Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52783
idvazba: 60786
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 13:51:05
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/vsechny/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Vypsané disertační práce

2D nanomateriály pro detekci polutantů v životním prostředí

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce se soustředí na přípravu 2D materiálů, které budou sloužit k odstraňování škodlivin ze životního prostředí. Cílem je vyvinout účinný materiál/katalyzátor k odstranění nitroaromatických a pesticidních látek v podzemních vodách pomocí elektrochemických a fotoelektrochemických metod. Více na www.nanorobots.cz

3D superrezoluční mikroskopie ultramorfologie mitochondrií

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

3D nanoskopie dosud nebyla s to postihnout morfologii mitochondriálních krist a nukleoidů (proteinových komplexů s mtDNA). Vyvineme nové metodiky 3D superrezoluční mikroskopie na prototypu 3D mikroskopu firmy Vutara (dnes součást firmy Bruker) pro stochastickou mikroskopii PALM a dSTORM s rozlišením xy 25 nm a z 50 nm. Zavedeme nové typy analýz 3D obrazu reflektující nm změny v morfologii krist a 3D-redistribuci proteinů ovlivňujících mitochondriální kristy za normálních či patologických stavů (diabetes). Pro analýzu 3D obrazů vyvineme nové postupy založené na využití Ripleyho K-funkce a Delaunay algoritmu. Rozvineme také 3D imunocytochemii typu dSTORM s tzv. nanobodies a FRETem excitovaný PALM/dSTORM. Zahájíme novou generaci superrezoluční 3D mikroskopie. Analogicky prostudujeme nukleoidy mitochondriální DNA při zvýšené či snížené biogenezi (fyziologické, patologické), při jejich dělení zejména vlastní metodou mitoFISH nanoskopie pro počítání tzv. D-loops (počátků replikace mtDNA). Uměle nastavíme velikost nukleoidů či jejich obsah mtDNA. Využijeme též STED mikroskopie. Získáme tak nové protokoly pro 3D nanoskopii a zkombinujeme molekulární biologii a fyziologii buňky s nejmodernější 3D superrezoluční mikroskopií. Molekulární biologii zajistí pracovníci odd. 75 FgÚ AV ČR, v.v.i.

3D-tisk pro přípravu 3D grafenových elektrod pro detekci dekontaminaci polutantů v životním prostředí

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce je soustředěna na přípravu 3D tištěných elektrod pro odstanění škodlivin ze životního prostředí. Cílem bude vyvinout účinný systém k odstranění nitroaromatických a pesticidních látek znečišťujících podzemní vody. Více na www.nanorobots.cz

Ab initio fotodynamika v kondenzované fázi: Vývoj metod a aplikace

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

Anotace

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

Ab initio simulace strukturních, termodynamických a transportních vlastností metalo-organických krystalů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Záchyt CO2 je v průmyslu častou potřebou, ať se jedná o čištění odpadních plynů, kde je tento plyn obsažen v malé koncentraci, či o součásti průmyslové výroby s vysokými koncentracemi CO2, jako například výroba vodíku. Právě posledně zmíněný příklad odpovídá technologii v závodě Unipetrol, kde přetrvávají požadavky na jeho optimalizaci. V souladu s potřebami průmyslového partnera budou cíle experimentálního výzkumu zahrnovat i)studie trvanlivosti/degradace absorpčních rozotků používaných ve stávajícím provozu, ii)studie absorpčních schopností nových kapalin s vyšší selektivitou záchytu H2S a iii)studie vlivu stopových příměsí, například kovů Fe, Ni a V, na účinnost vypírek. Student získá cenné zkušenosti s prací v průmyslové výrobě, neboť se v rámci spolupráce s výzkumným ústavem průmyslového partnera (UniCRE) bude moci při výzkumu samostatně pohybovat v areálu Unipetrol, kde najde potřebné zázemí ve vybavené laboratoři i v osobách konzultantů-průmyslových pracovníků.

Alterace jílových materiálů na rozhraní s cementovými materiály

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

Anotace

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

Analýza biologicky aktivních látek v tuhém stavu pomocí spektroskopických metod

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

Anotace

Mnoho léčiv, látek přítomných v potravě nebo jiných biologicky aktivních molekul je výhodné analyzovat jako tuhé látky. V práci se soustředíme na detekci modelových systémů pomocí infračervené a Ramanovy spektroskopie. Tyto metody jsou relativně jednoduché, ale mohou mít malou citlivost, vyžadovat složitou přípravu vzorku, a interpretace spekter může být obtížná. V projektu také doplníme standardní metody měřením vibrační optické aktivity a vyvineme výpočetní nástroje pro simulaci a interpretaci experimentálních dat.

Analýza procesu přeměny kmene na sklo

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Richard Pokorný, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

Analýza profilů těkavých látek pro hodnocení kvality a bezpečnosti zpracovaných potravin

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Postupy plynové chromatografie s hmotnostní detekcí v různém uspořádání (jednorozměrná, chirální, vícerozměrná, s olfaktometrií) budou využity pro analýzu profilů těkavých látek potravinářských surovin a zpracovaných potravin. Cílem práce bude hodnocení kvality, průkaz mikrobiální kontaminace a identifikaci příčin smyslových vad. Výstupy cílené i necílené analýzy získané pomocí GC/MS budou korelovány s výstupy dalších laboratorních metod (chromatografická, mikrobiologická a senzorická analýza). Pro interpretaci výsledků rozborů budou využity pokročilé statistické metody a zohledněn vliv suroviny, receptury, technologie výroby a skladování. Projekt bude podporován Národní agenturou pro zemědělský výzkum a bude probíhat ve spolupráci s vybranými potravinářskými podniky.

Analýza příčin poškození historických objektů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Příčiny poškození historických objektů nejsou vždy na první pohled jasně identifikovatelné. Pokud je poškození způsobeno mikroskopickými změnami ve struktuře materiálu, je třeba použít pokročilé analytické metody, např. transmisní elektronovou mikroskopii. V práci budou výsledky z historických materiálů srovnány s modelovými vzorky.

Anammox bakterie a jejich unikátní fosfolipidy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Anammox (anaerobic ammonium oxidation) bakterie, které byly objeveny poměrně nedávno, hrají významnou roli v globálním cyklu dusíku, díky svému ojedinělému metabolismu konverze amonného kationtu (NH4+) a dusitanu (NO2-) na dusík. Tímto způsobem je v zónách s limitací na kyslík produkováno až 50 % oceánského dusíku. V současné době se tyto mikroorganismy využívají při čištění odpadních vod jako ideální náhrady za denitrifikační proces. Sled reakcí anammox metabolismu probíhá na membráně speciálního kompartmentu uvnitř těchto bakterií, který se nazývá anammoxosom. Všechny membrány anammox bakterií, včetně anammoxosomu, jsou složeny z unikátních ladderánových lipidů. Jedná se o fosfolipidy, které na konci acylového řetězce mají navíc 5 cyklobutanů nebo kombinaci 3 cyklobutanů s cyklohexanem. Díky těmto unikátním lipidům propouští membrána anammoxosomu protony až desetkrát pomaleji než klasická dvojvrstva fosfolipidů, což pomáhá zachovat proton-motivní sílu těchto bakterií. O syntéze těchto speciálních fosfolipidů zatím není známo mnoho. Cílem této práce bude přispět k odhalení enzymů podílejících se na syntéze i odbourávání těchto fosfolipidů v anammox bakteriích.

Anorganická plniva a sorbenty

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Petra Ecorchard, Ph.D.

Anotace

V rámci projektů jsme studovali různé typy plniv pro polymerní matrici, a to na bázi grafenu a jeho derivátů a dále na bázi podvojných vrstevnatých hydroxidů v kombinaci s iontovými kapalinami. V rámci disertační práce by byl dán zřetel na vývoj jednotlivých druhů 2D materiálů se specifickými vlastnostmi, např. vodivostními, mechanickými, katalytickými, fotokatalytickými. Anorganická plniva budou modifikována vhodnými iontovými kapalinami, které mohou mít více funkcí a budou zvolena podle způsobu následného využití. Modifikace bude možná s komerčně dostupnými iontovými kapalinami, či nově připravenými. Tyto materiály jsou často dobrými sorbenty. Z tohoto důvodu budou tyto vlastnosti též využity, např. pro sorpci těžkých kovů, případně organických kontaminantů.

Anorganické nosiče aktivních farmaceutických substancí

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce je zaměřena do oblasti vývoje nových pevných lékových forem. Zabudováním léčiva do nosiče lze významně ovlivnit rychlost jeho uvolnění po aplikaci i stabilitu vůči degradaci. Jako hostitelské struktury budou využity anorganické sloučeniny s vrstevnatou strukturou, zejména podvojné vrstevnaté hydroxidy, které jsou vhodné pro interkalaci složek se záporným nábojem. V práci budou studovány metody přípravy interkalátů, interakce mezi hostitelskou strukturou a léčivy interkalovanými v mezivrství, stabilita interkalovaných léčiv a jejich zpětné uvolnění v simulovaných tělních tekutinách.

Antioxidační soustavy pro lipidické kosmetické přípravky

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

V posledních letech ve vývoji kosmetických přípravků dochází k odklonu od syntetických emolientů na bázi neobnovitelných surovin a také od tradičních syntetických konzervantů. Tím významně rostou nároky na antioxidační systém. Cílem práce bude navržení antioxidačního systému pro emolienty na bázi obnovitelných surovin, zjištění vzájemného efektu jednotlivých antioxidantů a v optimálním případě využití synergismu antioxidantů pro ochranu lipidů. Následně sledování penetrace antioxidantů do jednotlivých vrstev pokožky in vitro.

Aplikace membránových procesů pro modifikaci funkčních vlastností syrovátkových bílkovin.

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Funkční vlastnosti syrovátkových bílkovin jako je například tvorba gelu, nebo emulgační vlastnosti jsou do značné míry závislé na obsahu doprovodných látek a zastoupení jednotlivých druhů bílkovin. Obsah těchto látek lze řídit podmínkami a kombinací membránových procesů při přípravě koncentrátu syrovátkových bílkovin. Cílem práce bude posoudit vliv podmínek a kombinace membránových procesů při zpracování syrovátky na funkční vlastnosti syrovátkových bílkovin.

Aplikace mikrobicidních vlastností nízkoteplotního plazmatu

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Nízkoteplotní plazma, vhledem ke svým mikrobicidním vlastnostem, může být vhodnou náhradou konvenčních dezinfekčních a sterilizačních metod. Práce je zaměřena především na korónové výboje a jejich možné praktické aplikace pro dekontaminaci až sterilizaci povrchů nebo kapalin a jako terapeutická metoda v medicíně. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů.

Aplikace molekulárních simulací při vyhledávání a charakterizaci nových pevných forem léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Experimentální vyhledávání nových pevných forem léčiv, jako jsou polymorfy, soli, kokrystaly nebo solváty, je velmi zdlouhavý proces vyžadující testování různých podmínek. Jakmile je objevena nová pevná forma, je analyzována kombinací několika technik včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, SEM, DSC, měřením rozpustnosti a její stability. V tomto projektu plánujeme využít molekulární simulace k podpoře experimentálního screeningového postupu. To zvýší naše základní porozumění řídících interakcí mezi molekulami léčiva a pomocné látky pro vznik nové pevné formy. Molekulární modelování bude využito zejména při výpočtu energií interakce připravených pevných forem léčiva a k jejich relativnímu porovnání z pohledu termodynamické stability a teploty tání. Bude-li to možné, budou simulace molekulární dynamiky srovnávány s experimentálně měřenými vlastnostmi pevných forem léčiva, tj. s daty naměřenými pomocí NMR nebo FTIR. V poslední části plánujeme aplikovat molekulární modelování při popisu rozpustnosti nově objevených pevných forem za přítomnosti různých pomocných látek (jako jsou povrchově aktivní látky, polymery, malé partnerské molekuly) ve vodném prostředí.

Aplikace netradičních mikroorganismů pro výrobu kvašených nápojů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Pivovarství a vůbec celý průmysl výroby fermentovaných nápojů zažívá v poslední době bouřlivý rozvoj v oblasti nových trendů v použití netradičních mikroorganismů. Cílem práce bude vytipovat a odzkoušet různé mikroorganismy pro použití při výrobě piva, ciderů a dalších kvašených nápojů a stanovit jejich charakteristiky.

Autenticita medu a dalších včelích produktů

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Mezi nejvýznamnější a nejdůležitější včelí produkt patří včelí med. Vzhledem k vysoké ceně bývá běžně porušována jeho kvalita a autenticita. Nejčastěji se jedná o pochybení výrobce (přídavek dalších složek do medu) nebo klamavé označení botanického či geografického původu. Cílem práce ověření autenticity medu podle jeho fyzikálně-chemických znaků. Na základě zjištěných hodnot bude rovněž posuzován botanický druh medu (květový, medovicový, jednodruhový) a jeho zeměpisná lokalita. Součástí této práce bude také hodnocení včelího vosku, který může být snadno falšován parafiny, kyselinou stearovou nebo palmitovou. Tento jev může mít negativní dopad na zdravotní stav včelstev a na chemické složení medu. Experimentální práce bude probíhat ve spolupráci s vybranými zkušebními laboratořemi a bude zaměřena na aplikaci základních i moderních postupů analýzy potravin (chromatografické a izotopové metody, hmotnostní spektrometrie, melissopalynologie).

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

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

Bezpečnost potravin - kontaminace z materiálů pro kontakt s potravinami

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Práce bude zaměřena na identifikaci a kvantifikaci vybraných kontaminantů vyskytujících se v materiálech pro kontakt s potravinami a na stanovení jejich migrace do potravin. Součástí práce bude i vývoj analytických metod jejich stanovení a posouzení zdravotního rizika vyplývajícího z nálezů kontaminujících látek.

Bezslínkové hydraulické ternární pojivo

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Předmětem dizertační práce je příprava bezslínkového hydraulického ternárního pojiva s nižšími energetickými nároky a nižšími emisemi CO2 než je tomu u portlandského cementu, a které obsahuje jako pojivovou fázi amorfní C-A-S-H. Vývoj pojiva by byl směřován na vápennou aktivaci hlintokřemičitých látek, především kalcinovaných jílů. Práce by zahrnovala i průzkum reaktivity kalcinovaných jílů z méně kvalitních a odpadních kaolinitických hornin při vápenné aktivaci. Další složkou pojiva by byly odpadní sádrovce. Hydratační produkty by byly sledovány řadou metod: XRD, SEM + ED, IČ, případně NMR Solid State, DTA a porozimetrií. Součástí práce by bylo stanovení mechanických vlastností připravených pojiv po hydrataci v časovém horizontu delším než 1 rok. Práce je součástí snahy o zvýšení trvanlivosti betonu, neboť moderní beton nemá takovou trvanlivost, jakou měl římský beton. Římský beton vydržel působení atmosférických vlivů a trvalého vlivu mořské vody po dobu více než 2000 let. Ukazuje se, že v římském betonu je hlavní pojivová fáze C-A-S-H, které je přisuzována právě vysoká trvanlivost římského betonu.

Bioaktivní povlaky podporující spontánní endotelizaci cévních náhrad

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Riedel, Ph.D.

Anotace

Povrch biomateriálů, které jsou v dlouhodobém kontaktu s krví (např. cévní protézy, stenty), spouští zánětlivé procesy organismu vedoucí k aktivaci koagulační kaskády, vzniku trombů a následnému selhání štěpu. Cílem práce je vývoj povlaků, které by potlačovaly aktivaci koagulační kaskády a imunitní odpověď organismu a zároveň aktivně povzbuzovaly vytvoření endotelu na povrchu cévních protéz po jejich implantaci. Jeden z postupů bude založen na potažení vnitřního povrchu syntetické a decelularizované cévy fibrinovou sítí, která bude modifikována bioaktivními molekulami jako jsou např. heparin, růstové faktory, oligosacharidy a další bioreceptory specificky podporující adhezi progenitorových endoteliálních buněk. Alternativní postup spočívá v potlačení nežádoucích interakcí organismu pomocí takzvaných polymerních kartáčů s jejich následnou funkcionalizací výše uvedenými biomolekulami. Předpokládáme, že po implantaci heparin potlačí koagulační kaskádu, zatímco další výše uvedené bioaktivní molekuly podpoří endotelizaci cévní náhrady vychytáváním progenitorových endoteliálních buněk z krve. Výzkum bude prováděn ve spolupráci s biology a lékaři z Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy (BIOCEV).

Biodegradovatelné kostní cementy

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Lenka Malinová, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na přípravu vstřebatelných polymerních kostních cementů, které by mohly být využity jako dočasné výplně kostních defektů, jež by se postupně nahrazovaly vlastní kostní tkání. Část práce se bude zabývat syntézou a modifikací kostních cementů na bázi poly(propylenfumarátu), který může být síťován in situ prostřednictvím svých fumarátových dvojných vazeb. Bude testována síťovatelnost připravených materiálů, jejich mechanické vlastnosti, rychlost degradace a biokompatibilita. Další část práce se zaměří na možnost plnění kostních cementů antibiotiky či podpůrnými plnivy pro růst kostní tkáně a jejich vliv na mechanické vlastnosti a degradaci.

Biodegradovatelné polymerní systémy pro medicinální aplikace

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Miroslav Šlouf, Ph.D.

Anotace

Biodegradovatelné biokompatibilní polymerní systémy mají mnoho aplikací v humánní i veterinární medicíně. V našem týmu jsme nedávno vyvinuli a patentovali multifázové polymerní systémy sestávající z termoplastifikovaného škrobu (TPS), polykaprolaktonu (PCL), nanočástic na bázi TiO2 (TiX) a komerčně dostupných antibiotik (ATB). Morfologie a vlastnosti těchto systémů mohou být modifikovány změnami složení a fázové struktury během zpracování. Systémy TPS/PCL/ATB mohou být následně využity 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 a na mikrobiologickém testování účinnosti inkorporovaného antibiotika v rámci existujících spoluprací (FN Motol, MU Brno).

Biodostupnost antimonu v oblastech zatížených dopravou

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Antimon (Sb) - dnes poměrně neznámý a málo citovaný toxický prvek, se stává nebezpečným pro životní prostředí. Jeho sloučeniny se používají jako nehořlavé příměsi v řadě průmyslových výrob (automobilový průmysl, výroba PET lahví atd.); stále se zvyšující koncentrace tohoto prvku je výzvou pro geochemický a materiálový výzkum. Cílem disertační práce bude studovat stabilitu sloučenin Sb vstupujícího do prostředí (otěr z brzdových destiček) a jeho následné chování v systému půda - podzemní a povrchová voda. Budou porovnány geochemické vlastnosti antimonu a arsenu z hlediska stability v prostředí a dostupnosti pro lidský organismus (dýchací trakt). Další část bude věnována monitoringu vybrané zatížené lokality.

Biokatalyzátory pro nový způsob syntézy nitrilů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Nitrily (R-CN) se běžně používají pro syntézu speciálních a farmaceutických chemikálií. Obecnými výhodami enzymové syntézy jsou šetrné podmínky a selektivita. Enzymem umožňujícím přípravu nitrilů je aldoximdehydratasa, která se vyskytuje v bakteriích a houbách. Příprava enzymu z těchto organismů je však obtížná pro jeho nízkou produkci. Proto bude použita jiná strategie, tj. výběr genů z databází, syntéza genů (komerční) a jejich exprese v heterologním hostiteli, zpravidla v baktérii Escherichia coli. Předpokládáme, že tento postup umožní přípravu dostatečných množství enzymu pro katalýzu. Disertační práce je součástí česko-rakouského projektu, jehož cílem je vypracovat přípravu nitrilů novou kaskádovou reakcí. Aldoximdehydratasa katalyzuje poslední z kroků této kaskády, která sestává z 1) enzymové přípravy aldehydu z karboxylové kyseliny, 2) jeho chemické přeměny na aldoxim (R-CH=NOH) a 3) dehydratace aldoximu. Práce je multidisciplinární – používá metody molekulární biologie, bioinformatiky, biochemie, biotechnologie a organické chemie.

Biologicky aktivní kryty ran na bázi přírodních a modifikovaných polysacharidů

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Disertační práce je zaměřena na přípravu bioaktivních krytů ran na bázi de novo izolovaných případně chemicky modifikovaných polysacharidů. Tyto polysacharidové materiály budou následně obohacovány o vybrané biologicky aktivní látky. Pokusy s kryty ran budou plánovány s cílem získat maximálně vyčerpávající informace o jejich fyzikálně-chemických, termických a mechanických vlastnostech a biologických aktivitách, které budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Biologicky aktivní látky chmele, jejich účinky a využití

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

V České republice byly vyšlechtěny některé odrůdy chmele pro nepivovarské, hlavně farmaceutické, využití. Tyto odrůdy mají pro tyto účely zvlášť vhodné předpoklady vzhledem k vysokému obsahu prenylflavonoidů (xanthohumol a desmethylxanthohumol). Desmethylxanthohumol je prekursor 8-prenylnaringeninu, což je dosud nejsilnější známý fytoestrogen vůbec. K výrobě extraktů s vysokým podílem 8-prenylnaringeninu lze využít i isoxanthohumol pomocí jeho demethylace. Cílem práce bude stanovení těchto látek, jejich testování na biologické účinky a příprava speciálních extraktů s vyšší hladinou těchto látek pro vývoj potravních doplňků.

Biologicky aktivní látky konopí setého a dalších zdrojů

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Doktorská práce se zaměří na efektivní izolaci, purifikaci a analytickou charakterizaci biologicky aktivních sekundárních metabolitů, včetně minoritních, obsažených v rostlinách konopí setého (Cannabis sativa) a v dalších rostlinných zdrojích s využitím moderních instrumentálních technologií. V rámci interdisciplinární spolupráce bude hodnocena i biologická aktivita. Získané poznatky se promítnou do návrhu nových produktů jako je kosmetika či doplňky stravy.

Biologicky aktivní látky rostlin a jejich změny v průběhu zpracování a skladování

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Biologicky aktivní látky rostlin mohou vykazovat pozitivní ale i negativní účinky na lidský organismus. Hladiny sekundárních metabolitů rostlin jsou závislé na druhu rostliny či podmínkách pěstování, ale jsou také ovlivněny podmínkami zpracování a skladování. Pro sledování jejich hladin a posouzení stability jednotlivých látek jsou využívány moderní analytické metody, založené především na technice ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s detekcí pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Pro hodnocení autenticity rostlinných surovin je aplikována technika metabolomického fingerprintingu / profilování s využitím sofistikovaných statistických metod pro vyhodnocení získaných dat.

Biologické strojové učení

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatika, Bioinformatics
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje špičkové experimentální (např. LC-MS, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. Bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy k vývoji rychlých, obecně použitelných pracovních postupů pro objevování a využívání bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Hledáme talentované a motivované výpočetní výzkumníky, kteří by se připojili k našemu týmu. Úspěšným kandidátem na tuto pozici bude vývoj modelů pro predikci enzymatických aktivit enzymů v biosyntetických drahách. Vzhledem k interdisciplinární povaze laboratoře bude tento projekt prováděn v úzké spolupráci s experimentálními výzkumníky, kteří budou generovat data pro trénink a ověřování modelu.

Biosenzorické metody pro monitorování znečištění životního prostředí a bezpečnost potravin

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V dnešní době je průmyslovou činností lidstva produkováno množství škodlivých chemických látek, které pronikají do životního prostředí a potravin a představují tak riziko pro zdraví obyvatelstva. Vývoj analytických metod pro rychlou a citlivou detekci a kvantifikaci těchto látek je důležitým a aktuálním výzkumným tématem. Předmětem disertační práce bude vývoj biosenzorických metod pro rychlou a citlivou detekci vybraných nízkomolekulárních chemických látek, které představují aktuální či potenciální riziko z hlediska kontaminace vodních zdrojů a potravin. Pozornost bude soustředěna na optické biosenzory založené na rezonanci povrchových plasmonů (SPR, surface plasmon resonance) a případně na možnost kombinace této techniky s elektrochemickými metodami pro docílení komplexnější analýzy vzorku. Práce bude zahrnovat především vývoj funkčních vrstev pro afinitní záchyt vybraných analytů, detekčních formátů, a dále vývoj a charakterizaci metodologií pro jejich detekci. Vyvinuté biosenzorické přístupy budou testovány v experimentech, v nichž budou stanovovány koncentrace vybraných analytů v komplexních vzorcích potravin a vody a porovnávány s konvenčními laboratorními metodami.

Buněčná heterogenita nádorového mikroprostředí

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Nádorové mikroprostředí výrazně ovlivňuje chování nádorů od jejich vzniku, přes proliferaci, až po vznik metastáz. Dizertační práce se bude zabývat heterogenitou buněčných typů přítomných v nádorovém mikroprostředí a heterogenitou buněk jednotlivých zastoupených typů, například nádorově asociovaných fibroblastů, a to pomocí funkčně genomických postupů na celogenomové úrovni a na úrovni jednotlivých buněk. Výsledky analýz budou statisticky zpracovány a interpretovány v kontextu buněčných signálních drah s cílem nalézt nové nádorové markery či terapeutické cíle.

CFD modelování a experimentální charakterizace procesu sprejového sušení

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Nízká rozpustnost léčiv představuje významnou nevýhodu ve vývoji nových léčivých přípravků. Možnost zlepšit toto omezení je formulace léčiva do amorfních forem, např. pomocí vysokoteplotní extruze, procesu srážení nebo procesu rozprašovacího sušení. Tento projekt se zaměří na přípravu amorfních pevných forem léčiv pomocí procesu rozprašovacího sušení. Doktorand bude odpovědný za modelování procesu pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD) a experimentální charakterizaci parametrů procesu. Vyvinutý model bude založen na Euler-Lagrangeově přístupu, kde bude plyn modelován jako kontinuální fáze, zatímco formované kapičky budou modelovány jako jednotlivé entity. Atomizace proudu kapaliny a tvorba kapiček bude popsána kombinací přístupu VOF-DPM umožňujícího modelovat počáteční tvorbu kapiček s následnou transformací na pevné částice. Cílem experimentální práce bude charakterizovat atomizační podmínky ale také charakterizovat vlastnosti formovaných částic za použití on-line senzorů pro měření jejich velikosti a tvaru. Bude testován také vliv procesních parametrů, jako jsou rychlosti toku plynu a kapaliny, viskozita kapalné fáze nebo teplota a relativní vlhkost během rozprašovacího sušení. V poslední fázi projektu budou získané znalosti použity při přechodu z laboratorního do pilotního měřítka.

CFD simulace potlačení požáru v uzavřených prostorech

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Milan Jahoda

Anotace

Stabilní hasicí zařízení patří mezi standardní protipožární zabezpečení. V běžném uspořádání požárního úseku je umístění trysek dáno normativně. V případě nestandardního uspořádání, nebo při ochraně zařízení s vysoce hořlavými látkami, je nutné řešit návrh umístění a funkci trysek pomocí pokročilých metod požárně inženýrských analýz. Mezi metody patří výpočetní dynamika tekutin, CFD. Disertační práce je zaměřena na modelování účinku mlhového stabilního zařízení na potlačení požáru v uzavřených objektech. Cílem práce je najít klíčové parametry modelu a jejich hodnoty pro výpočet umístění trysek k optimální protipožární ochraně.

CFD simulace toku vzduchu a křížové kontaminace ve výrobních prostorách

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Ondřej Kašpar, Ph.D.

Anotace

Jedním ze závažných problémů, které musí současný farmaceutický průmysl řešit je riziko křížové kontaminace. Jedná se o stav, kdy se do vyráběného produktu v jisté fázi výroby dostanou cizorodé látky. Mezi nejrizikovější cizorodé látky patří účinné látky, které jsou ve výrobních prostorách přítomny při paralelní výrobě jiného produktu. Tomuto se dá předejít vhodným designem prostor s patřičnou výměnou vzduchu. CFD výpočetní nástroje založené na metodě konečných prvků (FEM) dovolují řešení komplexních fyzikálních problému jako je například tok vzduchu v uzavřených prostorách a studium depozice částic v čase. Předmětem práce bude využít CFD nástrojů k výpočtu rychlostních polí a studium depozice modelových částic reprezentujících prach vznikající při běžných operacích farmaceutického průmyslu, např. tabletování či granulace.

Cahn-Hilliardovy modely utváření morfologie materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Vývoj nových materiálů pro aplikace v katalýze, ve stavebnictví, v automobilovém průmyslu a v lokálních zdrojích energie je aktuálním směrem výzkumu jak v zahraničí tak v České republice. Tento vývoj je zpravidla empirický. Cílem tohoto projektu je třídění poznatků o utváření struktury materiálů, formulace relevantních fyzikálně-chemických a matematických modelů a jejich řešení s cílem získání obecných poznatků. Jednou z obecných metodik simulace utváření morfologie jsou Cahn-Hilliardovy modely aplikovatelné především pro popis utváření morfologie spinodální dekompozicí. Pro skutečně praktické a obecnější využití těchto modelů při vývoji/inovaci materiálů je nutno tyto modely validovat a rozšířit mnoha směry: (i) propojení s CFD simulacemi a stavovým chováním kapalné fáze, (ii) pokročilý popis termodynamiky, (iii) uvažování molekulární architektury (vzniklého) polymeru, (iv) modely transportních koeficientů závislých na lokální koncentraci, teplotě a viskozitě, (v) pokročilý popis fázových rozhraní, (vi) uvažování obecného transportu zahrnující Maxwell-Stefanovu difúzi, a (vii) zobecnění pro konzistentní popis problémů s nukleací. Pokročilé Cahn-Hilliardovy modely budou aplikovány na řadu problémů: (i) optimalizace morfologie nano-/mikro-celulárních polymerů s cílem zlepšení aplikačních vlastností, (ii) nukleace a koalescence bublin při přípravě polymerních pěn, (iii) utváření morfologie částic v emulzní kopolymeraci, (iv) utváření salámové morfologie houževnatého polystyrenu během kontinuální výroby. Doktorand/ka se nejen zdokonalí v modelování a vizualizaci složitých prostorově 2D a 3D problémů, ale také pronikne hluboko do fyzikálně-chemické podstaty procesů. Bude přitom navazovat na programy vyvinuté dříve na našem pracovišti. Práce bude podporována evropským projektem H2020, granty a průmyslovými spolupracemi. Součástí doktorského studia bude také studijní pobyt v zahraničí. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mailjkk@vscht.cz, webhttp://kosekgroup.cz

Calixarenové analogy obsahující pyridinová jádra

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Design a syntéza nových makrocyklických systémů na bázi calixarenových analogů, obsahujících pyridinová jádra v rámci skeletu. Studium jejich chemického chování, základních chemických transformací a konformačních preferencí. Využití výše připravených makrocyklických systémů pro design nových receptorů schopných komplexovat anionty popř. neutrální molekuly (např. fullereny).

Celogenomové mapování míst tvorby genotoxických meziproduktů vznikajících při kolizích replikačních a transkripčních komplexů

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatika, Bioinformatics

Anotace

Bylo zjištěno, že aktivované onkogeny v lidských přednádorových lézích způsobují zastavení a kolaps replikačních vidlic, což vede ke genetické nestabilitě a vývoji rakoviny. Navrhovaný projekt ověřuje hypotézu, že replikační stres vyvolaný aktivací onkogenů je důsledkem interference mezi transkripcí a replikací způsobující tvorbu RNA:DNA hybridů, které mají genotoxické účinky. Náplní projektu je za spolupráce biologů s bioinformatiky: (i) identifikovat místa v genomu, kde se tvoří R-smyčky v podmínkách onkogeny indukovaného replikačního stresu; (ii) určit základní charakteristiky těchto míst; (iii) zjistit, zda aktivace onkogenů je spojena s tvorbou RNA:DNA hybridů ve fragilních úsecích chromosomů, jenž preferenčně vykazují nestabilitu za těchto podmínek; (iv) zjistit, zda se místa tvorby R-smyček překrývají s místy genomových translokací a deleci detekovaných ve zhoubných nádorech.

Charakterizace a modelování dispergovaných systémů s variabilní viskozitou

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem tohoto projektu je charakterizovat a modelovat systémy, kde viskozita dispergované fáze během procesu stoupá. Typickými příklady jsou emulgace, suspenzní polymerace nebo sférická aglomerace. Student začne se zjednodušeným systémem složeným ze dvou kapalných fází s různými viskozitami, které budou analyzovány on-line senzory poskytujícími informace o velikostech kapiček. Experimentální aktivita bude zahrnovat jak vsádkový, tak kontinuální postup přípravy. Shromážděná data budou následně použita k vývoji matematického modelu založeného na výpočetní dynamice tekutin (CFD) spolu s populační bilancí použité k popisu koalescence a rozpadu kapiček pro různé úrovně viskozity dispergované fáze. Rozšířením této aktivity bude proces sférické aglomerace, kde dispergovaná fáze bude obsahovat částice (nanočástice nebo krystaly), které mohou aglomerovat a tím zvýšit viskozitu dispergované fáze. Vyvinutý model bude ověřen na základě experimentálních dat shromážděných v různých provozních podmínkách.

Charakterizace a použití nově vyvíjených biodegradabilních a recyklovatelných polymerních materiálů v biotechnologiích a dalších oblastech

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Výzkum je realizován ve spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha, který navrhuje pokročilé polyuretanové materiály s nastavitelnou rychlostí biodegradace. Polyuretany se syntetizují jako polyester-etherové polyoly s různým poměrem etherových/esterových segmentů, aby se docílilo specifické hustoty polymerní struktury a vhodných vlastností povrchu (hydrofobita, náboj) pro zlepšení adheze mikroorganismů a hydrolytické degradovatelnosti. Výzkum zahrnuje hodnocení jednotlivých polymerních materiálů v kontextu plánovaného použití (např. jako nosič biofilmu v náplňových reaktorech, biodegradovatelné výplně pro balení výrobků, filamenty pro 3D tisk) a analytické vyhodnocení čtyř základních procesů biologického působení na polyuretanový materiál: narušení struktury (FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM), fragmentace (MALDI-TOF, HPLC-UV/RI, HPLC-MS a GC-MS), asimilace (Oxitop) a kolonizace povrchu (zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza). V případě zájmu je možné i zapojení do výzkumu syntézy polymerů na Ústavu makromolekulární chemie, tedy multioborový přístup k řešení dizertační práce.

Charakterizace přírodních surovin a produktů pomocí vibračních spektroskopických metod

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Metody vibrační spektroskopie v kombinaci s multivariační analýzou budou použity pro charakterizaci souborů modelových vzorků surovin různého původu, potravin a jejich složek (polysacharidů) a případně dalších produktů. Cílem práce bude vyvinout postupy pro třídění a hodnocení složení a kvality potravinářských surovin a produktů pomocí těchto metod včetně preparativních postupů a úprav vzorků. Závěry vibrační spektroskopie budou podloženy a porovnány se závěry získanými běžnými analytickými metodami.

Charakterizace raného postnatálního vývoje s využitím biobanky tkání lidských novorozenců

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: MUDr. Jan Kopecký, DrSc.

Anotace

Časné postnatální období je důležité nejen pro rozvoj klíčových fyziologických funkcí novorozenců, ale i pro naprogramování metabolických rysů, které se mohou projevit až během dospívaní nebo později. Je k dispozici biobanka tkání lidských novorozenců, většinou předčasně narozených dětí, které zemřely různě dlouhou dobu po porodu. Probíhá charakterizace transkriptomu v tkáních s využitím RNA sekvenační analýzy. Projekt bude zaměřen na analýzu dat s cílem odhalit různé aspekty raného lidského vývoje a jeho kontroly, a to i ve vztahu k patologickým stavům. Hlavní experimentální součástí projektu budou modelové pokusy na myších. Projekt bude probíhat v úzké spolupráci mezi oddělením Biologie tukové tkáně Fyziologického ústavu AV ČR (http://www.fgu.cas.cz/en/departments/adipose-tissue-biology) a Ústavem dědičných metabolických poruch 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze (http://udmp.lf1.cuni.cz/en/genomics-and-bioinformatics-laboratory). Základní doktorské stipendium bude navýšeno pracovním úvazkem ve Fyziologickém ústavu.

Charakterizace sirných sloučenin ve středních ropných destilátech

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Disertační práce se bude zabývat detailní charakterizací sirných látek ve středních destilátech s využitím jednorozměrné plynové chromatografie v kombinaci se selektivními sirnými detektory (plamenově-fotometrický, pulzní plamenově-fotometrický a chemiluminiscenční detektor) a s využitím multidimenzionální komprehenzivní plynové chromatografie s hmotnostním a selektivním sirným chemiluminiscenčním detektorem. Cílem této práce bude vývoj a optimalizace vhodných analytických metod a následná identifikace a kvantitativní stanovení sirných sloučenin přítomných ve středních destilátech. Na základě získaných poznatků budou posouzeny možnosti snížení obsahu sirných látek v motorové naftě úpravou podmínek hydrogenační rafinace a úpravou destilačního řezu jednotlivých komponent motorové nafty.

Charakterizace více-druhových biofilmů potravinářsky významných patogenních bakterií

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Většina bakterií může díky své fenotypové přizpůsobivosti žít ve společenství tzv. biofilmu, který často bývá více-druhový. Biofilm slouží k jejich adherenci, komunikaci, ochraně a zvyšuje odolnost bakterií vůči nepříznivým podmínkám prostředí. Jeho charakteristická perzistence, heterogenita a komplexní dynamika souvisí s poměrně obtížnou detekcí a problematickými analýzami klasickými mikrobiálními metodami. Proto jsou takováto konsorcia v dnešní době výzvou pro mnohé odborníky. V průběhu řešení disertační práce budou analyzovány více-druhové biofilmy Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Escherichia coli, jakožto vybraných zástupců potravinových patogenů sledovaných podle Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 pomocí klasických mikrobiologických i moderní molekulárně-biologických metod. Studie více-druhových biofilmů bude rovněž zahrnovat analýzy hladin exprese genů a vlivu na biofilmy aplikovaných antibiotik či dalších vybraných antimikrobiálních látek. Tím přispěje k lepšímu pochopení šíření rezistence v prostředí, kterému tato společenstva napomáhají a výsledky práce zároveň prohloubí dosavadní znalosti o koexistenci zmiňovaných biofilm tvořících bakterií, jejichž eradikace z nežádoucích míst je oproti jedno-druhovým biofilmům složitější.

Chemická a biochemická transformace sacharosy pro produkci dalších sacharidů a cukerných alkoholů

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Sacharosa je velmi dobrou surovinou pro chemické a biochemické reakce. Cukrovarnický průmysl jí produkuje ve velkém množství v krystalické formě o vysoké čistotě, její výroba je stabilní a tradiční, je dlouhodobě skladovatelná a stává se tak relativně levným a přesně definovaným reaktantem či substrátem pro další transformace. Práce bude zaměřena na hledání katalyzovaných chemických, enzymatických nebo biologických přeměn sacharosy na běžné (glukosa, fruktosa) či vzácné sacharidy (psikosa, tagatosa, allosa, altrosa, aj.) a cukerné alkoholy (mannitol, xylitol, erythritol, aj.). K transformacím budou použity různé anorganické katalyzátory, skupiny enzymů a kmeny mikroorganismů s cílem dosažení vysokého výtěžku a koncentrace v reakční směsi. Izolace produktu bude probíhat membránovými a chromatografickými technologiemi a krystalizací.

Chemické a biochemické transformace fosforu při čištění odpadních vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Práce se bude zabývat chemickými procesy a vznikajícími produkty při srážení fosforečnanů z odpadních vod v prostředí aktivovaného kalu a v případě použití srážedel na bázi železitých solí i vlivu biologických procesů na mechanismus srážení i na oxidační stav železa v produktech srážení. Současně bude sledován vliv nízkých zbytkových koncentrací fosforečnanového fosforu na vlastnosti aktivovaného kalu jak z hlediska odstraňování vybraných složek znečištění (např. vliv na nitrifikaci) tak na mikrobiální složení z hlediska separačních vlastností aktivovaného kalu, tvorby extracelulárních polymerů či vlivu vznikajících sraženin na sedimentační schoposti. Další část práce bude zaměřena na možnosti ovlivňování výše popasných vlastností aktiovovaného kalu v případě zvýšeného biolgického odstraňování fosforu, kompetici ostatních složek biocenózy s poly-P baktériemi a jejich vliv na možný vznik biologických pěn či dalších separačních problémů.

Chemie anorganických analogů grafenu – nanostruktury na bázi pniktogenů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Práce je zaměřena na studium kovalentních a nekovalentních interakcí vrstevnatých pniktogenů a možnosti zlepšení dlouhodobé stability těchto materiálů. Mono- a vícevrstvé materiály budou získávány optimalizovanými procesy mechanické exfoliace. Na těchto materiálech budou testovány vlivy nekovalentních interakcí substituovaných delokalizovaných organických systémů za účelem posouzení jejich transportních vlastností. Pomocí radikálových reakcí budou testovány možnosti kovalentních funkcionalizací povrchů. Finálně budou studovány a optimalizovány metody přípravy funkčních mikroelektronických součástek na bázi FET tranzistorů a fotodetektorů.

Chemirezistory na bázi nanostrukturovaných oxidů: detekce plynných analytů s různými charakteristickými skupinami

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Ačkoli objev prvních chemirezistorů s oxidickými citlivými vrstvami byl publikován již v šedesátých letech a od let devadesátých jsou tyto laciné součástky určené pro detekci plynů komerčně produkované ve velkých sériích, jejich výzkum a vývoj zdaleka není ukončen. Zatímco chemické složení citlivé vrstvy je víceméně ustálené, nový impuls pro zdokonalení parametrů těchto senzorů přišel v cíleném modulování morfologie citlivé vrstvy – byla zvládnuta technologie nanostrukturování oxidů. Pro chemirezistory je podstatné, že geometrické rozměry oxidických nanostruktur mohou být srovnatelné s Debyovou délkou pro daný materiál. To nám umožňuje přiblížit se konceptu "molekulárního spínače", kdy jediná molekula analytu otvírá či uzavírá vodivý kanál v citlivé vrstvě. Student se v rámci práce bude věnovat syntéze oxidických nanostruktur (převážně hydrotermálními metodami) a proměřením jejich odezvy na "modelové analyty" (plyn s oxidačními účinky, redukčními účinky, Lewisova kyselina, Lewisova báze, různý molekulární dipólmoment). Analyty budou voleny tak, aby bylo možné získané poznatky zobecnit.

