikální pi-konjugované makrocykly, cirkuleny a cykloareny. Chirální látky budou připraveny v opticky čisté formě skrze resoluci racemátů či pomocí asymetrické syntézy. Budou studovány jejich (chir)optické vlastnosti, samoskladba v 2D/3D prostoru, aromatický charakter a jejich konformační či redoxní chování s cílem identifikovat jejich možné aplikace v chemii či nanovědě.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Dělení enantiomerů chirálními membránami a vliv experimentálních podmínek na separaci
AnotaceCílem doktorské práce bude dělení racemických směsí membránovými separačními procesy. Racemické směsi obsahují stejné množství L a D enantiomerů. Jednotlivé enantiomery mají tytéž fyzikálně-chemické vlastnosti v achirální prostředí, a proto je velmi obtížné je vzájemně odseparovat. Nicméně v lidském organismu mají L a D enantiomery jiné účinky a D enantiomery mohou být zdraví škodlivé. Doktorská práce bude zaměřena na vývoj nových chirálních membrán a separačních technik pro selektivní separaci enantiomerů z racemických směsí a vliv koncentrace enantiomerů, typu rozpouštědla, pH, teploty a elektrického pole na jejich separaci s praktickými aplikacemi, především ve farmaceutickém, potravinářském nebo agrochemického průmyslu. U doktoranda/ky bude vyžadováno zpracování podrobné rešerše zahraniční literatury v dané problematice (nutnost aktivní znalosti anglického jazyka), samostatné měření a zpracování výsledků a ve spolupráci se školitelem i napsání publikací do zahraničních periodik. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Diagnostika psychických onemocnění analýzou lidského pachu
AnotaceDetailní chemická analýza (GCxGC/MS) lidského pachu odebrána od pacientů mající Parkinsonovu nebo Alzheimerovu chorobu bude pomocí pokročilých statistických metod porovnána s obdobnými chromatogramy pachu dobrovolníků, kteří tyto choroby nemají. Z těchto korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v lidském pachu, tak aby mohla být prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská práce bude prováděna ve spolupráci s Psychiatrickou klinikou 1LF UK (doc. Anders).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Diagnostika rakoviny prsů analýzou lidského pachu
AnotacePodrobná chemická analýza (GCxGC/MS) pachu pacientů mající rakovinu prsů bude prostřednictvím pokročilých statistických metod porovnána s obdobnými chromatogramy pachu zdravých dobrovolníků. Ze získaných korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v pachu, tak aby mohla být prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská studie bude prováděna ve spolupráci s Protonovým centrem nemocnice na Bulovce (doc. Kubeš).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Diagnostika rakoviny tlustého střeva analýzou lidského pachu
AnotacePodrobná chemická analýza (GCxGC/MS) pachu pacientů mající rakovinu tlustého střeva bude komparována prostřednictvím pokročilých statistických metod bude porovnána s pachovými chromatogramy zdravých dobrovolníků. Ze získaných korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v pachu, tak aby mohla být v budoucnu prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská studie bude prováděna ve spolupráci s gastroenterologickou ordinací (doc. MUDr. Petr Janíček) na poliklinice v Bechyňově ulici v Praze 6.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Fixace CO2 – cesta k udržitelným polymerům
AnotaceZvyšující se produkce skleníkového plynu oxidu uhličitého (CO2) lidskou činností dosáhla v roce 2021 více než 36 Gt a CO2 je tak obecně považován za největší příčinu globální změny klimatu. Současný výzkum se snaží tento problém řešit fixací CO2 a jeho využitím jako suroviny pro syntézu polymerů. Cílem této práce je prozkoumat možnosti přeměny CO2 na polymerní materiály. První možností je reakce CO2 a oxiranového (epoxidového) kruhu, která vede k produkci cyklických karbonátů, které slouží jako monomery pro nové typy polymerních materiálu jako jsou neisokyanátové polyuretany (NIPUs) a epoxidy. Druhým přístupem je přímá přeměna CO2 na polykarbonáty (PC). Třetí způsob zahrnuje kopolymeraci za otevření kruhu epoxidu a CO2 vedoucí k lineárním kopolymerům karbonátu a etheru. Všechny výše uvedené strategie budou přednostně využívat bio-monomery tak, aby výsledné polymerní materiály byly koncipovány jako 100% obnovitelné. Důležitou součástí tohoto doktorského tématu bude nalezení vhodného katalytického systému pro každou syntetickou cestu. Naše předběžné experimenty ukázaly katalytickou účinnost imidazoliových a kovových iontových kapalin (ILs) pro cykloadiční reakci CO2 a epoxidu. Vzhledem k nesčetnému množství kombinacím aniontů a kationtů ILs a jejich výhodným vlastnostem (nízký tlak par, nízká hořlavost, vysoká tepelná a chemická stabilita) se ILs jeví jako univerzální katalyzátory pro cykloadici epoxidu a CO2. umožňující řídit reakci směrem k lineární / cyklické tvorbě karbonátů a etherů. V rámci doktorského projektu se předpokládá několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (INSA Lyon, Francie). Uchazeči by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvené i psané), měli by být schopni pracovat vtýmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Fotodynamika na delších časových škálách
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Glycerolové dendrimery pro zapouzdření aktivních složek: fyzikálně-chemický pohled
AnotaceTato práce se bude zabývat využitím glycerolovch poly(amidoaminovými) (PAMAM) dendrimerů rozpustných ve vodě pro zapouzdření aktivních složek používaných v kosmetickém průmyslu. Pomocí fyzikálně-chemických experimentálních metod (např. osmometrií v parní fázi, inert gas stripping nebo isotermální titrační kalorimetrie) budou studovány vztahy mezi rozpuštěncem a rozpouštědlem ve vodných roztocích dendrimerů a vybraných kosmetických účinných složek jako je např. niacinamid, vitamín C, retinol nebo kyselina hyaluronová. Výsledkem práce bude účinná metoda zapouzdření a lepší pochopení interakcí mezi funkčními skupinami navržených dendrimerů s rozpouštědlem a zapouzdřených aktivních složek. Tato disertační práce je navržena ve spolupráci s Prof. Sandrine Bouquillon a může být vypracována pod dvojím vedenim (co-tutelle nebo v rámci programu Erasmus+) v Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha a na unierzitě Reims Champagne-Ardenne ve Francii.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Helikálně chirální ligandy pro asymetrickou katalýzu pomocí tranzitních kovů
AnotaceCílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na syntézu metallacyklů odvozených od helicenů a helikálních cyklopentadienylových komplexů. Tyto látky budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Hybridní polymerní nanomateriály pro multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění
AnotaceHlavním cílem práce bude vyvinout nové biokompatibilní a neimunogenní nanoterapeutika a nanodiagnostika na bázi polymerů přizpůsobené pro multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění. Disertace bude založena na přípravě nových hybridních polymerních nanomateriálů kombinujících syntetické a přírodní makromolekuly. Tyto nanomateriály umožní řízenou dopravu aktivních léčebných látek, nebo vizualizaci nádorů pro fluorescenčně navigovanou chirurgi. Práce se zaměří na přípravu polymerních systémů navržených na míru pro kovalentní navázání aktivních molekul s několika funkcemi: cílený transport aktivních molekul, jejich ochrana během transportu proti degradaci a řízené uvolňování na základě místně specifických podnětů. Předmětem disertační práce bude návrh struktur, syntéza a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností polymerních materiálů. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí, včetně zahraniční stáže na vybraném pracovišti.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Chemie indukovaná elektronama v studených molekulách