Chirální fluorační činidla na bázi triptycenu nebo [2.2]paracyklofanu

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Iptyceny a cyklofany našly uplatnění jako molekulární stroje, v chemii polymerů, materiálové chemii či katalýze. Triptycen je charakteristický neobvyklou D3h symetrií a jeho deriváty mohou být chirální. Podobně jsou deriváty [2.2]paracyklofanu zajímavé díky své planární chiralitě. Cílem této práce je inkorporovat chirální triptyceny nebo [2.2]paracyklofany do molekul fluoračních činidel (derivátů imidazolu nebo hypervalentních sloučenin křemíku). Připravené sloučeniny budou využity pro studium chemo-, regio- a stereoselektivity v nukleofilních fluoracích.

Chytré antimikrobiální materiály

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály

Anotace

V současnosti kolem 80 % bakteriálních onemocnění pochází od biofilmů. Biofilm představuje bakteriální kolonií, která je ukotvená na povrchu a otočena specifickou “zdí”, díky čemuž je schopna se bránit běžné antimikrobiální léčbě. Další nebezpečny jevy, probíhající v biofilmu, souvisí s bakteriálním quorum-efektem a velkým rizikem vývoje rezistence vůči antibiotikům. Proto prevence tvorby a ničení biofilmů představuje jednu z klíčových otázek v oblasti materiálů pro medicínu. Tradiční způsoby, jako inkorporace antimikrobiálních látek nejenže často selhávají ale i mohou vest k řadě nežádoucích efektů, jako vývoj výše zmíněné resistivity vůči antibiotikům nebo dalším antimikrobiálním látkám. V této práci bude realizován nový způsob obrany medicinských povrchů proti biofilmům – použití povlaků na bázi smart materiálů. Díky svému složení tyto povrchy zaručí dvojitou obranu – prevence před bakteriální kolonizaci a “současně uvolňují antimikrobiální sloučeniny.

Degradace kovových materiálů ve spalinách a v prostředí CO2 při vysoké teplotě

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Materiály, které jsou uvažovány např. pro výrobu různých částí vysokoteplotní karbonátové smyčky a dalších zařízení, jsou vystaveny plynnému prostředí a vysoké teplotě. Lze předpokládat, že toto prostředí bude mít na materiály podobný vliv, jako prostředí spalin. Je známo, že o korozním působení spalin na kovové materiály lze nalézt množství údajů v literatuře. Cílem tohoto projektu je tyto údaje vyhledat, utřídit a vyvodit z nich patřičné závěry důležité pro další experimntální práce.

Digitalizace vodní infrastruktury: Vývoj digitálního dvojčete čistírny odpadních vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Stejně jako v jiných odvětvých se i ve vodním hospodářství stále více uplatňují hlavní aspekty průmyslu 4.0: digitalizace, maximální využití dat, využití umělé inteligence získávání prediktivních dat atd. Především data (o spotřebě vody, množství odpadních vod, jejich kvalitě atd.) se stala jednou z nejcenějších komodit vodního hospodářství a jejich význam nepochybně poroste i v následujících letech. Hlavním tématem této dizertační práce bude vývoj digitálního dvojčete reálné čistírny odpadních vod (ČOV). Tento nástroj spočívá v podrobné databázi všech zařízení ČOV vč. dat o provozu a údržbě a energetické náročnosti, on-line zapojení čidel, sjednocení datových toků a detailní prostorový popis celé ČOV. Hlavním cílem je schopnost prediktivního vyhodnocování optimalizací provozu ČOV.

Dvoudimenzionální materiály jako katalytické nosiče

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Martin Veselý, Ph.D.

Anotace

Dvoudimenzionální (2D) materiály, a grafen jako jejich typický zástupce, se jeví jako vhodný katalytický nosič. Takové nosičové katalyzátory vykazují zvýšení katalytické aktivity oproti katalytické aktivitě na konvenčních nosičích a to díky specifickým interakcím mezi kovovými aktivními centry a 2D nosičem. Projekt je zaměřen na porozumění těmto interakcím u 2D nosičů na bázi grafenu a jeho „pokračovatelů“ odvozených od fosforu, arsenu, antimonu a bismutu. K navržení mechanismu specifických interakcí bude využito časově a prostorově rozlišitelné sledování katalytické aktivity na cíleně litograficky a chemicky připravených kovových aktivních centech na 2D nosiči. Cílený design morfologie a prostorového rozložení aktivních center umožní identifikovat jednotlivé vlivy způsobující zvýšenou katalytickou aktivitu, a to včetně exkluzivního vlivu 2D nosiče. Navržený mechanismus specifické interakce, který bude dále ověřen standardními metodami měření aktivity katalyzátorů, přinese nový náhled na vysokou aktivitu nosičových katalyzátorů připravených na 2D nosičích.

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (coalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.).

Efektivní vlastnosti oxidové a silikátové keramiky a jejich závislost na složení, mikrostruktuře a teplotě

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce se zabývá efektivními vlastnostmi oxidové a silikátové keramiky se zaměřením na souvislost mezi složením, mikrostrukturou a elastickými, termofyzikálními, termoelastickými, dielektrickými a piezoelektrickými vlastnostmi. Práce doktoranda zahrnuje charakterizaci fázového složení a velikosti zrn rentgenovou difrakcí, charakterizaci mikrostruktury mikroskopickou obrazovou analýzou, analytické výpočty efektivních vlastnosti pomoci mikromechaniky, resp. homogenizační teorie pro statisticky izotropní a anizotropní (transverzálně izotropní) polykrystalické materiály, analytické výpočty a numerické modelování (počítačová simulace) efektivních vlastností vícefázových materiálů (izotropních a transverzálně izotropních) a srovnání teoretických předpovědí s výsledky experimentálních měření na reálných materiálech.

Ejektor kapalina-plyn jako kompaktní a úsporný reaktor.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Jan Haidl, Ph.D.

Anotace

Ejektor kapalina-plyn je proudové čerpadlo, ve kterém je kinetická energie kapalného paprsku využívána k čerpání okolního plynu a tvorbě jemné plyno-kapalinové disperze. Díky své jednoduché konstrukci bez pohyblivých částí se v průmyslu ejektory běžně používají jako spolehlivé vývěvy, distributory plynu pro bublané reaktory či efektivní zařízení pro mechanické i chemické čištění odplynů. Značně turbulentní tok disperze v kombinaci s její vysokou měrnou mezifázovou plochou (104-105 m2/m3) navíc poskytují řádově vyšší hodnoty objemových koeficientů přestupu hmoty v kapalné fázi, kLa, než jsou měřeny v konvenčních aparátech chemického průmyslu - plněných kolonách či bublaných a míchaných reaktorech - a otevírají tím možnost návrhu kompaktní verze takovýchto aparátů. Předběžné analýzy ukazují, že reaktor ejektorového typu dokáže poskytovat stejný objem produktu jako řádově větší konvenční aparáty a to při srovnatelných energetických nákladech. Navíc, charakter zařízení umožňuje pružněji regulovat teplotu v reaktoru reagovat na výkyvy ve výrobě. Cílem této práce je provést systematickou studii vlivu geometrie ejektorového reaktoru a procesních podmínek na hydraulické a transportní charakteristiky ejektoru a tvorbu metodiky návrhu ejektorových reaktorů. Studie bude provedena na laboratorním a poloprovozním zařízení se systémy voda-vzduch a voda-helium za atmosférického a zvýšeného tlaku. Vlastnosti vody budou modifikovány přídavkem činidel pro co nejvěrnější simulaci reálných reakčních systémů.

Ekonomická analýza nákladů životního cyklu produktu

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Disertační práce zkoumá hodnotu výrobku z perspektivy celého životního cyklu a v kontextu jeho začlenění do produkčních, obchodních, regulatorních a uživatelských systémů. Klade přitom zvláštní důraz na dynamiku těchto systémů a na optimalizační proces v investičním rozhodování.

Ekotoxikologické hodnocení farmak a mikropolutantů přítomných v ekosystémech

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Téma práce se zaměří na hledání nových druhů řasových kultur pro testování ekotoxicity. Součástí práce bude příprava alginátových kuliček z různých kmenů řas a zjišťování odezvy toxicity ve srovnání s "živými" kulturami řas. Ekotoxikologické účinky budou zjišťovány na modelových nebo reálných vzorcích obsahující mikropolutanty (farmaka). Hodnocenými látkami budou např. triclosan, diclofenac, glyfosát, benzotriazol apod. a méně prozkoumaná farmaka.

Elektrochemická syntéza hypervalentních sloučenin jódu jako vysoce selektivních organických oxidačních činidel

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Vysoce selektivní oxidace organických látek patří, zejména v případě látek s vysokou přidanou hodnotou, mezi velmi atraktivní procesy. V současné době jsou tyto reakce nejčastěji uskutečňovány pomocí oxidačních činidel obsahujících toxické ionty přechodných kovů jako je Cr(VI), Mn(VII), Ru(VI) či Os(VIII). Vhodnou ekologicky nezávadnou alternativu k těmto oxidantům představují organické látky obsahující ve své struktuře hypervalentní atom jódu. Tématem práce bude studium elektrochemického chování těchto látek a jejich prekurzorů s cílem využít elektrochemickou oxidaci při jejich produkci a umožnit tak rozšíření aplikace hypervalentních sloučenin jódu jako oxidačních činidel také do průmyslového měřítka.

Elektrochemie van Hove singularit v dvourozměrných krystalech

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Mgr. Otakar Frank, Ph.D.

Anotace

Doktorand bude vyvíjet metodiku potřebnou ke zkoumání diskontinuit v hustotě elektronických stavů (tzv. van Hove singularit) v dvourozměrných krystalech a jejich heterostrukturách. Projekt bude zahrnovat přípravu materiálů (grafen, chalkogenidy přechodných kovů jako např. MoS2) exfoliací a transferem, přípravu elektrod, a in-situ Ramanovu a fotoluminiscenční spektroelektrochemií propojenou s měřením elektronického transportu a kinetiky přenosu elektronu.

Enantioselektivní katalýza kontrolovaná helikální chiralitou

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Ivo Starý, CSc.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních ligandů a komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na asymetrickou syntézu N-heterocyklických karbenů, cyklických (alkyl)(amino)karbenů a metallacyklů odvozených od helicenů. Tyto chirální ligandy/komplexy kovů budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.

Environmentální dopady alternativních metod retailu

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Dizertační práce se bude zabývat posuzováním environmentálních dopadů distribuce potravin v tak zvaném bezobalovém obchodě. Pomocí metody LCA bude porovnáno obvyklý způsob balení potravin a tzv. zero waste system. Cílem diplomové práce bude určit environmentální dopady jednotlivých typů nakupování, identifikovat fáze či procesy způsobující největší environmentální dopady, navrhnout materiálovou optimalizaci systémů a posoudit různé způsoby nakládání s obalem po skončení jeho životnosti. Primární data týkající se výroby kelímků budou získána v rámci spolupráce s firmou Penny Market.

Environmentální dostupnost selenu v elektrárenských popílcích

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Selen je esenciálním i toxickým prvkem, přičemž hranice mezi oběma formami je velice úzká. Významným antropogenním zdrojem selenu jsou elektrárenské popílky deponované na skládkách. Stabilita selenu v popílcích závisí na celé řadě faktorů, především na kvalitě spalovaného uhlí a technologii spalování, ale také na stáří popílku a geochemickém prostředí jeho výskytu. Cílem dizertační práce bude charakterizovat popílky z hlediska struktury, mineralogického a chemického složení, a také povrchových vlastností. Dalším úkolem bude stanovit obsah a dominující formy selenuv popílku, jejich stabilitu a interakci s okolními složkami prostředí - půdou, povrchovými a podzemními vodami, sedimentem. Na základě získaných výsledků bude možné odhadnout gradient environmentální dostupnosti selenu spojený s potencionálními ekologickými riziky.

Enzymy a biologicky aktivní látky jako účinné složky biopesticidů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Za účelem nahrazení syntetických pesticidních přípravků se do popředí zájmů v posledních letech dostávají biopesticidy, mezi které patří např. enzymy či sekundární metabolity mikroorganismů. Biopesticidy jsou jedním z hlavních pilířů moderních environmentálně orientovaných přístupů v (intenzivním) zemědělství založených na prevenci znečištění životního prostředí. Takový ekologicky přívětivý produkt je vhodné konstruovat jako směs biologicky aktivních molekul, díky kterým má unikátní vlastnosti a komplexní účinek. Rod Pseudomonas (např. Pseudomonas gessardii) se jeví jako perspektivní producent biologicky aktivních molekul na bázi enzymů (chitinolytické enzymy), antimikrobiálních látek (pigmenty) anebo podpůrných látek (siderofory). Z technologického hlediska je rod vhodný producent nevyžadující náročné kultivační procesy a nákladná kultivační média. Výzkum zahrnuje screening vhodných producentů, komplexní popsání jejich vlastností a produkce perspektivních látek a návrh vhodných kultivačních metod a bioreaktorů pro produkci účinných složek biopesticidů.

Epifytní a endofytní mikroorganismy chmele a jejich biotechnologický potenciál

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Práce bude zaměřena na izolaci a identifikaci mikroorganismů z různých částí chmelové rostliny a dále na další zkoumání vybraných izolátů. Pozornost bude zaměřena na hledání bioaktivních látek, které by se mohly uplatnit jako růstové stimulátory nebo inhibitory růstu plísní při pěstování chmele. Dále bude sledován vliv vybraných izolátů na skladování chmele a na výrobu piva. Výstupy práce budou směřovat jak do základního výzkumu (mapování mikroflory) tak do aplikační sféry (vývoj bio-postřiků pro rostliny na bázi rostlinných probiotik). Při práci budou využity různé metody od klasických kultivačních mikrobiologických technik, přes MALDI a 16SrRNA identifikaci izolátů (ve vybraných případech eventuálně i sekvenování celého genomu v případě bakterií) až k různým chromatografickým technikám a metodám testování biologické aktivity.

Epigenetické změny při nádorových onemocněních

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Nádorové mikroprostředí výrazně ovlivňuje chování nádorů od jejich vzniku, přes proliferaci až po vznik metastáz. Epigenetické změny, které jsou velmi často pozorovány u nádorových buněk, velmi pravděpodobně ovlivňují i chování ostatních komponent nádorového mikroprostředí, například nádorově asociovaných fibroblastů. Dizertační práce se bude zabývat epigenetickými změnami v buňkách nádorového mikroprostředí, popisem změn v přístupnosti chromatinu na celogenomové úrovni, jejich statistickým zpracováním a interpretací změn v kontextu buněčných signálních drah s cílem nalézt nové nádorové markery či terapeutické cíle.

Estery chlorpropandiolů a glycidolu v potravinách a jejich reaktivita

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace

Objev esterově vázaného 3-chlorpropan-1,2-diolu (3-MCPD), 2-chlorpropan-1,3-diolu (2-MCPD) a glycidolu v rafinovaných jedlých olejích a dalších produktech inicioval jejich monitoring v mnoha státech Evropské unie. Práce bude zaměřena na studium dosud nedostatečně prozkoumaných reakčních mechanismů vedoucích ke vzniku a degradaci těchto sloučenin. Studium bude probíhat v modelových systémech i v potravinách. Znalost mechanismů, produktů a reakční kinetiky vzniku i rozkladu za různých podmínek (aktivita vody, pH, teplota) může pomoci předpovědět koncentrace těchto procesních kontaminantů v reálných matricích a pomoci nalézt vhodné detoxikační procesy.

Evaluace politik ochrany životního prostředí

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Disertační práce je zaměřena na problematiku hodnocení dopadů environmentálních politik a opatření. Při zpracování disertační práce budou použity rigorózní metody odhadů dopadů

Experimentální studie utváření morfologie polymerů a polymerních filmů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Doktorský projekt se bude zabývat utvářením morfologie ve vybraných polymerních systémech, konkrétně: (i) semi-krystalickou morfologií polyolefinů včetně houževnatého polypropylénu, a (ii) filmy vznikajícími z polymerních latexů. Morfologie polymerů určuje jejich aplikační (tj. mechanické, optické a transportní) vlastnosti. Cílem tohoto projektu bude experimentálně-podložená analýza detailního mechanismu utváření morfologie s využitím řady vizualizačních či jiných technik (AFM, SEM/TEM, micro-CT, konfokální Raman, SAXS, DSC, TD-NMR, ….). Mezi obtížné úkoly patří vizualizace morfologie semi-krystalických polyolefinů (lamely ~ 10 nm) organizovaných do super-struktur (~ 100 až 1000 nm). Obtížnost tohoto úkolu je dána často protichůdnou interpretací různých vizualizačních technik a dosud neuspokojivou metodikou charakterizace pomocí morfologických deskriptorů. Novou problematikou bude utváření morfologie filmů vzniklých z polymerních latexů procesy: (i) vypařování, koncentrace a organizace koloidních částic, (ii) deformace částic, (iii) difúze polymerních řetězců. Cílem zde bude charakterizace morfologie v různých stavech mezi původním latexem a výsledným kompaktním filmem. Morfologie polymerů je důsledkem různých procesů hnaných fázově-separační termodynamikou včetně krystalizace, kinetikou krystalizace, difúzními a osmotickými procesy, interakcemi zahrnujícími povrchové napětí včetně kapilárních efektů, elektrostatickými a van der Waalsovými interakcemi. Důsledky těchto a dalších morfologii-utvářejících procesů může odhalit jen důkladně teoreticky i prakticky připravený doktorand. Výsledkem tohoto experimentálně a teoreticky náročného doktorského projektu bude kromě publikací prvotřídní expert orientující se perfektně v mnoha oblastech polymeračního a materiálového inženýrství. Zkušenosti získané v rámci tohoto projektu tak budou široce uplatnitelné také pro jiné polymery, kovové a dřevěné materiály, biologické systémy, keramiku, potravinářské a kosmetické produkty a další. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Faktory virulence a mobilní genetické elementy Cutibacterium acnes

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Grampozitivní bakterie Cutibacterium acnes (dříve Propionibacterium acnes) je za fyziologických podmínek kožním komenzálem, ale může to být také oportunním patogenem způsobující invazivní chronické infekce. Mezi nejznámější nemoci spojené s C. acnes patří Acne vulgaris; klinicky významná je však i souvislost s celou řadou dalších chorob. Patogenita C. acnes je způsobena řadou faktorů virulence, jedním z nich je tvorba biofilmu, který zvyšuje odolnost bakterií vůči antibiotikům a jiným baktericidním látkám, což negativně ovlivňuje účinnost léčby. Dalšími faktory virulence jsou např. produkce hemolysinů, faktorů CAMP, neuraminidasy, proteinů teplotního šoku (HSP) či lipasy atd. Velká část genů odpovědných za virulenci a rezistenci se nachází na mobilních genetických elementech (MGE). V rámci řešení této práce budou studovány faktory virulence pomocí klasických mikrobiologických i moderních molekulárně-biologických metod.

Fermentační produkce bio-vodíku pomocí klostridií

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Vodík skýtá různé možnosti využití, při přímém spalování bez vzniku CO2, jako redukční činidlo pro chemické reakce nebo jako jeden z prekursorů produkce metanu. Práce bude zaměřena na studium tvorby vodíku při klostridiální fermentaci s využitím jak čistých kultur, tak konsorcií mikroorganismů. Výstupy práce budou směřovány jak do základního výzkumu (studium hydrogenas a nalezení přesného mechanismu produkce vodíku u Clostridium beijerinckii), tak do aplikační sféry (utilizace různých typů odpadů pro produkci vodíku a dalších metabolitů, které budou následně vedeny do bioplynové stanice a využity k posílení metanizace). Práce předpokládá rutinní zvládnutí různých technik, jako jsou například kultivace v bioreaktoru, analýza plynných a kapalných metabolitů, studium transkripce genů pomocí RT-qPCR technik, mikroskopie a dalších.

Fluidní separační procesy v úkolech moderní doby

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Fluidní separační procesy jsou rozšířené a ověřené velkokapacitní dělicí procesy (jedná se např. o absorpci, extrakci, destilaci). V současné době probíhá, nebo lze tušit rozvoj mnoha nových technologií (elektromobily, nová svítidla, geotermální zdroje energie, atd), jejichž masové rozšíření povede k nutnosti zavádět recyklace a zpracování odpadů velkokapacitními separacemi nových druhů. Práce má vést k propracování vybrané separační technologie ve spolupráci s průmyslovým partnerem.

Formulace a biodostupnost mnohosložkových směsí přírodního původu

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Formulace nanočásticových systémů pro topické podání

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály

Anotace

Lidská kůže představuje unikátní ochrannou bariéru, která je ale zároveň zásadně omezuje trans/dermální podání léčiv. Nanočásticové systémy skýtají velký potenciál pro zlepšení transportu léčiv přes kožní bariéru, i když přesný mechanismus jejich interakce s kožní bariérou není dosud zcela znám. Cílem této práce bude vývoj a charakterizace pokročilých nanočásticových systémů obsahujících vybraná léčiva. Účinnost formulací bude sledována především in vitro na izolované kůži, případně dalšími metodami. Pro hlubší pochopení interakce mezi nanočásticemi a kožní bariérou budou aplikovány biofyzikální techniky (infračervaná či Ramanova spektroskopie, rentgenová difrakce). Hlavními výstupy práce bude zhodnocení efektivity jednotlivých formulačních přístupů a objasnění interakcí nanočásticových systémů s kožní bariérou.

Fotochemické děje v astrochemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na děje vyvolané v astrochemicky významných molekulách a systémech zářením o různé vlnové délce. Pozornost bude věnována zajména ledovým částicím a roli vysoko-energetického záření. Více informaci viz http://photox.vscht.cz.

Fotochemické proměny na bázi nanostruktur ušlechtilých kovů

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Excitace povrchových plasmonů poskytuje unikátní možnost fokusováni světelné energie v nanorozměrném objemu. Tato možnost/schopnost nachází uplatnění v nové generaci foto-katalyzátorů na bázi plasmon-aktivních nanočástic. Protože se jedna o trend, který se objevil jenom před 3 lety, řada probémů v oblastí plazmonové katalýzy zůstává neznámých/nevyjasněných jak z hlediska mechanizmu, tak i meze jejich použitelností. Práce je zaměřena na vývoj plasmon-aktivních katalyzátorů, jejich detailním výzkumu a aplikací v relevantních chemických proměnách.

Fotoelektrochemické systémy pro konverzi sluneční energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Fotoelektrochemický systém zahrnující fotoanodu, fotokatodu, membránu a vhodné ox/red páry umožňuje konverzi sluneční energie na energii chemickou. Tématem této práce je výzkum možných systémů pro konverzi solární energie se zaměřením na vhodné materiály fotoanod a fotokatod a jejich kombinace s vhodnými elektrolyty. Součástí práce bude i příprava vybraných fotoanodových nebo fotokatodových materiálů (např. Fe2O3, ZnO, WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) a studium jejich chování při dlouhodobé fotoelektrochemické polarizaci.
Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, dopace, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy.

Fotoelektrody pro odstraňování polutantů a získávání vodíku z vody slunečním světlem

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Získávání vodíku jako alternativního zdroje/nosiče energie je v současné době velmi významným a intenzivně studovaným procesem. Jednou z možností je jeho přímá produkce z vody pomocí slunečního světla. Významným proces je také odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů mezi které patří fotoelektrochemická oxidace. Tématem této disertační práce je příprava polovodičových fotoanod a fotokatod (např. WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) jak pro fotoelektrochemický rozklad vody tak pro fotoelektrochemickou odstraňování persistentních polutantů. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy. Nejslibnější fotoanody a fotokatody budou aplikovány v tandemovém solárním fotoelektrochemickém článku a stanovena účinnost jak rozkladu vody tak odstraňování polutantů ve vodě slunečním světlem.

Funkčně - strukturní charakterizace kanálu NMDA receptoru

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Fyzikálně-chemické vlastnosti a biologické aktivity čokolády a cukrovinek s fortifikovanou recepturou

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Na modelových vzorcích čokolády a vybraných cukrovinek bude sledován vliv materiálů s přidanou hodnotou na fyzikálně-chemické vlastnosti a biologickou aktivitu fortifikovaných výrobků. K fortifikaci čokolády a vybraných cukrovinek budou použity dřevní houby a léčivé byliny, nebo jejich extrakty. Cílem práce bude pomocí zejména reologie, diferenční skenovací kalorimetrie a rentgenové difrakce ověřit, do jaké míry se mění technologické chování fortifikovaných materiálů. Zároveň pomocí vybraných postupů budou sledovány biologické aktivity fortifikovaných výrobků.

Fyziologicky prospěšné látky vznikající během zpracování potravin

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Anotace

Tématem práce jsou fyziologicky žádoucí látky, které vznikají reakcemi neenzymového hnědnutí během zpracování potravin. Práce je cílena zejména na ty látky, které se významně podílejí na zvýšení redoxní stability potravin a snižování množství rizikových reaktivních karbonylových sloučenin, a to jak v potravinách, tak v lidském organismu. Cílem práce je určit optimální podmínky vzniku těchto protektivních látek ve zpracovaných potravinách a navrhnout postup přípravy funkčních potravin přídavkem vhodných prekurzorů k potravinovým surovinám.

Genetická rekombinace a reprodukční izolace na modelu Mus musculus

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatika, Bioinformatics

Anotace

Cílem navrhovaného dizertačního projektu je objasnit epistatické interakce PRDM9 histon metyltransferázy s X-vázaným genetickým faktorem Hstx2 v meiotické rekombinaci a samčí neplodnosti mezi-poddruhových hybridů. Naše laboratoř identifikovala Prdm9 jako první gen obratlovců, který se účastní reprodukční izolace mezi druhy. PRDM9 protein predeterminuje meiotické rekombinační hotspoty uvnitř druhu k zajštění crossing-overů, chromozomálního párování a diferenciace pohlavních buněk, ale u mezdruhových hybridů tentýž gen zapřičiňuje meiotickou zástavu a hybridní sterilitu prostřednicvím persistence DNA dvojřetězcových zlomů, poruchy rekombinace a následnou poruchou párování chromozomů. Proces je modulován Hstx2 genetickým faktorem lokalizovaným v 2.7 Mb intervalu chromozomu X. Hlavním úkolem projektu je identifikovat genomickou sekvenci odpovědnou za Hstx2 efekt s použitím panelu bioinformatických nástrojů pro mRNA expresní profilování pomocí Next generation RNA sequencing (RNA-seq), pro sekvenaci imunoprecipitovaného chromatinu (ChIP-seq) a pro mapování lokusů kvantitativních znaků (QTL).

Geopolymerní žáruvzdorný materiál

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Předmětem dizertační práce bude příprava geopolymerního žáruvzdorného materiálu vzniklého alkalickou aktivací hlinitokřemičitanů. Jako zdroj hlinitokřemičitanů jsou uvažovány průmyslové i odpadní látky jako jsou metakaoliny, popílky, vysokopecní struska. Součástí práce bude studium různých možností alkalické aktivace hlinitokřemičitanů a vliv žárovzdorných plniv. Bude studována zpracovatelnost a procesy tuhnutí a tvrdnutí připravených materiálů. Součástí práce bude stanovení žáruvzdorných a termomechanických vlastností připravených materiálů, mezi které patří pevnost v ohybu za zvýšených teplot a únosnost v žáru. Připravené geopolymery budou sledovány řadou metod, jako jsou XRD, SEM, NMR, DTA a porozimetrie.

Glazury s řízenou odrazivostí

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Povrchy keramických výrobků bývají upravovány nanášením různých vrstev, nejpoužívanějšími povrchovými úpravami jsou glazury - stabilní skelné povlaky. Použitím vhodných přísad/pigmentů do glazur lze upravit konečné vlastnosti keramického výrobku např. střešní krytiny. Disertační práce bude zaměřena na přípravu glazur s řízenou odrazivostí tzv. „cool roof“ systémů.

Heterocyklické inhibitory vybraných protein kinas

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány modifikované heterocyklické sloučeniny, jako inhibitory vybraných protein kinas, které jsou relevantními cíly pro potenciální terapeutika nádorových a neurodegenerativních onemocnění. Bude využita kombinace racionálního designu, syntézy kombinatoriálních knihoven a optimalizace aktivních látek.

Heterocyklické inhibitory vybraných protein kinas

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány modifikované heterocyklické sloučeniny, jako inhibitory vybraných protein kinas, které jsou relevantními cíly pro potenciální terapeutika nádorových a neurodegenerativních onemocnění. Bude využita kombinace racionálního designu, syntézy kombinatoriálních knihoven a optimalizace aktivních látek.

Heterogenní bazické katalyzátory pro kondenzační reakce

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Heterogenní bazické katalyzátory se jeví jako slibné katalyzátory pro zhodnocování nižších aldehydů a ketonů na cenné chemické meziprodukty. Práce bude zaměřena na vývoj nových strategií týkajících se syntézy a složení za účelem pochopení principu katalytické aktivity hydrotalcitových katalyzátorů a zlepšení jejich dlouhodobé stability. Kromě aldolové kondenzace bude práce zaměřena na další klasické organické syntézy, při kterých by hydrotalcity mohly nahradit tradiční bazické katalyzátory a udělat tak tyto syntézy šetrnější k životnímu prostředí.

Heterogenní exprese efektorových proteinů sekrečního systému typu III kódovaného na ostrovu patogenity 2 bakterií rodu Salmonella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Mikrobiologie, Microbiology
Vedoucí práce: RNDr. Ondřej Černý, Ph.D.

Anotace

I přes vysoké hygienické standardy zůstávají bakterie rodu Salmonella významným původcem onemocnění z potravin. Navíc i přes dostupnost vakcín a antibiotik způsobují bakterie serovarů Salmonella enterica každoročně po celém světě vysoké množství život ohrožujících onemocnění mezi lidmi i hospodářskými zvířaty. Efektorové proteiny sekrečního systému typu III kódovaného na ostrovu patogenity 2 (T3SS-2) jsou jedněmi z hlavních faktorů virulence bakterií rodu Salmonella a jsou nezbytné pro systémové rozšíření bakterií a pro vyvolání perzistentní infekce. Modelový organismus Salmonella enterica serovar Typhimurium kóduje ve svém genomu všechny dosud popsané efektorové proteiny T3SS. Po infekci hostitelských buněk klonální populací S. Typhimurium dochází k značně heterogenní expresi efektorových proteinů SPI-2 T3SS mezi jednotlivými bakteriemi v rámci jedné hostitelské buňky. Cílem tohoto projektu je popsat mechanizmy zodpovědné za heterogenní expresi efektorových proteinů T3SS-2 vnitrobuněčnými bakteriemi S. Typhimurium. Použití moderních transkriptomických metod umožní studentům studium genetických i environmentálních faktorů zodpovědných za sledovanou heterogenní expresi efektorových proteinů T3SS-2. Získané poznatky budou dále ověřeny na úrovni jednotlivých buněk.

Hodnocení bezpečnosti potravin z pohledu nově se vyskytujících skupin mykotoxinů

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity mikroskopických vláknitých hub (plísní) vyskytujících se přirozeně na zemědělských rostlinách / plodinách. V dnešní době jsou známy stovky těchto látek, jejichž struktura a biologické efekty se liší v závislosti na druhu jejich producenta, druhu kolonizované rostliny, i environmentálních podmínkách. Jakožto chemicky a tepelně stabilní látky se v poměrně velkém rozsahu dostávají do potravin a krmiv, a v tomto ohledu mohou představovat pro konzumenty zdravotní riziko. V současné době jsou zhodnocena zdravotní rizika pouze malého zlomku těchto látek, takže data o výskytu nových skupin mykotoxinů, jejichž vznik souvisí v neposlední řadě i s probíhajícími změnami klimatu, jsou vysoce žádoucí a pro hodnocení rizik nezbytná. Téma disertační práce reflektuje potřebu získávání nových informací o výskytu mykotoxinů (specifikované mj. též Evropským úřadem pro bezpečnost potravin), a bude zahrnovat vývoj nových moderních analytických metod na bázi kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie, a jejich implementaci v rámci screeningu a kvantifikace širokého spektra mykotoxinů v potravinách a krmivech.

Hodnocení hladin vitaminů v lidských biologických vzorcích

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

V rámci této dizertační práce budou zavedeny analytické metody pro stanovení lipofilních vitaminů (A, D, E) a vitaminu C v lidských biologických vzorcích jako je mateřské mléko a krevní sérum. Metody budou použity pro hodnocení hladin těchto látek v mateřském mléce matek. Tyto látky jsou důležité pro vývoj plic a pro vývoj mozku. Podle již zveřejněných dat mohou být hladiny těchto látek v nedostatečné koncentraci v mateřském mléce a často je obtížné doplnit požadované vitamíny v perorální formě u nedonošených dětí. Proto bude v další fázi testována substituci pomocí perorálního příjmu matce a následnou produkcí do mléka. Studie bude prováděna ve spolupráci s nemocnicí v Českých Budějovicích. V projektu bude sledována koncentrace vitamínu A, D, E, C, omega 3 a omega 6 mastných kyselin u matky v krvi, mléce a u novorozence v krvi .Zhodnocena bude distribuce látek mezi tyto biologické tekutiny. Studie poskytne velmi důležitá data v oblasti výživy předčasně narozených dětí.

Hodnocení kvality minoritních potravinářských surovin rostlinného původu

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Minoritní suroviny rostlinného původu jsou často, vzhledem k nízkým objemům výroby, opomíjeny a jejich kvalitě není věnována dostatečná pozornost. Cílem této práce bude posuzování kvality vybraných minoritních surovin rostlinného původu. Součástí práce bude i vývoj nových analytických metod vhodných pro hodnocení kvality studovaných surovin.

Hodnocení výsledků a dopadů zapojení stakeholderů do tvorby a implementace politik ochrany životního prostředí

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Disertační práce je zaměřena na problematiku hodnocení výsledků a dopadů zapojení stakeholderů do tvorby a implementace environmentálních politik a opatření. Při zpracování se předpokládá použití analýzy sítí vládnutí, aplikace place-based leadership, co-creation, co-production, nebo partnerství.

Hodnotová analýza externalit průmyslové inovace

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Veřejné politiky, strategie podniků i zájem veřejnosti se u průmyslových inovací stále více zaměřují na jejich skutečné nebo potenciální externí dopady, což se mnohdy děje nesystematickým způsobem, a často s nechtěnými následky. Výzkum se proto zabývá problematikou analýzy komplexních dopadů nových technických řešení v průmyslu, a to včetně zpětných vazeb cenotvorných mechanismů a pobídkových a regulačních politik a jejich neočekávaných vlivů na funkci souvisejících procesů a systémů, včetně společenských. Zvláštní důraz klade na multidisciplinaritu a na posuzování situací, kde selhávají standardní tržní korektivy.

Hybridní nanostrukturní lithium - iontové baterie

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Pavel Galář, Ph.D.

Anotace

Současný dynamický rozvoj nositelné elektroniky, technologie výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů, elektrických vozidel a dalších aplikací zvyšuje nároky na skladování elektrické energie. Jelikož standardní lithium-iontové baterie (LIB) začínají dosahovat maxima svých možností, je zapotřebí vytvářet nová strukturní řešení. Mezi jeden z nejslibnějších materiálů pro anody moderních LIB je považován křemík. Na rozdíl od běžně používaného grafitu má anoda na bázi křemíku potenciál zvýšit kapacitu baterií až desetinásobně. Bohužel křemík během nabíjení lithiem rozšiřuje svůj objem o více než 300%, což způsobuje významné strukturální poruchy, a tím omezuje použití objemového křemíku v technologii LIB. Cílem této práce je studovat použitelnost nanostrukturního křemíku jako součásti LIB anod a pokročilých flexibilních organických materiálů jako nosného elektrodového materiálu, který by byl elektrochemicky stabilní, vysoce vodivý a dostatečně silný a elastický, aby odolaly expanzi nanokrystalů.

Hydrogely a jejich nanokompozity

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Anotace

Hydrogely jsou zesíťované polymery obsahující vysoký podíl vody. Mohou být využívány například v medicíně (kontaktní čočky, obvazový materiál, tkáňové inženýrství) a v čištění odpadních vod (mají vysokou schopnost adsorbovat organická barviva). Zakomponováním vhodných nanočástic většinou anorganického původu do struktury hydrogelů vznikají nanokompozity, které často vykazují ještě lepší fyzikálně chemické vlastnosti než původní hydrogely – typicky se zvyšuje pevnost, mění se obsah zachycené vody, adsorpční schopnost pro různé polutanty nebo naopak schopnost uvolňovat léčiva. V tomto projektu bude studována příprava nových hydrogelových nanokompozitů, jejich fyzikálně chemické vlastnosti a možnosti jejich využití, ať už v oblasti medicíny nebo životního prostředí. Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Experimentální zručnost je vítána. Hlavním předpokladem je však chuť do výzkumné práce.

Hydrogely na bázi poly(vinyl alkoholu)

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelových filmů na bázi PVA. Hydrogely budou modifikovány fyzikálně (plazmatické, laserové záření) a/nebo chemicky (dotace nanočásticemi, léčivy, barvivem a pod). Budou studovány změny povrchových a mechanických vlastností v závisloti na provedené modifikaci. Budou stanoveny antibakteriální vlastnosti a cytokompatibilita připravených hydrogelů.

Hydrogenace produktů aldolové kondenzace

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Práce se bude zabývat hydrogenací produktů vzniklých aldolovou kondenzací např. furfuralu s acetonem či cyklohexanonem. Uvedené produkty jsou vysoce funkcionalizované, což činí jejich selektivní konverzi na komponenty leteckých biopaliv nebo bio-monomerů velmi náročnou. Klíčovým aspektem je vývoj stabilního a selektivního bifunkčního katalyzátoru, který umožní dosahovat vysokých výtěžků žádaných uhlovodíků nebo diolů. Hlavní pozornost proto bude zaměřena na syntézu, charakterizaci a testování katalyzátorů s cílem popsat vztah mezi složením a vlastnostmi katalyzátoru a jeho aktivitou a selektivitou a umožnit tak racionální návrh optimálního katalytického systému.

Hygroskopicita aerosolových částic

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace

Hygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Hygroskopicita 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 hygroskopicitu aerosolových částic v laboratoři i v atmosféře. V laboratoři budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí spektrometru HTDMA. Na Národní atmosférické observatoři Košetice budou odebírány vzorky aerosolu do spektrometrů HTDMA, SMPS, APS a AMS. Chemické složení částic bude stanoveno v laboratoři na vzorcích z filtrů a impaktorů. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi.

Identifikace chirality farmaceutických molekul z práškových difrakčních dat

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace

Farmaceuticky významné látky často nejsou k dispozici ve formě monokrystalů, nutných pro vyřešení struktury a identifikaci chirality molekuly. Alternativou je zde řešení struktury z prášku – to ale ve standardní formě neumožňuje chiralitu určit. Námětem práce bude příprava solí a kokrystalů využívajících přidání látky se známou chiralitou. Chiralitu výsledné struktury je pak možné kalibrovat na základě známé chirality její části.

Identifikace nových psychoplastogenních sloučenin prostřednictvím studií vztahů mezi strukturou a aktivitou jako potenciálních neurochemických nástrojů pro zkoumání lidského vnímání

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Záměrem tohoto výzkumného projektu je syntetizovat látky s potenciálními psychoplastogenními vlastnostmi a využít je jako nástroj pro neuroimaging pro objasnění jejich základních neurobiologických mechanismů. Cílem projektu je pomocí zkoumání vztahů mezi strukturou a aktivitou již známých a popsaných psychoaktivních látek ze skupiny tryptaminů a fenethylaminů navrhnout syntetické cesty pro jejich nová analoga a identifikovat vhodné látky pro farmakologická a neurobiologická zkoumání. V rámci mezinárodní spolupráce bude jejich biologická aktivita testována na ovlivnění monoaminových receptorů a transportérů, na cytotoxicitu a na růst neuronálních buněk (prostřednictvím sledování faktoru BDNF). Vybrané látky budou předmětem preklinických studii v animálním modelu, především s využitím behaviorálních testů a zobrazovacích metod jako je EEG, fMRI a v případě izotopicky značených látek také pomocí PET.

Identifikace ryb prostřednictvím molekulárně-biologických a proteomických přístupů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Trh s potravinami je stále rozšiřován o nové výrobky od různých dodavatelů a producentů, což na jednu stranu zvyšuje pestrost jídelníčku spotřebitelů, ale zároveň vytváří i podmínky pro jejich falšování. Toto falšování potravin a potravinářských surovin může být spjato i s ohrožením zdraví spotřebitele. Klamání spotřebitele může být provedeno např. náhradou dražších surovin levnějšími, nedodržením deklarovaného složení, nesprávným označením výrobků či záměrným nesprávným uvedením geografického původu nebo způsobu produkce. Jednou z kategorií často falšovaných potravin jsou ryby, rybí výrobky a mořské plody, které jsou spojovány i s výskytem významných alergenů. Práce má za cíl vyvinout a experimentálně ověřit metodiky identifikace paprskoploutvých ryb pomocí analýzy DNA i proteinů. Molekulárně-biologické metody by měly umožnit druhové určení v rámci třídy paprskoploutvých ryb a budou zahrnovat moderní metody jako je polymerázová řetězová reakce (PCR, qPCR i dPCR) či sekvenace. Cílovým genem, který bude analyzován, je gen kódující hlavní alergen ryb, parvalbumin. Analýza proteinů bude zaměřena na srovnávání proteinových profilů získaných hmotnostní spektrometrií MALDI-TOF.

Indikátory udržitelnosti a jejich využití v průmyslové praxi

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

V rámci řešení disertační práce bude vytvořena ucelená metodika hodnocení udržitelnosti průmyslových činností. Metodika bude hodnotit zvolená průmyslová odvětví s ohledem na celý životní cyklus a využije výstupy LCA a rovněž v LCA používané metodiky hodnocení environmentálních dopadů. Do metodiky budou začleněny i další vhodně zvolené indikátory udržitelnosti včetně vodní stopy.

Inovace potravin na bázi mléčně kysané zeleniny a ovoce

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Mléčně kysané potraviny jsou známy po staletí. Díky své dlouhé údržnosti, zvýšené nutriční hodnotě, požadovaným senzorickým vlastnostem, a také nenáročné a levné přípravě, se staly celosvětově velmi oblíbené. Tato práce je zaměřena na přípravu mléčně kysaných výrobků ze zeleniny a ovoce a na možnosti rozšíření tohoto sortimentu výrobků. Konkrétně bude zjišťována zkvasitelnost jednotlivých druhů zeleniny nebo ovoce, včetně jejich směsí, s ohledem na senzorické vlastnosti finálních výrobků. Zjišťován bude také vliv přídavku probiotických a startovacích kultur na vybrané kvalitativní vlastnosti výrobků. Během fermentačních procesů budou sledovány charakteristické změny, a to prostřednictvím chemických, mikrobiologických a senzorických parametrů.

Inovace pro ekologickou a ekonomickou udržitelnost mobility

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Investiční projekty environmentálního charakteru jsou často vnímány jako regulatorní investice a jako takové jsou hodnoceny metodami, které nezohledňují ekonomickou efektivitu, ačkoli by tomu tak mělo být – bez ohledu na hodnotu výstupu. Disertační práce analyzuje v současnosti používané metody, vymezuje jejich nedostatky při používání pro různé typy používaných investičních projektů a na základě systematizace a kvantitativního výzkumu navrhuje metody upravené pro jednotlivé typy investic, které budou identifikovat specifické aspekty, které hodnocený projekt ovlivňují a začlení je do hodnocení projektů.

Inovativní strategie pro odhalování falšování potravin

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Doktorská práce realizovaná v rámci mezinárodního projektu se zaměří na aplikaci moderních instrumentálních metod, zejména vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie, pro analýzu potravinových surovin, potravin a doplňků stravy. Pro odhalení falšování a autentikaci vyšetřovaných vzorků bude aplikována strategie srovnání naměřených ‘otisků prstů‘ a profilů vybraných biomarkerů se záznamy v databázi, pro jejíž vytvoření budou využity plně charakterizované, autentické vzorky. Pro zpracování dat budou aplikovány pokročilé chemometrické postupy. V rámci projektu budou též hodnocena možná zdravotní rizika pro konzumenty související s falšováním.

Integrace retrovirů a epigenetické umlčování provirové exprese

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Jiří Hejnar, CSc.

Anotace

Autonomní transkripce integrovaných retrovirů a retrotransposonů významně závisí na genetických a epigenetických vlivech místa integrace. Vliv místa integrace je většinou supresivní a transkripce proviru se umlčuje mechanismy jako je metylace DNA a modifikace histonů asociovaných s provirem. Umlčování provirů (provirus silencing) je obecným rysem integrovaných retrovirů, ale jeho rozsah a kinetika se mezi retroviry velmi liší. Roli integračního místa jsme studovali pomocí buněčných klonů s unikátní integrací reportérových vektorů, většinou odvozených od ptačích leukózových virů (ALV) nebo viru lidské imunodeficience (HIV), kde jsme korelovali expresi reportéru s epigenomickou situací v místě integrace. Tématem disertace studenta přijatého k doktorskému studiu bude rané umlčováni provirů (immediate early silencing), ke kterému docházi bezprostředně po integraci nebo během integrace kvůli radikální přestavbě epigenomu a procesům opravy DNA. Pro tento typ studií bude konstruován speciální duální systém vektorů registrující pulsní a brzy vyhasínající expresi bezprostředně po integraci. Dále budou studovány integrační preference retrovirů, a to na úrovni primární sekvence DNA až po jadernou architekturu (3D genom). Ideální by bylo dospět mj. k ovlivnění chromatinových kontaktů a struktury topologicky asociovaných domén (TAD) v místě integrace retroviru.

Integrace rizika a nejistoty do rozhodnutí o investicích ve vybraných sektorech průmyslu ve vazbě na ochranu životního prostředí

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Disertační práce je zaměřena na integrace rizika a nejistoty do rozhodnutí o investicích ve vybraných sektorech průmyslu ve vazbě na ochranu životního prostředí. Vzhledem k dlouhodobosti investic je nezbytné věnovat pozornost dlouhodobým dopadům, a to scénářově s respektování specifik daných odvětví (průmyslu). Cílem je tvorba normativního modelu, jež bude respektovat scénářové přístupy, nejistotu prostředí, multikriterialitu rozhodovacích procesů i specifika odvětví.

Inteligentní materiály a povrchy – přepínání mezi „ultra“-stavy

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

„Inteligentní“ povrchy a materiály, schopné reagovat na vnější nebo vnitřní podněty představují jednu z nejzajímavějších oblastí vědeckého zájmu se širokou škálou potenciálních aplikací. Navržená práce bude věnována vývoji modifikačních metod pro funkcionalizaci povrchů vybraných polymerních a kovových materiálů. Tyto povrchy budou přepínat své vlastnosti při vystavení vnějším podnětům (např. elektrickému poli nebo osvícení). Zvláštní pozornost bude věnována spínání mezi "špičkovými" stavy, např. mezi superhydrofobicitou/superhydrofilicitou nebo ultra adhezivitou (kapka kapaliny “drží“ na povrch a "neklouzá") a ultra odpudivostí (kapka sklouzne při minimálním naklonění vzorku). Očekává se, že takové inteligentní povrchy a materiály naleznou široké uplatnění v mnoha oblastech, od mikrofluidiky a až po samočistící povrchy pro elektronická zařízení (např. inteligentní sklo na obrazovce mobilního telefonu). Práce se zaměří na získávání a testování inteligentních povrchů s přepínatelnými vlastnostmi a jejich potenciální uplatnění.

Inteligentní materiály pro medicinské a biologické aplikací

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Inteligentní materiály poskytují unikátní možností v biologii a medicíně. Především se jedná o možnost podle požadavkú měnit vlastnosti materiálu a tím i jejich interakci s vnějším (např. biologickým) prostředím. Práce je zaměřena na design, přípravu a aplikaci inteligentních hydrogelů a jejich kompozitů s 0D, 1D nebo 2D nanomateriály. Předpokládá se zavedení odezvy materiálů jak na klasické podněty (pH, teplota), tak i na řadu pokročilých stimuli (např. bakteriální nebo buněční enzymy, signálové quorum-latky, nadorově asociované biomolekuly atd.) Cílovou oblastí použití vyvinutých materiálů bude antimikrobiální, antifungui a kancerogenní terapie.

Inteligentní materiály pro optiku a elektroniků

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Nová generace chytrých nebo inteligentních materiálů již umožnila konstrukci pokročilých a donedávna nepředstavitelných elektronických a optických prvků a přístrojů. Jedná se např. o superkondenzátory s obrovskou elektrickou kapacitou, samoleštící displeje a integrované spoje, kvantové pamětí, povrchy s "nulovým" třením nebo samočisticí povrchy a tak dále. Základem všech těchto prvků je materiál s přepínatelnými a unikátními vlastnostmi, které se u „přirozených“ materiálů nevyskytují. Práce je zaměřena na design, přípravu a aplikaci inteligentních materiálů, určených především pro oblastí fotoniky, elektroniky a optoelektroniky.

Interakce konstrukčních materiálů se superkritickou vodou

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Macák, CSc.

Anotace

Použití superkritické vody jako pracovního media energetických cyklů je v současné době diktováno snahou o zvýšení termické účinnosti.
Konstrukční materiály jsou v tomto prostředí vystaveny velmi náročným korozním podmínkám. Cílem práce je ověřit chování vybraných konstrukčních materiálů v tomto prostředí. Část práce bude zaměřena na aplikaci nových metod úpravy povrchů a vývoj in-situ metod testování korozních charakteristik za těsně podkritických, kritických a nadkritických parametrů.

Interakce skel obsahujících biogenní složky s vodnými roztoky

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kromě tradičního využití skel jako obalů či ve stavebním a automobilovém průmyslu lze některá skla uplatnit rovněž v medicíně, farmacii či v zemědělství. Cílem práce bude prozkoumat a popsat kinetiku interakce vhodně vybraných či připravených rozpustných fosforečných a fosfokřemičitých skel (případně skel s dalšími biogenními složkami) s vodnými roztoky simulujícími půdní či tělní prostředí a navrhnout skla, která mohou sloužit jako pomalu rozpustná hnojiva či bioresorbovatelné materiály v medicíně.

Interakce vybraných stopovačů s cementovými materiály

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

Anotace

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

Interpretace Ramanovy optické aktivity nukleových kyselin

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

Anotace

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

Izolace nových terapeutik z hub

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Houby jsou již po staletí v čele biotechnologického výzkumu, ať už pro své využití v potravinářství, při produkci technologických enzymů nebo pro produkci antibiotik. Přesto se ukazuje, že v houbách stále dřímá zatím neobjevený potenciál pro výzkum nových protirakovinných a antipsychotických terapeutik, ačkoli v tradičních kulturách jsou v těchto směrech houby využívané. Cílem této disertační práce je identifikace a izolace nových terapeutik z běžně rostoucích hub jako Amanita muscaria a testování jejich terapeutického potenciálu v různých typech rakovinných buněk.

Kapalinová chromatografie s hmotnostní spektrometrií pro metabolomické a lipidomické studie

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Během posledního desetiletí se metabolomika a lipidomika využívající hmotnostní spektrometrii staly klíčovými disciplínami v analýze polárních metabolitů a komplexních lipidů v biologických systémech. Kapalinová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) je nejčastěji používanou technikou v metabolomice a lipidomice umožňující účinnou separaci a detekci širokého spektra metabolitů. Stále však chybí dostatečné informace o složení metabolomu a lipidomu kapalných materiálů (plazma, sérum, moč) a různých tkání, které mohou být snadno dostupné a použitelné pro budoucí studie. Disertační práce bude zaměřena na (i) slučování cílených a necílených metabolomických a lipidomických metod, (ii) standardizaci metod a (iii) zvýšení rozsahu a pokrytí metod pro metabolomické a lipidomické studie (např. diabetes mellitus, cirkadiánní rytmy). Práce bude realizována na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěna projekty GAČR, MŠMT a AZV.

Katalytická syntéza biodegradovatelných polymerů na bázi oxidů uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je syntetizovat katalytické systémy pro konverzi oxidu uhelnatého na biodegradabilní polymerní materiály. Hlavní pozornost bude v první fázi upřena na reakce oxidů uhlíku s epoxidy vedoucí k polyesterům podobným bakteriemi produkovaným polyhydroxyalkanoátům. U získaných polymerů bude sledována stereoregularita a porovnány jejich vlastnosti s vysoce stereoregulárními polymery přírodního původu. Práce má multidisciplinární charakter se zaměřením na organometalickou a polymerní syntézu s přesahem do studia biologické rozložitelnosti připravených materiálů.

Katepsinové proteasy v biomedicíně

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Michael Mareš, CSc.

Anotace

Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování

Keramické kompozitní filtry pro dekontaminace vod

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Cílem dizertační práce je vyvinout pokročilé kompozitní filtry pro odstraňování pesticidů, těžkých kovů i nanoplastů ze znečištěných vod. Budou připraveny kompozitní keramické filtry, tyto filtry budou následně povlakovány nanomateriály na bázi oxidu grafenu, oxidu ceričitého i oxidu titaničitého.

Keramika s řízenými vlastnostmi v systému CaO-Al2O3-SiO2

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Keramické materiály v soustavě CaO-Al2O3-SiO2 se používají pro řadu aplikací. Vhodným složením surovin a jejich následným tepelným zpracováním lze připravit materiály s řízenou prodlevou v oblasti malých délkových změn v průběhu výpalu. Práce bude zaměřena na predikci chování směsí v oblasti MDZ a charakterizaci konečných produktů.

Kinematografické filmy na triacetátové podložce

Garantující pracoviště: Ústav chemické technologie restaurování památek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kinematografické filmy vyrobené na podložce z triacetátu celulózy tvoří značnou část fondů filmových archivů. Filmy vyrobené v období přibližně od 50. do 80. let 20. století obsahují zvukovou stopu ve formě magnetického pásu. Podložka z triacetátu celulózy je náchylná k degradaci projevující se smrštěním, kroucením a křehnutím. Tyto rozměrové změny mohou vést k chybám při přehrávání magnetické zvukové stopy a obtížné digitalizaci. Práce se bude zabývat studiem degradačních procesů filmové podložky z triacetátu celulózy a jejich vliv na magnetickou zvukovou stopu. Jedním z cílů bude vyvinutí metod k dočasnému odstranění projevů degradace podložky a zjištění vlivu na zvukovou stopu. Zároveň bude zkoumán možný katalytický vliv přítomnosti magnetické zvukové stopy na degradaci podložky.

Kinetika katalytického rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.

Komplexace fullerenů pomocí vyšších calixarenů/thiacalixarenů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Cílem práce je studium možností přípravy a vlastností vyšších calixarenů (s pěti a více fenolickými jádry), které by mohly fungovat jako receptory pro komplexaci fullerenů. Cílem je dosáhnout selektivní komplexace fullerenů změnou základního skeletu calixarenu s využitím principů supramolekulární chemie. Připravené deriváty budou využity nejen jako receptory pro komplexaci fullerenů, ale také pro konstrukci složitějších supramolekulárních struktur (self-assembly).

Komplexní charakterizace transkriptomu a proteomu v tkáních lidských novorozenců

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Časné postnatální období je důležité nejen pro rozvoj klíčových fyziologických funkcí novorozenců, ale i pro naprogramování metabolických rysů, které se mohou projevit až během dospívaní nebo později. Je k dispozici biobanka tkání lidských novorozenců, většinou předčasně narozených dětí, které zemřely různě dlouhou dobu po porodu. Probíhá charakterizace transkriptomu (RNAseq) a proteomu v tkáních. Projekt je zaměřen na analýzu dat s cílem odhalit různé aspekty raného lidského vývoje a jeho kontroly. Projekt bude probíhat v úzké spolupráci mezi laboratoří Biologie tukové tkáně Fyziologického ústavu AV ČR (http://www.fgu.cas.cz/en/departments/adipose-tissue-biology ), Ústavem dědičných metabolických poruch 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze (http://udmp.lf1.cuni.cz/en/genomics-and-bioinformatics-laboratory ) a Oddělením genomiky a bioinformatiky na Ústavu molekulární genetiky AV ČR (https://www.img.cas.cz/vyzkum/michal-kolar/).

Komplexní přístup ke strukturní analýze nových polycyklických diterpenů z termitů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Termiti jsou skupina hmyzu s nejbohatším repertoárem obranných chemikálií. Jsou známí zejména výrobou zhruba sta různých polycyklických diterpenů s variabilní topologií dvojných vazeb v kombinaci s různými okysličenými skupinami připojenými k bi-, tri- a tetracyklickým diterpenovým kostrám. Navzdory rozsáhlému hledání nových termitových diterpenů v posledních desetiletích zůstává velká část jejich strukturálního bohatství neobjevená. Navrhovaný PhD. projekt se zaměřuje na chemickou diverzitu polycyklických diterpenů v takzvané skupině druhů Subulitermes z Jižní Ameriky, ve které jsme nedávno odhalili nečekaný repertoár struktur diterpenů. Projekt se bude zabývat diterpenovou rozmanitostí jako nástrojem pro chemickou taxonomii na jedné straně a příležitostí k úplné identifikaci struktur nových a komplexních přírodních sloučenin na straně druhé. Prvním cílem bude charakterizovat jednotlivé druhy na základě kombinace charakteristických chemických profilů s mitochondriálními sekvencemi DNA, identifikovat nové druhy, rozlišovat kryptické druhy a nakonec budovat fylogenetické hypotézy o jejich vztazích. Znalosti o celkové rozmanitosti diterpenu poslouží jako základ pro druhý cíl projektu, který bude kombinovat tradiční analytický pracovní tok s moderními přístupy a výpočetními nástroji, aby plně charakterizoval molekulární struktury v maximu detekovaných diterpenů.

Komplexní přístup ke strukturní analýze nových polycyklických diterpenů z termitů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Termiti jsou skupina hmyzu s nejbohatším repertoárem obranných chemikálií. Jsou známí zejména výrobou zhruba sta různých polycyklických diterpenů s variabilní topologií dvojných vazeb v kombinaci s různými okysličenými skupinami připojenými k bi-, tri- a tetracyklickým diterpenovým kostrám. Navzdory rozsáhlému hledání nových termitových diterpenů v posledních desetiletích zůstává velká část jejich strukturálního bohatství neobjevená. Navrhovaný PhD. projekt se zaměřuje na chemickou diverzitu polycyklických diterpenů v takzvané skupině druhů Subulitermes z Jižní Ameriky, ve které jsme nedávno odhalili nečekaný repertoár struktur diterpenů. Projekt se bude zabývat diterpenovou rozmanitostí jako nástrojem pro chemickou taxonomii na jedné straně a příležitostí k úplné identifikaci struktur nových a komplexních přírodních sloučenin na straně druhé. Prvním cílem bude charakterizovat jednotlivé druhy na základě kombinace charakteristických chemických profilů s mitochondriálními sekvencemi DNA, identifikovat nové druhy, rozlišovat kryptické druhy a nakonec budovat fylogenetické hypotézy o jejich vztazích. Znalosti o celkové rozmanitosti diterpenu poslouží jako základ pro druhý cíl projektu, který bude kombinovat tradiční analytický pracovní tok s moderními přístupy a výpočetními nástroji, aby plně charakterizoval molekulární struktury v maximu detekovaných diterpenů. Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.

Kontinuální iontová chromatografie pro separaci iontů alkalických kovů

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Cílem práce je studium a optimalizace separace iontů alkalických kovů pomocí preparativní iontové chromatografie se simulovaným pohyblivým ložem. Součástí práce bude sestavení chromatografu sestávajícího z osmi až dvanácti kolon a řešení řízení procesu. V další fázi pak optimalizace podmínek separace iontů alkalických kovů z hlediska složení stacionární i mobilní fáze. Potenciálním směrem výzkumu je také izotopové obohacování lithia kontinuální iontovou chromatografií.

Kontinuální příprava multikomponentních pevných forem léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Vyhledávání nových pevných forem se obvykle provádí v systémech s malým objemem včetně laboratorních třepaček nebo odparkách, kulových mlýnech atd., které pracují výhradně ve vsádkovém módu. Jakmile je objevena nová pevná forma, je škálování procesu často velmi složitý úkol. V tomto projektu plánujeme otestovat schopnost využívat extruder k přípravě vícesložkových pevných forem léčivých látek, jako jsou soli, kokrystaly nebo amorfní formy. Experimenty v malém objemu budou prováděny v kulovém mlýnu, kde budou připraveny nové pevné formy vybrané léčivé látky. Po charakterizaci provedeme zvětšení výrobního procesu s využitím extruze, kde se budeme testovat možnost kontinuální přípravy stejná forma léčivé látky. K optimalizaci výrobního procesu bude provedeno podrobné prozkoumání parametrů procesu. Oba produkty budou důkladně charakterizovány, včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, DSC, SEM, charakterizace částic, měření rozpouštění a testování stability.

Korelace chemického složení lidského pachu s jeho krevní skupinou

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

Anotace

Řešené téma má finanční podporu nově přijatého grantu, kde korelace chemického složení lidského kožního pachu s krevní skupinou nositele pachu a s určitými fenotypovými atributy bude zkoumána ve spolupráci KÚ PČR, 1.LF UK a VUT Brno, přičemž se současnou analýzu DNA profilů dobrovolníku budou vypomáhat partneři projektu (KÚ PČR a1.LF UK). Předpokládá se, že výsledky výzkumu budou mít velký forenzní význam a budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Mimoto lze očekávat aplikace tohoto výzkumu v genetice.

Kovalentní katalýza s flaviny

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Flaviny jsou přírodní sloučeniny, které působí jako kofaktory v redoxních enzymech. Mechanismy transformací zabezpečovaných flavoenzymy jsou známy již několik desetiletí. Nicméně nedávno byly popsány nové principy aktivace substrátu, které jsou převážně založeny na kovalentním navázání substrátu k flavinové skupině. Inspirováni těmito nově objevenými enzymatickými procesy budou navrženy nové umělé flavinové katalytické systémy pro použití v organické syntéze, zejména pro in-situ přepólování enolátů.

Kovové materiály a vodík

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Two aspects are considered in terms of metal/hydrogen relationships: 1. Hydrogen influences properties of structural metallic materials (high-strength steels, titatium alloys, nickel alloys...) and may cause H-embrittlement. 2. Safe storage of H absorbed in metals or alloys in the form of hydrides or other compounds. Such compounds may serve as efficient sources of H for hydrogen-fuelled vehicles in which H is evolved upon heating of H-containing compounds. In the dissertation, both aspects of H-metal interactions will be explored. Structural materials will be exposed to H-containing environments, and resulting properties like fractures, strength, toughness, embrittlement, fatigue... will be explored. In another part of the dissertation, metallic systems capable of storing sufficient amount of hydrogen in the form of absorbed or chemically bonded hydrogen will be explored. Results of the dissertation will include new knowledge on H-metal interactions which will help to better understand the energy/chemical devices and/or advanced hydrogen fuelled systems.

Kovové materiály vyrobené pokročilými technologiemi 3D tisku

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Metody 3D tisku, jako je např. SLM - selective laser melting - a další, jsou perspektivní pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů. V práci budou studovány struktury, mechanické, korozní, případně biologické vlastnosti titanových slitin, korozivzdorných ocelí, vysocepevných ocelí, biodegradovatelných materiálů, případně lehkých slitin, vyrobených různými metodami 3D tisku. Rovněž budou studovány vlivy parametrů procesu 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi. Součástí práce bude rovněž vývoj nových metod 3D tisku založených na depozici kovů.

Kritické zhodnocení potenciálu různých systémů plynová chromatografie – hmotnostní spektrometrie v analýze potravin

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Doktorská práce se zaměří na kritické zhodnocení pracovních charakteristik analytických metod při aplikaci různých uspořádání plynově chromatografického (GC) separačního systému a při využití různých typů hmotnostně spektrometrických (MS) analyzátorů. Pro separaci komplexních směsí bude testována dvourozměrná chromatografie (GCxGC), pro detekci pak budou využity tandemové analyzátory doby letu (Q-TOF) s vysokým rozlišením a dále analyzátory typu trojitý kvadrupol (QqQ). Aplikace se budou realizovat v oblasti hodnocení kvality, bezpečnosti a autenticity potravin. Zvláštní pozornost bude věnována metodám necíleného screeningu (´fingerprinting´/ profilování).

Kvantově-chemické modelování katalyzátorů pro živé koordinační polymerace alkenů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je pomocí DFT metody modelovat geometrie komplexů umožňujících živé koordinační polymerace a jejich nejběžnější reakční koordináty. Výsledky práce by měly umožnit pomocí modelu předvídat vliv změny sterického stínění a elektronových efektů ligandu na rozsah přenosových a terminační reakcí a napomoci v hledání katalyzátoru s „ideálním“ živým chováním a zároveň vysokou polymerační aktivitou. Dalším cílem práce je studium mechanismu katalytických polymerací pomocí modelování spekter katalyzátorů. Tam, kde to bude možné, budou vypočtená data korelována s experimentálními výsledky a bude posouzena obecnější platnost dosažených výsledků. Práce bude probíhat ve spolupráci s pracovištěm specializovaným na kvantově chemické výpočty (IPF Dresden, ÚFCH VŠCHT).

Kyselá syrovátka a možnosti jejího dalšího zpracování

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Kyselá syrovátka představuje kvůli vysokému obsahu solí a kyseliny mléčné obtížně zpracovatelný vedlejší produkt výroby tvarohů a některých jogurtů se zvýšeným obsahem bílkovin. Elektrodialýza v kombinaci s dalšími membránovými a chromatografickými procesy je potencionálně využitelná technologie pro zhodnocení kyselé syrovátky. Cílem práce je navrhnout a ověřit vhodné uspořádání a podmínky zpracování kyselé syrovátky, předpokládá se využití elektrodialýzy s bipolárními membránami. Pozornost bude věnována také využití odpadních proudů, ze kterých by mohla být izolována kyselin mléčná nebo fosforečnany.

Ladění luminiscence dopovaním vzácných zemin do monokrystalického a nanokrystalického ZnO pro využití ve fotonice

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Projekt je zaměřen na experimentální i teoretickou studii atraktivního materiálu, kterým je ZnO dopovaný vzácnými zeminami. Zkoumáno bude ovlivňování vlastních a vytváření nových defektů ve struktuře ZnO a také, jak kombinace RE s defekty nebo dalšími prvky ovlivňují UV-VIS-NIR luminiscenci.Připravené dopované monokrystalické a nanokrystalické struktury ZnO budou testovány na potenciální využití jako fotonické členy s řízenou luminiscencí v UV-VIS-NIR oblasti vhodné pro degradaci organických látek ve vodě.

Laserově a tepelně indukované redoxní procesy pro depozici nových struktur využitelných ve fotokatalýze

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Radek Fajgar, CSc.

Anotace

V současné době stále trvá zájem o studium polovodičových materiálů (např. materiálů na bázi TiO2) vzhledem k jejich potenciálnímu využití pro konverzi sluneční energie na elektrickou (fotovoltaické články) nebo chemickou (štěpení vody, fotokatalyzovaná degradace polutantů v atmosféře nebo vodě). Velká pozornost věnovaná tématice zlepšení účinnosti sluneční katalýzy je dokumentována rozsáhlou literaturou. V předkládaném projektu navrhujeme nový přístup k přípravě aktivních materiálů, založený na redoxních reakcích ve směsích oxidů, indukovaných laserovou excitací a konvenčním zahříváním. Depozice při vysoce nerovnovážných podmínkách laserové excitace umožní přípravu nových materiálů, které jsou obtížně připravitelné standardními technikami.

Logistika z pohledu celého životního cyklu

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Environmentální parametry logistikyby měly být jedním z kritérií zohledňovaných při plánování. Metoda LCA umožňuje porovnávat environmentální dopady různých antropogenních stresorů s ohledem na celý životní cyklus daného produktu, technologie či služby. Environmentální dopady mohou být hodnoceny na úrovni globální až lokální ale především buď obecně a nebo se zaměřením na danou lokalitu. Tato práce bude zaměřená na tvorbu metodiky určení a prezentace environmentálních aspektů logistiky.

MOF a COF materiály pro aplikace v Li-iontových bateriích: příprava, struktura a iontová dynamika.

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Jiří Brus, Ph.D.

Anotace

Vývoj hybridních a plně elektrických zařízení zvyšuje poptávku po efektivních systémech pro generování a ukládání elektrické energie. Mřížkové materiály na bázi MOF a COF díky dobře definované porézní architektuře, která umožňuje skladování a reverzibilní ukládání Li-iontů, pak představují ideální systémy pro konstrukci elektrod či formulaci pokročilých elektrolytických systémů. Cílem tohoto PhD projektu je navrhnout a optimalizovat novou třídu těchto mřížkových materiálů modifikovaných metallakarboránovými sloučeninami a nalézt vhodnou polymerní matrici pro dosažení optimální flexibility a iontové vodivosti při absenci rozpouštědla. Práce na tomto projektu bude zahrnovat přípravu kompozitních materiálů a jejich strukturní a fyzikálně-chemickou charakterizaci.

Mapování metabolomu na metabolické dráhy

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Metabolomika poskytuje informace o koncentracích metabolitů a je funkčně nejblíže biologickým projevům genomu a proteomu. Ač na sebe jednotlivé omiky logicky navazují, z pohledu integrace dat je každá tato vědní oblast na jiné úrovni poznání.
Cílem práce je vyvinout specifický přístup, kterým budou zpracovávána metabolomická data (koncentrace metabolitů) do formátu metabolických drah (Wikipathways, SMPDB, atd.) a jejich následná integrace s proteomickými a genomickými daty. Součástí práce je pochopení konceptu LC-MS metabolomiky, anotování metabolitů dle databází, práce s identifikátory metabolitů na různých úrovních identifikace (sumární vzorec, přesná struktura,...), programování skriptů a aplikací v Pythonu a R, vizualizace metabolických drah z databází i dle vlastních návrhů.
Pomocí výsledné metodiky budou zpracovány omické projekty založené na klinických studiích i zvířecích modelech získané rámci spolupráce pracovišti u nás i v zahraničí. Práce bude realizována na FGÚ AV ČR, kde se náchází metabolomická i proteomická servisní laboratoř. Práce je finančně zajištěna z pohledu materiálu i úvazku.
Předpokladem úspěchu je znalost programovacích jazyků pro práci s daty (Python, R), základy biochemie (metabolity, dráhy, buněčné kompartmenty) a přehled v omických disciplínách.

Masokostní moučka jako zdroj cenných prvků

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Cílem disertační práce bude návrh praktických podmínek materiálového a energetického využití masokostní moučky kategorie I – III. Proces termického zpracování masokostní moučky bude vybrán na základě znalostí získaných při sepsání přehledného článku na téma práce. V druhé části práce budou provedeny laboratorní experimenty vedoucí k návrhu vhodných pracovních podmínek z pohledu energetické účinnosti procesu a kvality popelovin pro recyklaci zájmových prvků. Výsledkem práce bude již zmíněný návrh praktických provozních podmínek termického zpracování a suma relevantních dat publikovaná v původních článcích na WoS. Výsledky projektu budou sloužit průmyslovým partnerům (investor a projekční firma) pro stavbu technologické linky.

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Matematické modelování mikrofluidních separátorů pro dělení racemických směsí

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Mikrofluidní zařízení jsou charakterizována velkým poměrem velikosti mezifázové plochy a vnitřního objemu. Toho je možno využít při separacích chemických látek pomocí extrakce nebo membránových procesů. Separace opticky aktivních látek, často důležitých farmaceutických nebo potravinářských produktů, na membránách nebo sorbentech s ukotveným chirálním selektorem představuje výzvu pro současné chemické inženýrství. Nástroje matematického modelování mohou vést k lepšímu pochopení komplexních dějů v takových zařízeních a následně k designu efektivně pracujících mikrofluidních separátorů. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: Na základě předběžných a dostupných experimentálních dat bude vytvořen matematicko-fyzikální popis transportu hmoty a hybnosti v mikrofluidních zařízeních s ukotveným chirálním selektorem. Budou vytvořeny matematické modely dějů v různých prostorových měřítcích, které budou zahrnovat popis transportu dělených složek difúzí, konvekcí a elektromigrací. Modely budou numericky analyzovány. V parametrickém prostoru budou hledány hodnoty parametrů, které zajistí vysokou separační účinnost a vysokou produktivitu mikrofluidního systému. Školící pracoviště disponuje kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Matematické modelování transportu kapalina-plyn v pórech katalyzátoru

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá vývojem pokročilých matematických modelů pro simulace transportu hmoty ve vícefázových systémech kapalina-plyn uvnitř pórů pevného katalyzátoru, včetně fázové přeměny (vypařování, kondenzace). Modely jsou vyvíjeny v CFD prostředí OpenFOAM a využívají trojrozměrné struktury porézních materiálů, získané počítačovou rekonstrukcí z rentgenové tomografie (XRT) a elektronových mikroskopů. Výsledky modelů jsou dále ověřovány pomocí dostupných experimentálních dat z laboratorního reaktoru.

Matematické modely kompozitních materiálů připravovaných rozptýlením tuhých částic plniva v kapalné polymerní matrici

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na matematické modelování kompozitních materiálů, jejichž příprava zahrnuje vytvoření suspenze částic plniva v kapalné směsi rozpouštědla a prekursoru polymeru, objemovou kontrakci suspenze vyvolanou odpařováním rozpouštědla a formováním pevné polymerní matrice. Výchozí suspenze je modelována pomocí metody náhodného sekvenčního přidávání částic různých tvarů. Pak následuje modelování pohybu částic plniva ve smršťující se suspenzi. Každá modelová mikrostruktura a odpovídající mikrostruktura reálného vzorku kompozitního materiálu jsou charakterizovány statistickými mírami a tyto míry jsou následně porovnány, aby byla ohodnocena kvalita modelu. Reálné mikrostruktury kompozitních materiálů jsou dedukovány ze snímků jejich nábrusů, které jsou pozorovány v řádkovacím elektronovém mikroskopu.

Mechanismus vzniku intermetalických sloučenin při mechanickém legování

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Mechanické legování je populární technologie pro přípravu prášků slitin nebo intermediálních fází (např. intermetalik, karbidů nebo boridů) prostřednictvím vysokoenergetického mechanického mletí. Vysoká obliba metody je dána především tím, že obvykle vede k získání nanostrukturovaných materiálů a tím, že i vzájemně nemísitelné prvky mohou při ní vytvořit tuhé roztoky. Přestože je známý výsledek a existuje několik popisů procesu, přesný mechanismus vzniku intermetalik při tomto procesu není dosud plně pochopen. Důvodem pravděpodobně je široká škála možných parametrů a nemožnost přímého měření teploty prášku v mlecí nádobě. Tato práce počítá s následujícím plánem: nepřímé stanovení maximální teploty prášků v závislosti na podmínkách mletí (rychlost otáčení, poměr hmotnosti prášku a mlecích koulí, velikost koulí) prostřednictvím tepelného rozkladu solí, porovnání fázového složení mechanicky legovaných prášků se srovnávací směsí prášků vystavenou stejné teplotě v peci a pozorování časové závislosti mikrostruktury a fázového složení pomocí XRD a elektronové mikroskopie (SEM, TEM). Mechanismus bude pozorován na různých systémech obsahujících křehké a tvárné prášky (např. Ti-Al, Ti-Si, Ti-Al-Si) a budou vysloveny obecné závěry ohledně mechanismu mechanického legování.

Mechanismy bakteriální antibiotické rezistence a jejich modulace

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie
Vedoucí práce: Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.

Anotace

Bakteriální antibiotická rezistence je dle Světové zdravotnické organizace jedním z deseti nejzávažnějších problémů, kterým lidstvo v současnosti čelí. Cílem dizertační práce bude stanovit mechanismy bakteriální rezistence u klinických izolátů nejčastějších lidských patogenů a následně sledovat schopnost přírodních látek inhibovat tyto mechanismy a zvrátit tak rezistentní fenotyp bakterií. K naplnění cílů projektu budou využity molekulárně-biologické metody a to zejména kvantitativní RT-PCR, Western blot, analytické metody (HR-MALDI-TOF/MS) a mikrobiologické metody (stanovení minimální inhibiční koncentrace klinicky významných antibiotik). Pozornost bude věnována zejména transmembránovým efluxním pumpám a jejich vlivu na bakteriální mezibuněčnou komunikaci, tvorbu biofilmu apod.

Mechanismy virulence u bakterií rodu Bordetella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Mikrobiologie, Microbiology
Vedoucí práce: RNDr. Jana Kamanová, Ph.D.

Anotace

Patogenní bakterie rodu Bordetella jsou původci respiračních onemocnění savců. Zatímco B. bronchiseptica je primárně zvířecím patogenem, B. pertussis je původcem černého kašle u lidí. Cílem dizertační práce bude poodkrýt mechanismy virulence těchto bakterií pomocí technologie CRISPR/Cas9, za kterou byla udělena poslední Nobelova cena za chemii. Pomocí již hotové a ověřené knihovny naváděcích RNA bude vytvořen soubor buněk lidského epitelu s inaktivovanými geny. Po infekci tohoto souboru buněk bakteriemi rodu Bordetella budou vytipovány geny podmiňující citlivost epiteliálních buněk k cytotoxicitě působené těmito bakteriemi. Získané kandidátní geny budou dále analyzovány, aby došlo k potvrzení jejich role v navození citlivosti buněk a hostitele.

Mechanochemické indikátory pro optickou spektroskopii

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Martin Krupička, Ph.D.

Anotace

Mechanochemické indikátory jsou molekuly, jež mění spektrosopické vlastnosti v závislosti na aplikované mechanické síle. Cílem práce je syntéza a studium těchto indikátorů. Vhodné molekuly využívající známé chromofory a fluorofory budou navrženy a studovány pomocí kvantově-chemických metod. Vybrané molekuly budou syntetizovány a studovány pomocí spektroskopických metod jak za přítomnosti mechanické síly, tak bez ní. Výsledkem by měly být molekuly umožňující měření mechanické síly a teoretický model jejího působení.

Membránová separace primárních produktů fermentace

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V biotechnologiích jsou často využívány vsádkové procesy, při kterých je používána živá kultura / biomasa. Biomasa často vytváří látky / produkty metabolismu, kterými je sama poškozována, viz například alkoholové kvašení. Příprava sterilního prostředí a optimálních počátečních podmínek bioprocesu bývá časovou i finanční zátěží celé výrobní technologie. Je tedy žádoucí usilovat o kontnualizaci takových procesů. Jedním z opatření pro zajištění kontinualizace technologie může být průběžné odstraňování primárního produktu bioprocesu, například výše zmíněného alkoholu. Tento záměr obnáší návrh dvoustupňového separačního zařízení, kdy je nejdříve třeba separovat kulturu / biomasu, tedy pevnou dispergovanou fázi, od kapaliny a následně z homogenní kapalné fáze separovat pro biomasu nebezpečné složky. Ve druhém stupni separace lze použít například pervaporaci. Cílem dizertační práce je experimentální vývoj separační technologie s využitím dvou stupňů membránové separace - mikrofiltrace a pervaporace. Práce bude vedena z pohledu chemicko-inženýrského vývoje, tj. budou hledány závislosti dosahovaných separačních parametrů, jako jsou selektivita, permeabilita, apod., na provozních parametrech, jako například tlak, průtok, teplota, složení nástřiku. K popisu závislostí budou využity checko-inženýrské veličiny jako polarizační modul membrány, či koeficient přestupu hmoty. Na pracovišti jsou k dispozici nové moduly pro uvedené membránové separace, které byly za účelem experimentálního vývoje technologie zakoupeny v loňském roce. Řešitel se seznámí jak se standardními membránovými moduly v průmyslových technologiích používanýmmi, tak originální sestavou vyrobenou profesionální firmou podle specifických požadavků pracoviště. Kromě toho, že se student seznámí s moderními technologiemi zaváděnými v průmyslu i s moderními zařízeními, bude pracovat v kolektivu studentů a akademických výzkumných pracovníků se zkušenostmi z průmyslové sféry. Doktorské studium s nabízeným zaměřením poskytne řešiteli dobrou průpravu buťo pro následné získání pozice kvalifikovaného pracovníka v průmyslu nebo pro systematické vedení dalšího výzkumu na vývojovém/výzkumném pracovišti s potřebným chemicko-inženýrským nadhledem. Další informace Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, emai: tomas.moucha@vscht.cz

Metabolismus RNA, týkající se kontroly exprese genů v oocytech a embryích

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Michal Kubelka, CSc.

Anotace

Savčí vajíčko je vysoce diferencovaná totipotentní buňka, která dává základ embryonálnímu vývoji. Zralé vajíčko před zahájením meiózy postrádá transkripční aktivitu a využívá pouze maternální mRNA, které byly nasyntetizovány během jeho vývoje. Mechanismy regulace maternální mRNA jsou z velké části neznámé. Cílem projektu je zmapovat translaci RNA po znovu zahájeni meiózy. Chceme také studovat aktivitu cap-dependentní translace (mTOR/eIF4E) v myším a bovinním oocytu a objasnit její regulaci s cílem charakterizovat metabolismus specifických RNA a přispět tak k poznání fyziologie savčího vajíčka. Cíle projektu: Zmapovat translaci mRNA po znovu zahájeni meiózy u savčího oocytu.Objasnit regulaci mTOR/eIF4E dráhy při rozpadu jaderné membrány. Poznani regulaci translace ve vztahu ke chromozomální stabilitě u savčího oocytu. Hlavní metody: Next Generation Sequencing, biochemie, molekulární biologie, RNA FISH.

Metabolomika biologických systémů pomocí hmotnostní spektrometrie

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Necílené metabolomické metody se zaměřují na analýzu všech detekovatelných metabolitů ve vzorku, včetně doposud neidentifikovaných metabolitů. Kapalinová chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) je nejčastěji používanou technikou v metabolomice umožňující účinnou separaci a detekci širokého spektra metabolitů. Až 80 % všech detekovaných signálů z necílené metabolomické analýzy představují neidentifikované metabolity. Tato překážka tak brání smysluplným interpretacím v biomedicínském a biologickém výzkumu. Disertační práce bude zaměřena na (i) zvýšení pokrytí spektrálních knihoven používaných pro anotaci metabolitů, (ii) aplikaci programů pro predikci „neznámých“ metabolitů a (iii) aplikaci programů pro vizualizaci a interpretaci dat získaných v rámci metabolomických studií (např. diabetes mellitus, cirkadiánní rytmy). Práce bude realizována na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěna projekty GAČR, MŠMT a AZV.

Metabolomika jako nástroj ilustrující interakce mezi rostlinou a její mikrobiotou

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Mikrobiální konsorcia přítomná na zemědělských rostlinách mají zásadní vliv na jejich prosperitu (růst, odolnost vůči patogenům, úrodu, chemické složení, atd.). Významnou roli hraje jak samotný mikrobiální druh osídlující rostlinu (bakterie, mikromycety, kvasinky), tak i vzájemný vztah mikroorganismu a rostliny (endofyt vs. patogen). Téma disertační práce bude zahrnovat charakteristiku (bio)chemických změn probíhajících v systému rostlin a mikroorganismů pomocí metabolomiky, jakožto komplexní analýzy endogenních a exogenních metabolitů s nízkou molekulovou hmotností do přibližně 1500 Da, realizované pomocí moderních technik ultra-účinné kapalinové chromatografie a vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Pozornost bude zaměřena na Vitis vinifera L. (réva vinná) a Hordeum vulgare L. (ječmen setý), jakožto jedny z nejvýznamnějších zemědělských rostlin pěstovaných na území České republiky.

Metoda krystalické houby

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje špičkové experimentální (např. LC-MS, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. Bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy k vývoji rychlých, obecně použitelných pracovních postupů pro objevování a využívání bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Hledáme talentovaného a motivovaného chemika se silnými zkušenostmi v rentgenové krystalografii s malými molekulami. Úspěšným kandidátem na tuto pozici bude vývoj protokolů pro metodu objasnění struktury „krystalické houby“ a jejich použití na různé rostlinné přírodní produkty, zejména terpeny. Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.

Metody analýzy a možnosti stanovení zušlechťujících přísad v motorových palivech

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Motorová paliva často obsahují zušlechťující přísady, které při poměrně nízké koncentraci v palivu zvyšují jeho užitné vlastnosti. Přísady se do motorových paliv přidávají jednak standardně při výrobě nebo jsou aplikovány až dodatečně v podobě tzv. multifunkčních aditivačních balíčků, které bývají součástí prémiových paliv. V maloobchodní prodejní síti jsou dostupné rovněž přísady určené pro ošetření paliva přímo v nádrži vozidla. Náplní disertační práce bude vývoj a optimalizace metod pro analýzu přísad přidávaných do motorových paliv a metod umožňujících identifikaci a stanovení obsahu těchto přísad v motorových palivech.