AnotaceDoktorand bude zkoumat chemické změny v molekulách a klastrech probíhající při teplotě 0,4 Kelvina. Této teploty bude dosaženo záchytem molekul do supratekutých héliových nanokapek a následným odpařováním kapek na malé komplexy. Spouštěčem chemických změn bude interakce s elektrony s kontrolovanou energií. Získané výsledky budou mít význam v kvantové optice, konkrétně při přípravě cílových iontů pro experimenty spektroskopie pomocí kvantové logiky. Experimenty budou probíhat v úzké spolupráci se skupinou kvantové optiky z Univerzity Palackého v Olomouci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Interakce aerosolu se vzdušnou vlhkostí
AnotaceHygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Tato vlastnost má vliv na schopnost částic stát se kondenzačními jádry oblačných kapek, na jejich optické vlastnosti, na globální změny klimatu i na lidské zdraví. Cílem projektu je studovat interakce aerosolových částic se vzdušnou vlhkostí v laboratoři. Budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí nově zkonstruované zvlhčovací komory. Velikost připravených suchých částic bude změřena aerodynamickým spektrometrem částic APS a tyto pak budou vedeny do zvlhčovací komory simulující podmínky v dýchacím ústrojí člověka. Velikost zvlhčených částic za podmínek odpovídajících prvním rozvětvením průdušek bude opět změřena spektrometrem APS. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii, environmentálních vědách; • ochota experimentovat, učit se nové věci, a pracovat v týmu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Interakce buněčně penetrujících peptidů s biologickými membránami
AnotaceInterakce iontů a peptidů s biologickými membránami je jedním z nejdůležitějších biologických procesů v živých organismech. Biologické membrány, které obklopují cytoplazmu a udržují buněčné organely oddělené od vnějšího vlivu, se typicky skládají z různých fosfolipidových dvojvrstev a jsou nepropustné pro peptidy a ionty, což je klíčové pro normální fungování buněk. Některé druhy, jako jsou peptidy bohaté na arginin, jsou však schopné translokace přes dvojvrstvu do nitra buňky a často se používají při řízeném dodávání léčiv. Mechanismus translokace je však velmi nejasný a na molekulární úrovni není plně objasněn. Adsorpce iontů a peptidů na fosfolipidové dvojvrstvy je první a podstatnou součástí translokačního mechanismu, ale příslušné fyzikální vlastnosti těchto interakcí, jako jsou vazebné konstanty iontů a peptidů na různých fosfolipidových dvojvrstvách, je rovněž obtížné experimentálně určit. Pro studium fyzikálních vlastností interakcí peptid/dvojvrstva na molekulární úrovni se často používají teoretické simulace molekulární dynamiky, protože jsou bez experimentálního zkreslení. V této dizertační práci bude student studovat adsorpci a translokaci vybraných iontů (např. Na+, Ca2+, K+, NH4+, Gdm+, Cl-) a peptidů (např. Arg, Lys, poly-Arg, poly-Lys) na různých fosfolipidech. monovrstvy a dvojvrstvy (PC, PS, PG, PE, PC, BMP) s využitím teoretického modelování s nejmodernějšími simulacemi molekulární dynamiky. Cílem práce je pochopit, jak ionty a peptidy interagují s membránami a jak se přes ně přemisťují. Konkrétně je cílem určit různé fyzikální parametry, jako jsou iontové/peptidové vazebné konstanty, difúzní koeficienty, Gibbsovy volné energetické bariéry translokace a další fyzikálně-chemické vlastnosti objasňující mechanické detaily membránové adsorpce a translokace. Důležité je, že různé parametry získané ze simulací molekulární dynamiky budou průběžně porovnávány s dostupnými experimentálními daty s cílem porozumět membránovým interakcím, což je klíčové pro pochopení a zlepšení řízeného dodávání léčiv.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Kovalentní modifikace pevných povrchů chemickými selektory a studium jejich využitelnosti pro separaci látek a konstrukci selektivních chemických senzorů
AnotaceCílem práce je připravit chemické selektory (např. deriváty Trögerových bází či kalix[n]fyrinů) a studovat jejich funkčnost v roztoku. Nalezené funkční selektory následně kovalentně připojit k různým pevným povrchům (např. silikagel, SiC, nanodiamanty, grafen, kopolymery) a studovat funkčnost a využitelnost připravených materiálů pro separaci látek a/nebo pro konstrukci chemických senzorů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Mapování galectin-gangliosidových sítí na komplexních modelových membránových systémech
AnotaceGalektiny, rodina proteinů vázajících glykany, hrají klíčovou roli v různých fyziologických a patologických procesech, včetně progrese nádorů a rezistence na protinádorovou léčbu. V tomto výzkumném programu se snažíme objasnit existenci a základní charakteristiky galektinových mřížek v modelových biologických membránách se zvláštním zaměřením na interakce mezi proto-typem galektin-1 a chimérickým typem galectin-3 s gangliosidem GM1. Projekt se snaží překlenout kritické mezery ve znalostech a vytvořit přímou vazbu mezi strukturou galektinových oligomerů a nanoskopickou architekturou vzniklé galektinové mřížky, a tím odhalit řídící principy vazby galektinů na membrány. S využitím sofistikovaných modelových systémů, jako jsou mikroaspirované obří lipidové vezikuly a fluorescenční techniky s nanometrovým rozlišením se studie snaží poskytnout přesvědčivé důkazy o existence galektinových mřížek v biologických membránách.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Měření ultrarychlých chirálních dynamik během chemických přeměn
AnotaceChiralita hraje klíčovou roli v chemii, fyzice a biologii. Reakce zahrnující chirální molekuly často zahrnují změny molekulární chirality. Jedním ze způsobů, jak v reálném čase vizualizovat chirální dynamiku indukovanou světlem v průběhu chemických přeměn, je časově rozlišený fotoelektronový cirkulární dichroismus (TRPECD). Tento disertační projekt si klade za cíl studovat chirální dynamiku spojenou s chemickou přeměnou několika chirálních molekul (chirální alleny a heliceny) na femtosekundových časových škálách. Projekt zahrnuje experimentální část, během níž bude zkonstruováno, uvedeno do provozu a využito jedinečné experimentální zařízení pro měření 3D PAD fotoelektronů, nazývané 3D velocity map imaging spektrometr. Teoretická část projektu zahrnuje vývoj výpočetního protokolu pro interpretaci časově rozlišených fotoelektronových spekter chirálních molekul na základě ab initio přístupů a výpočtů rozptylu typu elektron-molekula. Výsledkem tohoto projektu bude pokrok v několika výzkumných oblastech, včetně ultrarychlé laserové fyziky, fotochemie v excitovaných stavech, femtochirality a teoretického porozumění TRPECD spektrům.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Mikročásticové kontrastní látky transformující budící signál pro biomedicinální aplikace
AnotaceProjekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a optimalizaci vlastností polymerních částic, které jsou schopny vyvolat kontrastní signál prostřednictvím transformace budícího impulsu s potenciálním využitím v lékařské diagnostice. Příprava nových kompozitních mikro- a nanočástic bude prováděna metodami heterogenních polymerizací (především disperzní a emulzní polymerizací) a pomocí koacervace. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic. Bude zkoumán vliv morfologie a složení polymerní matrice hybridních částic na parametry kontrastního signálu. Dále bude zkoumán vliv typu, množství a distribuce signál konvertujícího barviva a pigmentu v polymerních částicích na parametry kontrastního signálu. Cílem projektu je nalézt podmínky synergie vlivu polymerní matrice a konvertujícího barviva na intenzitu kontrastního signálu. Ve spolupráci s Centrem pokročilého preklinického zobrazování 1. LF UK budou tyto kontrastní látky testovány ve zvířecích modelech.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Mikrovlnná spektroskopie izotopologů molekul přítomných v mezihvězdném prostoru
AnotaceV práci budou vybrány molekuly, které byly pozorovány v mezihvězdném prostoru v relativně největších koncentracích. K těmto molekulám budou vypočteny pomocí kvantové chemie odhady rotačních konstant pro molekuly izotopologů těchto sloučenin obsahující izotopy 15N, 13C, 33S, D atp. Na základě těchto postupně zpřesňovaných odhadů budou identifikovány rotační přechody příslušných izotopologů v reálných laboratorních vzorcích vybraných mezihvězdných molekul, které byly při syntéze obohaceny o příslušné izotopy. Výsledkem práce budou pionýrská měření mikrovlnných spekter izotopologů molekul přítomných v mezihvězdném prostoru.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Modelování vysoce koncentrovaných elektrolytů
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Návrh, syntéza a studium vlastností niklových komplexů s využitím v katalýze cross-couplingových reakcí
AnotaceDisertační práce bude zaměřena na vývoj nových niklových komplexů využitelných pro fotochemickou a reduktivní katalýzu cross-couplingových reakcí. Hlavními cíli projektu jsou syntéza přizpůsobených diiminových a difosfinových ligandů a důkladné studium jejich vlivu na fotofyzikální, fotochemické a redoxní charakteristiky niklových komplexů. Práce se snaží detailně vysvětlit, jak návrh katalyzátoru a volba reakčních podmínek ovlivňují mechanismy katalytických cross-couplingových reakcí, s cílem zlepšit výtěžky a reakční selektivitu. Důraz je kladen na adaptabilitu a udržitelnost pro širší uplatnění v různých odvětvích chemického průmyslu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
NMR-omika pro analýzu aerosolových částic
AnotaceHlavním cílem práce je identifikace zdrojů znečištění ovzduší na základě analýzy organických látek v reálném atmosférickém aerosolu pomocí NMR spektroskopie. Dílčími cíly jsou osvojení si protokolů pro přípravu vzorků a vlastního měření pomocí NMR spektroskopie, vyhodnocování spekter pomocí interní databáze standardů a následné analýzy získaných dat pomocí pokročilých statistických metod.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Nové 2D/3D pokročillé separační membrány pro cílené separace plynů a kapalin
AnotaceMembránové separační procesy patří k moderním, technologicky významným separačním metodám, které jsou méně náročné (ekonomicky i ekologicky) než klasické separační metody. Polymerní membrány se často používají pro aplikace separace plynů a kapalin. Jejich výkon (propustnost nebo separační efekt) lze dodatečně upravit cíleným zabudováním kapalných nebo pevných přísad do polymerní matrice. Disertační práce se zaměří na (i) přípravu 2D/3D membrán metodou elektrozvlákňování nebo odlévání pod magnetickým polem, (ii) charakterizaci materiálů a (iii) testování kompozitních membrán pro separaci plynů na bázi polymerů. a funkční nanoaditiva (oxid grafenu, uhlíkové nanotrubice, MXeny, 2D MOF) s cíleně připravenou strukturou. Kromě toho bude součástí práce modelování separačního procesu (iv). Výsledkem této práce bude příprava a testování membránového materiálu pro efektivní separace plynů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Optické biosenzory pro molekulární medicínu
AnotaceBiosenzory představují klíčové nástroje pro biomedicínský výzkum a diagnostiku. Zvláštní pozornost je věnována biosenzorům umožňujícím citlivou a simultánní detekci širokého spektra biomarkerů. Jejich detekce a kvantifikace může poskytnout zásadní vhled do mechanismů onemocnění a přispět k rozvoji metod pro včasnou diagnostiku a vývoj účinnějších terapeutických postupů. Plazmonické afinitní biosenzory představují jednu z nejvíce studovaných skupin optických biosenzorů, které umožňují bezznačkovou detekci a kvantifikaci biomolekul a jejich interakcí v reálném čase. Disertační práce bude zaměřena na optické biosenzory založené na plazmonické afinitní technologii a jejich uplatnění v biomedicíně. Výzkum se bude soustředit na vývoj funkčních povrchových vrstev pro selektivní záchyt cílových analytů (např. proteinů, nukleových kyselin, exozomů či buněk), návrh detekčních formátů umožňujících citlivou a simultánní detekci těchto analytů při nízkých koncentracích a ověření vyvinutých biosenzorických přístupů ve vybraných klinicky relevantních aplikacích.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Optimalizace vlastnostní pro transport hmoty v porézních materiálech: Aplikace v adsorpci a katalýze
AnotaceTato práce si klade za cíl prohloubit naše pochopení toho, jak dynamické chování systémů "host-guest" v porézních materiálech ovlivňuje transport hmoty, který je klíčový pro jejich aplikační potenciál. Práce se zaměřuje na tři hlavní problémy: (i) vliv chemického složení a adsorbovaných molekul na transportní vlastnosti flexibilních materiálů jako jsou zeolity a ZIFy, (ii) “gating” efekty v zeolitech s nízkým obsahem křemíku, a (iii) vliv vnitřních defektů (silanolů) v materiálech s vrstevnatým prekurzorem na separaci plynů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Perstrakční dělení látek: aplikačně motivované pochopení klíčových mechanismů
AnotacePředmětem doktorské práce je experimentální studium perstrakčního dělení obtížně dělitelných směsí látek, u kterých je předpoklad budoucí průmyslové aplikovatelnosti. Perstrakce je téměř zapomenutou metodou, která však umožňuje separaci těkavých i netěkavých látek na základě rozdílnosti rozpustnosti nebo difuzivity látek v membránách. Cílem práce je identifikace perspektivních systémů a membrán, provedení perstrakčních měření a jejich modelování, nalezení klíčových trendů (složení membrány, dělená směs).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Pokročilé polymerní nosiče léčiv pro léčbu nádorových onemocnění
AnotacePolymerní nosiče léčiv jsou netoxické, neimunogenní a biokompatibilní polymerní materiály, které umožňují cílenou dopravu a řízené uvolňování biologicky aktivních látek v postižené tkáni, a tím minimalizují vedlejší účinky nesených léčiv. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních, případně amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče protinádorových léčiv. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Polymerní koloidy jako speciální nosiče pro transport biologicky aktivních látek nosní dutinou
AnotaceProjekt je zaměřen na vývoj, syntézu a charakterizaci nových polymerních částic v koloidní formě pro terapeutické a diagnostické účely prostřednictvím podání do nosu. Částice budou připravovány technikami heterogenních polymerací (disperzní, popřípadě srážecí) a hlavní polymerační reakce bude založena na mechanismu aromatické substituce. Jako monomery budou využity bioanalogické látky odvozené od aromatických struktur rostlinného i živočišného původu. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic a další fyzikálně chemické parametry určující chování polymerních částic v biologických prostředích. Následně budou částice derivatizovány za účelem jejich detekce pomocí zobrazovacích preklinických metod tak, aby bylo možné sledovat jejich biodistribuci distribuci a farmakokinetiky po intranasálním podání. Biologické testování částic bude prováděno na spolupracujících pracovištích UEM AV ČR a 1. LF UK. Cílem této spolupráce je popsat, jak složení a morfologie částic z nových typů polymerů ovlivňuje mechanismus jednotlivých typů intranasálního přenosu dále do organismu. Řešitelským pracovištěm budou laboratoře ÚMCH v biotechnologickém centru BIOCEV.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Polymerní nosiče antigenů pro veterinární vakcíny