Metody detekce, kvantifikace a separace pikoplanktonu

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Téma práce se zaměří na pikoplanktonní organismy (zjm. sinice), které v současné době klimatických změn hrají ve vodních ekosystémech stále větší roli. Práce bude zaměřena na reálné hodnocení vzorků vod vodárenských nebo rekreačních nádrží s výskytem pikoplanktonních sinic (např. Fláje, Přísečnice, Stanovice, Hůrka, Most apod.). Budou vyvíjeny nové metody detekce a kvantifikace pikoplanktonních organismů. Přítomní zástupci pikoplanktonu budou detekováni pomocí mikroskopických metod (světelná, fluorescenční, epifluorescenční, in situ hydridizační), použity budou metody molekulární biologie (PCR, RT-PCR) a bude zjišťována přítomnost genů odpovědných za organoleptické závady (produkce geosminu apod.) nebo produkce cyanotoxinů. Případně bude řešena problematika vodárenských technologií vhodných k účinné eliminaci těchto drobných mikroorganismů.

Metody účinného jištění zdravotní mikrobiologické bezpečnosti, technologické nezávadnosti a jakosti nealkoholických nápojů

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

V potravinářském průmyslu představují octového bakterie, řazené do čeledi Acetobacteraceae, zdravotně i technologicky nežádoucí bakterie často kontaminující nealkoholické nápoje ochucené i neochucené na různých bázích. U kontaminovaných nápojů se snížená jakost projevuje vznikem závažných senzorických vad. Co se týká oblasti lidských zdrojů, druhy Acetobacter cibinongensis, Asaia bogorensis, Asaia lannensis a Gluconobacter frauterii mají statut oportunních patogenů způsobujících vážné nozokomiální infekce u imunokompromitovaných osob. Disertační práce je zaměřena na detekci, charakterizaci a identifikaci octových bakterií izolovaných z nealkoholických nápojů a výrobního prostředí s využitím moderních a klasických mikrobiologických metod. Cílem práce je přispět k precizaci laboratorní kontroly nealkoholických nápojů při eliminaci výskytu nežádoucích bakterií ovlivňujících jejich zdravotní mikrobiologickou bezpečnost, jakost a trvanlivost.

Mezibuněčná komunikace a její vliv na adaptaci a virulenci Campylobacter jejuni

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Navzdory své křehké povaze je Campylobacter jejuni dlouhodobě označován jako nejčastější původce gastroenteritid přenášených potravinami. Krátký genom a zároveň vysoká přizpůsobivost C. jejuni naznačují, že je tento patogen schopen rychlé změny genové exprese umožňující přeměnu z odolné ale metabolicky utlumené formy v prostředí mimo hostitele, do virulentní rychle se množící formy uvnitř hostitele. Tato přizpůsobivost by mohla být vysvětlena rozsáhlým použitím systémů mezibuněčné komunikace známé jako quorum sensing (QS). Hlavním cílem práce bude určit roli QS v životním cyklu C. jejuni, a to s důrazem na identifikaci regulačních drah ovlivněných acylovanými homoserin laktony. Významná část práce bude také soustředěna na roli hostitelského prostředí v signalizaci a virulenci C. jejuni.

Mikro a nanoroboti na bázi fotokatalytických materiálů pro biomedicínské aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Student bude v práci konstruovat chemicky poháněné nanoroboty pro transport léčiv a léčbu rakovinových nádorů. Využit bude především anorganický přístup. Cílem je se naučit vyrobit mikro a nanoroboty pomocí elektrochemické i fyzikální depozice par, dále ovládání a dálkové ovládání mikro a nanorobotů a jejich chemické programování. Více na www.nanorobots.cz.

Mikro a nanoroboti pro cílené doručování léčiv do rakovinových buněk

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

V práci bude uchazeč konstruovat chemické mikroroboty sloužící k dávkvání léčiv při léčbě rakoviny. Využije přitom především anorganickou chemi, kdy se zaměří na fotoaktivní systémy. Student se naučí, jak vyrobit mikro a nanoroboty pomocí depozice par, jak ovládat i dálkově ovládat mikro a nanoroboty a jak je chemicky programovat. Více na www.nanorobots.cz

Mikrobiota vybraných extrémních biotopů – diverzita, ekologie a fyziologie

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Cílem dizertační práce je charakterizovat mikrobiální osídlení dvou typů extrémních prostředí – chronosekvence permafrostu (permafrostu různého stáří) a zemin ze solných mokřadů a bahenních průsaků CO2. Charakteristika bude probíhat dvěma základními přístupy – s využitím metagenomických a modifikovaných kultivačních technik. Základní modifikací kultivačních technik bude využití resuscitačního faktoru a přizpůsobení kultivačních médií reálným matricím za účelem izolace dormantních a jiných obtížně kultivovatelných, či doposud nekultivovatelných mikroorganismů.

Mikrobiální kometabolismus: Propagace biodegradace polutantů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Cílem dizertační práce je ověřit hypotézu, že sekundární metabolity rostlin (SMR) jsou vhodnými sloučeninami pro podporu kometabolismu organických polutantů v životním prostředí a že výrazně ovlivňují biodegradační potenciál mikrobiálních komunit. Za účelem ověření této hypotézy budou selektována bakteriální konsorcia, která při růstu na SMR budou schopna kometabolicky degradovat vybrané polutanty (polychlorované bifenyly, PCB, a polyaromatické uhlovodíky, PAU); zároveň bude ověřeno, zda tato konsorcia budou po aplikaci do kontaminované zeminy zvyšovat účinnost biodegradace PCB a PAU. Předkládaný projekt směřuje, kromě rozšíření poznatků o interakcích půdních bakterií s ostatními složkami bioty a abioty, v dlouhodobějším horizontu ke zvýšení efektivity remediace lokalit kontaminovaných aromatickými polutanty.

Mikrofluidní systémy pro syntézu a separaci opticky aktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Mikrofluidní reaktory a separátory jsou moderní zařízení, která představují alternativu ke klasickým vsádkovým a průtočným systémům používaným v biotechnologické praxi. Malé prostorové měřítko zajišťuje reprodukovatelné reakční podmínky a intenzivní sdílení hmoty a tepla. Mikrofluidní zařízení zpravidla postrádají pohyblivé části a dovolují snadné kombinování mnoha jednotkových operací, jako jsou mísiče, separátory, reaktory. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: Studium kinetiky vybraných enzymových reakcí, které vedou k produkci opticky aktivních látek využívaných ve farmacii, potravinářství nebo při syntéze chemických specialit. Návrh a příprava mikrofluidních separatorů s vloženou membránou nebo sorbentem s uchyceným chirálním selektorem pro dělení racemických směsí. Testování vyrobených mikrofluidních zařízení pro selektivní separaci vybraných opticky aktivních sloučenin. Posouzení možnosti urychlení transportu opticky aktivních látek membránami pomocí vloženého elektrického pole. Školící pracoviště disponuje potřebnými technologiemi pro výrobu mikrofluidních systémů, moderními měřicími přístroji a kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Mikroorganismy a jejich využití v odpadovém hospodářství

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie
Vedoucí práce: Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

V současné době se klade čím dál větší důraz na recyklaci a využívání odpadů a v důsledku toho přijala Evropská unie Akční plán pro cirkulární ekonomiku. Jednou z možností, jak snížit ekologickou zátěž a emise CO2 ve stavebním průmyslu je využívání tzv. biocementu, který je možné získat pomocí mikrobiologicky indukovatelného srážení vápníku (MICP). V rámci řešení této práce budou izolovány a charakterizovány vhodné mikroorganismy a optimalizovány podmínky MICP s ohledem na výtěžnost a strukturní a mechanické vlastnosti biocementu.

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Dr. Ing. Vladimír Církva

Anotace

Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp. Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace stilbenů a o-terfenylů, vedoucí k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich N- a S-heteroanalogům, které mohou nalézt uplatnění v molekulární elektronice. Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou. Zájemcům nabízíme pracovní poměr na ÚCHP.

Modelování adheze a lámání částic při zpracování práškových materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Při zpracovávání práškových materiálů dochází k intenzivním silovým interakcím mezi částicemi, jejichž důsledkem může být adheze částic do větších aglomerátů, nebo naopak jejich destrukce a následné lámání. Adheze částic v důsledku přitažlivých mezičásticových interakcí ve spojení s deformací částic je řízena kombinací povrchových vlastností částic a síly působící na interagující částice. Popis lámání částic je výsledkem interakce mezi vnitřní pevností částice a silovým působením okolí na tuto částici. Cílem práce je popis vlivu adheze a lámání částic na dynamické a transportní vlastnosti práškových materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Předpokládá se, že vznik adheze bude popsán teorií Johnsona, Kendalla a Robertsa. Pro lámání částic budou použity modely popisující elastické vazby na základě definice tuhosti a tlumení vazby. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci a schopnost týmové práce.

Modelování interakcí v koloidních systémech metodou diskrétních elementů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Nejrůznější částicové disperse v kapalné fázi, například suspense či emulse, lze nalézt v mnoha produktech počínaje polymerními latexy přes produkty osobní péče až po různé barvy, laky a potravinářské produkty. Prvním cílem tohoto projektu je pokračovat ve vývoji našich unikátních částicových modelů koloidů (koncept Discrete Element Method, DEM) a vyřešit několik problémů omezujících dosavadní aplikovatelnost modelů. V současné době probíhající paralelizace DEM kódu napomůže ke splnění tohoto cíle. Příklady dalších otevřených výzev jsou: (i) reologie a stabilita dispersí stabilizovaných neiontovými surfaktanty, (ii) utváření koloidních gelů, (iii) pokročilá reologie koncentrovaných disperse, (iv) elektrostatické nabíjení dielektrických částic v kapalinách, (v) výpočet kernel pro populační balance částic v reaktorech, a (vi) aplikace disperse v aplikacích pro ukládání energie založených na elektrochemických článcích kov-vzduch. Doktorand se seznámí nejen s polymerním reaktorovým a materiálovým inženýrstvím, fyzikou polymerů, hydromechanikou a koloidními vědami, ale také se zdokonalí ve technikách pokročilého matematického modelování. Projekt bude probíhat nejen s výzkumným týmem v naší laboratoři, ale také ve spolupráci s partnery z evropských firem a universit. Projekt bude podporován z grantových projektů a ze smluvního výzkumu. Info: telefon +420 220 44 3296, kancelář B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Modelování kvantových efektů jader ve spektroskopii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na vývoj metod pro modelování různých spektrálních charakteristik molekulárních systémů se zahrnutím kvantových efektů atomových jader. Tyto efekty budou také vyšetřovány z pohledu vlivu na strukturu molekul a na termodynamické vlastnosti (kvantová termodynamika). Více informaci viz http://photox.vscht.cz.

Modelování reologických vlastností mléčných výrobků..

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Modelování ultrarychlých dějů v radiační chemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

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

Modifikace povrchů kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kovové biomateriály hrají stále nezastupitelnou roli v medicíně. Stav povrchu významným způsobem ovlivňuje vlastnosti a chování biomateriálů. Jedná se zejména o interakci na fázovém rozhraní kov-elektrolyt, tj. biokompatibilitu a korozní chování, ovlivněny mohou být však i mechanické vlastnosti. V rámci práce budou modifikovány povrchy kovových biomateriálů za účelem zvýšení jejich užitných vlastností. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.

Modifikované DNAzymy a DNA origami

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány modifikované deoxyribonukleosid trifosfáty nesoucí funkční skupiny nebo ligandy pro komplexace kovů a budou použity pro enzymovou syntézu modifikovaných oligunukleotidů, které budou dále využity v selekci nebo konstrukci funkčních DNAzymů nebo DNA origami.

Modifikované DNAzymy a DNA origami

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány modifikované deoxyribonukleosid trifosfáty nesoucí funkční skupiny nebo ligandy pro komplexace kovů a budou použity pro enzymovou syntézu modifikovaných oligunukleotidů, které budou dále využity v selekci nebo konstrukci funkčních DNAzymů nebo DNA origami.

Modulace kovových nanočástic pro specifické plasmonické zesílení

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na uspořádání plazmonických nanočástic a fluorescenčních nanočástic pomocí DNA origami. Kovové nanostruktury jsou schopné masivního zesílení optické odezvy, které jsou důsledkem kolektivních rezonancí elektromagnetických záření nazývaných plazmony. Disertační práce bude sestávat z charakterizace plazmonové rezonance kovových nanočástic, DNA funkcionalizace plazmonových nanočástic a optimalizace procesu jejich samosestavování do požadované orientace. Uspořádané nanočástice budou sloužit ke studiu prostorové manipulace světla plazmony.

Modulární hydrogeloví mikroroboti

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Ivan Řehoř, Ph.D.

Anotace

Miniaturizace robotů na velikost desítek mikronů umožní jejich užití v dosut nepřístupných oblastech, jako je kontrolovaná doprava léčiv, či mikrochirurgie. Ukazuje se, že použití měkkých materiálů, které konají mechanickou práci pomocí deformace je klíčové pro snížení mechatronické náročnosti robotů a umožňuje jejich miniaturizaci, které není možné dosáhnout s tradičními konstrukčními přístupy. V naší skupině jsme nedávno vyvinuli hydrogelové mikroroboty, schopné plait se po podložce a poháněné světlem (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg). Spousta budoucích aplikací takovýchto mikrorobotů předpokládá jejich schopnost autoomní kooperace a schopnost spojovat se do větších funkčních celků. Modulární konektivita individuálních robotů byla experimentálně zkoumána v makroměřítku. Cílem tohoto projektu je zkoumat nové přístupy pro spojován jednotlivých robotů v mikroměřítku, založné na chemickém rozpoznávání. Vzniklé robotické superstruktury budou testovány pro schopnosti vykonávat práci, například schopnost uchopit objekt.

Modulární syntéza silanových dendritických materiálů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Precizně vybudovaná molekulární architektura je důležitým předpokladem funkčnosti daného materiálu. Proto je v současnosti vývoj metod, které umožňují přípravu přesně definovaných makromolekulárních látek předmětem intenzivního zájmu. Tématem projektu bude aplikace principů modulární syntézy při přípravě nových dendritických materiálů s vlastnostmi vhodnými pro medicínské uplatnění (diagnostika, terapeutika, teranostika, systémy pro dopravu léčiv). Knihovna stavebních bloků, která je už v naší laboratoři k dispozici, bude dále rozšířena syntézou nových sloučenin popř. funkcionalizací již existujících. Následně budou z těchto modulů, pomocí vhodně navržených postupů, sestavovány nové dendritické multifunkční materiály s požadovanými vlastnostmi. V aplikačním uplatnění těchto materiálů budeme navazovat na dlouhodobou spolupráci s externími pracovišti. Součástí práce bude důkladná analýza produktů pomocí vhodných technik (NMR, HRMS, GPC atd.). Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

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

Molekulání kompozity polyamidů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Práce je zaměřena na možnosti přípravy molekulárních kompozitů polyamidu 6 s jinými polyamidy a jejich charakterizace. V těchto materiálech funguje polyamid jako matrice a další polyamid je v matrici rozptýlen a může zásadně měnit některé vlastnosti daného materiálu. Tyto kompozity nabízejí značnou variabilitu vlastností a splňují požadavky na speciální polymery.

Molekulární charakteristika různých variant parvalbuminového genu ryb a biochemické a alergenní aspekty jimi exprimovaných proteinů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Rybí parvalbuminový gen se skládá ze čtyř exonů, oddělených třemi introny. Kóduje parvalbuminový protein, který je termorezistentním potravinovým alergenem. Intronové sekvence pro svou různost slouží jako determinační marker, exonové sekvence kódují i příslušné epitopy vyvolávající alergie. Gen se v každém druhu vyskytuje jako několik variant - paralogů. Cílem práce bude charakterizovat molekulárně-biologickými, biochemickými a imunochemickými nástroji různé varianty genu/proteinu na základě fylogenetických dat získaných z dostupných databází a z NGS. Výstup by měl také posloužit jako znalostní báze i pro budoucí microarray čip na druhovou determinaci či ve phagemidové podobě na profilování pacientských sér dle míry reaktivity s různými druhy rybích mas.

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

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

Možnosti využití materiálů pocházející z tepelného štěpení odpadních polymerů

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Adam Karaba, Ph.D.

Anotace

V současnosti je v průmyslu zaváděna řada různých vysokoteplotních postupů k likvidaci odpadních polymerů, především plastů, pryží, kaučuků a podobných materiálů. Při těchto procesech dochází kromě jiného k postupnému tepelnému štěpení původních polymerů, při kterém vznikají potenciálně využitelné odpadní materiálové proudy. Např. zkondenzované podíly unikajících plynů jsou v současnosti využívány hlavně jako palivo a jsou přistřikovány do výkonných kotlů, ale přitom mohou být z hlediska průmyslového zpracování zajímavým zdrojem uhlovodíků. Jedním z možných využití takových proudů je jeho zapojení do vhodného uzlu v rafinérsko-petrochemických komplexech a konkrétně pyrolýza uhlovodíků je jedním z procesů, kde by mohlo dojít k zajímavému zhodnocení takového materiálu. Došlo by tak k materiálovému využití namísto energetického, což je z hlediska využití primárních surovin obvykle přínosnější i ekonomicky výhodnější. Složení těchto kondenzátů však výrazně závisí na materiálu, který vstupuje do tepelného štěpení i na podmínkách tohoto štěpení a je proto poměrně variabilní. Tyto kondenzáty mohou zahrnovat cenné uhlovodíkové frakce, ale také zbytkové kyslíkaté, sirné a dusíkaté deriváty uhlovodíků, halogeny, kovy ve formě solí i pevné částice, které při běžných teplotách zpracování netěkají. Proto nelze takový materiálový proud přímo zapojit do procesního zpracování, ale bude nezbytné jej vhodným způsobem upravit. Navíc je důležité zhodnotit potenciální vliv těchto nečistot na proces (a procesy následné), např. z hlediska možností otrav katalyzátorů návazných procesů, kontaminace produktů nebo koroze zařízení.

Multifunkční heterogenní katalyzátory pro zhodnocení biomasy

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Komplexita složení různých surovin na bázi biomasy vyžaduje pro jejich zpracování vývoj nových katalyzátorů s několika synergickými funkcemi. Předmětem práce bude návrh, syntéza a charakteristika multifunkčních katalyzátorů a hodnocení jejich katalytické aktivity, selektivity a stability při přeměně různých surovin pocházejících z biomasy (jako např. furfural, hydroxymethylfurfural nebo kyselina levulinová) na chemikálie s vyšší přidanou hodnotou a/nebo na pokročilá biopaliva. Hlavní pozornost bude zaměřena na pochopení vztahů mezi způsobem přípravy katalyzátoru a jeho strukturou a vlastnostmi stejně tak jako na sledování vlivu struktury a vlastností katalyzátoru na jeho aktivitu.

Multikomponentní silikátové a borátové struktury použitelné pro detekci termálních neutronů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Vít Jakeš, Ph.D.

Anotace

Předmětem této práce budou multikomponentní silikátové a borátové struktury se substitucí ionty aktivátorů s cílem zvýšit fázovou a chemickou odolnost materiálu a zlepšit scintilační odezvu při detekci záření neutronů.

Multivalentní neoglykokonjugáty s terapeutickým potenciálem

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Galektiny jsou živočišné lektiny s afinitou k b-D-galaktosidům, které se in vivo účastní např. kancerogeneze, metastatických procesů, imunitní odpovědi na nádorové bujení a dalších patogenních procesů spojených s rakovinou. Koncentrace extracelulárních galektinů in vivo signifikantně stoupá v souvislosti s nádorovým bujením a dalšími patologiemi, a proto je lze využít jako diagnostické markery. Cílená inhibice extracelulárních galektinů je jedním z nových perspektivních terapeutických přístupů k léčbě patologií spojených s jejich nadprodukcí. Řada recentních strukturně-funkčních studií umožnila detailně rozpoznat strukturní požadavky jednotlivých galektinů na vysokou afinitu a selektivitu jejich ligandů. Aviditu specifických glykomimetik k vybraným galektinům lze výrazně zvýšit pomocí multivalentní prezentace. Cílem práce je příprava multivalentních neoglykokonjugátů nesoucích specifické sacharidové ligandy nebo glykomimetika s vysokou selektivitou a afinitou vůči vybraným galektinům. Inhibiční a vazebný účinek těchto neoglykokonjugátů vůči galektinům, zvláště galektinu-1 a -3, bude testován in vitro metodami ELISA a povrchové plazmové resonance (SPR) s rekombinantními galektiny a v další fázi i s vybranými kulturami rakovinných buněk.

Míchání a segregace granulárních materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Na rozdíl od kapalin je v případě míchání granulárních systémů nutné řešit rovněž otázku segregace. Granulární systémy obsahují velké množství částic. Jednotlivá zrna však nejsou identická, ale můžou se lišit ve velikosti, hustotě, tvrdosti, tvaru nebo v jiných fyzikálně-chemických vlastnostech. Takovýto typ odlišností při pohybu částic často vede v konečném důsledku k segregaci materiálu různých vlastností. I když je segregace všudypřítomný jev, který způsobuje rozdílné dynamické chování granulárních částic v sypané vrstvě, tak důvody jejího vzniku, intenzita a predikce výsledného chování systému nejsou vždy úplně zřejmé. Cílem práce je zkoumat mechanizmy vzniku procesu segregace během procesu míchání a její vliv na dynamiku granulárních materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

NMR krystalografie farmaceuticky aktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Jiří Brus, Ph.D.

Anotace

Je naléhavá potřeba snižovat výpočetní náročnost při současném zvyšování spolehlivosti NMR krystalografie založené na předpovědích struktur polymorfních forem pevným látek. Cílem tohoto projektu je analyzovat prvky krystalové symetrie spolu s dalšími geometrickými parametry a využít těchto poznatků pro stanovení strukturních vazných podmínek (a)nebo omezení a jejich implementace v rámci stávající postupů NMR krystalografie. Taktéž se předpokládá databázové hledání podobností strukturních motivů zkoumaných na Oddělení NMR spektroskopie ÚMCH.

Nanostrukturované biomimetické povrchy s antibakteriálním účinkem

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Viola Tokárová, Ph.D.

Anotace

Biomimetické materiály vyvinuté díky novým technologiím mají jedinečnou funkci inspirovanou biomateriály a jejich strukturou vyskytující se v přírodě. Jednou z oblastí biomimetiky jsou topografické povrchy s antibakteriálními vlastnostmi. Předmětem práce je mapování topografie přírodních materiálů, jako jsou křídla vybraných zástupců vážek nebo okvětních lístků růží, a replikace struktur na vhodný materiál, který lze aplikovat v biomedicíně (např. Implantáty). Cílem je zaměřit se na nanostrukturovanou topografii a charakterizovat oba povrchy, přírodní i replikované, a otestovat antibakteriální vlastnosti replik proti různým bakteriálním kmenům (např. infekce spojené se zdravotní pooperační péčí).

Nanostruktury na bázi vrstevnatých karbidů - MXeny

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Práce je zaměřena na metodu přípravy vrstevnatých MAX fází obecného složení M1+yAXy, kde M je přechodný kov, A je kov či polokov ze skupiny p-prvků (Al,Si, Ge) a X je uhlík, případně dusík. MAX fáze mají unikátní vrstevnatou strukturu a chemickou exfoliací je možné získat tzv. MXeny - monovrstvy karbidů či nitridů obecného složení M1+yXy s povrchem stabilizovaným pomocí různých funkčních skupin. Student se bude zabývat vývojem nových metod syntézy těchto látek (SPS metody, vysokoteplotní keramické syntézy) a procesy chemické exfoliace a povrchové funkcionalizace. Připravené fáze budou studovány z hlediska energetických aplikací (vývoj vodíku, Li a Na baterie, membrány pro separaci vodíku, superkapacitátory). Bude studován vliv složení a struktury na jejich vlastnosti.

Nanoterapeutika založená na antimikrobiálních peptidech pro léčbu infekcí způsobených rezistentními bakteriemi

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce bude zaměřena na studium biodegradovatelných polymerních nanomateriálů nesoucích antimikrobiální peptidy. Studované nanomateriály budou mít lineární, větvenou nebo hvězdicovitou strukturu složenou z hydrofilních nebo amfifilních kopolymerů, jejichž struktura bude obsahovat spojky reagující na vnější stimuly. Cílem práce bude vyvinout efektivní nanoterapeutikum pro léčbu infekcí způsobených rezistentními bakteriemi. V rámci práce bude studována biologická účinnost těchto polymerních nanomateriálů v závislosti na detailní struktuře celého systému. Student si v průběhu práce rozšíří znalosti v oblasti přípravy zmíněných nanomateriálů, v oblasti in vitro biochemického a biologického testování a navazující in vivo biologické charakterizace nanomateriálů. 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.

Nanočástice škrobu – příprava a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Nanočástice na bázi škrobu, které jsou v současnosti široce zkoumány, mohou být použity jako plniva a výztuž v polymerních kompozitech, jako nosiče pro aktivní transport léčiv, bariérové potahované materiály a stabilizátory v emulzích typu o/v. Přídavek nanokrystalů škrobu různého botanického původu do biodegradabilních plastů na bázi waxy (voskového) škrobu zlepšuje bariérové a mechanické vlastnosti rezultujících materiálů. Doktorská práce bude zaměřena na přípravu nanočástic škrobu a jejich potenciální využití.

Neplanární nekonvenční pi-elektronové systémy

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Irena Stará, CSc.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je vývoj syntetických přístupů ke komplexním π-elektronovým systémům, jakými jsou rozsáhlé aromáty. Pozornost bude věnována také syntéze jejich funkčních derivátů. U těchto unikátních molekul bude studováno jejich dynamické chování, chemická reaktivita, uspořádání v krystalu, 2D samoskladba, chiroptické (a jiné spektroskopické) vlastnosti stejně jako přenos náboje či spinu.

Nespecifická fosfolipasa C z Arabidopsis thaliana: vztah struktury a funkce

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Tato disertační práce má za cíl objasnit katalytický mechanismus, strukturu a vztah struktury funkce nespecifické fosfolipasy C (NPC) z Arabidopsis thaliana. Na tématu spolupracují tři pracoviště - VŠCHT, ÚEB a Biocev. V genomu Arabidopsis thaliana bylo identifikováno šest genů kódujících NPC (NPC1-NPC6). V rámci našich předchozích experimentů s NPC4 bylo zjištěno, že aktivitou tohoto enzymu in vitro vzniká kromě očekávaného produktu - diacylglycerolu, překvapivě také kyselina fosfatidová. Zdá se, že tato druhá aktivita byla doposud přehlížena. V tomto projektu se zaměříme na studium tohoto jevu pomocí mutageneze a pokusíme se objasnit strukturu a katalytický mechanismus těchto enzymů. Také bude zkoumán vliv mutací na fenotyp rostlin.

Netradiční kvasinky potenciálně využitelné na produkci speciálních kvašených nápojů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie (double degree)

Anotace

Dnešní pivní trh je velmi rozmanitý a všichni výrobci hledají způsoby, jak se odlišit. Cílem této práce bude najít takové kvasinky, které by mohly být použity pro fermentaci a zároveň poskytovaly zajímavé a jedinečné aroma finálního výrobku ve srovnání s normálním kvašeným pivem. Vedlejším cílem bude i hledání kmene mikroorganismu použitelného pro výrobu nealkoholického piva.

Nosičové katalyzátory s aktivní vrstvou směsných oxidů přechodných kovů

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce je zaměřena na přípravu katalyticky aktivních směsných oxidů přechodných kovů na tvarovaných kovových a keramických nosičích. Studována bude modifikace povrchu nosičových materiálů a depozice oxidových povlaků sloužících k ukotvení aktivních složek a následné nanesení katalyticky aktivních binárních a ternárních oxidů Ni, Cu, Co a Mn tak, aby bylo dosaženo dobré adheze těchto oxidů k nosiči. Cílem práce je získat komplexní informaci o vlivu povrchové úpravy nosičů, způsobu depozice prekurzorů a následného tepelného zpracování na složení, fyzikálně-chemické vlastnosti a katalytickou aktivitu nanesených směsných oxidů.

Nová generace materiálů a přístupů pro detekci a ničení farmaceutických kontaminantů ve vodném prostředí

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Kvůli lidské činnosti farmaceutické sloučeniny stále více znečišťují životní prostředí a představují vážné riziko pro ekologickou bezpečnost. Zejména léčiva v přírodním vodném prostředí v koncentracích od nano k mikrogramům se stáváji globálním světovým problémem. Mezi často detekovanými sloučeninami si zaslouží zvláštní pozornost paracetamol, karbamazepin, diklofenak a ibuprofen, protože jsou klasifikovány jako nebezpečná xenobiotika. Hlavním cílem navrhované práce je zavést inovativní metody pro identifikaci přítomnosti léčiv ve vodném prostředí a následně implementovat jejich fotodegradaci na základě heterokatalytických procesů. Zejména se bude používat povrchově zesílena Ramanova spektroskopie v kombinaci s povrchovou mikroextrakcí na pevné fázi, což umožní identifikovat léčiva až do femtomolárních koncentrací. Na druhé straně bude vyvinuta a zavedena řada pokročilých materiálů se zvýšenou povrchovou plochou, porozitou a produkcí reaktivních kyslíkových radikálů, které budou odpovědné za účinnou fotodegradaci dříve detekovaných léčiv. Předpokládáme, že zlepšíme proces čištění vody na maximální energetickou účinnost zavedením obnovitelného zdroje energie pro degradaci (produkce radikálů vlivem slunečním světlem) a inteligentních algoritmů pro detekci/degradaci léčiv.

Nové deazapurinové nukleosidy a nukleotidy jako potenciální antivirotika a cytostatika

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nové modifikované deazapurinové nukleosidy, nukleotidy a profarmaka jako nových inhibitorů polymeras a dalších enzymů nukleotidového metabolismu, popř. nových ligandů (agonistů či antagonistů) nukleotidových receptorů. Vybrané aktivní látky budou dále optimalizovány s cílem identifikace kandidátů na další preklinický vývoj potenciálních antivirotik či cytostatik.

Nové deazapurinové nukleosidy a nukleotidy jako potenciální antivirotika a cytostatika

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nové modifikované deazapurinové nukleosidy, nukleotidy a profarmaka jako nových inhibitorů polymeras a dalších enzymů nukleotidového metabolismu, popř. nových ligandů (agonistů či antagonistů) nukleotidových receptorů. Vybrané aktivní látky budou dále optimalizovány s cílem identifikace kandidátů na další preklinický vývoj potenciálních antivirotik či cytostatik.

Nové glykomimetika jako inhibitory galektinů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

Sacharidy jsou strukturně velice různorodá skupina přírodních látek, které hrají důležitou roli v mnoha biologických procesech, včetně imunitní regulace, infekce a pří rakovinném bujení. Hlavními limitujícími faktory při hledání potenciálních sacharidových terapeutik je jejich slabá vazebná afinita a špatné farmakokinetické vlastnosti. Jednou z cest k nové generaci stabilních a farmakologicky účinnějších sacharidovým léčivu je syntéza cukerných analogu známých také jako „glykomimetika“. Pokrok ve výzkumu těchto sacharidových analogů je však relativně pomalý kvůli problémům spojeným s jejich strukturní rozmanitostí a nedostatkem obecných syntetických metod. Při řešení těchto problémů by mohl pomoci nedávný pokrok ve fotoindukované syntéze. Použití fotokatalýzy totiž ukazuje mnohem větší efektivitu totiž ukazuje mnohem vetší efektivitu oproti standartním metodám syntézy sacharidů a současně je i šetrnější k životnímu prostředí. Cílem tohoto doktorského projektu bude vývoj syntetických metod pro přípravu různých biologicky perspektivních glykomimetik s afinitou ke galektinům (Gal-1, Gal-3, Gal-7), které se účastní mnoha fyziologických funkcí jako je zánět, imunitní odpověď, buněčná komunikace.

Nové možnosti předpovědi koloidní stability piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Jeden z limitujících faktorů stability piva je jeho koloidní stabilita. Koloidní stabilita piva je dána složením koloidního systému piva a je ovlivněna ještě dalšími faktory. Cílem této práce je nalézt takové metody charakterizace koloidního systému piva, které by nám umožnily předpovědět jeho koloidní stabilitu v čase. Dalším cílem práce je i nalezení příčin zhoršené koloidní stability u různých piv.

Nové nanostrukturované kompozitní membrány na bázi uhlíkových nanotrubic pro selektivní separace plynů

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

Anotace

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

Nové nástrojové oceli a jejich zpracování nekonvenčními technikami

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Nástrojové oceli dosahují výborných mechanických vlastností, zejména tvrdosti a otěruvzdornosti, díky obsahu karbidotvorných legujících prvků a vhodnému tepelnému zpracování. Používaná škála karbidotvorných prvků je poměrně úzká (W, V, Mo a Cr) a navíc některé z používaných prvků (W a V) jsou na seznamu kritických surovin definovaném Evropskou komisí. Bylo by tedy žádoucí je nahradit. Náhrada karbidotvorných prvků je z nejrůznějších důvodů předmětem výzkumu již řadu let a dala vznik mnoha dnes rozšířeně používaným nástrojovým ocelím. Některé potenciální karbidotvorné legury však způsobují problémy při zpracování běžnými metalurgickými postupy. Tato práce je zaměřena na vývoj nové nástrojové oceli legované netradičními legujícími prvky pro získání nástrojového materiálu, který bude zajímavý jak z hlediska mechanických vlastností, tak i z pohledu udržitelnosti. Ke zpracování budou testovány techniky zahrnující 3D tisk metodou "Direct Energy Deposition", jejíž použití u nástrojových ocelí s vysokými obsahy uhlíku bude zcela unikátní, a metody práškové metalurgie zahrnující atomizaci taveniny nebo mechanické legování a slinování v plazmatu.

Nové polymery pro membránové separace obtížně dělitelných směsí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem doktorské práce je příprava, optimalizace a detailní charakterizace nových polymerních materiálů pro přípravu polymerních membrán vzhledem k dělení průmyslově relevantních směsí obtížně dělitelných běžnými postupy.

Nové přístupy v eliminaci nádorových buněk a bakteriálních biofilmů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Nádorová onemocnění představují druhou nejčastější příčinu úmrtí v České republice i ve světě a jejich četnost stále stoupá. Přestože jejich diagnostika a léčba značně postoupila, stále se jedná o největší výzvu moderní biomedicíny. Naše laboratoř se dlouhodobě zabývá výzkumem nádorových buněk ve tkáňových kulturách i na zvířecích modelech. Nabízené téma bude sestaveno z několika linií výzkumu: 1) Testování protinádorových účinků nových nanočástic, polymerů a léčiv připravených na spolupracujících pracovištích včetně možnosti se na výrobě těchto látek podílet. 2) Tvorba věrohodných in vitro modelů nádorové tkáně vhodných pro testování nových léčiv. 3) Základní výzkum biochemie nádorového mikroprostředí a odhalování slabin nádorového onemocnění, které mohou být využity jako nový cíl terapie. Novým a rychle narůstajícím problémem je také rezistence bakterií na antibiotika, zvláště pokud bakterie přežívají ve formě biofilmu. Mezi terapií nádorů a bakteriálních biofilmů je celá řada analogií. Doplňkovou částí nabízeného tématu bude testování antibiofilmových účinků nových nanočástic, polymerů a léčiv připravených na spolupracujících pracovištích. Součástí Ph.D. studia bude vedení studentů bakalářského a magisterského studia, výjezdy na zahraniční konference, pracovní návštěvy na spolupracujících chemických a biomedicínských pracovišťích a doplňkové finanční ohodnocení ve formě částečného úvazku. Kontakt: jaroslav.zelenka@vscht.cz Publikace: https://scholar.google.com/citations?user=4_bMFYwAAAAJ&hl=cs

Nové typy substitucí na atomech boru a uhlíku na karboranech a metallakarboranech s ohledem na přípravu netradičních léčiv

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace

Téma se týká připravy nových klastrových strukturních bloků, které budou využitelné v návrhu netradičních léčiv.

Nové způsoby aktivace vazby C-O pro pokročilé cross-coupling reakce

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Cross-coupling reakce jsou součástí moderní chemie. Během cross-coupling reakcí je výchozí látka, která obsahuje reakční centrum (např. aktivovaná C-O vazba), modifikována na produkt reakce účinkem vhodného činidla v přítomnosti katalyzátoru. Cílem práce je zvýšit atomovou ekonomii cross-coupling reakcí látek s aktivovanou C-O vazbou. Během projektu budou navrženy nové typy reakčních center reprezentovaných aktivovanou C-O vazbou. U těchto látek bude cross-coupling reakce vedena tak, aby selektivně vznikly dva snadno separovatelné produkty.

Nové účinné separační membrány pro čištění vody a odpadních vod na bázi hybridních materiálů na bázi uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Stávající membránové separační procesy umožňují efektivní čištění i fyzikální desinfekci vody od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu bez nutnosti použití chemických činidel. Velikosti pórů a jejich rozložení na povrchu membrány je důležitým faktorem pro účinné odstranění kontaminantů a mikroorganismů. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených membránových materiálů na bázi uhlíkových materiálů (uhlíkové nanotrubice, deriváty grafenu aj.) s cílenými povrchovými modifikacemi (např. dopování antimikrobiálními činidly atd.) za účelem efektivního odstranění vybraných kontaminantů z vody. Vedle přípravy, charakterizace a testování materiálů bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního separačního materiálu a popisujícího modelu i rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Nový koncept zlepšení cílení polymerních konjugátů pro dopravu léčiv do mozku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Pánek, Ph.D.

Anotace

Tématem dizertační práce je koncepčně nový systém pro inhibici glutamát karboxypeptidázy II (GCP II) v mozku jako terapeutický nástroj pro potlačení glutamátové toxicity a následného sekundárního poškození způsobeného zánětlivou reakcí po ischemickém, hemoragickém nebo traumatickém poškození mozku (které obvykle poškozují mozek a míchu více než primární poranění a jsou důvodem, proč se nervové poškození často zhoršuje během několika dní po prvním výskytu příznaků). Dopravní systém bude modifikovat nepříznivé hydrofilní vlastnosti inhibitorů GCP II, které samy nemohou překročit hematoencefalickou bariéru (BBB). Dopravní systém také zvýší účinnost inhibitoru tím, že vytvoří multivalentní fyzikálně samouspořádané, biokompatibilní, polymerem pokryté pevné lipidové nanočástice. Nanočástice obsahující inhibitor se po překročení BBB, který je zprostředkovaný apolipoproteinem E, rozpadnou a inhibitor vázaný na polymer se vratně zakotví do membrány v blízkosti membránového enzymu GCP II. Očekává se, že toto zakotvení do membrány bude obecně použitelný koncept pro cílení též jiných enzymů nebo receptorů než GCP II.

Nový způsob in vitro testů skelných a sklokeramických materiálů pro náhrady kostních tkání

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Dana Rohanová

Anotace

Náhrada kostní tkáně skelnými a sklokeramickými materiály je dnes běžnou praxí hlavně v dentální a ortopedické chirurgii. Skelné materiály se používají ve formě granulí, scaffoldu nebo i celistvých výplní. Každý bioaktivní materiál, určený pro interakci se živou tkání, je podrobován sérii testů in vitro následovanými testy in vivo, kterými se sleduje tvorba kostního minerálu apatit. In vitro testy pro bio-skla jsou dnes popsány v ISO normě 23317:2014. Tato norma je však překonaná a je nutná její revize. Nevyhovuje doporučená forma testovaného materiálu (celistvé disky) ani testovací roztok SBF (Simulated Body Fluid). SBF simuluje anorganickou část krevní plasmy a je pufrován pufrem TRIS-HCl. Tento pufr s testovaným sklem interaguje a posunuje výsledky in vitro testu k falešně pozitivním hodnotám. Práce bude orientovaná na nastavení nových podmínek in vitro testu (změna složení SBF, forem materiálu (prášek, granule, scaffold) nebo i časového plánu testu. Také systém hodnocení materiálu založený na pouhém konstatování o tvorbě apatitu je nutné změnit a orientovat se na sledování kinetiky celého procesu získané z analýz výluhů. Výsledkem práce bude navržení nových parametrů ISO normy pro detailnější charakterizaci testovaných biomateriálů.

Nukleofilní fluorační činidla na bázi hypervalentních sloučenin křemíku

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Fluorované sloučeniny hrají nezastupitelnou roli ve farmaceutické chemii a agrochemii, přičemž je stále větší důraz kladen na enantiomerně čisté látky. Přestože nukleofilní fluorace je jednou za základních metod příprav fluorovaných sloučenin, asymetrická fluorace sp3 center a fluorace na aromatickém jádru stále zůstávají výzvou z pohledu chemo-, regio- a stereoselektivity. Cílem práce je v rámci společného mezinárodního projektu se slovinskými spolupracovníky syntéza a aplikace nových účinnějších a selektivnějších činidel na bázi hypervalentních sloučenin křemíku a fluorimidazolidinů. Asymetrické modifikace činidel s výhodou využijí nové chirální [2.2]paracyklofany a triptyceny. Pro studium připravených sloučenin budou vedle experimentální organické chemie aplikovány 19F a 29Si NMR spektroskopie, stejně jako výpočetní chemie.

Nutraceutika a potraviny snižující oxidační a karbonylový stres

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Anotace

Tématem práce je studium těch složek potravin a nutraceutik, které významně snižují oxidačně-redukční potenciál potraviny nebo snižují množství reaktivních karbonylových sloučenin vznikajících při transformaci cukrů. Jedná se o redukční činidla (případně jiné antioxidanty) a látky schopné reagovat s reaktivními karbonylovými sloučeninami (RCS), a to jak v potravinách, tak in vivo. RCS vznikají zejména jako produkty reakcí neenzymového hnědnutí (Maillardovy reakce) během zpracování potravin nebo produkty glykace in vivo, případně jako sekundární produkty oxidace lipidů. Cílem práce je nalezení takových potravin a nutraceutik, které mají potenciál oxidační a karbonylový stres snižovat, a v nich určit klíčové složky, které se na této aktivitě podílejí.