AnotacePříprava účinných a bezpečných vakcín je stále velkou výzvou v humánní i veterinární medicíně. Použití biokompatibilních, netoxických a neimunogenních polymerních materiálů jako nosičů antigenů, případně adjuvans může vést k vývoji vysoce potentních polymerních vakcín při minimalizaci vedlejších účinků. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních a amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče antigenů, či adjuvans. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Potenciometrický senzor na bázi polymerních vrstev pro detekci markerů zánětů a toxických mikropolutantů
AnotaceCílem dizertační práce je rozvoj konceptu potenciometrického senzoru založeného na polymerních detekčních vrstvách, využitelného pro detekci markerů bakteriálních a sterilních zánětů, přítomnosti endotoxinů, případně vícemocných iontů toxických kovů. Student bude rozvíjet znalosti polymerní syntézy, osvojí si technologie nanášení polymerních senzorických vrstev a jejich charakterizaci instrumentálními metodami, jako jsou potenciometrie a cyklická voltametrie, spektrofluorometrie (steady-state, time-resolved), konfokální mikroskopie, mikroskopie atomárních sil (AFM), rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) a další. Součástí práce bude testování funkčnosti připravených detekčních vrstev nejdříve na syntetických analytech. Získané výsledky poslouží k optimalizaci polymerních elektrod, které budou následně testovány na reálných biologických, případně environmentálních vzorcích. Nové poznatky student použije k návrhu konceptu multisenzorové elektrody. Téma práce je vysoce interdisciplinární, zahrnuje řadu metodik a může být dále upraveno podle individuálních zájmů studenta. Aplikační potenciál dosažených výsledků bude ověřen v rámci spolupráce s pracovišti fakultních nemocnic.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Predikce fázových diagramů organických materiálů a jejich směsí pomocí prvních principů: Vývoj metodologie, výpočetních postupů a nástrojů
AnotaceFázové chování, jako je rovnováha kapalina pevná látka (SLE) a rovnováha pára-kapalina (VLE), hraje klíčovou roli při návrhu a optimalizaci materiálů pro širokou škálu aplikací, včetně zelených rozpouštědel, farmaceutik, iontových kapalin a organických polovodičů. Tyto materiály často vykazují komplexní molekulární a interakční vlastnosti, kvůli čemuž je modelování a predikce jejich fázového chování náročné. Zisk co nejpřesnějšího odhadu objemových termodynamických vlastností jak čistých látek, tak jejich směsí, vyžaduje aplikaci pokročilých výpočetních přístupů. Tento dizertační projekt si klade za cíl přispět k vývoji nové metodologie, která kombinuje efektivní Monte Carlo simulace s metodami elektronové struktury založenými na prvních principech, za účelem predikce fázového chování (např. VLE a SLE) a souvisejících termodynamických a strukturálních vlastností (např. tlak nasycených par, hustota kapaliny) čistých látek a binárních směsí za různých podmínek. Budou uvažovány modelové systémy, jako jsou alkoholy, aromatické nebo heterocyklické sloučeniny, a také komplexní, aplikačně relevantní látky, jako jsou aktivní farmaceutické ingredience a organické polovodiče, ve směsích s různými partnery. V každé fázi vývoje budou výsledky navrhované metodologie porovnávány s experimentálními daty a s predikcemi klasických simulačních metod a nejmodernějších termodynamických modelů, jako jsou COSMO-SAC a PC-SAFT-SEPP. Jedním z klíčových cílů je také prohloubit pochopení, jak molekulární struktura a interakce ovlivňují makroskopické fázové chování. Významná část projektu bude zaměřena na vývoj nástrojů, které umožní automatizaci výpočetních procesů: od minimálních vstupních požadavků (např. SMILES kódů) přes analýzu konformerů, generování silových polí, přípravu vstupních souborů, zpracování simulačních dat až po konečnou konstrukci fázových diagramů. Toto „workflow“ bude navrženo s důrazem na přístupnost (tj. volně dostupné např. na GitHub) a bude určeno pro širší vědeckou komunitu. Projekt bude částečně financován grantem GAČR.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Přenos enegie spojený s přenosem protonu
AnotaceProcesy, které zahrnují současný přenos elektronů nebo energie spolu s atomy, obvykle vodíku nebo protonů, jsou široce studovány pro své významné zapojení do biofyzikálních jevů. Předkládaná dizertační práce se zaměří na nově vznikající oblast přenosu energie spojeného s přenosem protonu (PCEnT) z hlediska teoretické chemie. Výzkum bude integrovat kvantovou dynamiku, molekulární simulace a moderní metody kvantové chemie. Předpokládá se spolupráce s experimentálními týmy.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Příprava a charakterizace nanokompozitů na bázi biomasy pro odstranění vznikajících organických kontaminantů: od syntézy polymerů k environmentálním aplikacím
AnotaceVznikající kontaminanty (ECs) představují v dnešním světě potenciální zdravotní rizika. Tento výzkum se zaměřuje na vývoj nových nanokompozitů odvozených z monomerů na bázi biomasy a biopolymerů k odstranění EC. Vztah mezi strukturou a vlastnostmi materiálů pro adsorpci vznikajících kontaminantů nebyl plně pochopen, což vážně omezuje jejich účinnost. Proto bude provedena kompletní strukturní charakterizace připravených nanokompozitů včetně pórovitosti, stability, mechanických a tepelných vlastností pro vysvětlení účinnosti z hlediska makromolekulární struktury a aktivních míst. Nanokompozity budou hodnoceny z hlediska jejich účinnosti při adsorpci nebo degradaci EC. Bude studována kinetika adsorpce, aby se identifikoval mechanismus a rychlost adsorpčního procesu. Degradační mechanismus a identifikace degradačních produktů budou studovány přibližnými analytickými technikami. Tento projekt nabízí alternativu ke konvenčním metodám, jehož cílem je minimalizovat dopady na životní prostředí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Sekvenčně definované polymery určené jako mimetika proteinů pro diagnostické účely
AnotaceSílící společenské tlaky na omezování používání produktů živočišného původu, zejména pak proteinů prodiagnostické účely, otevírá nové příležitosti pro syntetické makromolekuly. Nahradit komplexní strukturu proteinů syntetickým materiálem je výzva, která díky moderním metodám polymerní syntézy, zejména pak Photo-RAFT nebo CuRDRP není neřešitelná. Cílem této dizertační práce bude syntéza sekvenčně definovaných polymerů na bázi methakrylamidů či metakrylátů s různou architekturou polymerního řetězce. Těžiště práce bude spočívat v organické syntéze nových monomerů a ve vývoji a optimalizaci jejich polymerizací. Uchazeč si dále osvojí také instrumentální techniky pro charakterizaci polymerů, zejména (SEC, FFFF, LC-MS, NMR, apod.). Testování připravených materiálů v biochemických aplikacích bude probíhat v rámci spolupráce s domácími i zahraničními pracovišti. Během studia nabízíme možnost zahraniční stáže v rámci spolupráce. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii či biologii. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v mladém dynamickém kolektivu na špičkově vybaveném akademickém pracovišti.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Simulace a experimentální studie transportu peptidů pronikajících do buněk přes biologické membrány
AnotaceŘízený transport materiálu do buněk je životně důležitý pro udržení života. Vedle aktivního procesu endocytózy řízeného ATP, který hraje klíčovou roli při transportu chemických látek přes membrány, existuje další slibná metoda známá jako přímá pasivní translokace nezávislá na energii, která je zvláště důležitá pro řízené podávání léčiv. Krátké, kladně nabité peptidy pronikající do buněk (CPP) jsou pro tento účel běžně využívanými vektory. Tento multidisciplinární projekt se snaží prozkoumat mechanismus pasivní translokace CPP na molekulární úrovni prostřednictvím pokročilých molekulárních simulací a doplňkových experimentů s fluorescencí jedné molekuly. Hlavní pozornost tohoto projektu bude zaměřena na pochopení klíčových kroků tohoto procesu, včetně adsorpce, agregace a translokace přes pokročilé modelové membránové systémy. Poznatky získané z tohoto výzkumu položí základy pro navrhování inteligentnějších systémů pro doručování léčiv tím, že identifikují klíčové molekulární interakce během transportu látek přes biologické membrány.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Stanovení tlaku nasycených par vysokovroucích látek významných z hlediska životního protředí
AnotaceTlak nasycených par je jednou z nejčastěji měřených termodynamických vlastností čistých organických sloučenin. Měření jsou u nízkovroucích sloučenin (např. složek benzínu) relativně snadná a přesná data lze najít v příručkách a databázích. Na druhé straně měření vysokovroucích sloučenin, jako jsou polyaromatické uhlovodíky nebo ftaláty, představuje náročný úkol a v literatuře je údajů nedostatek; navíc jsou tato data zpravidala zatížena značnou nejistotou která znemožňuje spolehlivé modelování osudu těchto látek v životním prostředí. Nekomerční přístroje sestavené v naší laboratoři umožňují měření v oblasti tlak; nižších než 1 pascal; námi vyvinutá metodika termodynamicky řízené extrapolace umožňuje spolehlivé stanovení tlaku par v oblasti milipaskalů. Práce se zaměří na stanovení tlaků par pro skupinu polyaromatických uhlovodíků uvedených v Seznamu prioritních látek znečišťujících látek sestaveném EPA USA, jako součást naší spolupráce s několika evropskými laboratořemi.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Struktura a stabilita evolučních předchůdců ribozomu
AnotaceRibozom je klíčová součást všech živých buněk. Tento biomolekulový komplex ribozomální RNA a několika desítek ribozomálních proteinů je zodpovědný za proteosyntézu a regulaci dalších metabolických pochodů. Prvotní ribozomy se objevily přibližně před 4 miliardami ještě před vznikem života na Zemi. Tzv. protoribozomy byly menší a jednodušší než moderní ribozom. Tato dizertační práce se zaměří na studium mechanizmů tzv. abiogeneze ribozomu, tedy vzniku částic schopných katalyzovat vznik peptidových vazeb. Pomocí aparátu teoretické biofyziky a počítačových simulací budou studovány interakce peptidů a krátkých úseků ribozomální RNA a jejich závislost na okolních podmínkách.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Studium struktury a identifikace farmaceuticky významných a psychoaktivních látek metodami vibrační a chiroptické spektroskopie
AnotacePráce je zaměřena na vývoj metod strukturní analýzy farmaceuticky významných a psychoaktivních molekul a nových nástrojů pro odhalování drog a padělků léčiv s využitím metod vibrační (infračervené a Ramanovy) a chiroptické (cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita) spektroskopie. Student bude analyzovat nejen čisté látky (mnohdy chirální povahy), ale též reálné vzorky ze záchytů, především z oblasti anabolických steroidů, disociativních anestetik a syntetických drog. Budou též sledovány specifické projevy přítomnosti chirálních nečistot a matric. Analýza struktury a interpretace spekter bude podpořena metodami molekulárního modelování. Práce bude realizována ve spolupráci s Kriminalistickým ústavem Policie České republiky a za podpory grantových projektů Ministerstva vnitra ČR.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Syntéza a aplikace kvantových teček na zakládě potaženého oxidu křemičitého v bioinženýrství.
AnotaceKvantové tečky (QD) jsou polovodičové nanočástice s vynikajícími optoelektronickými vlastnostmi. Přesněji řečeno, QD vykazují široká absorpční spektra, úzké světelné pásy a vynikající fotovoltaickou stabilitu, díky čemuž jsou užitečné v biovědě a medicíně, zejména pro snímání, optické zobrazování, separaci buněk a diagnostiku. Obecně se QD během syntézy stabilizují pomocí hydrofobního ligandu, a proto jejich hydrofobní povrchy musí projít hydrofilní modifikací, pokud mají být QD použity v bioaplikacích. Oxid křemičitý je jednou z nejúčinnějších metod pro překonání nevýhod QDs díky fyzikálně-chemické stabilitě, netoxicitě a vynikající biologické dostupnosti oxidu křemičitého. Mikro a nanočástice SiO2 budou pokryty polydopaminem nebo směsí kyseliny citronové a močoviny nebo melaminem. Pokrytá vrstva bude karbonizována v přítomnosti vodivého kovu iontově spojeného s pokrytou vrstvou. Celý SiO2 může být rozpuštěn. Zbytkové duté nabité částice budou zkoumány elektrochemickými, fluorescenčními metodami a dalšími technikami potřebnými pro charakterizaci kvantových teček.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Syntéza a aplikace polymerních lapačů interagujících s kationtovými amfifilními peptidy kompenzací náboje.
AnotaceBiokompatibilní polymerní ionty byly intenzivně studovány jako slibné materiály v terapeutické a diagnostické oblasti nanomedicíny. Nedávno bylo prokázáno, že polyaniony s vysokou hustotou náboje jsou schopny potlačit biologické účinky kationtového amfifilního peptidu (CAMP) melittinu z včelího jedu jeho vazbou na komplex polyplex. V budoucnu bioinspirované nanostruktury naložené toxickým lékem uvnitř uvolňují lék na potřebném místě. Jako lék bude včelí jed melittin. Potřebným místem bude nádor.Katelicidin je prvek vrozené imunity, který hraje důležitou roli ve vývoji patogenního procesu u psoriázy. Očekává se, že jak katelicidin, tak defensiny se budou chovat podobně jako mellitin z hlediska interakce s polyaniony, jako je kyselina polyakrylová. Vychytávání těchto peptidů lokálně podávanými polyaniony by tedy mělo přerušit cyklus cytokinových bouří, což by vedlo k indukci psoriázy, a tím její potlačení. Řada nanogelových kyselin bude připravena technikou mikroemulzní polymerace. Bude provedeno In vitro testování (hemolýza na myších erytrocytech) získaných materiálů. Bude provedeno chemické, fyzikální a biomedicínské vyšetřování.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Syntéza a chiroptické vlastnosti luminoforů odvozených od helicenů
AnotaceCílem projektu je příprava nových helikálních TADF a excimerových luminoforů odvozených od helicenů a studovat jejich chiroptické vlastnosti v roztoku a tenkých vrstvách (zejména cirkulárně polarizovanou luminiscenci) za účelem identifikace vhodných materiálů pro budoucí konstrukci CP-OLED.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Syntéza funkcionalizovaných polymerů a polymerních membrán pro elektrochemická zařízení