Návrh a aplikace supra-lipidických struktur

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Návrh a optimalizace výplní katalytických reaktorů pro dvoufázový tok kapalina-plyn s využitím 3D tisku

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Anotace

Technologie 3D tisku přináší nové možnosti pro návrh chemických reaktorů a také katalyzátorových nosičů. Především je to možnost optimalizace a detailního přizpůsobení zařízení nebo struktury katalyzátoru pro požadavky daného procesu. Předmětem této práce je proto návrh a 3D tisk optimální struktury nosiče katalyzátoru pro modelovou heterogenní reakci zahrnující proudění kapaliny a plynu. Návrh bude vycházet z experimentální studie hydrodynamiky jednofázového a dvoufázového toku vrstvou strukturované výplně a matematického modelování procesu pomocí CFD (OpenFOAM, ANSYS Fluent). Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení, matematickému modelování a technologie 3D tisku. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.

Návrh a příprava inhibitorů purin-nukleosid fosforylázy – SAR studie

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme připravili nový typ acyklických nukleosidfosfonátů, jež jsou účinnými inhibitory lidské purin-nukleosid fosforylázy (hPNP). Takové látky mohou být využity při léčbě T-buněčných leukémií. Pro výběr vhodného preklicnického kandidáta je potřeba připravit větší sérii derivátů a otestovat jejich biologické vlastnosti. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza.

Návrh a příprava inhibitorů purin-nukleosid fosforylázy – SAR studie

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme připravili nový typ acyklických nukleosidfosfonátů, jež jsou účinnými inhibitory lidské purin-nukleosid fosforylázy (hPNP). Takové látky mohou být využity při léčbě T-buněčných leukémií. Pro výběr vhodného preklicnického kandidáta je potřeba připravit větší sérii derivátů a otestovat jejich biologické vlastnosti. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od heteroarylazobenzenů a bis-azobenzenů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz citace). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bis-azobenzenů a pyrimidinu (a jiných heterocyklů), zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od heteroarylazobenzenů a bis-azobenzenů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz citace). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bis-azobenzenů a pyrimidinu (a jiných heterocyklů), zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.

Návrh a příprava nových proléčiv acyklických nukleosidfosfonátů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Acyklické nukleosidfosfonáty tvoří významnou skupinu antivirotik. Fosfonátová skupina je při fyziologickém pH deprotonována a ANPs jsou příliš polární na to, aby efektivně pronikaly do buněk. Proléčiva odvozená od ANPs umožňují tento problém obejít. Cílem projektu bude návrh, syntéza a studium nových proléčiv ANPs.

Návrh a příprava nových proléčiv acyklických nukleosidfosfonátů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Acyklické nukleosidfosfonáty tvoří významnou skupinu antivirotik. Fosfonátová skupina je při fyziologickém pH deprotonována a ANPs jsou příliš polární na to, aby efektivně pronikaly do buněk. Proléčiva odvozená od ANPs umožňují tento problém obejít. Cílem projektu bude návrh, syntéza a studium nových proléčiv ANPs.

Návrhové parametry bioreaktorů - Experimentální studie transportních charakteristik různých typů zařízení

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Efektivita výroby nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je významnou měrou dána použitím vhodného typu bioreaktoru. Při návrhu bioreaktoru jsou klíčovými hledisky maximální výtěžek a současně životnost přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky jako objemomvý koeficient přestupu hmoty, zádrž plynu v kapalině, intenzita disipace energie ve vsádce) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů, jak je uvedeno dále. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných fermentačních médií. Práce je zamýšlena jako spolupráce VŠCHT Praha (pracoviště školitele) a Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště konzultantky), ideálně pro dva řešitele, a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedenou konzultantkou. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření transportních charakteristik stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.

Ochranné štíty autonomních systémů před elektromagnetickými interferencemi

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Prudký nástup autonomních systémů typu robotických pomocníků, dronů či samořiditelných vozidel sebou nevyhnutelně přinesl nárůst využití zařízení pro určování polohy, jako jsou například mikrovlnné senzory, či pokročilá lidarová, radarová či rádiová technika. Díky tomu také narůstá pravděpodobnost existence nežádoucích interferencí tohoto elektromagnetického vlnění s integrovanými obvody autonomního zařízení, což může ve svém důsledku vést ke zvýšené pravděpodobnosti výskytu nebezpečných jevů, včetně havárií a ztrát na lidských životech.
Cílem této práce je proto vyvinout nové materiály pro útlum elektromagnetických interferencí a aplikovat je jako ochranné štíty v provozní oblasti elektromagnetického spektra stávajících systémů pro určování polohy. Práce bude zaměřena na vyhledání, syntézu a charakterizaci vhodných elektrických a magnetických materiálů a jejich nanostrukturovaných analogů a následný design, výroba a testování nových lehkých a flexibilních ochranných štítů. Součástí práce také bude modelování a vyhodnocování stínící účinnosti ochranných štítů v simulovaných i reálných podmínkách provozu autonomních systémů.

Odstraňování oxidu uhličitého ze spalin vznikajících při spalování fosilních paliv a biopaliv ve velkých energetických kotlích

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Práce bude zaměřena na vývoj vhodného technologického postupu odstraňování oxidu uhličitého ze spalin vznikajících při spalování fosilních paliv a biomasy ve velkých energetických kotlích. Technologie by měla být použita pro čištění spalin o teplotách od 50 do 90 °C. Předpokládá se vývoj vhodných funkcionalizovaných adsorbentů se zakotvenou kapalnou fází na bázi organických amínů a imínů, které budou zajišťovat chemickou vazbu oxidu uhličitého na povrchu adsorbentu a tím jeho dostatečnou adsorpční kapacitu pro CO2. Regenerace saturovaného sorbentu se předpokládá jeho zahřátím na teploty 120 - 180 °C pomocí vodní páry. Je potřeba najít takový nosič (aktivní uhlí, anorganické sorbenty) a takové činidlo, které budou vykazovat dobrou vzájemnou vazbu, aby nedocházelo ke ztrátám organického činidle v procesu regenerace. Ogranické činidlo musí zároveň zajišťovat vysokou afinitu k CO2. Dalším cílem práce je nalézt vhodný způsob zakotvení organického činidla na vnitřním povrchu sorbentu.

Odstraňování těžkých kovů ze spalin produkovaných při spalování uhlí

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Práce je zaměřena na testování adsorbentů vhodných k záchytu rtuti z modelových směsí simulujících spaliny z hnědého uhlí. Cílem práce je najít optimální adsorbenty umožňující efektivní záchyt rtuti z elektrárenských spalin produkovaných při spalování českého hnědého uhlí, zjistit adsorpční kapacity těchto adsorbentů pro rtuť za podmínek sorpce z elektrárenských spalin (vysoké teploty a vysoká vlhkost) a možnosti eventuální regenerace saturovaných adsorbentů. Práce je součástí grantového projektu TAČR.

Oleogely jako systémy pro doručování léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Omyvatelné tablety pro řízenou rychlost uvolňování léčiva

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

On-line měření a řízení kontinuálních procesů ve farmaceutické výrobě

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Optimalizace výroby fermentovaných potravin

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Projekt bude zaměřen na vývoj a optimalizaci výroby fermentovaných potravin (masných výrobků a produktů z ovoce a zeleniny). Základní faktory ovlivňující kvalitu a bezpečnost fermentovaných výrobků jsou: startovací kultury, kvalita použitých surovin, mikrobiální kontaminace surovin, receptura, technologický postup, podmínky fermentace a podmínky balení a distribuce. V rámci projektu budou vyvíjeny nové receptury a optimalizovány postupy výroby včetně výběru a dávkování vhodných startovacích kultur, balení a distribuce fermentovaných výrobků z masa, ovoce a zeleniny. Jednotlivé technologické postupy budou v rámci projektu optimalizovány, jak v poloprovozních podmínkách, tak u výrobců fermentovaných potravin.

Ovlivňuje nedostatek sexu naše genomy a fenotyp? Vliv nepohlavního rozmnožování na strukturu genomů, populací a fitness klonálních jedinců.

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Jan Pačes, Ph.D.

Oxidy titanu a titanáty pro pokročilé aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Šubrt, CSc.

Anotace

Li-ion baterie jsou jedním z nejslibnějších elektrochemických zdrojů energie. Materiály na bázi Ti, jako Li4Ti5O12, Li2Ti3O7, TiO2-B a H2Ti3O7, jsou považovány za důležité anody pro lithium-iontové baterie kvůli jejich vysoké bezpečnosti a vynikající cyklické stabilitě. Li-iontová baterie (LIB) (obvykle využívající uhlíkové materiály jako anodu) čelí výzvám, pokud jde o převzetí hybridních elektrických vozidel a stacionárních zdrojů energie. Sloučeniny na bázi Ti, zejména Li4Ti5O12, byly prokázány jako nejslibnější anodové materiály, protože vykazují vynikající cyklickou reverzibilitu a vysoké provozní napětí pro zajištění zvýšené bezpečnosti. Rychlost těchto materiálů na bázi Ti je však relativně nízká kvůli velké polarizaci při vysokých rychlostech nabíjení a vybíjení. Ke zvýšení elektrické vodivosti byly použity dopování, povrchové modifikace a iontová difuzivita vytvořením různých nanomateriálů. Bude použit nový způsob přípravy založený na extrakci síranových iontů z krystalů titanylsulfátu a jejich nahrazení hydroxylovými skupinami ve vodném alkalickém roztoku. Metoda vede k nanostrukturované kyselině metatitaničité nebo alkalickým titanátům.

Penetrace sloučenin do pokožky v závislosti na jejich struktuře

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Složky kosmetických přípravků penetrují do různých vrstev pokožky. Hloubka jejich penetrace závisí na jejich molekulové hmotnosti a zároveň na jejich polaritě. Malé a lipofilní molekuly penetrují do hlubších vrstev pokožky, velké a hydrofilní molekuly zůstávají v povrchových vrstvách pokožky. Cílem práce bude stanovit hloubku penetrace látek, které se používají v kosmetických přípravcích, dvěma nezávislými metodami – metodou stripování vrstev pokožky a permeační metodou za použití Franzových cel.

Perkolační oxidické struktury s heteropřechody: využití pro detekci toxických plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V posledních několika letech se pro detekci plynů stále častěji využívají oxidické struktury, které z pohledu elektrických vlastností nemají charakter "homogenních" rezistorů, ale jedná se o heteropřechody tvořené zrny dvou různých polovodičů (oxidů) s odlišnými šířkami zakázaného pásu. Citlivá vrstva výsledného senzoru má charakter dvojrozměrné nebo trojrozměrné perkolační struktury. Kritickými požadavky na citlivou vrstvu jsou: a) odloučení obou oxidických fází; b) velikost zrn řádově jednotky mikrometrů. Pokud detekovaný plyn interaguje s výše popsanou heterostrukturou, dochází ke změnám velikosti energetické bariéry na heteropřechodech a současně se dramaticky mění vodivost obou zúčastněných polovodičů. Výsledkem pak je změna "integrální" hodnoty elektrického odporu takového senzoru o několik řádů. Disertační práce se zaměří především na přípravu popsaných oxidických heteropřechodů metodou termální oxidace a následnou charakterizaci detekčních parametrů takovýchto senzorů.

Pevnost a tekutost granulárních materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Mechanika granulárních materiálů (písek, jíl, bahno, suť) je jedním z nejcitovanějších problémů v geologii a průmyslové výrobě. Přírodní katastrofy jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy jsou způsobeny mechanickou nestabilitou granulární sutě. Z pohledu stavebnictví, farmaceutické a chemické výroby je nutné zabývat se mísením a transportem granulárních materiálů, kdy je obvykle vyžadována jejich "tekutost". Cílem této práce je studovat pevnost granulárních materiálů, která charakterizuje přechod ze statického do tekoucího stavu, a porozumět mechanismům, které vedou ke snížení pevnosti. Student bude provádět a analyzovat počítačové simulace granulární vrstvy namáhané smykovými silami. Výhodou virtuálních experimentů je, že umožnují separovat vliv jednotlivých procesů, které ovlivňují pevnost materiálu. Student se zaměří především na možnost degradace pevnosti vlivem porézní tekutiny nebo vnějších oscilací. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, geologii, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Plasmon- a elektrochemicky aktivní materiály pro relevantní chemické transformace

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Plazmonová chemie je novým a velmi slibným způsobem zavedení energie do reakčního systému. Především se jedná o možnost uskutečnit relevantní chemické transformace, jako jsou např. štěpení vody a výroba "zeleného" vodíku, aktivace CO2 a jeho proměna na metanol nebo zachyceni a aktivace atmosférického dusíku. Pro zvýšení selektivity a výtěžku uvedených reakci je atraktivní kombinovat plasmon-indukované procesy s tradičními elektrochemickými procesy. Práce je zaměřena na vývoj nové generaci materiálů, která by propojila elektrochemicky aktivní povrchy a katalyzátory s plazmon aktivními nanostrukturami.

Pokročilé baktericidní povlaky s dlouhodobým účinkem

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály

Anotace

Experimentální práce zaměřená na optimalizaci ukotvenín kovových nanočástic na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální metody založené na interakci částic s laserovým zářením. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Pokročilé kompozitní materiály na bázi Sorelova cementu a vrstevnatých nanomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

V této disertační práci budou připraveny a charakterizovány kompozitní materiály na bázi reaktivního oxidu hořečnatého. Jako matrice bude využita fáze 5 Sorelova cementu (Mg3(OH)5Cl.H2O, MOC) a jako aditiva budou využity vrstevnaté nanomateriály na bázi uhlíku (grafen, grafit oxid). Dále budou využity různé druhy alternativních plniv. Všechny připravené vzorky budou charakterizovány z hlediska jejich fázového a chemického složení, morfologie a tepelného chování. Připravené makroskopické vzorky budou podrobeny mechanickým testům.

Pokročilé makromolekulární systémy pro doručování genetických vakcín

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Richard Laga, Ph.D.

Anotace

Aktivní imunizace organizmu pomocí vakcín si vydobyla nezastupitelnou pozici při prevenci různých typů infekčních onemocnění. Z hlediska bezpečnosti a účinnosti jsou velkým příslibem vakcíny založené na upravené virové RNA či DNA (tzv. genetické vakcíny), kódující proteinové antigeny na površích mikrobiálních patogenů, zodpovědné za vyvolání imunitní odpovědi. Limitujícím faktorem genetických vakcín je ale nízká stabilita nukleových kyselin (NK) v krevním oběhu a omezená imunogenicita. Elegantním řešením je využití makromolekulárních systémů na bázi syntetických polykationtů, které s nukleovou kyselinou vytvoří elektrostatický komplex, jež NK ochrání před degradací. Do struktury polykationtů je navíc možné zabudovat imunostimulační látky (tzv. adjuvancia), které významně zesílí imunitní odezvu organismu na daný antigen. V práci bude studována syntéza a fyzikálně-chemická charakterizace kationtových polymerů methakrylamidového typu a jejich schopnost komplexovat, stabilizovat a zpětně uvolňovat nukleové kyseliny při různých fyziologických podmínkách. Řešena bude také konjugace imidazochinolinových adjuvancií na polykationty. Biologické testování makromolekulárních genetických vakcín bude zajištěno na spolupracujícím zahraničním pracovišti.

Pokročilé materiály pro přípravu zeleného vodíku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Potřeba ochrany životního prostředí a vývoje udržitelných zdrojů energie vede k vývoji energetiky založené na vodíku, která poskytuje ideální z ekologického hlediska, materiálový cyklus. Jedna důležitá otázka v této oblasti však dosud zůstává nevyřešená – výroba levného a „zeleného“ vodíku. Běžné metody, kdy se vodík vyrábí z ropy, nelze považovat za optimální. Proto v poslední době byla velká pozornost zaměřena na tzv. „zelen“ý vodík, vyrobený z vody elektrolýzou. Běžnou elektrolýzu však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití světlem řízeného štěpení vody. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, schopných iniciovat fotolýzu vody při osvícení (ideálně při působení slunečním světlem). Práce bude probíhat ve spolupráci s komerčními partnery: Unipertrol, Škoda transportation a LISS.

Pokročilé metody a aplikací SERS

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na přípravu a použití pokročilých SERS prvků. Především se jedná o kombinací plasmon-aktivních substrátů, povrchové modifikace a analytických měření pro detekci relevantních chemických sloučenin. V respektive je cílovou oblastí detekce kontaminantů v půdě nebo vodě, zakázané přídavky v potravinách a biologické márkry závažných onemocnění.

Pokročilé metody analýzy obličejových dat pro evaluaci rehabilitačního procesu

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Analýza biomedicínských dat je v současné době velmi žádaná, zároveň však dosti obtížná úloha. Projekt vychází ze spolupráce s Klinikou ORL Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a je zaměřen na snímání 3D obličejových dat pacientů po operaci hlabvy a analýzu těchto dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy obrazů, (ii) návrh konkrétní metodiky a algoritmu pro snímání dat s využitím rozličných HW prostředků: Kinect, mobilní telefon, atp.), (iii) zpracování těchto biomedicínských dat a (iv) implementace a verifikace v nemocničním prostředí.

Pokročilé metody formulace léčiv pro topické podání

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Pokročilé slitiny s vysokou entropií a modifikovatelnými vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

Pokročilé statistické metody a jejich potenciál pro analýzu biomedicínských dat

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Biomedicínská data mají často velmi komplexní strukturu (mnoho korelovaných proměnných, autokorelace v čase a prostoru, mnohodimenzionální data, vysokofrekvenční data atp.). Jejich správná statistická analýza tedy není rutinní záležitost, vyžaduje tvůrčí přístup s použitím různých pokročilých statistických metod a technik. Cílem práce bude nastudovat pokročilé metody z různých oblastí statistiky (např. vícerozměrná statistika, analýza časových řad, analýza funkcionálních dat atp.) a zvolit jejich vhodné kombinace (popřípadě vyvinout jejich modifikace) za účelem získaní důležitých informací z vybraných biomedicínských dat. Důraz bude kladen na rigorózní přístup (specifikace a ověření předpokladů metod) a pečlivou intepretaci výsledků včetně ověření jejich spolehlivosti (za pomocí exaktních či simulačních metod).

Pokročilé struktury a materiály pro povrchově zesílenou Ramanovou spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (Surface Enhanced Raman Spectroscopy - SERS) aktuálně poskytuje velmi zajímavou metody detekci různých molekul s možností určit přítomnost třeba i jedné molekuly. Předchozí výsledky naší skupiny umožnily docela velký pokrok v této oblastí přes návrh a realizaci nových SERS struktur a substrátů. Aktuální otázka je posun do praktické oblasti s využitím vyvinutých struktur. Tato práce předpokládá využití SERS pro následující oblastí: enantioselektivní detekci léků a biologicky aktivních sloučenin, detekci drog (zejména tumorových a hormonů) v odpadních vodách, detekci zakázaných látek ve vzduchu takzvaný elektronický nos atd.

Polyamidové nanokompozity

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Záměrem práce je příprava a charakterizace nových hybridních materiálů na bázi vrstevnatých anorganických plniv (vrstevnatých silikátů, podvojných hydroxidů a grafenu) a polyamidu 6. Tyto materiály budou připravovány in situ polymerací hexano-6-laktamu v přítomnosti dispergovaných plniv nebo metodou míšení v tavenině.

Polymerní elektrolyty v zařízeních pro konverzi energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Polymerní iontově selektivní materiály nacházejí široké uplatnění v celé řadě technologií od ochrany životního prostředí, přes potravinářský průmysl až k průmyslové výrobě základních chemických látek. Zařízení pro konverzi energie představují jedno z nedávných, avšak stále významnějších odvětví, kde se polymerní iontově selektivní materiály mohou s výhodou využívat. Práce je zaměřena na fyzikálně chemickou i elektrochemickou charakterizaci vývojových typů polymerních iontově selektivních elektrolytů.

Polymerní materiály pro průmyslový 3D tisk

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie

Polymerní nanomateriály pro neoadjuvantní multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Hlavním 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 polymerních nanomateriálů, které umožní řízenou dopravu aktivních léčebných látek, nebo vizualizaci nádorů pro fluorescenčně navigovanou chirurgi. Tyto nanomateriály budou sloužit jako nástroj pro tzv. multimodální neoadjuvantní terapii založenou na postupném podávání chemoterapie a imunoterapie v kombinaci s fluorescenčně navigovanou chirurgií. 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.

Polysacharidy dřevokazných hub: izolace, struktura a biologické aktivity

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Dřevokazné houby jsou potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek, jakými jsou převážně sekundární metabolity: bílkoviny, polysacharidy, terpenoidy, polyfenoly apod. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a strukturní charakterizaci biologicky aktivních metabolitů dřevokazných hub pomocí vhodných spektroskopických, chromatografických a separačních metod. Antioxidační, protinádorové, imunomodulační aktivity a další aktivity vybraných látek budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Polysacharidy mikrořas: izolace, struktura a biologické aktivity

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Kultivací mikrořas vzniká biomasa, která je potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek, jakými jsou strukturní polysacharidy, bílkoviny, polyfenoly, karotenoidy apod. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci strukturních polysacharidů a případně dalších biologicky aktivních metabolitů mikrořas pomocí vhodných spektroskopických, chromatografických a separačních metod. Antioxidační, imunomodulační a jiné biologické aktivity vybraných látek budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Popis uvolňování účinné látky z pevných polymerních disperzí difuzně erozními modely

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Cílem 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.

Porézní katalytické vrstvy ve strukturovaných reaktorech

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.

Anotace

Práce se zaměřuje na přípravu a nanášení porézních katalytických vrstev do strukturovaných reaktorů, jako jsou voštinové monolity, filtry, porézní membrány a otevřené pěny. Cílem je zefektivnit provoz reaktoru s ohledem na využití katalytického materiálu, transport hmoty a tepla. Budou studovány průmyslově významné aplikace jako jsou konverze výfukových plynů, parciální oxidace a parní reforming metanu. Morfologie vzorků bude analyzována na základě snímků z elektronových mikroskopů (SEM, TEM) a rentgenové tomografie (XRT). Vliv mikrostruktury na celkovou účinnost zařízení bude testován v laboratorním reaktoru. Téma je podporováno předním světovým výrobcem katalyzátorů Johnson Matthey.

Postupy návrhu a instalace pojistných ventilů v rafinérsko-petrochemickém průmyslu

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Anotace

V oblasti průmyslové bezpečnosti zastávají pojistné ventily klíčovou a naprosto nezastupitelnou roli. Jsou poslední autonomní bariérou, která je schopna ochránit technologická zařízení proti přetlakování a odvrátit tak mimořádné situace vedoucí často až závažným haváriím. Nevhodný návrh, nastavení a provoz těchto technologických prvků však může paradoxně při uvolňování tlaku z chráněného tlakového zařízení přispět ke vzniku ztráty integrity zařízení a vyvolat ještě závažnější stav. Přestože je role pojistných ventilů v průmyslové praxi zcela nepostradatelná, není příslušná teorie jejich návrhu, výběru a vhodné instalace známa širší technické komunitě v oblasti designu chemických technologií. Doktorská disertační práce bude zaměřena na porovnání mezinárodních norem a tzv. „best engineering practice“ a z nich vyplývajících doporučení pro návrh a výběr pojistných ventilů. Zjištěné poznatky budou konfrontovány s průmyslovou praxí v oblasti rafinérských a petrochemických technologií s různým rokem instalace a uvedení do provozu od 70. let 20. století až po současnost. Na jednotlivých případových studiích bude provedena analýza zahrnující detailní posouzení dostupnosti a kompletnosti provozní dokumentace, definici jednotlivých uvolňovacích případů, návrh velikosti pojistného ventilu či sady pojistných ventilů a v neposlední řadě vhodný návrh a uspořádání příslušných potrubních systémů. Výpočty budou realizovány pomocí matematických modelů v ustáleném stavu i dynamickém módu v programu Aspen Hysys, který obsahuje rovněž specializovaný nástroj pro posuzování a navrhování bezpečnostních systémů tlakových nádob. Jednotlivé aplikace budou využity pro výpočty a budou také hodnoceny z pohledu náročnosti a uživatelnosti pro běžnou inženýrskou praxi. Výstupem doktorské práce bude určení častých nedostatků a odchylek od standardů a doporučení v návrzích systémů pojistných ventilů a hodnocení rizik z toho vyplývajících. Budou definována základní doporučení pro průmyslovou praxi a popis postupu prověřování pojistných ventilů a jejich úprav na provozujících technologiích. Zároveň bude popsán postup návrhu nových pojistných ventilů. Jednotlivá doporučení budou směřovat k minimalizaci provozních a investičních nákladů s dodržením všech bezpečnostních prvků a pravidel.

Povrch křemičitého skla

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Povrch skla je neprobádaný, přičemž vlastnosti povrchu úzce souvisí s jeho mechanickými a chemickými vlastnostmi. Práce se soustředí na přípravu povrchu skla, jeho charakterizaci a dobře definovanou modifikaci. Déle se bude studovat vztah povrchu s vybranými vlastnostmi.

Počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu a elektrických výbojů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem práce je počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu, především v souvislosti s jeho generováním v elektrických výbojích, což by mělo přispět k objasnění chemických reakcí ve výbojích a jejich prostorového rozložení. Práce předpokládá seznámení se s problematikou fyziky plazmatu, počítačovým modelováním, výběr vhodné resp. vhodných metod k modelování vybraného problému a kontrolu s experimentem. Práci je možné spojit i s výzkumem baktericidních vlastností nízkoteplotního plazmatu a případně modelovat interakci plazmatu s organickými strukturami.

Poškození vysoce legovaných materiálů v okruzích chladících vod a návrh postupů efektivního řízení životnosti

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Macák, CSc.

Anotace

Korozivzdorné oceli jsou v jaderných elektrárnách široce rozšířeným materiálem. Jejich využití najdeme mimo jiné i v okruhu chladících vod. V těchto podmínkách je nutno počítat s možnou mikrobiální aktivitou a s ní spojenými riziky pro použití těchto ocelí. Cílem práce je zvýšení spolehlivosti korozivzdorných ocelí v chladícím okruhu a návrh postupů pro efektivní řízení jejich životnosti.

Precipitace fosforečnanů vápenatých při interakci biomateriálů se simulovanými tělními tekutinami

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce bude orientována na precipitaci fosforečnanů vápenatých z vybraných simulovaných tělních tekutin. Cílem je experimentálně proměřit kinetiku precipitace ze simulovaných tělních tekutin a popsat ji pomocí vhodně vybraných či nově odvozených fyzikálně-chemických modelů.

Preferenční interakce osmolytů s měkkými materiály

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D.

Anotace

Stabilita proteinů a jejich asociace, formování membrán, rozpustnost chemicky heterogenních léčiv a jejich rozdílná distribuce uvnitř a vně buňky je možné formálně snadno matematicky formulovat. Ve skutečnosti je ale jedná o komplexní děje, které hrají ústřední roli při studiu měkkých materiálů. Tyto děje můžeme chápat jako výsledek soutěže několika základní sil [Dill]. Ve většině případů jsou tyto síly podobně velké, do značné míry se kompenzují a v rovnováze jsou velmi citlivě vyváženy. Další možností, jak studovat tyto biofyzikální fyzikálně-chemické děje je použití kosolventů. Jejich interakce s rozpuštěnou látkou mohou být souhrnně atraktivní nebo odpudivé, což se odráží v rozložení kosolventu v okolí rozpuštěné látky. Konkrétní realizace a důsledky jsou ale odlišné pro malé rozpuštěné molekuly, kde jsou zachyceny v osmotických vlastnostech, a pro velké molekuly, kde se využívá dialýzy a rozdělovacích koeficientů. Tento dvojí pohled dále komplikuje získání jednotící teorie. V této dizertační práci bude kandidát studovat změny chemického potenciálu různorodých rozpuštěných látek v přítomnosti osmolytů a důsledcích na rovnovážný stav rozpuštěné látky, např. konformační změny, fáze [Heyda, Chudoba]. Tento výzkum bude zahrnovat studium systémů od malých rozpuštěnců, monomerů a od nich odvozených polymerů až po makromolekulární komplexy. Šíře systémů se nutně odráží v nezbytnosti využít kombinaci simulačních metod; atomárně-rozlišené molekulárně dynamické simulace, zhrubené simulace s implicitním rozpouštědlem.[Chudoba, Roux]. Vysoce zhrubené modely pro studium fázových rovnováh budou využívat Monte-Carlo simulace. Simulační data budou doplněna o statisticko-termodynamický popis [Smith, Smith1]. Dlouhodobým cílem je na těchto teoretických základech zkonstruování stavové rovnice.

Prekurzory reaktivních forem kyslíku vázané na polymery pro terapii nádorů

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Miroslav Vetrík, Ph.D.

Anotace

Radiační terapie v onkologii aplikuje ionizační záření na nádorovou tkáň k vyvolání produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a zabití nádorových buněk. Lékařské ozáření může být podpořeno použitím radiosenzibilizátorů. Cílem této práce je připravit polymerní materiál, který je schopen uvolňovat ROS v nádorových buňkách nebo dodávat prekurzory, které spouštějí tvorbu ROS v místě ozáření. Kromě toho lze specifické hypoxické markery využít pro aktivní cílení na hypoxickou nádorovou tkáň. Student navrhne a připraví tyto druhy polymerních systémů, které uvolňují ROS jako superoxid, peroxidy nebo singletový kyslík v požadovaném místě. Práce je vysoce multidisciplinární, zahrnuje polymerní a organickou syntézu, charakterizační techniky, jako jsou FTIR, 1-H 13-C NMR, SEC, DLS, MS a instrumentální techniky pro sledování samouspořádání jako SLS, DLS, SAXS a SANS. Student se navíc může účastnit biologických studií, které budou prováděny na spolupracujícím pracovišti. Pokud má student zájem, je možné absolvovat část studia na spolupracujícím pracovišti ve Francii v rámci programu „double degrese PhD“, přihlášky do 14. 2. 2020 (viz https://studium.ifp.cz/cz/doktorandi/barrande-fellowship-program/ ). Máte-li o tuto možnost zájem, kontaktujte prosím školitele co nejdříve.

Procesní modelování cukrovaru s produkcí biolihu a bioplynu

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Současný provoz moderního cukrovaru je založen vedle produkce bílého cukru na dalších produktech jako je bioethanol, bioplyn, černý sirob či melasa, sušené řízky a hnojiva. Jedná se spojení jak klasické cukrovarnické výroby počínaje extrakcí, epurací, evaporací a rafinací, tak návazných procesů jako jsou fermentace, destilace či separace na ionexech a molekulových sítech. Všechny tyto procesy jsou propojeny do jednotného procesního celku směřujícího k minimání spotřebě energie, paliv a rozpouštědel. Práce bude zaměřena na vytvoření modulárního procesního schématu popisujícího celou cukrovarnickou výrobu s navazujícími procesy. Cílem je vytvoření statického či dynamického modelu založeného na hmotových a energetických bilancích s využitím stávajícího programového prostředí (AspenTech, Sugars, Matlab) nebo vlastně vytvořeného prostředí.

Processing of alloys coming from deep seawater natural sources for obtaining aluminium-based alloys and study of their corrosion resistance performances

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Hlubokomořské manganové konkrece jsou tvořeny oxidy / hydroxidy Mn a Fe s malým množstvím kritických prvků, jako jsou přechodné kovy (TM) a kovy vzácných zemin (RE). Tradičním způsobem zpracování tohoto přírodního zdroje je separace jednotlivých kovů. Tato práce je zaměřena na inovativní strategii využití hlubokomořských konkrecí: surová slitina bude získána redukcí přírodních minerálních zdrojů a bude použita pro výrobu slitin na bázi Al. Tyto slitiny budou připraveny litím a extruzí s následným zpracováním rychlým tuhnutím a mechanickým legováním s následnou kompaktizací spékáním v plazmatu. Jejich mikrostruktura a chemicko-fyzikální vlastnosti budou charakterizovány a porovnány s komerčními slitinami Al, které se díky své nízké relativní hmotnosti, dobrým mechanickým vlastnostem a nízké ceně široce používají pro různé technologické a průmyslové aplikace. Kromě toho, s ohledem na všechny tyto aplikace, mají tyto kovové materiály velký význam, pokud jde o korozní vlastnosti v kritických podmínkách expozice, proto budou provedeny také tyto studie.

Produkce antibakteriálních peptidů z mořských ogranismů a hodnocení jejich biologické aktivity

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Návrh bakteriálního expresního systému pro produkci existujících antibakteriálních peptidů identifikovaných v laboratoři prof. Stensvåg na Universitě v Tromso. Nejprve je nutné překonat problémy toxicity buď fúzí s proteinem nebo sekrecí dosaženou fúzí peptidů s transportní sekvencí. Dalším krokem je přechod na vyšší produkci a purifikaci pro funkční studie (pull down s lyzátem bakteriálních buněk). Izolované produkty budou použity pro analýzu biologické aktivity zaměřené proti bakteriálním a kvasinkovým buňkám, včetně biofilmů a stanovení imunomodulačních účinků. Následně je plánována studie mechanismů vedoucích k inhibici.

Projevy synergie a antagonismu ve vícedruhových biofilmech

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie
Vedoucí práce: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Tvorba biofilmu a další faktory virulence podléhají různým regulačním mechanismům, které v závislosti na konkrétním mikroorganismu používají jako regulační signály různé typy chemických sloučenin. Ve vícedruhových biofilmech je vytvořen komplexní systém těchto molekul. Mohou vstupovat do vzájemných interakcí nebo s přítomnými mikroorganismy a významně ovlivňovat zmíněné regulační mechanismy, které pak vedou k velmi odlišným vztahům v celé mikrobiální komunitě. Předmětem navrhovaného tématu disertační práce je cílené formování vícedruhových společenstev a porozumění jejich fyziologii a dalším vlastnostem při tvorbě a stabilizaci biofilmu

Párování kLa dat se střižnými silami pro spolehlivější návrhy fermentorů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.

Pěstování monokrystalů a strukturní analýza vícekomponentních krystalů

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Vícekomponentní krystaly API (např. soli, solváty nebo kokrystaly) mají velký potenciál co se týče úpravy farmakokinetického profilu, stability API atd. Způsob zabudování rozpouštědla, iontu nebo koformeru do struktury farmaceutické látky může výrazně ovlivnit její aplikační vlastnosti. Cílem práce je příprava monokrystalů solí, solvátů, kokrystalů a solvatomorfů vybraných látek, určení případných polymorfních přeměn v závislosti na teplotě, jejich charakterizace řadou analytických metod s důrazem rtg-strukturní analýzu a následné srovnání a korelace strukturních parametrů, definování prostoru, který nový komponent ve struktuře zaujímá.

Předpověď a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na simulaci a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo, které se budou lišit použitými polymery a plnivy. Dále budou zkoumány různé poměry polymer – plnivo. Experimentální stanovení propustnosti membrán bude doprovázeno statistickým zpracováním získaných dat. Propustnost bude také modelována na základě rekonstruované mikrostruktury membrán a transportních vlastností složek tvořících membránu.

Přestup hmoty plyn - kapalina. Experimentální studie porovnání efektivity různých zařízení.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Objemový koeficient přestupu hmoty (kLa) je klíčovým parametrem v návrzích průmyslových kontaktorů kapaliny-plynv případech, kdy je rychlost procesu řízena přestupem hmoty mezi plynem a kapalinou. Odhad hodnot kLa pro průmyslové návrhy v současnosti vychází z literárních korelací. Cílem výzkumu je vyvinout spolehlivé korelace pro predikci kLa dat v různých typech zařízení, které budou podloženy ověřenými experimentálními daty. Cílem dizertační práce je porovnat různé typy kontaktorů kapalina-plyn z hlediska jejich efektivity pro mezifázový transport hmoty. Budou vyvinuty vhodné korelace pro popis mezifázového transportu hmoty jak v mechanicky míchaných nádobách, tak v kontaktorech míchaných pneumaticky, jako je například airlift reaktor.

Připrava a elektrochemická studia polymerních vrstev pro bioanalytické aplikace

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

Anotace

V dnešní době jsou hledány rychlé,vysoce citlivé a specifické senzory pro detekci důležitých bioanalytů jako jsou biomarkery. Cílem disertační práce je nalézt metody modifikace elektrodových povrchů za účelem stanovení specifických bioanalytů/biomarkerů.

Příprava a analýza nanokrystalů křemíku získaných technologií využívající netermální plazma

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Pavel Galář, Ph.D.

Anotace

Od doby, kdy byla na křemíkových nanokrystalech (Si-NCs) pozorována efektivní fotoluminiscence (PL), požívají tyto nanostruktury významné pozornosti vědecké veřejnosti. Velké úsilí bylo věnováno především optimalizaci technik jejich přípravy a následné úpravy, tak, aby bylo možno připravovat dostatečné množství Si-NCs o vlastnostech vhodných pro specifické aplikace (solární panely, generace světla, biozobrazování, biologie a medicína). Jednou z nejvíce nadějných technik pro tento úkol se zdá být aplikace nízkoteplotního netermálního plazmatu (NTP, radiofekvenční technologie nebo využití dielektrického-bariérového výboje). Ve srovnání s jinými metodami, můžeme pomocí nízkoteplotního plazmatu vytvářet až řádově vyšší množství Si-NCs (až 1 mg/min). Takto vzniklé nanokrystaly navíc neobsahují artefakty pocházející z chemické nebo elektrochemické přípravy. V rámci práce bude student optimalizovat přípravu SI-NCs pomocí nízkoteplotního plazmatu ve skleněné trubuci a studovat vliv okolních podmínek na vlastnosti Si-NCs. Vlastnosti Si-NCs budou charakterizovány především pomocí časově integrované a rozlišené laserové spektroskopie a metodou EDS.

Příprava a biologická aktivita metabolitů flavonoidů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Flavonoidy, stejně jako jiné polyfenoly potravy podléhají extenzivnímu metabolismu ve střevě i v játrech člověka. Biotransformace flavonoidů střevní mikroflórou vede zejména ke štěpení kruhu C a tvorbě jednoduchých fenolových látek. Struktura hlavního intermediátu tohoto štěpení dosud není plně experimentálně potvrzena. V úvahu připadají minimálně tři možnosti, chalkonová struktura, derivát benzofuranonu a depsid. Všechny produkty biotransformace polyfenolů střevní mikroflórou mohou podléhat také konjugačním reakcím, jako je sulfatace, methylace či glukuronidace. Cílem této práce je připravit pomocí chemoenzymatických metod zavedených v Laboratoři biotransformací MBÚ sérii potenciálních meziproduktů a finálních metabolitů flavonoidů v množství dostatečném pro jejich detailní charakterizaci pomocí spektrálních metod a jejich použití jako standardů pro metabolické studie. U finálních produktů bude navíc stanoven jejich biologický potenciál otestováním jejich antioxidační aktivity pomocí testů in vitro. Tato interdisciplinární studie bude tudíž zahrnovat metody organické chemie, chemie přírodních látek, biochemie, mikrobiologie, molekulární biologice, experimentální toxikologie, i analytické chemie.

Příprava a charakterizace nanočástic pro transfekci buněk

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Doručování genových vektorů během transfekce buněk se obvykle provádí pomocí pozitivně nabitých polyiontů. Ve spojení s DNA je tato metoda schopna doručovat genetické informace do jádra hostitelské buňky a k následné produkci požadovaného proteinu. I když se tento postup běžně používá, toxicita polykationtů vede k nízké schopnosti reprodukce buněk a časté ztrátě kultivovaných buněk. V tomto projektu plánujeme vyvinout transfekční systém založený na biologicky odbouratelných polymerech s nízkou toxicitou za použití procesu agregace. Student se bude podílet na výběru, syntéze a modifikaci biologicky odbouratelného polymeru s následnou přípravou polymerních nanočástic jako nosičů DNA. Vlastnosti připraveného polymeru budou charakterizovány různými metodami, jako je rozptyl světla nebo GPC. Vytvořené nanočástice budou charakterizovány DLS, SEM / TEM, měřením zeta potenciálu a charakterizací jejich koloidní stability. Rovněž bude testována následná komplexace produkovaných NP s DNA a velikost vytvořených komplexů. V poslední části projektu bude proces komplexace zvětšen na potřebné množství, a vytvořené nanoagregáty bude testovány na živých buňkách.

Příprava a růst krystalů scintilačních materiálů na bázi alkalických halogenidů a studium nových dopačních koncepcí

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Téma práce bude zaměřena na přípravu a růst krystalů scintilačních materiálů na bázi hygroskopických alkalických halogenidů, např. jodidu sodného (NaI), jodidu cesného (CsI), dopovaného monovalentními kationty (např. Tl), vertikální Bridgmanovou metodou a metodou micro-pulling-down. Práce bude probíhat ve spolupráci s firmou NUVIA a.s. a Fyzikálním ústavem AV. Náplní práce bude optimalizace technologie růstu velkoobjemových krystalů NaI:Tl připravovaných vertikální Bridgmanovou metodou a studium nových dopačních konceptů v alkalických halogenidech kationty o vyšším mocenství, např. Sr, Ca, Eu2+. Na výše uvedených materiálech a jejich krystalech budou studovány vlastnosti týkající se jejich složení (prvkového a strukturního), tepelných, optických, luminiscenčních a scintilačních vlastností. Cílem práce je zvýšit optickou kvalitu připravovaných krystalů pro průmyslové aplikace a optimalizovat složení krystalů tak, aby byly zlepšeny parametry jako např. vysoký světelný výtěžek a rychlá scintilační odezva. Tato práce bude realizována částečně formou pracovního poměru s možností kariérního postupu ve firmě NUVIA a.s..

Příprava a strukturně funkční analýza virům podobných a nevirových nanočástic

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Práce je zaměřena na přípravu nanočástic samoskládáním virových strukturních proteinů a na bázi modifikovaných organických a anorganických struktur. Částice budou povrchově modifikovány pro cílení na patogenní bakterie, či nádorové buňky. Bude vyhodnocována jejich schopnost interagovat s cílovými organismy pro jejich využití k inhibici, zobrazování a modulaci buněčné aktivity.

Příprava biodegradovatelných (ko)polyesterů a studium jejich degradace

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Lenka Malinová, Ph.D.

Anotace

Práce bude soustředěna na přípravu biodegradovatelných a biokompatibilní (ko)polymerů, které budou připraveny (ko)polymerací cyklických esterů, kde pro iniciaci (ko)polymerace budou využity iniciátory na bázi biogenních kovů (např. hořčíku, vápníku). Z připravených (ko)polymerů budou připraveny fólie či mikro-/nanovlákenné vrstvy ve spolupráci s externím pracovištěm. Bude hledán vztah mezi vlastnostmi zvlákňovaného materiálu (složení kopolymeru, molární hmotnost, termické vlastnosti, koncentrace roztoku, typ rozpouštědla) a parametry zvlákňovacího procesu (aplikované napětí, vzdálenost elektrody od kolektoru, typ elektrody) na kvalitu vytvářených vlákenných vrstev a průměry vláken. V neposlední řadě bude otestována citlivost připravených materiálů vůči degradaci.