AnotaceIontovýměnné polymerní membrány mají široké uplatnění v laboratorním i průmyslovém měřítku. K nejvýznamnějším aplikacím patří zejména elektrochemické odsolování mořských a brakických vod, čištění odpadních vod, dělení směsí při výrobě promyslových chemikálií a léčiv, oddělení elektrolytů od neelektrolytů v elektrochemických zařízeních jako jsou elektrolyzéry, palivové články a akumulátory. V poslední době nabývá na významu jejich použití ve vodíkovém hospodářství a při skladování přebytků elektřiny získané z obnovitelných zdrojů. Využívání tzv. zeleného vodíku produkovaného v elektrolyzérech je jednou z cest při přechodu na bezuhlíkovou energetiku. Téma zahrnuje syntézu polymerů a polymerních membrán nesoucích funkční skupiny pro daný účel. Např. sulfo a fosfonoskupiny pro katexy nebo kvartérní amoniové skupiny pro anexy. Dále jsou to polymery využitelné pro konstrukci elektrod, jako nosiče katalyzátorů nebo pro další aplikace. Běžně jsou používány metody preparativní organické chemie a polymerační reakce. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Syntéza polymerních materiálů a polymerních membrán pro separační procesy
AnotacePolymerní membrány jsou široce používány v separačních procesech díky své univerzálnosti, účinnosti a nákladové efektivitě. Tyto membrány jsou navrženy tak, aby selektivně propouštěly určité molekuly nebo ionty a zároveň blokovaly jiné, což je ideální pro aplikace, jako je filtrace vody, separace plynů a dialýza. Polymerní membrány lze přizpůsobit konkrétním separačním úkolům úpravou faktorů, jako je velikost pórů, chemické složení a povrchové vlastnosti. Jejich použití sahá od čištění pitné vody pomocí reverzní osmózy až po separaci plynů v průmyslových procesech. Díky neustálému pokroku hrají polymerní membrány i nadále zásadní roli při zlepšování udržitelnosti a výkonnosti různých separačních technologií. Téma zahrnuje syntézu nových a funcionalizaci komerčních polymerních materiálů použitelných pro dělení směsí chemických látek včetně plynů nebo enantiomerních směsí. Metodicky se bude jednat o polymerační reakce, modifikace polymerů zaváděním funkčních skupin a reakce používané v preparativní organické syntéze. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Teoretická analýza intenzit zakázaných přechodů pro studium chemicko-fyzikálních vlastností vzdálených prostředí
AnotacePřechody mezi energetickými hladinami v atomu či molekule probíhají podle určitých pravidel. Při první aproximaci je možné použít výběrových pravidel, např. že spin výchozí i konečné energetické hladiny musím být stejný. Pokud jsou výběrová pravidla porušena, přechod můžeme nazvat zakázaným. Vesmír jako chemická laboratoř poskytuje nepřeberné množství chemických reakcí a fyzikálních prostředí, které v pozemských podmínkách není snadné připravit. Například díky velmi vysokému vakuu, tedy malé pravděpodobnosti srážek mezi molekulami, dvakrát ionizovaný kyslík září v zelené barvě. Tento přechod byl dříve považován za identifikaci nového prvku zvaného Nebulium. Na základě pozorovatelných „zakázaných“přechodů lze usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti prostředí, kde daný přechod vzniká – tedy ve vzdáleném vesmíru, ale i v zemské atmosféře nebo atmosférách jiných planet. Cílem práce je pomocí ab inito kvantově chemických metod studovat vliv fotochemických reakcí, elektrického a magnetického pole na profil a intenzitu málo pravděpodobných přechodů v malých molekulách. Na základě změn dále usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti vzdáleného prostředí (remote sensoring).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Teoretické modelování pokročilých rentgenových spektroskopií
AnotaceRentgenová spektroskopie je mocným a bezprecedentním nástrojem pro zkoumání nejrůznějších jevů. Díky vysoké citlivosti kombinované se selektivitou vůči jednotlivým atomům poskytují rentgenové spektroskopie ideální možnost, jak studovat chemické prostředí v molekulách a v komplexních prostředích, i jak přímo studovat související jevy, jako je konjugace nebo aromaticita, nebo jak iniciovat různé ultrarychlé procesy. Nedávné experimenty v plynné fázi prováděné v rezonanci (rezonanční Augerova spektroskopie) otevřely novou cestu pro komplexní popis molekulární elektronické struktury a ultrarychlé dynamiky ve vysoce excitovaných stavech, kterou je jinak obtížné interpretovat jinými metodami. Experimenty v kapalné fázi poskytují jedinečnou možnost přístupu k různým vazebným vzorcům nebo identifikaci relaxačních procesů v kondenzovaných systémech. Experimenty nicméně potřebují teoretickou podporu pro detailní pochopení charakteru ultrarychlých procesů a související dynamiky. Teoretická práce bude vyžadovat využití nestandardních metod kvantové chemie a vývoj nových přístupů a protokolů pro studované systémy.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Teoretické studium vlivu pomocných látek v léčivech na polymorfní strukturu lěčivé látky
AnotaceJe známo, že různé polymorfy jedné léčivé složky mohou mít různé léčivé účinky. Druh polymorfu, který vykrystalizuje do stabilní třídimensionální struktury, určují zejména slabé mezimolekulové interakce. Krystalizace je velice citlivý proces a reaguje i na velmi malé množství příměsí. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit vliv pomocných látek v léčivech na polymorfní strukturu lěčivé látky prostřednictvím modelování vibračního spektra v terahertzové frekvenční oblasti (Thz). V této frekvenční oblasti se právě objevují pásy mezimolekulových vibrací a různé polymorfy zde poskytují různá spektra.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Teoretické studium závislosti chemických posunů v NMR spektrech na teplotě a rozpouštědle
AnotaceNukleární magnetická resonance (NMR) je stále se dynamicky vyvíjející obor spektroskopie, se kterým se můžeme setkat nejen v lékařství. Posun poloh signálů v NMR spektrech může být způsoben mnoha faktory. Kromě obecně známého stínění, tak například princip chemického posunu v závislosti na teplotě je zcela neobjasněný, přesto, že je měřitelný. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit fyzikálně-chemickou podstatu pozorovaných změn, a využít jich pro interpretaci změn v kovalentní i nekovalentní chemické struktuře studovaných molekul a jejich komplexů s molekulami rozpouštědla.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Teoretický návrh niklových komplexů pro katalýzu cross-couplingových reakcí a studium jejich elektronové struktury
AnotaceDisertační práce se zaměřuje na teoretické studium niklových komplexů využitelných v katalýze cross-couplingových reakcí. Cílem projektu je prostřednictvím pokročilých kvantově-chemických výpočtů analyzovat mechanismy fotochemické aktivace těchto komplexů. Práce se soustředí na klíčové aspekty, jako je charakterizace relaxačních drah excitovaných stavů, výpočet disociačních energií vazeb mezi niklovým centrem a ligandy a zkoumání vlivu ligandového pole na reaktivitu a stabilitu reakčních meziproduktů. Pozornost bude věnována srovnání různých výpočetních metod za účelem přesného popisu elektronové struktury niklových komplexů. Výsledky přispějí k hlubšímu porozumění mechanismům Niklem katalyzovaných cross-couplingových reakcí a optimalizaci návrhu účinnějších a selektivnějších katalyzátorů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Termodynamická studie biopaliv s nízkými dopady na životní prostředí
AnotaceZávislost na fosilních zdrojích je bezesporu nutno snižovat. Za jednou z cest k takovému snížení je vydávána elektromobilita, která ovšem v blízké budoucnosti není schopna nahradit spalovací motory například v nákladní dopravě, nemluvě o zemích s řídkým osídlením a dlouhými přepravními vzdálenostmi. Téma práce je zaměřené na biopaliva a syntetická paliva pro vznětové motory. Půjde jednak o náhradu v současnosti často používaných methylesterů vyšších mastných kyselin (které nejsou příliš stabilní a mohou představovat pro motor zvýšenou zátěž) za stabilnější etyl- a butylestery. Zejména však půjde o studium vlastností nových paliv obsahujících kyslík, což vede k výraznému snížení tvorby sazí a emisí NOx. Tato paliva (polyethery) lze již nyní připravit z bioplynu, bioetanolu a biobutanolu, ale v budoucnosti také ze syntézního plynu získaného ze zachyceného vzdušného CO2 a vodíku z elektrolýzy vody (viz eFuels pilot plant v Čile otevřený firmou Porsche v roce 2022). Nedostatek termodynamických dat je jednou z překážek pro širší použití těchto paliv.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Ultrarychlé fotochemické děje monitorované pomocí rentgenového záření
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Určování stáří různých částí vesmíru pomocí mikrovlnné spektroskopie
AnotaceStáří různých částí vesmíru v časové škále od Velkého třesku (Big Bang) bude založeno na porovnávání relativních koncentrací izotopologů mezihvězdných molekul v různých částech vesmíru. Mezihvězdná mikrovlnná spektra budou přebírána z databázi mikrovlnných super teleskopů (např. ALMA). Práce bude probíhat ve spolupráci s Astronomickým ústavem AV ČR (prof. Palouš a další), kteří budou konzultovat kosmologické otázky projektu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj Aparatury a metody pro oxidativní značení biomolekul pomocí singletového kyslíku
AnotaceProtein footprinting je významný nástroj pro strukturní charakterizaci proteinů a jejich komplexů, který umožňuje zkoumat konformační změny a vaznost ligandů pomocí určování dostupnosti rozpouštědla k páteři nebo postranním řetězcům molekuly proteinu. Porovnáním footprintu proteinu ve dvou různých strukturních stavech lze detekovat a interpretovat změny v topografii povrchu proteinu v kontextu dalších informací o struktuře. Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj nové metody, která umožňuje zkoumání struktury proteinu prostřednictvím expozice molekuly proteinu singletovému kyslíku, známé reaktivní formě kyslíku. Singletový kyslík bude generován in situ za kontrolovaných podmínek s využitím fotodynamického efektu. Modifikace proteinu singletovým kyslíkem bude využita k objasnění struktury proteinů. Experimenty budou prováděny na nově zkonstruované aparatuře, kde bude singletový kyslík produkován ozářením a excitací rozpuštěné fotosenzibilizační sloučeniny diodovým laserem vhodné vlnové délky. Po krátké interakci singletového kyslíku s analyzovaným proteinem bude přebytečný singletový kyslík zhášen reaktivním činidlem, jako je methionin nebo azid sodný. Úroveň oxidace různých reaktivních míst na proteinu bude zkoumána analytickými přístupy v proteomice typu zdola nahoru (bottom-up) a shora dolů (top-down). Na základě informací z dostupné literatury se očekává, že aromatické aminokyseliny (tyrosin, tryptofan, arginin a fenylalanin), methionin a cystein by měly podléhat oxidaci. Z rozdílů v polohách a intenzitě oxidace budou určeny strukturní informace podobně jako u zavedených metod, jako je vodík-deuteriová výměna nebo kovalentní značení proteinů. Metoda bude rovněž použita v LC-MS/MS (SRM/MRM/PRM) analýze s izotopicky značenými vnitřními standardy pro absolutní kvantifikaci úrovně oxidace. Systém bude testován na modelových proteinech získaných z výzkumného centra Biocev. Důležitou součástí projektu je vývoj automatizovaného pracovního postupu, který umožní rychlý screening různých stavů proteinů. V rámci této instrumentální části bude navržena a postavena aparatura pro rychlé měření většího počtu vzorků. Budoucí absolvent se seznámí s moderní proteomikou založenou na hmotnostní spektrometrii (bottom-up a top-down), kvantifikací peptidů a strukturní analýzou proteinů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj a stavba spektrometru cirkulárního dichroismu vysokého rozlišení v mikrovlnné oblasti
AnotaceTechniky spektroskopie cirkulárního dichroismu (CD) jsou známé v IČ a UF/VIS oblasti, kde umožňují získávat zásadní poznatky na hranici chemie, biologie a molekulové kvantové mechaniky, všude tam, kde různé enantiomorfní formy molekul hrají zásadní roli. Mikrovlnná spektroskopie je z tohoto pohledu dosud celosvětově téměř netknutá, ačkoliv může přinést zcela průlomové poznatky v astrofyzice a v diagnostice různých forem života ve vesmíru a jeho Cílem dizertační práce je připravit technický návrh a zahájení stavby unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT. Práce bude konzultována s experty z elektro-fakult VUT Brno a ČVUT Praha. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na světě postaven.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj bioinspirované obnovitelné, průhledné a antibakteriální elektronické kůže pro citlivé hmatové snímání
AnotaceElektronické kůže s hmatovým snímáním (e-skins), navržené tak, aby kopírovaly vlastnosti a funkce lidské kůže, se staly klíčovou technologií pro přenosnou elektroniku příští generace. Tyto elektronické kůže, které nabízejí zvýšenou flexibilitu a citlivost, poskytují uživatelům větší pohodlí a zároveň zajišťují přesné snímání dat. Rozšiřující se použití nositelných elektronických kůží v aplikacích, jako jsou zařízení s dotykovou obrazovkou a elektronický papír, navíc vyžaduje vynikající optickou průhlednost. Kromě faktorů, jako je pohodlí a průhlednost, však zůstávají zásadní, avšak často opomíjené, bezpečnostní a zdravotní důsledky elektronických kůží. Dlouhodobé používání elektronických kůží na lidském těle může vést k růstu bakterií, které způsobují záněty kůže a další zdravotní problémy. Proto je naléhavě zapotřebí vyvinout pružné elektronické kůže s antibakteriálními vlastnostmi, které by zabránily růstu bakterií a následným infekcím. dalším faktorem, který byl při vývoji elektronických kůží jen málo zkoumán, je obnovitelnost materiálu. Celulóza, hojný biopolymer a prakticky neomezený přírodní zdroj, má potenciál uspokojit rostoucí poptávku po obnovitelných materiálech. Celulóza může existovat v různých formách, například jako celulózová nanovlákna (CNF), která mají obvykle průměr od 50 do 60 nm. Z těchto vláken lze vytvářet nanostrukturované papírové listy, tenké filmy, multifunkční nanokompozity nebo průhledné filmy. Tyto materiály nabízejí několik výhod, včetně nízké plynopropustnosti. Použití přírodních, biologicky odbouratelných nanobiopolymerů může také snížit toxicitu a rozšířit rozsah jejich použití. celulóza ve své přírodní formě však postrádá vlastní antibakteriální aktivitu. Nicméně její bohatý výskyt funkčních skupin umožňuje chemickou modifikaci, která jí může propůjčit významné antimikrobiální vlastnosti. Výsledkem těchto modifikací mohou být antibakteriální materiály s dlouhotrvajícími, nevyplavujícími se antimikrobiálními účinky, což znamená, že bakterie musí být v přímém kontaktu s povrchem, aby se antimikrobiální účinek projevil. na základě těchto úvah je cílem tohoto projektu navrhnout obnovitelné, transparentní a antibakteriální elektronické kůže z CNF, které vykazují vynikající flexibilitu a vysokou citlivost pro aplikace hmatového snímání.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj kolorimetrického senzoru pro gama záření