Příprava blokových kopolymerů olefinů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na syntézu blokových kopolymerů na bázi olefinů a dienů koordinační polymerací. Cílem bude připravit blokové kooplymery s bloky odlišných vlastností, např. s tvrdými a měkkými bloky. Budou využity principy koordinačních polymerací s přenosem řetězce (CCTP) a chain-shuttling polymerací. Cílem práce bude i zabudování koncových polárních skupin. Práce bude zahrnovat organometalickou syntézu katalyzátorů, testování vhodných přenosových činidel a detailní charakterizaci připravených polymerů.

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Projekt se zabývá návrhem a vývojem ekologicky nezávadných kompozitů ve formě flexibilních, samonosných filmů pro stínění elektromagnetických interferencí (EMI). Kompozity budou připraveny z přírodní celulózy a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubek, grafenu, atd.). Budou navrženy nové přístupy ke kompatibilizaci matrice/receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty chování kompozitů tak, aby bylo možné porozumět interakcím mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Kompozity a jejich dílčí materiály budou testovány pomocí stejnosměrného a střídavého elektrického signálu s cílem odhalit zákonitosti, které vedou k jejich výsledné stínící účinnosti. Nakonec bude studován synergický účinek obou receptorů vedoucí k nastavitelné účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem ve frekvenčním rozsahu 0,1 - 18 GHz.

Příprava krystalů organických materiálů na bázi léčiv a charakterizace jejich vlastností

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Téma práce bude zaměřeno na přípravu a růst krystalů těkavých a sublimujících organických sloučenin, především aktivních farmaceutických látek (polymorfů, solvátů, solí a kokrystalů) z plynné fáze a z roztoku s cílem připravit jejich objemové krystaly. Těžištěm práce bude navržení aparatury a optimalizace růstu krystalů modelových organických sloučenin depozicí z plynné fáze použitím horizontální dvousekční odporové pece s oddělenou regulací teploty. Tato metoda je založena na převedení (sublimaci) výchozí suroviny do plynné fáze v zásobní části růstového systému a jeho následné krystalizaci (desublimaci) v nejchladnějším místě druhé krystalizační části systému. Nastavením vhodného teplotního režimu v obou sekcích pece je regulována rychlost růstu vznikajícího krystalu. Nedílnou součástí práce bude (i) návrh krystalizační nádoby složené ze dvou částí – zásobní a krystalizační, (ii) optimalizace růstových podmínek (teplotní gradient v peci, teplotní režimy), a (iii) charakterizace připravených krystalů z hlediska jejich fyzikálních, strukturních a optických vlastností. Další část práce bude zaměřena na přípravu krystalů modelových organických sloučenin z roztoku a studium vlivu různých rozpouštědel na průběh krystalizace a výslednou kvalitu krystalů. Výsledné charakterizace krystalů získaných různými postupy budou porovnány.

Příprava nanostrukturních materiálů na generaci C2-C3 uhlovodíků z CO2 v elektrochemii

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

Anotace

Požadavek na omezování plynných produktů při spalování fosilních paliv v průmyslu předpokládá zachycování či jinou redukci CO2. Současně nárazová produkce elektrické energie z větrných farem a/nebo fotovoltaických parků dává možnost (elektochemicky) generovat jednoduché uhlovodíky z přebytečného odpadního CO2. Z tohoto důvodu je proto žádoucí hledat nové elektrodové materiály pro účinné elektrochemické děje. Základem budou proto materiály založené na silicidech a germanidech vybraných kovů, které budou připraveny v nanostrukturní formě. Materiály budou doktorandem připravovány pomocí laserové chemie a depozicí z plynné fáze a vyhodnocovány řadou analytických technik dostupných na pracovišti. Požadavky na uchazeče:

Příprava nanovlákenných nosičů pro depozici nanočástic katalyzátorů a imobilizaci živých buněk

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Karel Soukup, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem navrhované disertační práce je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných materiálů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek a tkáňových buněk (v rámci spolupráce s Jihočeskou univerzitou). Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a imobilizaci tkáňových buněk. Dále bude provedeno posouzení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí a adhezi a růst buněk. Studované modelové reakce budou zahrnovat jak reakci v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických sloučenin), tak v kapalné fázi (selektivní hydrogenace nenasycených uhlovodíků). Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo biotechnologie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• ochota experimentovat a učit se nové věci.

Příprava nanočástic pro doručování léčiv při léčení ran

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Hlavním zaměřením tohoto projektu je syntéza multifunkčních vezikul obsahujících hydrofilní a hydrofobní léčiva pro použití při hojení ran. Protože tyto částice mohou být použity přímo nebo jako součást krytů ran, bude nezbytná jejich podrobná charakterizace a koloidní stabilita. Student bude studovat vliv složení vezikul (primárním systémem budou povrchově aktivní látky a cholesterol) a způsob přípravy na velikost a vlastnosti vytvořených nano nosičů a účinnost zapouzdření léčiva. Pro takto připravené vezikul, bude měřena kinetika uvolňování léčiva jako funkce molekulové hmotnosti použitých povrchově aktivních látek a iontové síly roztoku. Kvalita připravených vzorků bude charakterizována kombinací analytických technik včetně 3D modulovaného DLS, depolarizovaného DLS, statického rozptylu světla, optické video mikroskopie v kombinaci s analýzou obrazu a kryo-TEM. Součástí projektu bude také příprava multifunkčních vezikul v mikrofluidních systémech a porovnání jejich vlastností s metodou vsádkové přípravy.

Příprava nosičů pro dodávání léčiv pro léčbu revmatoidní artritidy

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Revmatoidní artritida (RA) je chronická autoimunitní porucha postihující hlavně klouby, které jsou napadnuty zánětem a otokem synovie kloubu. Dnes je kromě konvenčních syntetických antirevmatik modifikujících onemocnění (DMARD) schválena řada biologických DMARD. Nedávno byl také schválen první cílený syntetický DMARD, zatímco jiné cílené sloučeniny jsou ve fázi vývoje. Obzvláště zajímavá je skupina léků na bázi komplexů zlata. Přes své slibné vlastnosti mají tato léčiva nízkou rozpustnost ve vodě a tedy nízkou biologickou dostupnost. V rámci tohoto projektu proto plánujeme prozkoumat možnost přípravy rozpustnějších sloučenin komplexů zlata s využitím přístupu krystalického inženýrství a formulovat tyto léky do různých nanonosičů. Ke zkoumání stability komplexů zlata bude použita kombinace různých přípravných a analytických technik. V dalším kroku budeme zkoumat dopad matrice nebo komplexačního partnera na charakteristiky rozpouštění testovaných komplexů.

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

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

Anotace

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

Příprava polyaromátů pro molekulární optoelektroniku

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Anotace

Cílem této práce bude syntéza a charakterizace derivátů helicenů a fenacenů pro přípravu jejich tenkých vrstev a studium jejich vlastností. Takové systémy mohou sloužit např. jako elektrochemické senzory či jako aktivní vrstvy v OLED zařízeních. Požadavky a podmínky:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie/technologie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce;
• pracovní poměr na ÚCHP.

Příprava polymerních nanoléčiv pomocí mikrofluidní nanoprecipitace - vlastnosti in vitro a in vivo za simulovaných fyziologických podmínek

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Eliezer Jager, Ph.D.

Anotace

Nanoléčiva mají mnohem větší potenciál pro biomedicínské aplikace, pokud jsou uzpůsobena tak, aby byla selektivně rozložitelná na základě určitých vnějších podnětů. Takovým podnětem může být enzymatické odstranění chránících skupin, změna pH, světlo nebo v poslední době stále více studovaná přítomnost reaktivních kyslíkových druhů (ROS) v rakovině. V projektu bude zkoumána nerovnováha v mikroprostředí buněk (změny pH, produkce ROS) jako podnět pro selektivní degradaci polymerních systémů. Mikrofluidní nanoprecipitací bude připraveno několik samouspořádaných polymerních nanoléčiv, tj. polymerních micel, nanočástic a vezikul, nastavitelně biodegradovatelných v přítomnosti fyziologicky významných změn v pH, teplotě nebo koncentrace ROS. Tato technika nám umožňuje reprodukovatelným a škálovatelným způsobem vyrábět jednotné částice s kontrolovatelnou velikostí, tvarem a chemií povrchu. Vyrobené polymerní nanosystémy budou charakterizovány pomocí standardních technik rozptylu (DSL / SLS / ELS, SAXS a SANS) a zobrazeny mikroskopicky (SEM, TEM a Cryo-TEM). Účinnost PNM bude hodnocena v modelech in vitro a in vivo simulujících fyziologicky vyvážené a nevyvážené mikroprostředí.

Příprava porézních nosičů pro imobilizaci enzymů a jejich aplikace v biokatalýze

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Aplikace enzymů pro přípravu různých biomolekul je stále více populárnější. To je způsobeno nízkou spotřebou energie a vysokou specificitou katalyzovaných reakcí. Významnou nevýhodou této technologie je ztráta aktivity enzymu nebo komplikovanost recyklace enzymu. Možným řešením těchto problémů je imobilizace enzymů na vhodný nosič. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutou technologii reaktivní gelace vhodnou pro syntézu 3D porézního materiálu tvořených nanočásticemi s volitelnou porozitou a distribucí velikosti pórů v kombinaci s kovalentní imobilizací enzymů na povrch připraveného materiálu. Pro porozumění dopadu interakcí enzym-povrch, plánujeme použít nanočástice vyrobené z různých polymerů nebo oxidu křemičitého v kombinaci s různými pomocnými molekulami umístěnými mezi porézním materiálem a enzymem. Tímto způsobem budeme schopni studovat dopad těchto interakcí na aktivitu enzymu a výtěžek biokatalytické reakce. Pro takto vytvořený systém budeme dále zkoumat vliv podmínek procesu (dispergované porézní agregáty vs. náplňové lože), vliv iontové síly, pH, koncentrace substrátu atd., na výtěžek a selektivitu prováděné enzymatické reakce. V poslední části projektu bude systém rozšířen směrem k několika následným enzymaticky katalyzovaným reakcím. Student se bude podílet na přípravě porézního materiálu a jeho charakterizaci, jakož i na povrchové funkcionalizaci pomocí vhodných skupin. Následně bude student zodpovědný za imobilizaci enzymu a testování jeho aktivity a výtěžku. Pro charakterizaci vlastností materiálu a testování chování imobilizovaných enzymů bude použita kombinace několika analytických technik včetně SEM, rozptylu světla, měření BET, Hg porosimetrie, XPS, HPLC, UV-VIS atd.

Přístupy k totální syntéze pyrazinochinazolinových alkaloidů založených na fumichinazolinu a jejich analogů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V tomto projektu budou vyvinuty krátké, biosyntézou inspirované syntetické přístupy ke komplexním pyrazinochinazolinovým alkaloidům založeným na fumichinazolinu. Tyto modulární totální syntézy budou základem pro studium jejich biologických účinků v rámci spolupráce. Plánována je též příprava malé a úzce zaměřené knihovny analogů, která doplní syntetizované přírodní látky.

Přístupy k totální syntéze pyrazinochinazolinových alkaloidů založených na fumichinazolinu a jejich analogů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V tomto projektu budou vyvinuty krátké, biosyntézou inspirované syntetické přístupy ke komplexním pyrazinochinazolinovým alkaloidům založeným na fumichinazolinu. Tyto modulární totální syntézy budou základem pro studium jejich biologických účinků v rámci spolupráce. Plánována je též příprava malé a úzce zaměřené knihovny analogů, která doplní syntetizované přírodní látky.

Přístupy k totální syntéze pyrazinochinazolinových alkaloidů založených na glyantrypinu a jejich analogů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V tomto projektu budou vyvinuty krátké, biosyntézou inspirované syntetické přístupy ke komplexním pyrazinochinazolinovým alkaloidům založeným na glyantrypinu. Tyto modulární totální syntézy budou základem pro studium jejich biologických účinků v rámci spolupráce. Plánována je též příprava malé a úzce zaměřené knihovny analogů, která doplní syntetizované přírodní látky.

Přístupy k totální syntéze pyrazinochinazolinových alkaloidů založených na glyantrypinu a jejich analogů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V tomto projektu budou vyvinuty krátké, biosyntézou inspirované syntetické přístupy ke komplexním pyrazinochinazolinovým alkaloidům založeným na glyantrypinu. Tyto modulární totální syntézy budou základem pro studium jejich biologických účinků v rámci spolupráce. Plánována je též příprava malé a úzce zaměřené knihovny analogů, která doplní syntetizované přírodní látky.

Racionální design oxidických materiálů pro anodické elektrokatalytické procesy

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc.Ing. Petr Krtil, CSc.

Anotace

Práce bude zaměřena na systematický popis struktury a funkce aktivních míst v reakcích vylučování kyslíku a chloru a jejich využití k vývoji nových katalytických materiálů. V rámci této práce bude kladen důraz na na chování modelových binárních a ternárních oxidech v systému Ru-Ti-Me (Me - přechodový kov). Výsledky chování modelových katalyzátorů budou zobecněny ve vztahu ke struktuře aktivních míst modelových systémů s cílem maximalizovat výtěžek elektrolytických procesů. Obecné vztahy mezi strukturou a aktivitou budou využity při vývoji nové generace anodických materiálů.

Racionální návrh flavinových fotokatalyzátorů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Fotokatalýza viditelným světlem je v popředí zájmu, protože umožňuje nové chemické transformace, které jsou nedosažitelné konvenčními metodikami. Jednou z nejslibnějších tříd organických fotokatalyzátorů jsou flaviny odvozené od významných přírodních chromoforů, jako jsou FMN a FAD. Obecné trendy ve fotofyzikálních a elektrochemických vlastnostech budou studovány v řadě flavinových derivátů s cílem stanovit obecné přístupy k navrhování účinných, udržitelných a stabilních flavinových katalyzátorů pro aplikace ve fotoredoxních reakcích, jako jsou C-H aktivace a fotoredukce.

Reakce mikrobiálních komunit na měnící se klima v půdě Arktické tundry

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Mikrobiologie, Microbiology

Anotace

Klimatické modely předpovídají výrazné změny v teplotních a srážkových vzorcích napříč arktickými oblastmi. Mikroorganismy významně ovlivňují stabilitu půdního uhlíku a jeho uvolňování do atmosféry v podobě skleníkových plynů. Arktické půdní ekosystémy bohaté na uhlíkaté sloučeniny jsou obzvláště náchylné ke ztrátám půdního uhlíku způsobených oteplováním a požáry. Cílem práce bude popsat odezvu mikrobiálních komunit na podmínky způsobené budoucími klimatickými změnami v Arktické tundrě, konkrétně zvýšenou precipitací v zimním období, zvýšením letních teplot a disturbancí v podobě požárů. K pokusům budou využity experimentální plochy v západním a jižním Grónsku spravované Kodanskou Univerzitou, které simulují predikované změny v půdním ekosystému. Mikrobialní společenstva z odebraných vzorků půdy budou charakterizována pomocí moderních metod molekularní biologie.Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.

Reaktory pro orgány in-vitro

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Biotechnologie, Biotechnology
Vedoucí práce: Ing. Gabriela Kuncová, CSc.

Anotace

Rozsáhlé selhání orgánů jako jsou játra, plíce, ledviny nebo srdce je možné v současné době léčit pouze transplantací. Vhodných orgánů pro transplantace je nedostatek, a proto je věnována velká pozornost tkáňovému inženýrství, které využívá jednotlivé části, buňky, 3D?strukturované nosiče a růstové faktory k vytvoření orgánu in-vitro. Jako nosiče jsou zkoumány acelulární fragmenty orgánů, tedy jejich zbytkové tkáně zbavené buněk, i uměle vytvořené porézní materiály. Předmětem projektu je výzkum reaktorů pro in-vitro osídlení nosičů buňkami. Studie bude probíhat ve spolupráci s pracovišti, které nosiče připravují, s Biomedicínským centrem Lékařské fakulty UK v Plzni a s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR v Praze. Experimentální práce bude zahrnovat studium propustnosti nosičů pomocí neživých částic, návrhy reaktorů a ověřování jejich funkčnosti. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v biotechnologii, chemickém inženýrství, fyzikální chemii, biomedicínském inženýrství; • kladný vztah k experimentování v laboratoři; • schopnost mezioborové spolupráce.

Receptor pro insulinu podobný růstový faktor 2/manosu-6-fosfát jako cíl pro zlepšení paměti a potlačení vzniku nádoru

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Lenka Žáková, Ph.D.

Anotace

V součastnosti je naléhavá potřeba identifikace nových látek, které by vedly k efektivnímu boji s neurodegenerativními chorobami. Bylo prokázáno, že insulinu podobný růstový faktor 2 (IGF2) má důležitou roli ve zlepšování paměti. IGF2 je růstový faktor, jež má také významnou roli v dospělém mozku savců. Efekt IGF2 ve zlepšování kognitivních funkcí je rychlý a trvalý a je zprostředkován receptorem pro IGF2/manosu-6-fosfát (M6P/IGF2R). M6P/IGF2R je velký transmembránový glykoprotein, který mimo IGF2 váže také M6P-obsahující ligandy a vazba jednoho ligandu může ovlivňovat vazbu druhého. Zvýšená exprese IGF2 navíc hraje důležitou roli ve vzniku určitých tumorů a M6P/IGF2R může hrát roli jako nádorový supresor. Tento projekt je zaměřen na (i) přípravu M6P/IGF2R nebo jeho konstruktů, (ii) přípravu IGF2R selektivních IGF2 analogů, a (iii) knihoven malých molekul. Tato práce by mohla vést k zajímavým klinickým aplikacím nových IGF2 analogů.

Regenerace CO2 s použitím obnovitelných zdrojů energie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

V současnosti využití a konverze CO2 lze považovat za vitální a extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava polymerů nebo methanolu z CO2) vyžadují velmi náročné experimentální podmínky a jsou extrémně nevhodné z hlediska energetické spotřeby. Navrhovaná práce se zaměří na vytvoření nové generace materiálů, které budou schopny zajistit konverzi CO2 s použitím světelných zdrojů energie (ideálně - slunečního světla). V podstatě budou řešeny dvě klíčové otázky: zachycení a využití CO2 ze vzduchu (na rozdíl od běžných metod předchozí separace CO2) a implementace obnovitelných zdrojů energie (sluneční světlo) pro konverzi CO2.

Role adhezních GPCR během virové infekce savčích buněk

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Jan Weber, CSc.

Anotace

Navržený PhD projekt se týká možné role adhezních receptorů spřažených s G proteinem během virové infekce savčích buněk. aGPCR jsou velmi zajímavou třídou proteinů obsahujících 7 transmembránových domén, které hrají důležitou roli při vývoji nervového systému, v imunitní odpovědi a v rakovině, avšak jejich role během virové infekce je zvětší části neprozkoumaná. V současnosti rozpoznáváme 33 členů skupiny aGPCR u lidí, ale většina patří mezi sirotčí receptory s neznámou funkcí. Chystáme se hledat specifické aGPCR a/nebo buněčné proteiny v aGPCR drahách a charakterizovat jejich interakci s virovými proteiny. Během postgraduálního studia se student naučí pracovat s tkáňovými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3, provádět proteomické a bioinformační analýzy, siRNA experimenty snižující genové exprese v savčích buňkách infikovaných různými viry. Navržený projekt rozšíří naše současné vědění o roli aGPCR během infekce savčích buněk a v případě úspěchu pomůže identifikovat potenciální cíle antivirové terapie.

Rovnováha a kinetika v mechanochemických procesech

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Martin Krupička, Ph.D.

Anotace

Syntetická organická mechanochemie se zabývá studiem reakcí vyvolaných mechanickou silou při mletí v kulovém mlýnu. Experimentální podmínky jsou výrazně odlišné od běžných reakcí v rozpouštědle. Díky tomu je možné studovat chemické děje z hlediska rovnováhy i kinetiky za extrémních podmínek. Cílem práce je aplikace mechanochemických postupů na organické reakce a optimalizace reakčních podmínek.

Rozpustnost a stabilita organických redoxních látek pro elektrochemická úložiště energie

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Prudký rozvoj obnovitelných zdrojů energie i elektromobilů klade vysoké nároky na ukládání elektrické energie jak ve stacionárních distribuovaných úložištích energie, tak v bateriích nebo palivových článcích s vysokou měrnou energií a dostatečným výkonem. Doktorand se v rámci tohoto tématu soustředí na experimentální i teoretický výzkum průtočných elektrochemických systémů pro akumulaci elektrické energie. Hlavním předmětem zájmu bude studium možnosti využití organických redoxních látek v elektrolytech průtočných baterií. Ve spolupráci s organickými chemiky budou hledány molekuly s vhodnými vlastnostmi pro použití ve stacionárních a mobilních průtočných konvertorech energie s cílem zlepšit technické a ekonomické parametry úložišť. Důraz bude kladen zejména na pochopení vztahů mezi chemickou strukturou organických molekul a relevantními vlastnostmi jako je rozpustnost ve vodných a nevodných elektrolytech, kinetika elektrodových reakcí a transport molekul skrz separátor/membránu. V rámci doktorské práce budou vyvíjeny či modifikovány charakterizační techniky potřebné pro získání relevantních informací o studovaných systémech s důrazem na nízkou spotřebu organické redoxní látky. Současně bude studována chemická a elektrochemická stabilita těchto látek v podmínkách předpokládané aplikace, vliv nečistot ze syntézy a rafinace, případně další aspekty, jež mohou významně ovlivnit komerční uplatnitelnost vyvíjených elektrolytů. Získané poznatky a charakteristiky jednotlivých prvků povedou k výraznému zlevnění a intenzifikaci procesu. Výstupem doktorské práce bude nejen série publikací, ale také praktické poznatky vedoucí k zavedení vyvinuté technologie do podoby poloprovozního řešení. Na projektu bude doktorand spolupracovat nejen v týmu doktorandů a post-doků na našem pracovišti, ale také s partnery z několika firem a univerzit. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Rozvoj metod monitorování atmosférické koroze

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Naprostá většina kovových předmětů je exponována v atmosféře. Jsou to nejrůznější kovové konstrukce, dopravní prostředky, stavební prvky, kovové památky apod. S tím souvisí obrovské finanční ztráty a bezpečností rizika vyvolaná korozí, kterým se předchází různými postupy protikorozní ochrany. Pro ověření účinnosti přijatých protikorozních opatření lze využít řadu metod korozního monitoringu, které je ale nutné přizpůsobit specifickým potřebám různých oblastí. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring atmosférické koroze. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.

Rozvoj spektroskopie Ramanova rozptylu a Ramanovy optické aktivity za vysokých tlaků

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

Anotace

Měření vibračních spekter např. biologicky relevantních molekul za zvýšeného tlaku odkrývá jejich strukturu a vzájemné interakce. Náplní práce bude měření Ramanových spekter modelových systémů v diamantové tlakové cele, molekulově-dynamické simulace zohledňující vysoký tlak, a interpretace spekter na základě simulací. Pokusíme se také techniku dále zdokonalit pro měření rozdílného rozptylu levo a pravotočivě polarizovaného světla (Ramanovy optické aktivity), což poskytne nové informace o studovaných systémech.

Rychlostní model vícesložkové rektifikace. Experimentální ověření.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Současné návrhy rektifikačních kolon jsou založeny především na zkušenosti a jsou v podstatě empirické povahy. Vývoj výpočetních technologií přinesl jistá zlepšení zavedením tzv „rate-based“ modelů využívající k popisu numerickou integraci diferenciálních bilancí hybnosti, energie a hmotnosti. Nedostupnost a nespolehlivost koeficientů úměrnosti charakterizujících rychlost procesů zahrnutých v těchto modelech je hlavní brzdou jejich širšího použití. Současné způsoby jejich získávaní přenosem z absorpce na destilaci a z analogie mezi přestupem tepla a hmoty jsou riskantní a při návrhu vyžadují použití velkých bezpečnostních koeficientů. Rovněž Maxwell-Stefanův přístup k výpočtu mezifázových toků hmoty z koeficientů přestupu získaných pro příslušné binární systémy, který je používán k výpočtu koeficientů v multi-komponentních směsích, nebyl dosud experimentálně ověřen. Neexistovala totiž metoda přímého stanovení transportních koeficientů při destilaci. Na našem pracovišti byla vyvinuta a úspěšně testována metodika přímého stanovení transportních koeficientů při destilaci a výrazně tak posílila možnost kritického zhodnocení současných postupů jejich získávání. Cílem disertační práce je ověřit Maxwell-Stefanův přístup k výpočtu koeficientů přestupu hmoty v multi-komponentních směsích z binárních koeficientů. K ověření budou použity koeficienty přestupu hmoty změřené ve třech binárních směsích tvořících ternární směs metanol/etanol/1-propanol a koncentrační profily podél výplně změřené pro tuto ternární směs. Konečným cílem tohoto výzkumu je zpřesnění návrhu kolon na základě simulačních rate-based modelů využitím transportních koeficientů přestupu hmoty změřených přímo v rektifikační koloně.

SERS a neuronové sítě pro analýzu složitých biochemických vzorků

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

SERS (povrchově-zesílená Ramanova spektroskopie) poskytuje možnost detekci s "absolutním" monomolekulárním limitem. Zároveň se jedná o přístrojově nenáročnou metodu, která potenciálně muže byt aplikována i v rámci malých biochemických nebo medicinských laboratoří. Praktická detekce většiny relevantních vzorků je ovšem do velké míry komplikována jejich složením, které obsahují i další molekuly, což vede k zkreslení užitečného signálu. Před dvěma lety v naší vědecké skupině byla navrhžena kombinace SERS měření (velmi vysoká citlivost) a umělé mašinové inteligence (možnost automatického zpracování SERS spektru pomocí self-teaching programů). Již první výsledky analýzy DNA ukázali, že navřena metoda poskytuje o několi řádů lepší výsledky než např. klasické PCR testy. Práce je zaměřena na další vývoj SERS/ANN kombinaci a implementaci postupu v oblastí identifikace DNA a markérů onemocnění.

Sacharidové ligandy pro cílení lektinových receptorů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Petra Ménová, Ph.D.

Anotace

Savčí sacharidové receptory (lektiny) se účastní řady životně důležitých procesů, včetně rozpoznání, internalizace a zpracování patogenního materiálu, buněčné komunikace a buněčné migrace. Cílené dopravení terapeutických nukleových kyselin do hepatocytů má velký potenciál v léčbě hepatitidy B a prevenci hepatocelulárního karcinomu. Asialoglykoproteinový receptor (ASGPR) je téměř výhradně přítomen na povrchu hepatocytů, což ho činí ideálním kandidátem pro terapii cílenou na hepatocyty. DC-SIGN je lektinový receptor nacházející se na povrchu imunitních buněk, zejména dendritických buněk a makrofágů. Rozpoznává patogeny prostřednictvím vazby se sacharidy v jejich glykokalyxu. Tato interakce spouští imunitní odpověď, ale některými patogeny je zneužívána pro usnadnění jejich šíření v hostitelském organismu. Selektivní blokace této interakce by tak měla vést k prevenci některých chorob, například, HIV nebo hepatitidy C. Cílem této disertační práce je syntetizovat ligandy specifické pro ASGPR a DC-SIGN receptory. Ligandy ASGPR receptoru budou navázány na lipidické nanočástice a využity k cílenému transportu CRISPR/Cas9 systému do hepatocytů. DC-SIGN ligandy budou použity pro studium interakcí ligand–protein.

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO2 a ZnO

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO2 a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Samočistící antibiofilmové polymerní povrchy

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie

Anotace

Tvorba bakteriálních biofilmů je jedním z hlavních problémů současného biomedicínského výzkumu. V těle se takové biofilmy vytvářejí na povrchu zdravotnických prostředků, například kloubních protéz nebo srdečních chlopní, kde způsobují zánět a chronické infekce. Cílem tohoto projektu je vyvinout novou třídu inteligentních samočistících antibiofilmových polymerních povrchů, založených na poly(2-alkyl-2-oxazolinech), které jsou pro proteiny neadhezivní a současně 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.

Selektivní odstraňování aniontů z kontaminovaných vod

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Práce se bude zabývat selektivní sorpcí aniontů (např. F-, NO3-, Br-, PO43-, CrO42-) z vodných roztoků pomocí standardních anexů, selektivních sorbentů a anorganických sorbentů. Za účelem nalezení vhodných podmínek, pro odstranění těchto aniontů, budou provedeny rovnovážné vsádkové pokusy a kolonové dynamické pokusy. V rámci výzkumu bude zkoumán vliv doprovodných aniontů, vstupní hodnoty pH a specifického zatížení na sorpční účinnost sledovaných sorbentů. Cílem doktorské práce bude nalézt vhodné sorbenty pro selektivní odstraňování daných aniontů a určit optimální pracovní podmínky těchto sorbentů jak pro sorpci daných aniontů, tak i pro jejich desorpci ze sorbentů.

Senzorová pole taktilních senzorů teploty a tlaku

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Taktilní senzory teploty či tlaku jsou zařízení použitá v robotice při vyhodnocování interakce robota s jinými objekty. Jedná se například o manipulaci s objektem, měření prokluzu uchopeného objektu, zjišťování souřadnic polohy objektu či měření velikosti síly působící na objekt. Krajním případem jsou složité taktilní systémy, jejichž účelem je simulace a nahrazování lidského hmatu. Senzory, které se pro uvedené účely používají, musí být dostatečně miniaturní, citlivé na malé změny tlaku, musí mít příznivé dynamické vlastnosti a časovou i operační stálost parametrů. Vzhledem k očekávané vysoké hustotě taktilních senzorů zapojených i v jednoduchých aplikacích, musí existovat možnost jejich provozu ve formě senzorových polí a zpracování dat pomocí pokročilých matematicko-statistických algoritmů. V neposlední řadě musí být náklady na jejich výrobu přiměřené, aby bylo možné je snadno nahrazovat v případě opotřebení.
Cílem této práce je proto vyvinout nové typy taktilních senzorů teploty a tlaku na bázi moderních nanomateriálů, které bude možné používat v experimentech s měřením časově a prostorově rozložené síly působící na matici senzorů. Součástí práce bude příprava, charakterizace a zpracování termoeletrických a piezorezistivních materiálů na bázi organických nanostrukturovaných polovodičů a uhlíkových nanostruktur. Testování těchto látek bude mimo jiné zahrnovat strukturní, chemickou a mechanickou analýzu a měření elektrických vlastností ve stejnosměrném i střídavém elektrickém poli. Vybrané materiály pak budou zpracovány do formy citlivých senzorů. Součástí této práce bude také návrh senzorových polí a dále jejich testování a zpracování signálu pomocí pokročilých algoritmů.

Separace huminových látek z vody pomocí membránových procesů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Sledování citlivosti hodnotitelů k vybraným chutím

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace

Chuť je senzorická modalita, která vede organismy k identifikaci a konzumaci živin a vyhýbání se toxinům a nestravitelným materiálům. Jak funguje chuť (chuťový vjem) není dosud zcela prozkoumáno, protože vnímání chuti potravin a nápojů vyplývá ze složitých interakcí mezi jednotlivými smyslovými systémy. Vedle dosud uznaných základních chutí může být prostřednictvím vyhrazených receptorů detekována chuťovými pohárky také tučná chuť, která leží na rozhraní somatosenzorického a chuťového vnímání. Po mnoho let bylo rozpoznávání tuku v potravě považováno především za funkci jeho struktury, a tedy somatosenzorického původu. Protože na buňkách chuťových pohárků byly popsány specifické membránové receptory pro detekci volných mastných kyselin, bude zřejmě tučná chuť považována za další základní chuť. Práce bude realizována převážně v senzorické laboratoři, která je vybavena podle příslušné mezinárodní normy ISO 8589. Součástí práce bude sledování citlivosti hodnotitelů k vybraným chutím. Pozornost bude věnována zejména tučné chuti a působení mastných kyselin na vnímání chuti, citlivosti hodnotitelů ke kovové chuti zinečnatých solí a látkám, které maskují jednotlivé chuti.

Sledování stability a změn potravinářských produktů pomocí přímých spektrálních metod

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Jan Poustka

Anotace

Disertační práce je zaměřena na aplikaci vybraných přímých spektrálních metod jako je např. infračervená spektrometrie (ATR-FTIR) anebo hmotnostní spektrometrie (DART-MS) s cílem sledovat stabilitu a změny potravinářských produktů při skladování a běžných kulinárních úpravách. Cílem práce je pro různé materiály vypracovat analytické postupy vhodné pro jejich charakterizaci se zaměřením na klíčové komponenty jako jsou např. lipidy nebo sacharidy tak, aby mohly být použity k jejich autentikaci nebo rozlišování např. podle původu nebo stupně technologického zpracování. V návaznosti na aplikované analytické metody budou pro zpracování dat také aplikovány pokročilé matematicko-statistické metody včetně multivariační analýzy dat, která umožňuje třídění do charakteristických skupin.

Sledování výskytu a osudu genů antibiotické rezistence v odpadních vodách a v prostředí

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Šíření antibiotické rezistence je jedním z nejpalčivějších světových problémů souvisejících se zdravotní tématikou. Každým rokem roste množství pacientů, kteří nemohou být léčeni běžnou antibiotickou léčbou, protože jsou infikování antibioticky rezistentními kmny bakterií. Odpadní vody a čistírenské kaly jsou jednou z nejdůležitějších cest vnosu antibiotické rezistence (formou rezistentních patogenních bakterií nebo jejich genetickou informací - genů antibiotické rezistence) do životního prostředí. Tato práce se bude zabývat sledování genů antibiotické rezistence v odpadních vodách, jejich odstraněním v čistírnách odpadních vod a jejich osudem po té, co se dostanou do životního prostředí. Hlavními sledovanými prostředími budou sedimenty recipientů odpadních vod a půda zavlažovaná recyklovanou odpadní vodou.

Slitiny s vysokou entropií připravené práškovou metalurgií

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Od roku 2004 získal vývoj materiálů nový směr zaměřením na speciální slitiny tvořené původně pěti prvky v ekviatomárních poměrech. Tato nově objevená skupina materiálů je od té doby známá jako slitiny s vysokou entropií díky vysoké směšovací entropii, způsobující vznik tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších.
Práce je zaměřena na popis strukturně závislých vlastností vysokoentropických slitin připravených práškovou metalurgií, kombinující mechanické legování a kompaktizaci slinováním v plazmatu.

Slitiny zinku pro aplikace v medicíně připravené moderními postupy práškové metalurgie

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Zinek a jeho slitiny jsou řazeny mezi biologicky odbouratelné materiály, které mohou nalézt uplatnění jako např. ortopedické a traumatologické implantáty či stenty. Hlavní výhoda zinku spočívá především v akceptovatelné korozní rychlosti a výhodných produktech vlastní degradace. Při korozi zinku totiž nedochází k uvolnění plynného vodíku, který jinak zásadně komplikuje situaci v případě degradace materiálů na bázi hořčíku. Hlavním nedostatkem zinku a jeho slitin jsou horší mechanické vlastnosti, především mez kluzu, pevnost a tažnost. Zlepšení těchto vlastností je možné dosáhnout např. vhodným legováním. Z pohledu biokompatibility nejvíce přijatelné legující prvky (Mg, Ca, Sr) jsou však charakterizovány zanedbatelnou rozpustností v tuhém roztoku zinku, což vede při konvenčních postupech přípravy k tvorbě mnoha I velmi hrubých intermetalických fází, které zvyšují křehkost materiálu a podporují nežádoucí lokální formy koroze. Cílem této práce je připravit a detailně charakterizovat nové biodegradovatelné materiály na bázi Zn-Mg-Ca/Sr připravené postupy práškové metalurgie zahrnující mechanické legování, atomizaci, melt spinning a kompaktizaci prášků postupy extruze, spékání v plazmatu (SPS) a selektivní laserové tavení (SLM). Připravené materiály by se měly vyznačovat velmi jemnou mikrostrukturou pozitivně ovlivňující mechanické vlastnosti k rovnoměrnost korozního napadení. Práce se dále zaměří na potenciální přídavek malého množství dalších legujících prvků jako Ag a Cu, které mohou dále přispívat ke zlepšení antibakteriálních vlastností materiálu. V rámci práce je předpokládána mimo jiné spolupráce s organizacemi Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana a Ústav materiálov a mechaniky strojov, SAV, Bratislava.

Snižování rizik spojených s recyklací šedých vod: Využití internetu věcí pro dálkový monitoring a řízení čistíren šedých vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Recyklace šedých vod, t.j. reltaivně málo znečištěných vod použitých v koupelnách, se stává důležitým elementem hospodaření s vodou v současné společnosti. I když jde většinou o jednoduché a spolehlivé technologie, jejich provoz a následné využití uvnitř nebo vně budov je spojen s nezanedbatelnými hygienickými a environmentálními riziky. Snížení těchto rizik, která jsou často spojena s nedokonalým provozem a údržbou, lze dosáhnout co nejdokonalejším monitoringem a řízením provozu čistírenských technologií a především monitoringem kvality vyčištěné vody. Cílem této dizertační práce bude navrhnout a odzkoušet systém monitoringu a řízení čistíren šedých vod založený na internetu věcí (IoT). Student bude hledat takový soubor parametrů, které mohou být měřeny v reálném čase a zároveň dávají co nejlepší informace o stavu čistírny a kvalitě vyčištěné vody. Dále budou hledány algoritmy, které budou reagovat na chybové provozní stavy čistíren tak, aby byla minimalizována nutnost fyzické obsluhy čistíren.

Softwarové senzory pro monitorování bioprocesů

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Kvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na studium a aplikaci výše uvedených metod pro pokročilé monitorování vybraného biotechnologického procesu.

Spektroskopie vysokého rozlišení v terahertzové a mikrovlnné oblasti spektra

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

Anotace

Terahertzová oblast spektra je oblast, která leží mezi infračervenou a mikrovlnnou oblasti a je experimentálně špatně dostupná pro neexistenci intenzivních zdrojů záření. V tomto projektu se předpokládá použití dvou laserových paprsků, jejichž frekvenční rozdíl právě v THz oblasti. Jeden z laserů je proladitelný a paprsky jsou míchány na nelineárním směšovači, tak aby byla generována diferenční frekvence. Terahertzový systém bude kalibrován pomocí přechodů molekuly CO, které jsou známy s velmi vysokou přesností. Práce bude zaměřena jednak na systémy obsahujicí Van der Wallsovy a vodíkové vazby jejichž "vibrační" frekvence spadají do této oblasti. Studie budou kombinovány s měřením rotačních spekter těchto molekulových systému. Všechná získaná data budou analyzována společně v terminech efektivních hamiltoniánů.

Spektroskopie vysokého rozlišení v terahertzové oblasti spektra

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

Anotace

Terahertzová oblast spektra je oblast, která leží mezi infračervenou a mikrovlnnou oblasti a je experimentálně špatně dostupná pro neexistenci intenzivních zdrojů záření. V tomto projektu se předpokládá použití dvou laserových paprsků, jejichž frekvenční rozdíl právě v THz oblasti. Jeden z laserů bude proladitelný a paprsky budou míchány na nelineárním směšovači, tak aby byla generována diferenční frekvence. Terahertzový systém bude kalibrován pomocí přechodů molekuly CO, které jsou známy s velmi vysokou přesností. Budou měřeny dosud neměřené přechody molekul v THz oblasti.

Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Srovnání klasických a kvantově-chemických molekulárních simulací pro predikce fázových rovnovah

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Stabilita půdních ternárních komplexů s toxickým oxoaniontem (As, Sb, Se) - vliv obsahu a forem železa a organického uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

V půdních profilech se některé toxické prvky (arsen, antimon, selen) vyskytují jako oxoanionty primárně vázáné na hydratované oxidy a oxidy hydroxidy železa (HFO) za vzniku povrchových komplexů. Tento proces probíhá rovnovážnou adsorpcí oxoaniontů z půdního roztoku na aktivní povrchová místa půdních částic za přítomnosti dalších aniontů a rozpustných organických látek. Vznikají tak binární a ternární půdní komplexy, kde se váží anorganický oxid železa, organická látka a oxoanion. Adsorpce a komplexace probíhají v koloidním prostředí, které reaguje na iontovou sílu půdních roztoků (stabilizace nebo agregace částic). Podle nejnovějších výsledků je stabilita vznikajících ternárních komplexů kritická pro dlouhodobou stabilitu vázaných aniontových fází. Cílem práce bude kvalifikovat mechanismus vzniku ternárních komplexů organická fáze – oxid železa – aniontová částice, popsat jejich strukturu, vazebné vlastnosti a vliv prostředí na stabilitu jednotlivých složek komplexů, především oxoaniontů toxických prvků.

Stanovení složení zemního plynu Ramanovou spektroskopií

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Zemní plyn obsahuje uhlovodíkové i neuhlovodíkové složky, které se běžně dají stanovit pomocí plynové chromatografie. Využití Ramanovy spektroskopie pro analýzu látek obsažených v zemním plynu zatím nebylo ve větší míře studováno a využití této spektrální metody má do budoucna velký potenciál v porovnání s chromatografickými metodami. Cílem práce bude studium kvalitativní i kvantitativní analýzy složek zemního plynu pomocí Ramanovy spektroskopie.

Stanovení tlaku nasycených par vysokovroucích látek významných z hlediska životního protředí

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

Anotace

Tlak 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; ni639ch ne6 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.

Strojové učení ve výpočetní spektroskopii

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

Anotace

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

Struktura a dynamika glutamátových receptorů, teorie a experiment.

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Černý, Ph.D.

Anotace

Navrhovaný multidisciplinární projekt kombinuje několik experimentálních a teoretických přístupů pro zpřesnění strukturních motivů ionotropního glutamátového receptoru (iGluR) v jeho funkčně významných stavech. Dostupná strukturní data doplníme za pomoci analýzy iGluR exprimovaných v savčím a hmyzím expresním systému. Farmakologicky navodíme a elektrofyziologicky charakterizujeme příslušný funkční stav receptoru (aktivační kinetika, vazebná afinita a vlastnosti iontového kanálu). Následně pomocí strukturní hmotnostní spektrometrie získáme informace o vzdálenostech mezi aminokyselinami, které dále použijeme jako vstupní data pro MD simulace zpřesňující původní krystalové struktury a pro nalezení dosud neznámých strukturních motivů a objasnění jejich role ve strukturních přechodech receptoru.