AnotaceTato dizertační práce se zabývá vývojem inovativního kolorimetrického senzoru určeného pro detekci gama záření. Cílem práce je navrhnout a optimalizovat senzor, který umožní spolehlivé měření intenzity gama záření prostřednictvím změny barvy. Práce zahrnuje vývoj materiálů citlivých na gama záření, jejich charakterizaci, a také testování a kalibraci finálního senzoru v reálných podmínkách. Výsledky této práce mohou přispět k pokroku v oblasti radiační bezpečnosti, monitorování životního prostředí a lékařské diagnostiky.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj metodologie pro sledování radionuklidů v životním prostředí a modelování jejich migrace
AnotaceTato dizertační práce se zaměřuje na vývoj pokročilé metodologie pro sledování radionuklidů v životním prostředí a modelování jejich migrace. Cílem práce je vytvořit komplexní přístup, který zahrnuje identifikaci a kvantifikaci radionuklidů v různých složkách životního prostředí, jako jsou voda, půda a vzduch, a následné modelování jejich šíření. Práce zahrnuje optimalizaci analytických metod pro detekci radionuklidů a aplikaci numerických modelů pro predikci jejich pohybu v životním prostředí. Výsledky této práce mohou přispět k lepšímu porozumění environmentálním rizikům spojených s radionuklidy a k vývoji efektivních strategií pro jejich monitorování.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj metod vibrační a chiroptické spektroskopie pro forenzní aplikace
AnotaceZatímco metody vibrační spektroskopie (především infračervená absorpce a Ramanova spektroskopie) jsou ve forenzní praxi dlouho etablovány, v případě chiroptické spektroskopie (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) tomu tak není, přitom může přinést velmi cenné poznatky v případě studia a identifikace chirálních látek. Předmětem práce proto bude vývoj metod zaměřených především na chiroptickou spektroskopii pro analýzu forenzně významných látek a přípravků ze záchytů, zejména psychoaktivních látek a drog (například kathinonů, kanabinoidů), růstových hormonů (především peptidů), derivátů testosteronu a padělků léčivých přípravků (například Avanafilu), které se na černém trhu stále objevují v nových chemických modifikacích. Předmětem práce bude nejen vlastní experimentální spektroskopická analýza, ale též interpretace spekter a studium struktury těchto látek, včetně určení absolutní konfigurace, pomocí metod výpočetní chemie. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj nanostrukturovaných katalyzátorových materiálů na redukci CO2
AnotaceEkonomicko-politický tlak na náhradu fosilní energetiky solárními a větrnými zdroji energie neustále sílí. Navíc přebytek okamžité energie z těchto zdrojů v elektrické síti ztěžuje její provoz a někdy přímo ohrožuje dodávky elektrické energie. V rámci naší skupiny jsme vyvinuli katalyzátory, které by v elektrochemických článcích spotřebovávaly přebytečnou elektrickou energii. Zároveň jsou schopny využívat CO2 vzniklý při spalování jako zdroje uhlíku a měnit jej na jednoduché C1-C6 uhlovodíky. Příprava takového účinného katalyzátoru je podmíněna výběrem materiálu a jeho morfologií. Cílem je proto připravit takový katalyzátor s elementárním složením a nanostrukturovaným profilem, aby konečným hlavním produktem byl vybraný uhlovodík jako např. metanol, etanol, kyselina adipová apod. Požadavky na uchazeče: • VŠ (Ing., Mgr.) chemického nebo fyzikálního směru; • zájem o experimentální práci; • schopnost osvojit si různé analytické techniky (XPS, SEM/EDX, TGA, XRD, FTIR).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Vývoj nových stacionárních fází pro kapalinovou chromatografii
AnotaceStacionární fáze hrají v kapalinové chromatografii zásadní roli. Přestože jich je mnoho komerčně dostupných, stále trvá zájem o sorbenty s novými vlastnostmi. Práce bude zaměřena na vývoj sorbentů na bázi silikagelu modifikovaném vhodnými nabitými ligandy, kdy jejich imobilizace bude využívat elektrostatickou interakci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj obnovitelných vodivých hydrogelů pro flexibilní systémy skladování energie
AnotacePro napájení nositelných elektronických zařízení byly vyvinuty různé flexibilní systémy pro ukládání energie, které fungují v podmínkách postupného ohýbání, natahování a dokonce i kroucení. Superkondenzátory a baterie jsou považovány za nejslibnější zdroje energie/napájení pro nositelnou elektroniku, avšak zajištění jejich elektrochemické udržitelnosti a mechanické odolnosti je klíčové. Elektricky vodivé obnovitelné hydrogely, které spojují elektrické vlastnosti vodivých materiálů s jedinečnými vlastnostmi obnovitelných hydrogelů, poskytují ideální rámec pro návrh a konstrukci flexibilních superkondenzátorů a baterií. Tento projekt se zaměří na vývoj nových funkčních hydrogelů z obnovitelných zdrojů s kontrolovatelnou velikostí, složením, morfologií a vlastnostmi rozhraní. Bude provedeno základní pochopení vztahů mezi chemickým složením, strukturou, vlastnostmi rozhraní, napětím, elektrickou vodivostí a elektrochemickými vlastnostmi vodivých hydrogelů. Bude posouzeno účinné použití těchto vodivých hydrogelů v pružných systémech pro ukládání energie.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj ultrarychlých metod analýzy vzorků technikou LA-ICP-MS
AnotaceJednou z největších nevýhod analýzy vzorků technikou laserové ablace ve spojení s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem (LA-ICP-MS) je časová, a tím i finanční náročnost. V rámci dizertační práce bude vyvinuta metodika pro ultrarychlou analýzu vzorků s využitím pokročilých statistických modelů. Vyvíjená metodika bude zahrnovat celý proces analýzy, včetně kalibrace. Tato metodika bude součástí komplexní charakterizace biologických vzorků, která bude zahrnovat také rutinní stanovení celkového obsahu prvků a speciační analýzu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Výzkum relaxačních vlastností amorfních pevných lékových forem pomocí dielektrické spektroskopie a kalorimetrie
AnotaceTato disertační práce se zaměří na studium strukturně-relaxačních vlastností a molekulární mobility amorfních léčiv a jejich formulací s cílem lépe porozumět faktorům ovlivňujícím jejich fyzikální stabilitu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Zkoumání fázového přechodu elektrolytu na kov v kapalinách
AnotacePřechody kov-izolátor (MIT) popisují fázový přechod, který vychází z kvantových vlastností v kovu. systému kondenzované hmoty. Při MIT se mění transportní vlastnosti, jako je elektrická vodivost nebo optická vodivost. nebo odrazivost se mění o řády mezi hodnotami typickými pro kovy nebo izolanty. MIT v pevnolátkových materiálech je dobře známá a umožňuje například uměle přizpůsobit vodivost polovodičových materiálů dopováním atomy příměsí, což se průmyslově využívá při výrobě polovodičů. mikročipů a mikroelektroniky - stavebních kamenů každé digitální technologie. Nabízené doktorandské místo je součástí projektu financovaného z prostředků Grantové agentury ČR, jehož hlavním cílem je pochopit, jak probíhá MIT v kapalinách. Hledáme kandidáta, který bude provádět experimenty s využitím kapalinové fotoelektronové spektroskopie ke zkoumání přechodů elektrolyt-kapalný-kov v roztocích těchto látek roztocích kapalného amoniaku nebo aminů a vody. Naše výsledky budou kombinovány s kvantově chemickými výpočty našich partnerů ve spolupráci, abychom získali detailní mikroskopické porozumění MIT. procesu. Širší záběr projektu spojuje velmi výkonné metody pevného stavu fyziky (nabízející atomistické popisy izolátorů, polovodičů a kovů) a koncepty fyziky pevných látek (např. elektrochemie (popisující vodivost roztoků).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
|
Aktualizováno: 6.1.2022 11:28, Autor: Jan Kříž