Struktura a funkce bakteriálního transkripčního systému

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Dohnálek, Ph.D.

Anotace

Bakteriální transkripční systém je v současnosti centrem pozornosti výzkumu jako cílový komplex pro působení antibiotik a současně po řadu nezodpovězených základních otázek. Soustředíme se na analýzu struktury a funkce RNA polymerasy grampozitivních bakterií, jmenovitě Mycobacterium smegmatis a Bacillus subtilis. Zkoumáme roli nedávno objevených nebo ne plně pochopených proteinů zapojených do transkripčního mechanismu. Mykobakterie jsou organismy důležité z pohledu medicíny, protože zahrnují významné patogeny. Bacillus subtilis je důležitým reprezentantem a modelovým organismem grampozitivních bakterií s odlišnostmi v transkripci ve srovnání s mykobakteriemi. Vybrané proteiny interagující s RNA polymerázou budou v tomto projektu podrobně charakterizovány z hlediska jejich struktury a funkce, a to s využitím technik molekulární biologie a integrativní strukturní biologie, včetně rentgenové krystalografie, maloúhlového rentgenového rozptylu a kryoelektronové mikroskopie.

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

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

Struktura skla a jeho rozhraní

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Skelné struktury lze popisovat pomocí strukturních kvantifikátorů (radiální distribuční funkce, kooordinace, Q-motivy, cykly) na různé geometrické a topologické úrovni. Struktura se dá teoreticky simulovat na atomární úrovni pomocí molekulové dynamiky. Cílem práce bude teoretický popis struktury skla a její souvislost se skelným přechodem. Kromě teoretického popisu se využijí simulace vybraných amorfních systémů a jejich rozhraní.

Strukturní a funkční diverzita bioaktivních metabolitů produkovaných Aktinobakteriemi

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie
Vedoucí práce: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Aktinobakterie patří mezi nejvýznamnější zdroje celé řady biologicky aktivních metabolitů s uplatněním mj. v medicíně. Využití tohoto zdroje přírodních látek naráží v současné době na řadu problémů, zejména znovu objevení již známých látek. Předpokládáme, že tento donedávna efektivní zdroj antibiotik nebo protinádorových látek se může opět vrátit do popředí, pokud se podaří uplatnit inovativnější strategie. V rámci projektu připravíme knihovnu extraktů a frakcí obsahujících metabolity získané využitím sbírky půdních Aktinobakterií. Pomocí moderních metabolomických přístupů se pokusíme zacílit metabolity našeho zájmu již na začátku celého postupu. Knihovnu budeme testovat proti setu multirezistentních patogenů, proti nimž podle Světové zdravotnické organizace potřebujeme urgentně nová antibiotika. Konkrétně budou mezi testovanými patogeny Clostridioides (Clostridium) difficile, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa a další. Kromě toho poskytneme vzorky metabolitů do projektu CZ-OPENSCREEN pro vysokoprůchozí testování různých specifických biologických aktivit. Nejslibnější metabolity budou purifikovány a strukturně charakterizovány pomocí hmotnostní spektrometrie a nukleární magnetické rezonance.

Strukturální, magnetické a termoelektrické vlastnosti TM v ZnO / ZnS: Vliv velikosti částic

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

V uplynulých deseti letech se významně oživil zájem o výzkum oxidu zinečnatého v oblasti magnetických polovodičů. Podle Zenerova modelu je ZnO dopovaný manganem jeden ze systému, ve kterém je dosáhnout feromagnetického chování i při pokojové teplotě. Jelikož rozpustnost Mn ve struktuře objemového ZnO je velmi omezená, přistupuje se k přípravě tenkých vrstev nebo nanočástic, ve kterých lze docílit vyšší koncentrace dopantu. Cílem této dizertační práce je příprava nanoprášků na bázi ZnO s co nejvyšší koncentrací Mn. Připravené prášky budou charakterizovány metodami XRD, TEM, DSC, DLS, PPMS a bude popsán vliv velikosti nanočástic na rozpustnost manganu v ZnO nebo ZnS.

Studie elektrolýzy vody s protonově vodivou membránou

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Elektrolýza vody představuje nedílnou součást vodíkové ekonomiky jako přístupu k budoucímu zabezpečení lidské společnosti elektrickou energií. Stávající průmyslově využívané technologie však trpí zásadními nedostatky. Zejména pak relativně nízkou energetickou účinností a omezenou flexibilitou. Proto je tomuto problému v současnosti věnována široká pozornost celé řady pracovišť. Mezi hlavní studované problémy patří kinetika elektrodových dějů, absence vhodných elektolytů a omezená korozní stabilita konstrukčních materiálů. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Studium a aplikace nanostruktur připravených vysokovýkonovým excimerovým laserem

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce bude zaměřena na studium interakce zejména polymerních materiálů s unikátním vysokovýkonovým excimerovým laserem. Budou studovány periorické nanostruktury na polymeru, zejména jejich aplikace v oblasti tkáňového inženýtsví se zameřením na možnosti single cell analysis. Periodické nanovzory (LIPSS) budou použity pro sledování interakce především se savčími buňkami, rovnež budou sledovány jejich antibakteriální vlastnosti, zejména v kombinaci s vybranými povrchově aktivními látkami. Práce bude zameřena rovněž na expozici tenkých uhlíkových nanovrtev a uhlíkových kompozitů. V rámci interakce materiálů s vysokovýnonovým svazkem tak budou zkoumány možnosti přípravy nových materiálů, např. Q-uhlíku s feroelektrickými vlastnosti.

Studium a příprava nanočástic v kontrolovaných podmínkách mikrofluidního uspořádání

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Viola Tokárová, Ph.D.

Anotace

Vlastnosti nanočástic (optické, elektromagnetické či mechanické) závisí na jejich velikosti, morfologii a struktuře, a proto je nutné produkovat částice vykazující co nejmenší různorodost k dosažení požadovaných uniformních vlastností. Vsádková příprava nanočástic je jednou z nejrozšířenějších metod díky své přímosti a jednoduchosti instrumentace, ale naráží na své limity dané neideálním mícháním reaktantů zejména pro extrémně rychlé srážecí reakce (tvorba koloidního stříbra, zlata, křemičitých částic). U tvorby takových nanočástic hraje míchání reaktantů významnou roli, jelikož se nukleace částic často odehrává v řádu několika milisekund po smíchání prekurzorů reakce. Průtočné mikro-fluidní systémy jsou vhodnou technologií, která díky svým malým rozměrům, velkému poměru povrchu ku objemu a intenzifikaci míchání dokáže snížit polydisperzitu produkovaných částic a kontinuálně produkovat částice, které vykazují vlastnosti těžko dosažitelné konvenčními vsádkovými metodami přípravy. Cílem této práce bude optimalizovat architekturu mikrofluidních kanálků a její vliv na promíchávání reaktantů s ohledem na syntézu nanočástic o požadované velikosti.

Studium aditiv plastů používaných v zemědělství

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Tato dizertační práce bude realizována v rámci projektu EU projektu PAPILLONS - Plastic in Agricultural Production: Impacts, Lifecycles and LONg-term Sustainability. Plasty představují v zemědělství velmi důležitou komoditu, která zlepšuje ochranu a výnos plodin. V Evropě se v současné době používá 3 až 4 milionů tun zemědělských plastů, což vytváří odpad 1 milionu tun. Během používání a na konci životnosti některé plasty degradují a vytvářejí fragmenty včetně mikro- a nanoplastů, které se mohou přechodně nebo trvale hromadit v půdě, a které pak mohou přecházet do zemědělských plodin a některých živočichů. V těchto plastech jsou obsaženy různá aditiva, např. látky používané jako antioxidanty, antistatika, zpomalovače hoření, změkčovadla, pigmenty, tepelné stabilizátory a stabilizátory UV záření. Uvedená práce bude zaměřena na vývoj analytických metod pro stanovení různých aditiv plastů ve fragmentech z plastů, zemědělských rostlinách a vybraných živočiších. Metody budou použity na analýzu vzorků odebraných v různých regionech EU, budou tak získána data pro komplexní hodnocení rizik spojených s použitých těchto plastů v zemědělství.

Studium bioakumulace a ekotoxicity vybraných 2D nanomateriálů, chalkogenidů a monoelementárních materiálů na vodní organismy

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Hlavním cílem práce je zjištění úrovně ekotoxicity pro vybrané nanomateriály (2D nanomateriály, chalkogeny, monoelementární materiály) a jejich vlivu na vybrané vodní organismy. Důležitým úkolem v rámci práce je případné potvrzení bioakumulace těchto materiálů a její lokalizace v konkrétních orgánech pozorovaných organismů. Současně bude studován i vliv těchto nanomateriálů v rámci potravinového řetězce skládajícího se z vybraných vodních organismů.

Studium chiroptických vlastností přírodních látek a jejich derivátů

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

Anotace

Metody chiroptické (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) a vibrační (infračervená absorpce a Ramanův rozptyl) spektroskopie budou využity pro strukturní analýzu a studium fyzikálně-chemických vlastností přírodních látek, jako jsou alkaloidy, sacharidy, steroidy, fragmenty růstového hormonu apod., a jejich derivátů. Ve spolupráci s Ústavem chemických procesů Akademie věd České republiky budou analyzovány například zcela nové látky na bázi disacharidů se slibným potenciálem pro medicinální a biochemické aplikace. Experimentální spektra budou interpretována pomocí kvantově chemických výpočtů a bude detailně popsána trojrozměrná struktura a související vlastnosti studovaných látek.

Studium farmakokinetiky a metabolismu psychoaktivních látek technikou LC-MS

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

Anotace

V procesu studia vlastností a chování nových biologicky aktivních látek má nezastupitelnou úlohu zkoumání jejich farmakokinetiky a metabolizace. Cílem práce je vypracování použitelných metod sledování osudu vybraných látek a jejich metabolitů v tělních tekutinách, především, krvi, plasmě, séru, moči a tkáních laboratorních zvířat, zejména technikou LC-MS.

Studium fotokatalytické degradace organických polutantů z odpadní vody

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Práce je zaměřená na využití kapalinové chromatografie spřažené s hmotnostní detekcí ke stanovení kinetiky fotokatalytické degradace vybraných biologicky aktivních polutantů v odpadní vodě. Vyvinuté separační metody budou využity pro identifikaci degradačních produktů v ultrastopovém množství. Predikce in silico bude využita pro určení degradačních produktů a formulaci kinetiky degradace těchto produktů. Modelové výpočty budou korelovány s experimentálními daty. Ve spolupráci s Ústavem experimentální medicíny AV ČR bude posouzena biologická aktivita a případná toxicita produktů vzniklých fotokatalytickou degradací.

Studium hydrogenolýzy polyolů na heterogenních Cu katalyzátorech

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Úbytek ropy a další fosilních surovin pro výrobu energie a chemickou výrobu je podmětem ke zpracování alternativních zdrojů, jako jsou například celulóza a hemicelulóza obsažené ve dřevní hmotě. Hlavními produkty kyselé hydrolýzy celulózy a hemicelulózy jsou C6 a C5 cukry, které lze snadno hydrogenovat na odpovídající polyoly. Tyto alkoholy mají sice i přímé použití, zejména v potravinářství a farmacii, mohly by však hrát roli i jako velkotonážní meziprodukty při výrobě ethylenglykolu a propylenglykolu, které jsou v současné době produkovány především petrochemickými postupy. Štěpením C5 a C6 cukerných alkoholů lze získávat i glycerol, který je též možné katalytickou hydrogenolýzou dále zpracovávat. Cílem práce je navrhnout, připravit a charakterizovat vhodné katalyzátory a navrhnout a optimalizovat reakční podmínky pro heterogenní hydrogenolýzu polyolů na látky s vyšší přidanou hodnotou. Na základě testování připravených katalyzátorů budou studovány vztahy mezi složením a vlastnostmi katalyzátorů a jejich aktivitou, selektivitou a stabilitou v hydrogenolýze polyolů s cílem optimalizovat vyvíjené heterogenní Cu katalyzátory.

Studium intenzifikace netermálních výbojů a jejich použitelnosti pro účely dekontaminace povrchů a kapalin

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem práce je intenzifikace stávajících netermálních výbojů s ohledem na možnost jejich použití pro účely dekontaminace povrchů a kapalin. Intenzifikací se rozumí dosažení vyšších výkonů výbojů, popřípadě dosažení kvalitativní změny v jejich režimu bez nežádoucích jevů, jakými jsou přechod do jiskry nebo do oblouku, nadměrný ohřev v oblasti výboje atd. Modifikace (intenzifikace) může být obecně provedena například zařazením vhodného prvku do elektrického obvodu výboje, změnou geometrie elektrod, změnou charakteru napájecího napětí výboje nebo ovlivňováním již vytvořeného plazmatu mezi elektrodami výboje. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Intenzifikovaný výboj bude poté testován pro účely dekontaminace povrchů nebo kapalin. Bude zjišťována zejména jeho dekontaminační účinnost (procentuální úbytek bakterií po expozici výbojem) a energetická výtěžnost dekontaminace (počet umrtvených bakterií na jednotku energie přivedené do výboje).

Studium interakcí bublin a kapek s vírovou strukturou

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Disperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu částic v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bubliny nebo kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu bubliny/kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími programy. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.

Studium konformací a solvatačních obalů bioaktivních látek v roztocích pomocí NMR

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

Anotace

Obsahem práce je studium konformací a solvatačních obalů biologicky významných látek (léčiv) pomocí NMR. Cílem je vypracovat experimentální metody umožňující získat detailní informace o konformerech látek v roztoku, a o jejich interakci s molekulami rozpouštědla či rozpuštěných látek. Cílem je korelovat získané informace se strukturou látek v krystalech, fyzikálně chemickými vlastnostmi a biologickou aktivitou.

Studium látek zneužívaných pro doping technikou LC-MS

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

Anotace

Problematika dopingu ve sportu je stále velmi aktuální a důležitá. Paleta zneužívaných látek je poměrně značná a neustále se objevují nové nedovolené podpůrné prostředky. Analytické laboratoře musí držet krok s trendy v této oblasti, což klade velké nároky na vývoj odpovídajících technik. Práce bude zaměřena především na rozvoj analytických postupů využívající kombinaci kapalinové chromatografie s pokročilou hmotnostní spektrometrií (LC-MS).

Studium možností využití diamantových elektrod v oblasti čištění odpadních vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Cílem práce je studium metod čištění odpadních vod od mikropolutantů a biologicky aktivních látek použitím pokročilých oxidačních procesů a vodivých diamantových elektrod. Rešeršní práce týkající se využití elektrochemických metod čištění odpadních vod a jejich testování na vybrané typy polutantů v laboratorních podmínkách bude základem pro návrh, realizaci a optimalizaci systému využívající čistící celu s diamantovou elektrodou pro poloprovozní testování na reálné ČOV.

Studium měděných katalyzátorů v hydrogenolýze esterů

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Katalyzátory pro hydrogenolýzu představují důležitou skupinou katalyzátorů, která by měla být inovována, především z důvodu náhrady tradičních katalyzátorů obsahujících chróm. Disertační práce bude zaměřena na syntézu a detailní charakterizaci měděných katalyzátorů včetně charakterizace metodami in-situ. Katalyzátory budou charakterizovány a testovány při hydrogenolýze esterů, a to jak v kapalné, tak v plynné fázi. Cílem pak bude objasnění vlivu přítomnosti mědi na aktivitu, selektivitu a stabilitu katalyzátoru a pochopení podobností a rozdílů v procesech probíhajících v kapalné a plynné fázi.

Studium separace anorganických iontů pomocí nanofiltrace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Studium sorbentů na dehalogenaci redukčních plynů

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Cílem disertační práce bude studium chemismu sorpce halogenovodíků a organohalogenovaných sloučenin z redukčních plynů (primární pyrolýzní plyn, pyrolýzní plyn, generátorový plyn apod.). Současný stav poznání sorpce chlorovaných sloučenin na sorbentech na bázi K, Na, Ca a Mg bude studentem zpracován do přehledného článku. V druhé části práce budou studovány procesy halogenace, zauhlíkování a kondenzace výševroucích organických látek (dehtů). Pro řešení práce budou využity sorbenty z laboratorních pokusů uskutečňovaných s cílem návrhu praktických podmínek dechlorace redukčních plynů a sorbenty z reálných provozů. Sorbenty budou studovány pomocí základních analýz, texturních charakteristik a instrumentálních metod (XRD, XRF, SEM-EDX, XPS, FTIR, Ramanova spektroskopie, NMR, a termické analytické metody apod.). Výsledkem práce bude suma relevantních dat publikovaná v původních článcích na WoS vedoucí k pochopení procesu a návrhu praktických podmínek sorpce. Výsledky projektu budou sloužit průmyslovým partnerům (investor, projekční firma, grantový partneři) pro stavbu technologické linky.

Studium speciace arsenu v mykosféře – od mikroorganismů po živočichy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Tato disertační práce má za cíl zodpovědět otázky týkající se doposud málo prozkoumaných biotransformačních dějů arsenu v živých organismech, se zaměřením na říši hub. Arsen je silně toxický prvek, avšak kvůli jeho všudypřítomnému výskytu si organismy vyvinuly různé metody jeho detoxikace, spočívající v redoxních dějích, methylacích As a jiných biotransformačních reakcí. Předpokládáme, že tyto biologické procesy jsou závislé na různých faktorech (biodostupnost, genetická výbava a jiné) a jednotlivé součásti tzv. mykosféry, tedy všech činitelů týkajících se hub (geochemie, mikrobiom, živočichové konzumující houby), jsou vzájemně provázané. Jednotlivé procesy a prvky biotransformace As v mykosféře mohou být tedy zkoumány z různých hledisek. Primárním cílem této práce bude identifikace, izolace a funkční charakterizace genů potenciálně se účastnících transformace As v houbách a bakteriích a jejich následný screening pomocí metagenomických technik ve vzorcích půdy a v plodnicích hub. Druhým přístupem k řešení práce bude pěstování houbových mycelií v substrátu s přídavkem As a zkoumání jejich transformačního potenciálu tvorby organických z anorganických forem As pomocí hmotnostní spektrometrie. Oba tyto přístupy by měly vést k zodpovězení otázek jako například: Jsou houby schopny methylovat As? Korelují formy As v plodnicích hub s jejich fylogenetickým zařazením? Ovlivňují houboví hyperakumulátoři As koncentraci a speciaci As v půdě a kompozici související bakteriální komunity? Jak jsou v mykosféře transformovány a translokovány sloučeniny As?

Studium struktury a funkce cytotoxinu RtxA bakterie Kingella kingae

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie
Vedoucí práce: Ing. Radim Osička, Ph.D.

Anotace

Sekretovaný cytotoxin RtxA je klíčovým faktorem virulence gramnegativní bakterie Kingella kingae, která je významným invazivním patogenem způsobujícím u malých dětí septickou artritidu, osteomyelitidu, infekční endokarditidu a jiná onemocnění. Současný stav poznání naznačuje, že toxin RtxA může hrát důležitou roli v různých stupních infekce bakterií K. kingae, zahrnujících kolonizaci respiračního epitelu, průnik do krevního řečiště a poškození cílových tkání. Podrobný mechanismus, kterým toxin RtxA přispívá k patogenezi, však zůstává z velké části neznámý a jeho studium je hlavním cílem navrhovaného doktorského projektu. Důraz bude kladen na objasnění membránové topologie RtxA, na výzkum molekulárních mechanismů, kterými toxin narušuje integritu těsných spojení respirační epiteliální bariéry a na prostudování vlivu bakterie K. kingae a toxinu RtxA na vrozenou imunitní odpověď respiračního epitelu. Získané výsledky poskytnou nové poznatky o toxinu RtxA a patogenezi invazivního onemocnění způsobovaného bakterií K. kingae.

Studium transformací organických aerosolů

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace

Sekundární organické aerosoly (SOA) jako významná součást atmosférických aerosolů ovlivňují klima Země, lidské zdraví i délku života. Vznikají po atmosférické fotooxidaci antropogenních a biogenních těkavých organických sloučenin (BVOCs) kondenzací reakčních produktů. Terpeny a isopreny patří mezi chemické látky nejčastěji zjištěné v emisích BVOC. Mohou být oxidovány do formy částečně a nízko-těkavých karbonylů, kyselin, a dalších produktů, přecházejících mezi plynnou a kondenzovanou fází. Pro správný popis těchto transformací matematickými modely je nutná znalost termodynamických a transportních vlastností těchto látek. Doktorand bude tyto jevy studovat s využitím pokročilých aerosolových zařízení včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic pomocí hmotnostní spektrometrie.

Studium transportu plynů a kapalin v kompozitních membránách na bázi uhlíkových materiálů a grafenoxidu

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

Anotace

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

Studium transportu přírodních biologicky aktivních látek přes membránové systémy

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Tato výzkumná práce se bude zabývat studiem biologických membrán (kůže, rohovka, hematoencefalitická membrána) z hlediska jejich propustnosti pro řadu přírodních biologicky aktivních látek s neuropsychofarmakologickým potenciálem. Důraz bude kladen na vývoj a přípravu formulací s těmito látkami (např. CBD, deriváty THC a neuroaktivní steroidy) s vhodnými transportními nosiči pro transdermální, transkorneální a hematoencefalitický prostup. Sledována bude kvantita prostoupených látek i změny v membránách vyvolané průchodem aktivních látek a jejich nosičů. Pro transdermální přenos budou použity komerční Francovy difúzní cely. Součástí dizertační práce bude rovněž vývoj vlastní cely pro transkorneální přenos. Prostup látek přes hematoencefalitickou membránu bude sledován jejich farmakologickou studií v animálním modelu na potkanech kmene Wistar. Pro farmakologickou studii bude využita pokročilá separační technika ve spojení s hmotnostní spektroskopií. Pro vyšetření strukturních změn a distribuce látek v membránách budou využity pokročilé techniky vibrační spektroskopie. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s tkáňovou bankou Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a s Národním ústavem duševního zdraví.

Studium využití biokontrolních agens proti plísňovým biofilmům

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Předmětem tohoto doktorského projektu je zkoumat způsoby aplikace a účinnost působení biokontrolních agens (např. Pythium oligandrum, Geotrichum candidum) proti plísňovým biofilmům (např. rody Aspergillus, Penicillium a Fusarium) a experimentální studium faktorů (fyzikálně-chemických, nutričních, kultivačních, hydrodynamických), které ji ovlivňují. Experimenty budou provedeny v různých uspořádáních (statické, dynamické) za pomoci návrhu experimentů a budou vyhodnoceny statistickými metodami. Projekt se chce zaměřit také na srovnání experimentálních dat o účinnosti biofungicidu s modelovou predikcí jeho adheze na biofilmy plísní a na modelové povrchy (X/DLVO teorie, bilance mezifázové volné energie) vycházejících z povrchových vlastností interagujících povrchů. Pomocí souladu mezi pokusem a modely lze identifikovat řídící děje interakce biofungicidu s biofilmem. V případě interakce buněk biofungicidů s modelovými povrchy se vymezí podmínky, za kterých je lze biofungicidem preventivně ošetřit. Všechny úspěšné pokusy s odstraněním/potlačením biofilmu plísní pomocí biofungicidu budou doprovázeny kvantitativním stanovením přítomnosti mykotoxinů.

Studium vzniku a šíření mikrostrukturních defektů v kovových materiálech metodou rentgenové mikrotomografie

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Rychlý vývoj rentgenové mikrotomografie (μCT) v posledních dvou desetiletích umožnil její nasazení v oblasti studia kovových materiálů. Díky cenově dostupným zařízením s rozlišením okolo 1 μm je nyní možné studovat v reálném čase již také vznik a rozvoj lokalizované koroze a prostředím vyvolaného praskání. Nové unikátní zařízení instalované v Technoparku Kralupy VŠCHT Praha s vysokým rozlišením a vybavené integrovaným zařízením pro tahové namáhání a klimatickou komorou umožňuje provádění in situ experimentů v atmosférických podmínkách. Disertační práce bude zaměřena na dvě skupiny moderních železných materiálů, vysokopevnostní oceli a korozivzdorné oceli. Vysokopevnostní oceli jsou náchylné k vodíkovému zkřehnutí, které bude studováno in situ jako důsledek vstupu atomárního vodíku vznikajícího při atmosférické korozi. Možnosti aplikace korozivzdorných ocelí v atmosférických podmínkách omezuje nebezpečí vzniku bodové koroze a praskání pod napětím pod depozity obsahujícími chloridové ionty. Pozornost bude věnována zejména iniciaci trhlin v místech mikrostrukturních defektů a korozních důlků a vlivu klimatických parametrů na rychlost růstu trhliny. Cílem práce bude popis mechanismů vzniku a šíření korozně iniciovaných defektů.

Supramolekulární polymerní systémy citlivé na vnější podněty pro biomedicínské aplikace

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie

Anotace

Samouspořádání (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.

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

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

Anotace

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

Světlo konvertující nanočástice pro infračervenou fotodynamickou terapii tumorů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

Nádorové bujení je často rezistentní k dlouhodobým monoterapiím. Pro překonání rezistence vyvineme nanočásticové systémy pro infračervenou terapii světlem (tzv. fotodynamickou terapii) či pro fotodynamickou terapii kombinovanou s možnostmi jejich zobrazení PET či pomocí NMR. Budeme proto studovat fotofyziku, a to zejména kinetiku dohasínání luminiscence luminescentních/paramagnetických nanočástic NaY(Gd)F4:Yb3+(Nd3+)/Er3+(Tm3+) pro upkonverzi světla z 980? 650/540 nm nebo 808?650 nm při absenci či za přítomnosti fotosenzitivní látky vytvářející singletní kyslík, tj. tzv. fotosenzitéru. Pro získání maximálního fotodynamického účinku upravíme optimální velikost nanočástic. Modifikací jejich povrchu polymery s různou tloušťkou zoptimalizujeme upkonverzi, imobilizací ftalocyaninu umožníme vznik singletního kyslíku a připojením adresujících peptidů zvýšíme internalizaci do buněk. Připojení chelatoru pro 64Cu umožní integrovat upkonverzi s PET zobrazováním. Preklinicky prostudujeme tvorbu singletního kyslíku a farmakokinetiku nanočástic na buňkách v tkáňových kulturách a na atomických nu/nu myších s xenotransplantovanými či vnitřními tumory. Práci s buňkami případně laboratorními zvířaty zajistí pracovníci odd. 75 FgÚ AV ČR, v.v.i. PET zajistí core pracoviště FgÚ AV ČR.

Syntéza a aplikace ligandů pro zobrazování P2X7 receptoru

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Michal Jurášek, Ph.D.

Syntéza a aplikace nových fosfinátových metal-organických sítí

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Jan Demel, Ph.D.

Anotace

Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOFs) jsou rychle se rozvíjející obor krystalických materiálů založených na kombinaci kovových klastrů s organickými spojovacími molekulami. Díky dané geometrii jednotlivých stavebních bloků vznikají porézní struktury s povrchem často větším než 1000 m2/g. Široká škála možných kovů a spojovacích molekul dává nepřeberné kombinace, jejichž vlastnosti mohou být ‚ušity na míru‘ dané aplikaci. Cílem disertační práce bude využití syntéza a aplikace nových MOFů za použití fosfinátových spojovacích molekul (nesoucích skupiny POOH). V rámci práce bude také testována stabilita vzniklých MOFů a jejich použití pro praktické aplikace. V rámci disertační práce se student naučí syntetické postupy při přípravě nových spojujících molekul, organokovových sítí a dále jejich charakterizace (NMR, práškový XRD, sorpce N2, termická analýza apod.) až po studium jejich aplikací. Práce bude probíhat na pracovišti Ústavu anorganické chemie AV ČR v Řeži.

Syntéza a charakterizace kompozitních materiálů pro baterie na bázi křemíku

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Křemík je považován za slibný anodový materiál lithium-iontových baterií příští generace a to zejména kvůli své vysoké teoretické specifické kapacitě, hojnému zastoupení a nízkému vybíjecímu potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho vážných překážek, které musí být odstraněny před tím, než může být křemík v bateriích využíván šířeji. Jedná se zejména o problém velké objemové expanze křemíku při lithiaci a tvorba povrchové vrstvy oxidu. Jedním z řešení, které se nabízí, je vyvinout nové flexibilní, vodivé matrice na bázi uhlíkových materiálů v kombinaci spolu s křemíkovými nanokrystaly (SiNC). Tento kompozit by v sobě spojoval vazebné, mechanické a elektrické vlastnosti. Součástí práce bude také výzkum a diskuze základních mechanismů souvisejících s počáteční a dlouhodobou degradací kapacity nanokřemíkových materiálů.

Syntéza a charakterizace částic s imuno-adhesivními vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Syntéza a použití N-fluoroalkylovaných sloučenin

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Petr Beier, Ph.D.

Anotace

Naše nedávno publikovaná syntéza perfluoralkyl azidů a triazolů1 otevřela nové možnosti ke studiu vlastností a reaktivity těchto látek. V tomto projektu budou studovány nové syntetické přístupy k obecně málo probádaným N-perfluoralkylovaným sloučeninám1-10 jako jsou azidy, azoly, aziriny, močoviny, karbamáty a amidy. Očekává se, že tato skupina látek najde použití ve vývoji nových léčiv a materiálů

Syntéza biologicky rozložitelných amfifilních blokových kopolymerů a jejich aplikace ve formulaci pro dodávání léčiva

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Díky jejich atraktivním vlastnostem, jako je obnovitelnost, biokompatibilita, biologická rozložitelnost a nízká toxicita, nalézají syntetické biologicky rozložitelné polymery uplatnění v oblasti dodávání léčiv. Mezi různými biologicky rozložitelnými polymery je polylaktid (PLA) jedním z nejpoužívanějších polymerů v oblasti medicíny. Tento projekt se bude zabývat přípravou kopolymerů na bázi PLA nesoucích různé funkční skupiny. Metody syntézy budou vybírány v závislosti na požadovaném typu funkcionalizace. Poté mohou být připraveny různé typy blokových kopolymerů PLA. Tyto kopolymery umožní přípravu vysoce mísitelných systémů léčivo/ polymer aplikovatelných v oblasti dodávání léčiv.

Syntéza chirálních karboranů a metallakarboranů, studium jejich separace a interakcí s organickými systémy

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace

Téma se týká připravy opticky aktivních klastrových sloučenin.

Syntéza chirálních polymerů na bázi helicenů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Anotace

Cílem této práce bude syntéza, charakterizace a optická resoluce vhodných derivátů helicenů a studium jejich polymerace: chemickou cestou; elektrosyntetickou cestou či pomocí koordinace s přechodnými kovy (MOFs). Pozornost bude věnována také studiu chiroptických vlastností nově připravených chirálních polymerních materiálů. Požadavky a podmínky:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie/technologie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce;
• pracovní poměr na ÚCHP.

Syntéza cytochalasanových analogů s antimetastatickou aktivitou

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Léčiva a biomateriály

Anotace

Cytochalasany jsou přírodní látky se zajímavými biologickými aktivitami. Typická je pro cytochalasany vazba na rostoucí konce aktinových mikrofilament. Díky následnému ovlivnění dynamiky mikrofilament byla u některých zástupců přírodních cytochalasanů pozorována aktivita proti metastázování nádorových buněk. Antimetastatická aktivita je klíčovou vlastností tzv. migrastatik, nové třídy potenciálních protinádorových léčiv. V rámci dizertační práce budou navrženy a připraveny nové analogy cytochalasanů na základě racionálního designu a bude provedena studie závislosti aktivity na struktuře. Dále bude práce zaměřena na vývoj a přípravu cytochalasanových proléčiv, které budou lépe rozpustné ve vodě.

Syntéza ligandů pro C-lektinové receptory

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Petra Ménová, Ph.D.

Anotace

Savčí sacharidové receptory (lektiny) se účastní řady životně důležitých procesů, včetně rozpoznání, internalizace a zpracování patogenního materiálu, buněčné komunikace a buněčné migrace.
DC-SIGN je C-lektinový receptor nacházející se na povrchu imunitních buněk, zejména dendritických buněk a makrofágů. Rozpoznává patogeny prostřednictvím vazby se sacharidy v jejich glykokalyxu. Tato interakce spouští imunitní odpověď, ale některými patogeny je zneužívána pro usnadnění jejich šíření v hostitelském organismu. Selektivní blokace této interakce by tak měla vést k prevenci některých chorob, například HIV nebo hepatitidy C.
Cílem této disertační práce je syntetizovat ligandy specifické pro DC-SIGN receptor, založené na derivátech D-mannosy a L-fukosy. Syntetizované ligandy budou studovány z pohledu selektivity vůči C-lektinovým receptorům a budou využity ke studiu interakcí ligand–protein.

Syntéza vrstevnatých dichalkogenidů přechodných kovů využívající metodu transportního růstu z par a metody CVD.

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie

Anotace

Výzkumná práce je zaměřena na vývoj nových postupů pro transportní růst z par vrstvených dichalkogenidů přechodových kovů se zaměřením na řízení složení a snížení hustoty defektů. Dále se práce zaměřuje na vývoj metod depozice CVD pro heterostrukturní přípravu vrstvených chalkogenidů. Více detailů se dozvíte na https://itn-2exciting.chm.tu-dresden.de/positions/vscht/.

Systematická strategie k vývoji metod pro stanovení genotoxických nečistot ve farmaceutických produktech

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

Anotace

Hlavním cílem dizertační práce je systematický vývoj, optimalizace a následná validace analytických metod pro stanovení genotoxických nečistot v účinných látkách a lékových formách pomocí chromatografických technik spřažených primárně s hmotnostní spektrometrií. Bude provedeno srovnání jednotlivých metod s důrazem na validační parametry, jako jsou detekční a kvantifikační limit, citlivost a selektivita. Jednotlivé sledované genotoxické nečistoty budou vybrány na základě aktuálních doporučení Evropské lékové agentury nebo na základě literární rešerše. Výsledné metody by měly být vhodné pro rutinní kontrolu kvality v prostředí farmaceutické firmy v režimu Správné výrobní praxe.

Systémy založené na BODIPY určené pro uvolňování signálních molekul a modulaci biomolekulární aktivity

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Hlavními cíli disertační práce jsou design, syntéza, spektroskopická charakterizace, vývoj a prověřování možných aplikací nové třídy fotoodstupitelných skupin[1] a fotoaktivovatelných chránících systémů[2] založených na BODIPY. Hlavní důraz bude kladen na systémy absorbující červené světlo, které mohou být aktivovány v biologickém okně[3]. Neobvyklé odstupující skupiny, jako jsou thiosulfonáty, xantháty, hydroxylaminy, (thio)semicarbazony atd. budou připojeny na jádro BODIPY s cílem vytvořit systémy uvolňující signální molekuly. Modifikací molekul budou také připraveny biokompatibilní linkery, které budou využity pro světlem kontrolovanou modulaci biomolekulární aktivity v optogenetickém přístupu. Kandidát/ka provede syntézu a charakterizaci organických fotoaktivovatelných molekul a bude studovat jejich chemické, fotofyzikální a fotochemické vlastnosti. Stane se členem/členkou dynamického juniorského výzkumného týmu vyvíjejícího malé organické molekuly podléhající redoxním procesům, fotoaktivovatelné molekuly a reversibilní chemické reakce. Vysoce motivovaný/á a zručný/á kandidát/ka bude mít příležitost rozšířit si postgraduální výcvik v oboru fyzikální a organické chemie o elektrochemické, fotochemické a pokročilé spektroskopické metody.

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů, Fakulta chemické technologie

Anotace

Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.

Technologické využití proudů s obsahem methylovaných derivátů cyklopentadienu

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Anotace

Methylované deriváty dicyklopentadienu vznikají Diels-Alderovou cykloadiční reakcí cyklopentadienu a methylcyklopentadienu. Vzhledem k tomu, že existují tři polohové izomery methylcyklopentadienu je výsledkem cykloadičních reakcí směs celé řady kodimerů, které se označují jako methyldicyklopentadieny (MDCPD) a di-methyldicyklopentadieny (DMDCPD). Směs izomerů MDCPD a DMDCPD je přítomna v produktech pyrolýzy ropných uhlovodíkových frakcí. Vzhledem k chemické reaktivitě těchto kodimerů, lze předpokládat jejich uplatnění v aplikacích jako je výroba nenasycených polyesterových pryskyřic, epoxidových pryskyřic či modifikovaných uhlovodíkových pryskyřic. Cílem disertační práce bude zhodnotit možnosti využití směsi kodimerů MDCPD a DMDCPD pro přípravu různých druhů pryskyřic, a to s ohledem na variabilitu v jejím složení a přítomnosti methylových skupin. Získané informace vymezí technologické možnosti využití MDCPD a DMDCPD frakce a budou využity pro koncepční návrh izolace této frakce.

Tenké vrstvy multiferoických hexagonálních feritů vykazujících magnetoelektrické vlastnosti

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Josef Buršík, CSc.

Anotace

Tématem disertační práce je studium tenkých vrstev a keramik multiferoických hexagonálních feritů s magnetoelektrickými vlastnostmi připravovaných metodami “měkké” chemie, a jejich komplexní chemická, mikrostrukturní, strukturní a fyzikální charakterizace. Hlavní pozornost bude zaměřena na hexagonální ferity strukturního typu Y a Z, vykazující magnetoelektrické vlastnosti. Materiály ve formě tenkých vrstev budou připravovány metodami depozice z kapalné fáze (spin- a dip-coating). Výzkum chemických vlastností bude zaměřen na stadium reálné (mikro)struktury (x-ray a neutronová difrakce, elektronová mikroskopie) a jejího vztahu k funkčním vlastnostem materiálu. Fyzikální část práce zahrnuje stadium elektrických (vodivost), dielektrických, magnetických a magnetoelektrických vlastností (ve spolupráci jak s domácími, tak i zahraničními fyzikálními laboratořemi).

Teoretická studie přenosu elektronu v bio-organometalických komplexech

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D.

Anotace

Přenos elektronu hraje klíčovou roli v mnoha signalizačních a katalytických dějích. Ty jsou nezbytné nejen pro fungování lidského těla, ale najdou uplatnění i v nanotechnologiích inspirovaných biologickými procesy. Teoretický výzkum těchto dějů je velmi náročný, neboť jejich popis vyžaduje nejen současné zahrnutí několika elektronických stavů, ale i poměrně široké spektrum prostorových a časových (femtosekundy až subnanosekundy) škál. Student bude v této dizertační práci využívat ab-initio molekulárně dynamické simulace na TD-DFT úrovni v QM/MM uspořádání se zahrnutím explicitního rozpouštědla. Tyto simulace budou prováděny ve výpočetním balíku TERACHEM, který intenzivně využívá GPU karet a tak umožňuje studovat relaxační a dynamické děje na dlouhých časových škálách. Vývoj systému krátce po laserové excitaci, nebo v blízkosti křížení elektronických stavů nesplňuje adiabatickou aproximaci a vyžaduje přesnější teoretický popis. Pro zahrnutí neadiabatických dějů bude využíván kvantově simulační software SHARC, vyvíjený ve spolupracující skupině prof. Gonzales (University of Vienna), ve které jsou plánovány vědecké pobyty uchazeče. Teoretické výsledky budou podpořeny unikátními časově-rozlišenými spektroskopickými daty (prof. Vlček). Výpočetní zdroje jsou/budou alokovány na institucionálním výpočetním klastru (GPU jádra) a v rámci národního superpočítačového centra (IT4I).

Testování s vysokou propustností a kontinuální výroba SMEDD systémů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace

Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fyzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a/nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Transkriptomová analýza akutních poranění centrálního nervového systému

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika
Vedoucí práce: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Funkce centrálního nervového systému CNS je charakterizována extrémní komplexností zahrnující interakce stovek typů neuronů, gliových a vaskulárních buněk. Pokroky v oblasti vysoce výkonných technologií pro analýzu genové exprese a výpočetních analýz nyní umožňují studium CNS v nebývalém rozlišení. V této práci plánujeme použít nejnovější techniky analýzy dat k provedení podrobné transkriptomové analýzy ischemického poranění mozku a poranění míchy v myším a potkaním modelu. S využitím vzorků tkání provedeme funkční anotaci změn způsobených zraněním, k odhadu změn v podílu buněčných typů budou použity techniky dekonvoluce a k identifikaci modulů genů s různou reakcí na poranění bude využita ko-expresní analýza. Analýza sítí bude zkoumat vztahy mezi geny a pomáhat s identifikací klíčových determinantů ve studovaných procesech. Detailnější pohled bude zprostředkován komplementárními jednobuněčnými a prostorovými datovými soubory transkriptomu, které v kombinaci s nejnovějšími přístupy k integrační analýze umožní získat ucelený pohled na poškození CNS na úrovni jednotlivých buněk. Naše pozorovaní budou taktéž vyhodnoceny ve spojitosti s objevujícími se atlasy buněčných typů a budou tak dotvářet celkové poznání problematiky akutních poškození CNS.

Transparentní keramika pro optické aplikace připravená slinováním za vysokého tlaku nebo vakua

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Transparentní keramika může konkurovat monokrystalickým materiálům nejen ve fázi výzkumu a vývoje, ale i ve finálních aplikacích. Disertační práce bude zaměřena na přípravu oxidové keramiky aplikovatelné v laserové nebo LED technice, nebo použitelné při detekci ionizujícího záření. Pro přípravu těchto materiálů bude použito slinování prášků v plazmatu (SPS) nebo slinování v plazmatu. Předmětem práce bude také optimalizace krystalinity a mikrostruktury těchto prášků.

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.

Anotace

Tématem práce je teoretické i praktické studium mechanismů přenosu náboje v nano-strukturovaných a nano-kompozitních materiálech připravených ve formě tenkých vrstev, povlaků, aerogelů. Cílem práce je návrh modelů popisující přenos náboje v reálných materiálech používaných pro chemické senzory. Vlastnosti nanostrukturovaných vzorků budou v závislosti na teplotě a intenzitě magnetického pole měřeny v systému Quantum Design - PPMS. Práce předpokládá (i) modelování a simulaci transportu nosičů náboje pomocí metody konečných prvků, (ii) návrh a realizaci software pro řízení, sběr a zpracování dat ze systému PPMS (iii) hledání analytického modelu popisujícího reálné (naměřené) vlastnosti vzorků v závislosti na jejich nanostruktuře.

Triboelektrické cesty přispívající k separaci a recyklaci plastového odpadu

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Recyklace je jednou z vhodných a ekologických cest pro zpracování velkých objemů plastového odpadu. Většina plastového odpadu je v současné době spálena nebo končí na skládkách a není recyklována, ačkoliv je veřejnost přesvědčena o opaku. Jedním z klíčových problémů recyklace je před-separace plastového odpadu, protože jen dobře separovaný odpad může být efektivně recyklován do produktů s vysokou přidanou hodnotou. Dokonce i spalovny preferují před-separovaný plastový odpad, především odseparování plastů obsahujících halogeny. Současné metody ruční separace, separace IČ senzory nebo metody založené na rozdílu hustot nejsou dostatečně účinné. Novou slibnou technikou je triboelektrická separace založená na dosažení různého elektrostatického náboje tribonabíjením (nabíjení třením materiálů) a následnou separací nabitých částic v elektrickém poli. Cílem tohoto doktorského projektu je získání systematických souborů dat o nabíjení a vybíjení plastových částic, které umožní vybudování obecných modelů a optimalizaci triboelektrické před-separace plastů. Řízení velikosti povrchového náboje na materiálech bude ústředním úkolem. Současně se doktorand bude zajímat řadou otevřených problémů: (i) vztahem mezi nabíjením a mechanickými/chemickými vlastnostmi materiálů, (ii) disipací a neutralizací elektrického náboje, (iii) nabíjením prášků za podmínek simulujících jejich reálnou průmyslovou produkci, (iv) vlivem nabíjení na zanášení stěn zařízení, a (v) nabíjením pro separaci a recyklaci plastových materiálů. Jedná se o průkopnický projekt, který je vysoce aktuální a vhodný pro doktorandy se zájmem o fyzikálně-chemické základy výše popsaných dějů. Doktorand bude spolupracovat s vysoce kvalifikovanými doktorandy a postdoky v naší výzkumné skupině a bude také spolupracovat s evropskými partnery. Naše laboratoř je dobře připravena a vybavena pro studium triboelektrických a separačních procesů (Faradayovy nádoby, nabíjení v koroně, vysoko-napěťový separátor) a pro charakterizaci textury prášku a materiálových vlastností (mikro-tomografie, mikroskopie atomárních sil – AFM). Info: telefon +420 220 44 3296, kancelář B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Tribologické vlastnosti kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kovové biomateriály (slitiny titanu, korozivzdorné oceli, kobaltové slitiny) jsou hojně používané na náhradu kloubů v lidském organismu. Při používání těchto implantátů dochází v určité míře, závislé na materiálu, k otěru a otěrové částice se mohou dostat do tkání a působit zánětlivé reakce. Proto je snahou používat materiály s co největší otěruvzdorností a případně ji dále vyplešovat vhodnými povlaky. Otěruvzdornost kovových biomateriálů však není tak jednoduché stanovit, protože kromě kontaktu s další části implantátu (náhradou kloubní jamky) vstupuje do hry i současné korozní působení tělního prostředí. Práce je zaměřená na nalezení vhodných podmínek testů simulujících tribologické a tribokorozní zatěžování kloubních a dalších specifických (např. spinálních) implantátů a objasnění jejich tribologického a tribokorozního chování. Bude testován vliv různých parametrů - mechanických vlastností, mikrostruktury a fázového složení slitin a způsobu jejich výroby (odlévání, tváření, prášková metalurgie, 3D tisk) - na výsledné tribologické charakteristiky.

Tvorba kapsidových struktur RNA virů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Tvorba mikrostrukturovaných materiálů metodami samoskladby

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Ivan Řehoř, Ph.D.

Anotace

Samoskladba je spontánní uspořádávání jednotek - stavebních bloků - do uspořádaných struktur. Uspořádaná struktura má nejnižší energii ze všech možných uspořádání stavebních bloků a snižování této energie je je hybnou silou samoskladby. Uspořádání vzniklé struktury je určeno vlastnostmi stavebních bloků, jejich tvarem, materiálovou anizotropíí, povrchovými vlastnostmi atd. Ladění těchto vlastností tak, aby byla dosažena chtěná struktura může být nazíráno jako programování a je jednou z možností jak konstruovat mikro a nanostrukturované materiály. Otázka velikosti je při samoskladbě klíčová, zatímco malé stavební bloky (pod 2 mikrony) jsou schopny minimalizovat svoji energii v průběhu samoskladby díky brownovskému pohybu, který jim umožňuje měnit vzájemnou pozici a orientaci. Větší stavební jednotky to nedokáží a mají proto tendeci v průběhu samoskladby zamrzat v nerovnovážných pozicích.
Nedávno jsme představili postupy, které umožňují uspořádávat anizotropní hydrogelové mikročástice do uspořádaných 2D struktur. Vyvinuli jsme nové mechanismy, umožňující kontrolovat orientaci stavebních bloků během samoskladby a tím překonávat lokální minima kinetické energie. Uspořádané částice mohou být posléze spojeny pomocí kovalentních vazeb jednotlivých mikročástic. Získané struuktury mají využití v mikrorobotice, v přípravě metamateriálů i v tkáňovém inženýrství. Cílem dizertační práce je dále rozvíjet metody samoskladby hydrogelových mikročástic, kombinovat je s přímým uspořádáváním pomocí mobilních mikrorobotů vyvinutých v našem týmu (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg) a používal vzniklé struktury ve výše zmíněných aplikacích.

Tvorba mikročástic z přírodních extraktů pomocí superkritického CO2

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Anotace

Extrakty z přírodních materiálů jsou získávány především v kapalném nebo pastovitém stavu. Pro lepší tržní využití se suší do práškovité formy, čímž se sníží cena skladování a zvýší se koncentrace a stabilita aktivních složek. Při sušení (sprejové sušení, lyofilizace atd.) však může docházet k degradaci účinných složek, ke kontaminaci organickými rozpouštědly a k produkci příliš velkých částic. Těmto nevýhodám je možné předejít použitím šetrné relativně nové metody tvorby částic, tzv. superkritickým antisolvent procesem (SAS), při kterém je roztok účinné složky v kapalném rozpouštědle vstřikován do proudu superkritického CO2, který působí jako antisolvent. To vede k přesycení rozpuštěné látky a následně k nukleaci a růstu částic. Produktem je jemný suchý prášek. Cílem práce je pro zvolený rostlinný extrakt vyhodnotit vliv provozních parametrů SAS (tlak, teplotu, koncentraci rozpuštěné látky atd.) na vlastnosti vytvořených částic. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v oboru chemie a technologie potravin, přírodní látky, chemické inženýrství nebo organická technologie.
• systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.

Tvorba mikročástic z přírodních extraktů pomocí superkritického CO2

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Anotace

Extrakty z přírodních materiálů jsou získávány především v kapalném nebo pastovitém stavu. Pro lepší tržní využití se suší do práškovité formy, čímž se sníží cena skladování a zvýší se koncentrace a stabilita aktivních složek. Při sušení (sprejové sušení, lyofilizace atd.) však může docházet k degradaci účinných složek, ke kontaminaci organickými rozpouštědly a k produkci příliš velkých částic. Těmto nevýhodám je možné předejít použitím šetrné relativně nové metody tvorby částic, tzv. superkritickým antisolvent procesem (SAS), při kterém je roztok účinné složky v kapalném rozpouštědle vstřikován do proudu superkritického CO2, který působí jako antisolvent. To vede k přesycení rozpuštěné látky a následně k nukleaci a růstu částic. Produktem je jemný suchý prášek. Cílem práce je pro zvolený rostlinný extrakt vyhodnotit vliv provozních parametrů SAS (tlak, teplotu, koncentraci rozpuštěné látky atd.) na vlastnosti vytvořených částic. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v oboru chemie a technologie potravin, přírodní látky, chemické inženýrství nebo organická technologie.
• systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.

Udržitelný rozvoj v podnikové praxi

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Je zřejmé, že v důsledku prosazování požadavků na udržitelný rozvoj dojde zejména v zemích EU k řadě závažných změn, které se mohou výrazně dotknout podnikatelských subjektů. Bezpochyby tendence k zero carbon povede k omezování produkce pohonných hmot a tím i posunům v jejich produkci, distribuci a spotřebě. Stejně tak tlak na omezování plastů, snižování spotřeby materiálů bude mít dopady na řadu průmyslových producentů, ale i spotřebitelů. Predikce možných dopadů na vybrané skupiny průmyslových producentů, ale i distributorů a spotřebitelů není příliš v odborné literatuře rozšířena. Je však nepochybné, že k ní dojde, a osvícení vlastníci a top managementy již o nich uvažují. Disertační práce bude prezentovat aktuální poznatky udržitelného rozvoje směrem k podnikové praxi, s nimi spojené ekonomické přínosy a omezení, a v neposlední řadě aktuální doporučení, přístupy, techniky pro implementaci těchto poznatků do podnikové praxe.

Utváření mikro a nanostrukturovaných tepelně izolačních materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Cílem tohoto projektu je optimalizace izolačních vlastností stávajících materiálů a vývoj nové generace izolačních materiálů na základě experimentálních a teoretických poznatků o utváření mikro- a nanostrukturovaných materiálů. Tyto materiály by výrazně snížily spotřebu energie na vytápění a také klimatizaci budov. Připravovat mikro- a nanostrukturované materiály lze několika způsoby. Doktorand(ka) se bude věnovat zejména těmto metodám přípravy: (i) laserově a (ii) tlakově vyvolanému vypěňování a (iii) tepelně vyvolané fázové separaci. Laserově indukované vypěňování je zcela nová metoda, která umožňuje pozorovat prvopočátky utváření mikro- a nanostrukturovaných materiálů. Znalosti o prvopočátcích utváření takovýchto materiálů jsou nedostatečné, proto se stále ještě ve velkém nevyrábí mikro- a nanostrukturované materiály, jejichž tepelně izolační vlastnosti několikanásobně převyšují vlastnosti stávajících materiálů. Tlakově vyvolané vypěňování umožňuje optimalizaci stávajících materiálů a používá se k tomu na místo běžně užívaných organických nadouvadel superkritický CO2, který je k životnímu prostředí šetrnější. Metoda tepelně indukované fázové separace umožňuje připravovat různé mikro- a nanostrukturované materiály. Tím se otevírají nejen nové aplikační možnosti daných materiálů, ale také vývoj nové generace izolačních materiálů. Doktorand(ka) bude mít k dispozici laboratoře velmi dobře vybavené pro strukturní analýzu materiálů (optický mikroskop, mikro-CT, SEM, AFM, Hg porozimetr, He pyknometr, BET, konfokální Raman) včetně přístrojů pro studium sorpčních, transportních a tepelně izolačních vlastností. Doktorand(ka) bude spolupracovat s AV ČR a s NTC-ZČU a bude vyslán(a) na pracovní pobyt na některé z evropských spolupracovišť. Tato práce je podporována granty a průmyslovými spolupracemi. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mailjkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Virtuální screening v chemické biologii

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Bioinformatika

Anotace

Chemická biologie je vědecká disciplína, která se pokouší odpovědět na biologické otázky přímým zkoumáním živých systémů na chemické úrovni. Hlavní oblastí použití chemické biologie je vývoj a charakterizace organických sloučenin, které se používají ke studiu různých biologických systémů. Klíčovou experimentální metodou používanou v chemické biologii je vysoce propustný screening (HTS), který umožňuje najednou rychle vyhodnotit biologickou aktivitu tisíců sloučenin. Vzhledem k jeho vysoké časové a finanční náročnosti mu obvykle předchází virtuální screening, výpočetní technika používaná k prohledávání knihoven malých organických molekul za účelem identifikace těch sloučenin, které se s největší pravděpodobností váží na daný molekulární cíl. Dizertační práce je zaměřena na aplikaci pokročilých metod virtuálního screeningu pro identifikaci ligandů aktivních na vybraných molekulárních cílech (např. na receptoru juvenilního hormonu) s cílem získat hlubší vhled do jejich biologického chování.

Vizualizace pomocí plazmonických nanočástic technikami mikroskopie jednotlivých molekul

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na evaluaci posunu a zesílení fluorescene emitovaných z plazmonicky navázaných fluoroforů pomocí superrozlišovací lokalizační mikroskopie a časově rozlišené spektroskopie jednotlivých molekul. Superrozlišovací lokalizační mikroskopie překonává difrakční limit výpočtem středových poloh fluorescenčního spotu. Práce bude zahrnovat vizualizaci fluoroforů navázaných s plasmonickými nanočásticemi, analýzu dat a statistické vyhodnocení.

Vlastnosti a struktura rychle ztuhlých slitin hliníku legovaných přírodními slitinami

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Rychle ztuhlé slitiny hliníku s přechodnými kovy mají vynikající mechanické vlastnosti a zvýšenou tepelnou stabilitu oproti konvenčním slitinám. V práci budou zkoumané slitiny připravené legováním hliníku různým množstvím přírodních slitin přechodných kovů, získaných redukcí polymetalických rud. Budou studovány struktury, mechanické vlastnosti a chování slitin za zvýšených teplot. Studium těchto materiálů a jejich vlastností umožní navržení technologie pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi z přírodních zdrojů.

Vlastnosti nezákysových bakterií mléčného kvašení

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Při výrobě a zrání polotvrdých a tvrdých sýrů se uplatňuje široké konsorcium mikroorganismů, jehož nejvýznamnější složku tvoří bakterie mléčného kvašení (BMK). Ty se používají jednak jako zákysové a doplňkové kultury a jednak vstupují do procesu jako tzv. nezákysové BMK (NSLAB), které zahrnují převážně fakultativně heterofermentativní laktobacily a enterokoky. Vliv těchto bakterií je kmenově specifický a ovlivněný technologickým kontextem a interakcemi s ostatními mikroorganismy přítomnými v sýru. Ze skupiny NSLAB lze vyselektovat nové kmeny s významnými funkčními vlastnostmi a využít jejich potenciál jako doplňkové kultury s pozitivním vlivem na zrání daných druhů sýrů. Na druhé straně ale mohou způsobovat vady zrajících sýrů (produkce plynu, produkce biogenních aminů) či být rezervoárem přenositelných genů antibiotické (Atb) rezistence. Sledování možnosti přenosu genů Atb rezistence vyskytujících se v potravinovém řetězci je jedním ze současných trendů kontroly bezpečnosti potravin. Tato problematika je podrobněji popsána u definovaných kultur BMK či u probiotických kmenů, ale málo údajů je známo právě o rezistenci NSLAB. Náplní disertační práce bude izolace a charakterizace kmenů NSLAB ze syrového mléka, sýrů vyrobených ze syrového i pasterovaného mléka z hlediska Atb rezistence a dalších funkčních (technologicky významných, protektivních a probiotických) charakteristik. Bude posouzeno riziko NSLAB jako potenciálního rezervoáru genů Atb rezistence. Vhodné kmeny fakultativně heterofermentativních laktobacilů s komplexně zdokumentovanými charakteristikami budou uloženy ve Sbírce mlékárenských mikroorganismů Laktoflora a ověřeny v pokusných výrobách polotvrdých sýrů.

Vliv fyzikálních vlastností vsádek na přenos hmoty v různých typech bioreaktorů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Výroba nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je často spojena s kontinuální změnou fyzikálních vlastností kapalin v průběhu fermentačního procesu. Fyzikální vlastnosti vsádky ovlivňují zejména přenos hmoty mezi plynem a kapalinou a proto hrají klíčovou roli při návrhu bioreaktoru. Cílem doktorské práce je studium přenosu hmoty v závislosti na fyzikálních vlastnostech použitých kapalných medií (viskozita, přítomnost různých solí a povrchově aktivních látek) ve třech typech nejčastěji používaných bioreaktorů.
Práce je zamýšlena jako spolupráce Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště školitelky) a VŠCHT Praha (pracoviště konzultanta) a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedeným konzultantem. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření objemového koeficientu přestupu hmoty stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky.
Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.

Vliv radiolýyzy a bakteriálních extremofilů na životnost kontejneru pro ukládání radioaktivního odpadu

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace

Práce se bude zabývat vlivem radiolýzy pórového roztoku bentonitu gama zářením na oxidační schopnost prostředí a jeho vliv na stabilitu a polovodivé vlastnosti pasivní vrstvy na korozivzdorné oceli typu 316L. Dále budou studovány možnosti vzniku biofilmu sulfát-redukujících bakterií na povrchu a vliv vzniklých metabolitů na náchylnost k bodové korozi a koroznímu praskání.

Vliv rezistence k antibiotikům na propagaci gramnegativních bakterií v potravinovém řetězci

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

Vzrůstající výskyt rezistence bakterií k antibiotikům patří mezi závažné problémy 21. století, neboť omezuje spektrum vhodných antibiotik použitelných pro léčbu bakteriálních infekcí. Potravinový řetězec patří mezi místa, kde často dochází ke vzniku nových determinant rezistence k antibiotikům a/nebo jejich šíření (tzv. hot spots). Vybrané skupiny gramnegativních bakteriíe (čeleď Enterobacteriaceae, rody Acinetobacter a Pseudomonas aj.) tvoří u mnoha potravin významnou či nejčetnější část jejich bakteriomu. Zároveň jsou pro tyto bakteriální skupiny častými nositeli a šiřiteli genů rezistence k antibiotikům (např. různými mechanismy horizontálního genového transferu). Přítomnost genů rezistence k antibiotikům, často vázaných na různé mobilní genetické elementy, může však svým nositelům přinášet nejenom benefity, ale v některých případech naopak působit negativně na některé fyziologické a další vlastnosti (např. schopnost růstu). Znalost vlivu přítomnosti genů rezistence k antibiotikům na vlastnosti významné pro šíření bakterií v potravinovém řetězci (např. tvorba biofilmu, schopnost růstu, odolnost vůči zátěžovým environmentálním podmínkám aj.) je poté významná pro stanovení potenciálu jejich šíření v potravinovém řetězci a vývoj metod pro jeho snížení. Cílem práce bude studium a srovnání izolátů výše uvedených skupin gramnegativních bakterií izolovaných z potravin s rozdílným profilem antibiotické rezistence. Bude proveden výběr významných genů rezistence k antibiotikům, vyskytujících se u potravinových izolátů výše uvedených skupin gramnegativních bakterií. Dále bude zjištěn výskyt těchto genů rezistence k antibiotikům ve vybraných potravinách. Bude rovedena izolace a kvantifikace cílových bakteriálních skupin, genotypová a fenotypová charakterizace získaných izolátů a srovnání četnosti výskytu různých genotypů a fenotypů. Pro studium budou použity moderní metodické přístupy jako metody sekvenování nové generace (např. nanopórové sekvenování), qPCR, MALDI-TOF MS a vybrané klasické kultivační mikrobiologické metodiky.

Vliv rozpouštědel v kysele katalyzovaných reakcích

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kysele katalyzované reakce zaujímají velkou část procesů vedoucích k přípravě různých chemických specialit. V souvislosti s kyselou katalýzou se obvykle řeší hlavně vliv typu kyselých center na průběh vybrané reakce, typu katalyzátoru, dále vliv teploty, případně tlaku. Použité rozpoštědlo je hlavně voleno s ohledem na předchozí experimenty, případně nalezené literární prameny. Poměrně nedávno začal být viditelný trend, kdy je sledován v různých reakcích i vliv rozpouštědla na průběh reakce. přičemž se zohledňují vlastnosti rozpouštědla jako bazicita a polarita. Cílem práce bude studium vlivů široké škály rozpouštědel na průběh vybraných reakcí, kdy bude sledován a vyhodnocen vliv různých vlastností rozpouštědel na průběh reakce. Bude vyhodnoceno případné synergické působení rozpouštědla a katalyzátoru. Použité katalyzátory budou charakterizovány dostupnými metodami (XRD,TPD pyridinu, IČ, UV-Vis, ad.) a bude diskutována interakce mezi rozpouštědlem, substrátem a katalyzátorem. Možností pro vyhodnocení vlivů budou i teoretické výpočty.

Vliv struktury kompozitních částic pro cílené doručování léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Viola Tokárová, Ph.D.

Anotace

Zapouzdření aktivních látek do mikroskopických nosičů nachází své praktické uplatnění v potravinářském průmyslu, kosmetice a farmacii. Aktivní látka je tím chráněna od okolí a může být doručena až do místa účinku (např.: poškozená tkáň, nádorové onemocnění). Cílem této práce je připravit částice s různorodou architekturou a topografii (např.: jádro-slupka, mikro-strukturované částice, vláknitá struktura) a zkoumat vliv architektury částic na kinetiku vylučování zapouzdřené aktivní složky. Pro přípravu kompozitních částicových systémů v této práci budou využity metody rozprašovacího sušení, enkapsulace a mikrofluidiky. Aktivní složka bude vybrána s ohledem na biomedicínskou aplikaci.

Vliv tepelných procesů na skladbu vlákniny a nutriční hodnotu sušenek

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Obsah vlákniny patří mezi důležité kvalitativní znaky obilovin. Přítomnost vlákniny ve stravě působí svým mechanickým drážděním příznivě na střevní motoriku, omezuje vstřebávání lipidů, cholesterolu a cukrů. Technologické zpracování potravin ovlivňuje obsah, biologickou dostupnost, výživovou kvalitu a fyzikálně-chemické vlastnosti vlákniny. Na druhé straně má přídavek vlákniny vliv na technologii a následně na senzorickou kvalitu výrobku. Úlohou vlákniny je přispět k mikrostruktuře potraviny, která se zdá být zásadní při určování fyzikálně-chemických vlastností potravin obohacených vlákninou. Práce bude zaměřena na zhodnocení vlivu tepelných procesů, užívaných při sekundárním zpracování obilovin, na vlákninu a bioaktivní látky, které vlákninu v obalových vrstvách obilného zrna doprovázejí. Teoretická část práce se zaměří na definici, metody stanovení a zdravotní účinky vlákniny a jejích složek, a na popis technologických operací, zejména tepelných procesů užívaných při výrobě sušenek a snídaňových cereálních produktů, kterým bude věnována experimentální část práce. Vedle klasických materiálů používaných v pekárenské technologii budou hodnoceny i nové speciálně mleté celozrnné mouky a mouky z netradičních zdrojů jako je ječmen nebo pohanka.

Vliv termodynamické neideality na membránové separace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem doktorské práce je experimentální studium membránových metod dělení kapalných směsí a rozšíření základních principů. Součástí práce je vývoj optimalizovaných membránově-separačních metod a postupů. Řešitel práce (doktorand) by měl získat originální data, vyvíjet modely a rozšířit vhled do klíčových principů ve v současnosti obtížně predikovatelných membránových separacích.

Vliv vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Práce je zaměřena na studium problematiky vlivu různého obsahu vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu. V současné době se uvažuje o cíleném přidávání vodíku do zemního plynu, ať už čistého vodíku nebo jako součást plynu produkovaného například katalytickou hydrogenací oxidu uhličitého. Problematika přidávání vodíku do zemního plynu zejména zahrnuje promíchávání přidávaného vodíku v plynovodním potrubí, vliv na spalné teplo zemního plynu a spalovací vlastnosti, vliv na měřicí a analytické systémy, těsnicí systémy, vliv při kompresi zemního plynu na kompresních stanicích, snížení dopravní kapacity, snížení methanového čísla a dále problematiku při skladování vodíku v podzemních zásobnících spolu se zemním plynem.

Vliv využití moderních fyzikálních úprav na kvalitu masa a masných výrobků

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Variabilita v kvalitě masa a masných výrobků představuje významnou překážku v oblasti standardizace a zpracování masa a masných výrobků. Zvýšení standardů kvality může navíc tvořit klíčový rozdíl při rozhodování spotřebitelů o koupi specifických masných výrobků. S ohledem na kvalitu masa a masných výrobků se mimo jiné očekávání spotřebitelů stále zvyšuje, a to především v oblasti křehkosti a barvy výrobků. Schopnost vytvořit kvalitativně nadstandardní výrobky umožňuje uspokojit požadavky zákazníků a navíc rozvíjet potenciál masného průmyslu v České republice. Využívání nových technologií je slibnou možností a přináší alternativní metody masnému průmyslu, které mohou poskytnout konkurenční výhodu ve vývoji nových výrobků. Například vývoj nových způsobů úprav textury masa může zvýšit poptávku po dříve odmítaných partiích zvířete vzhledem k nesnadné kulinární úpravě a negativnímu požitku z pokrmu, a navíc může pozitivně přispět k ziskovosti masného průmyslu. Z tohoto pohledu bude zkoumán vliv moderních technologií, jako jsou pulsně elektrické pole (PEF), zpracování vysokým tlakem (HPP), rázové vlny (SW), ohmický ohřev (OH) na vlastnosti masa a masných výrobků.

Vrstevnaté chalkogenidy pro uchovávání energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Práce je zaměřena na studium využití i vrstevnatých chalkogenidů a možnosti jejich využití pro elektrochemické uchovávání energie v bateriích a superkapacitorech a elektrokatalytické aplikace.

Vrstevnaté formy křemíku a germania a jejich optické vlastnosti a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry

Anotace

Rychle se rozvíjející skupina vrstevnatých materiálů na bázi křemíku a germania má optické vlastnosti silně závislé na povrchové funkcionalizaci. Práce je zaměřena na možnosti chemických modifikací povrchu vrstevnatého křemík a germania a vlivu funkčních skupin na luminiscenční vlastnosti. Optimalizované materiály budou testovány pro elektronické aplikace se zaměřením na konstrukci hybridních diod (LED) a solárních článků. Bude studována kompatibilita syntetizovaných 2D nanomateriálů s organickými polovodiči při přípravě hybridních optoelektronických heterostruktur.

Vrstva pro induční ohřev skla

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Martin Míka

Anotace

Research and development of new composite coatings on glass to achieve highly effective heating of glass vesels. More informatin in laboratory A15 or on web of the laboratory.

Vysvětlení původu magnetoelektrické vazby ve fázích Fe4M2O9

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Multiferoické materiály vykazující alespoň dva typy uspořádání jako např. feroelektrické a feromagnetické jsou aktuálně ve středu zájmu základního výzkumu. Magneto-elektrická interakce přitahuje pozornost díky možným aplikacím např. v pamětech, v nichž je magnetická informace ovládána elektrickým polem. V této práci se zaměříme na syntézu a studium strukturních, magnetických, dielektrických a feroelektrických vlastností mono- a polykrystalů Fe4M2O9, jejichž existence byla zatím prokázána pro M = Nb a Ta. Bude modelována fázová stabilita těchto materiálů ve vztahu k magnetoeleastické interakci.

Využití aerogelů pro senzory plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.

Anotace

Významný rozvoj technologií přípravy nanomateriálů v posledních dvou dekádách umožnil přípravu celé řady senzoricky aktivních materiálů s unikátní strukturou a vlastnostmi. Poměrně jednoduchou technikou superkritického sušení je dnes z materiálů používaných pro chemické senzory možno připravovat aktivní vrstvy ve formě aerogelů. Z hlediska chemické senzoriky vykazují takto nanostrukturované materiály v mnoha směrech unikátní vlastnosti (vysoká citlivost a selektivita, velký aktivní povrch). Cílem práce bude návrh a realizace senzorů na bázi aerogelů tvořených anorganickými oxidy a jejich případnou chemickou (selektivní organické receptory, modifikátory povrchového napětí) a fyzikální modifikací (laserové žíhání, zabudování katalyticky aktivních nanočástic). Pro vyhodnocováni senzorické odezvy se bude využívat impedanční spektroskopie a UV-VIS-NIR spektrometrie.

Využití metod informačního vytěžování experimentálních dat pro monitorování a řízení biotechnologických procesů

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Při výzkumu biotechnologických procesů jsou generována experimentální data různorodé struktury a kvality. V těchto značně heterogenních datech jsou však obsaženy významné informace o vlastnostech těchto procesů. Tato práce je zaměřena na studium a aplikaci vybraných metod z oblasti umělé inteligence a strojového učení při zpracování těchto dat. Získané znalosti budou následně použity k pokročilému monitorování a řízení vybraného modelového biotechnologického procesu.

Využití metod prostorové analýzy pro forenzní vědy

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Většina dat zpracovávaných v rámci forenzních věd zahrnuje i prostorovou složku udávající polohu popisovaných objektů (např. GPS data). Důležitou součástí počítačového zpracování tohoto typu dat tak zahrnuje i aplikaci pokročilých metod prostorové analýzy pro zjištění vybraných souvislostí obsažených v datech. Tato práce je konkrétně zaměřena na pokročilé zpracování a analýzu dat popisující nálezy různých typů projektilů v terénu.

Využití mikroreaktorů pro studium a optimalizaci reakcí v oblasti farmacie a výroby speciálních chemikálií

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Anotace

Mikroreaktory představují unikátní zařízení, která díky svým malým vnitřním rozměrům umožnují přesně kontrolovat podmínky a průběh prováděných chemických reakcí. Těchto výhodných vlastností je proto často využíváno v oblasti kontinualizace výroby speciálních chemikálií a léčiv, kde jsou kladené velmi vysoké nároky na čistotu produktu. I přes značný potenciál syntézy v průtočném režimu, vsádková výroba v průmyslu stále převažuje. Tato práce se proto zaměřuje na aplikaci a optimalizaci mikroreaktorové technologie při přípravě speciálních chemikálií a farmaceutických komponent. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, organické chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je potřebná k osvojení si mikroreaktorových systémů, vyhodnocení a zpracování získaných dat. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.

Využití mikroreaktorů pro studium reakcí v oblasti přípravy a výroby speciálních chemikálií

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Petr Klusoň

Anotace

Mikroreaktory představují unikátní zařízení, která díky svým malým vnitřním rozměrům umožnují přesně kontrolovat podmínky a průběh prováděných chemických reakcí. Těchto výhodných vlastností je proto často využíváno v oblasti přípravy a výroby speciálních chemikálií a léčiv, kde jsou kladeny velmi vysoké nároky na čistotu produktu, selektivitu procesu, nízkou spotřebu drahých nebo těžko dostupných výchozích sloučenin apod. I přes značný potenciál syntézy v mikroprůtočném (mikrofluidním) režimu, standardní přístupy stále převažují. Navrhovaný projekt PhD studia se zaměřuje na aplikaci a optimalizaci mikroreaktorové techniky při přípravě a výrobě vybraných speciálních chemikálií a farmaceutických meziproduktů. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi fyzikální chemie, organické, anorganické a analytické chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci.

Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství, zejména pro ošetření semen a mladých rostlin je nová a rozvýjející se oblast vědeckého bádání. Plazma má příznivé účinky na klíčivost rostlin, jejich počáteční růst jako i celkovou výtěžnost produkce. Práce je zaměřena především na koronové výboje a jejich perspektivu pro prolomení dormance semen vybraných rostlin a studium ovlivnění jejich klíčivosti a růstu. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů nachádzejících se na povrchu semen nebo jiných plodů.

Využití podvojných vrstevnatých hydroxidů jako nosičů biologicky aktivních substancí

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Iva Paterová, Ph.D.

Anotace

Podvojné vrstevnaté hydroxidy, známé také jako sloučeniny typu hydrotalcitu nebo aniontové jíly, tvoří důležitou skupinu materiálů s širokým spektrem využití. Mohou sloužit jako katalyzátory, prekursory katalyzátorů nebo iontoměniče. Uplatnit se mohou také v sorpčních a dekontaminačních procesech, mohou být využity rovněž pro interkalaci nejrůznějších látek včetně léčiv. Cílem práce bude tyto materiály připravit, modifikovat jejich povrch sloučeninami na bázi silanolů a charakterizovat vhodnými metodami. Připravené materiály budou využity jako nosičové materiály pro imobilizaci vybraných aktivních substancí.

Využití pokročilých metod adaptivní filtrace pro detekci novosti

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Téma práce je zaměřené na vývoj a implementaci metodiky tzv. detekce novosti v procesních datech. Projekt je založen na analýze vybraných reálných (komplexních) procesních dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy signálů, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro adaptivní filtraci dat a detekci novosti s využitím metody Extrem Seeking Entropy (iii) implementaci a verifikaci.

Využití pokročilých metod zpracování signálů při návrhu virtuálního velínu

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Téma práce je zaměřené na vývoj a realizaci tzv. virtuálního velínu vybraného reálného technologického procesu. Projekt je založen na analýze vybraných biomedicínských dat, 3D modelování a virtuální realitě v inženýrství. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy biomedicínských signálů a 3D modelování, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro virtualizaci a řízení procesu (iii) implementaci a verifikaci.

Využití procesů mletí a společného mletí pro formulaci obtížně rozpustných léčiv

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Obtížně rozpustná léčiva (třídy BCS II a IV) tvoří podstatnou část léčiv uváděných na trh. Zlepšení rozpustnosti nebo alespoň kinetiky uvolňování léčiva je proto stálou výzvou, k jejímuž řešení se přistupuje mnoha způsoby a na mnoha úrovních. Procesy mletí, nano-mletí, či společného mletí léčiva s případnými dalšími látkami představují způsob, který může ovlivnit fázové složení léčiva, zvětšit specifický povrch jeho částic, modifikovat tento povrch, a také vytvořit kompozitní částice. Cílem této práce je studovat možnosti zlepšení rychlosti uvolňování léčiva všemi výše uvedenými pochody, především pak těmi, spadajícími do oblasti částicové technologie. Práce by měla zahrnovat jak přípravu daných částic, tak i jejich formulaci do vhodných lékových forem a hledat optimální postupy přinášející co nejlepší funkčnost při zachování požadavků průmyslové vyrobitelnosti dané formulace.

Využití techniky LC-MS při studiu potenciálních léčiv na bázi lipopeptidů

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

Anotace

V procesu vývoje nových léčiv má nezastupitelnou úlohu sledování kinetiky metabolizace podaného potenciálního léčiva v organizmu. Velmi často se pro tyto účely používá vysokoúčinná kapalinová chromatografie ve spojení s hmotnostně spektrometrickou detekcí (HPLC-MS). Předmětem zkoumání v rámci doktorské práce bude především vývoj vhodných metod pro přípravu vzorků získaných z různých tělních tekutin a tkaní před vlastní analytickou koncovkou LC-MS. Vzhledem k fyzikálně-chemickým vlastnostem zkoumaných látek (lipopeptidy) a na základě provedených experimentů, je zřejmé, že běžné standardní postupy přípravy vzorků často neposkytují uspokojivé výsledky a je nutné hledat alternativní nové přístupy. Vedle toho bude také studována schopnost testovaných látek pronikat přes hematoencefacickou membránu (blood brain barier, BBB) s využitím modelového systému BBB
v kombinaci s LC-MS. Studované látky mají předpokládaný léčebný potenciál zejména v oblasti poruch příjmu potravy a neurodegenerace.

Využití ultrafiltrace v jaderné energetice

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Studijní program: Energie a paliva

Anotace

Cílem práce je studium a optimalizace zpracování kapalných odpadů vzniklých v jaderné energetice pomocí tlakového membránového procesu ultrafiltrace. Práce bude zaměřena na návrh provozních podmínek ultrafiltrace vedoucí ke zjištění optimálních vlastností vstupních roztoků, zejména vstupních hodnot pH roztoků nebo možností použití komplexačních činidel. Navržené postupy budou následně testovány s modelovými roztoky. Pro získání dat bude využito přístrojového vybavení Centra výzkumu Řež.

Vztah endofytní mikroflory a metabolomu rostlin

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Mikrobiologie

Anotace

V poslední době je předmětem intenzivního vědeckého zájmu výzkum zaměřený na studium neobvyklých přírodních zdrojů a neprozkoumaných míst výskytu mikroorganismů. Bylo prokázáno, že vztahy endofytních bakterií a mikroskopických vláknitých hub s rostlinami mají velký potenciál vytvářet nové vzácné sekundární metabolity s jedinečnými zdraví prospěšnými, technologickými a nutričními vlastnosti. Podstatou práce bude studium vzájemných vztahů mezi mikrobiálními endofyty a rostlinami. K tomu budou využity pokročilé nástroje moderní analytické chemie – metabolomický fingerprinting / profilování pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Bude posuzován i potenciál endofytů bránit růstu patogenních vláknitých hub a tvorbě mykotoxinů.

Vztah struktury a funkce u proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Mikrobiologie, Microbiology
Vedoucí práce: prof. Ing. Peter Šebo, CSc.

Anotace

Sekreční systém typu III (T3SS) je komplikovaný molekulární aparát jehlovitého tvaru někdy označovaný jako injektozom, který umožňuje přímou dopravu efektorových molekul z cytosolu bakterií do cytosolu cílových buněk. Cílem dizertační práce bude objasnit vztah struktury a funkce proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella. Konkrétně, proteinu BopN, který je homologní k proteinům regulující aktivitu sekrečního aparátu typu III; Bsp22 proteinu, který vytváří unikátní koncovou strukturu aparátu a efektoru BteA s neznámým mechanismem fungování. Dojde k vytvoření reportérového systému pro sledování translokace substrátových proteinů T3SS, a struktura aparátu bude dále charakterizována pomocí kryo-elektronové a super-rezoluční mikroskopie. Tyto přístupy dále doplníme krystalizačními studiemi purifikovaných proteinů, případně jejich doménami či mutovanými variantami.

Výpočetní elektrochemie: Vývoj metod a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce je zaměřena na vývoj nových přístupů pro popis dějů s přenosem náboje. Budou zkoumány děje, při kterých je náboj přenášen mezi mezi molekulami stejně jako mezi elektrodou a molekulou. Budou přitom využity moderní přístupy ab initio molekulové dynamiky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Výpočetní hmotnostní spektrometrie

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatika, Bioinformatics
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje špičkové experimentální (např. LC-MS, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. Bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy k vývoji rychlých, obecně použitelných pracovních postupů pro objevování a využívání bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Hledáme talentované a motivované výpočetní výzkumníky, kteří by se připojili k našemu týmu. Úspěšným kandidátem na tuto pozici bude vývoj nové generace platformy MZmine (https://mzmine.github.io) pro zpracování dat hmotnostní spektrometrie v metabolomice. Mimo jiné se snažíme přidat k MZmine plnou podporu pro iontovou pohyblivou spektroskopii (IMS) a zlepšit její schopnosti molekulárních sítí. Doporučují se zkušenosti s programováním v Javě.

Vývoj 3D buněčných kultur pro testování nosičů léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Selektivní adheze koloidních nosičů používaných pro doručování léčiv k buňkám cílové tkáně je klíčovým předpokladem pro jejích úspěšnou aplikaci. Testování in vivo s sebou kromě vysoké nákladnosti a etických otázek přináší i řadu technických problémů, zejména relevanci zvířecích modelů. Alternativním přístupem je použití metod tkáňového inženýrství a testování koloidních nosičů přímo na "virtuálních orgánech" připravených ex vivo, avšak obsahujících buněšné linie vlastní budoucímu hostitelskému organismu. Cílem práce je rozpracovat tuto metodologii a využít ji pro vyhodnocovnání a screening chemických robotů.

Vývoj a aplikace digitálního dvojče bioreaktoru pro modelování produkce biofarmaceutik

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Výroba biofarmaceutik se obvykle provádí v míchaných a probublávaných bioreaktorech, které kombinují tok tekutin a metabolismus mikroorganismů za vzniku konečného produktu v požadovaném množství a kvalitě. Často však souhra mezi špatným mícháním, nízkými koncentracemi rozpuštěného kyslíku, vysokým množstvím CO2 a vysokým smykovým napětím negativně ovlivňuje chování buněk, což má za následek nižší množství produktu a sníženou kvalitu produktu. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutý CFD model míchaného a probublávaného bioreaktoru, který je schopen předpovědět smykové napětí a dobu míchání, a rozšířit jej o výpočet koncentrace rozpuštěného O2 a CO2, metabolizmus substrátu a uvolňování metabolických produktů. Informace o toku tekutin budou kombinovány s hybridním modelem popisujícím podrobný metabolismus mikroorganizmů kultivovaných v bioreaktoru. Parametry modelu budou získány z experimentálních dat měřeným ve fermentorech různých velikostí. Po ověření bude vyvinutý model použit k testování a návrhu úprav stávajících fermentorů za účelem optimalizace fermentačního procesu.

Vývoj a ověření hydrometalurgických postupů pro získávání kritických kovů z mineralizovaných vod

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá vývojem a ověřením hydrometalurgických postupů pro získávání kritických kovů z mineralizovaných vod (solanek) na území České republiky. Zájmové kovy představují hlavně lithium, rubidium, bor a další, které se nacházejí v koncentracích do stovek ppm v chloridových a síranových roztocích. Budou zkoumány metody menbránové separace, iontové výměny a kapalinové extrakce pro sepraci a zkoncentrování zájmových kovů. Ze zahuštěných roztoků budou získány zájmové kovy ve formě jejich sloučenin pomocí vhodnou kombinací tradičních hydrometalurgických metod.

Vývoj a realizace chirooptické spektroskopie v mikrovlnné oblasti

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

Anotace

Spektroskopie cirkulárního dichroismu pronikla do viditelné, ultrafialové a infračervené oblasti, kde v posledních dvaceti letech přináší jedinečné aplikační možnosti. Realizace těchto experimentů v mikrovlnné oblasti je zatím celosvětově neúspěšná. Cílem této dizertační práce je navrhnout a realizovat tento experiment na půdorysu unikátního Pražského mikrovlnného spektrometru, s tím, že klíčová modulace pravo- a levo-cirkulárně polarizovaného záření bude založena na speciálním tvaru vysílací a přijímací antény. Tato speciální anténa bude vytvořena ve spolupráci s Elektrotechnickou fakultou, ČVUT Praha a s Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT Brno. Tato spektroskopie může mít zcela zásadní význam při monitorování růstu rostlin a pro základní výzkum v astrofyzice.

Vývoj a využití bioortogonálních štěpných reakcí zaměřených na buněčné organely

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Chemické reakce, které lze provádět za fyziologických podmínek, nabízejí jedinečnou možnost manipulovat a studovat biologické procesy. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Tyto reakce jsou známé hlavně jako účinné chemické transformace vedoucí k tvorbě kovalentních vazeb. Teprve nedávno byl koncept rozšířen na něco, co je známé jako bioorthogonální štěpné reakce. V tomto projektu se snažíme vyvinout a použít uvolňovací reakce, které umožní uvolňování malých molekul ve specifických buněčných organelách. Věříme, že takové systémy nabídnou nejen jedinečnou možnost dodávat a aktivovat funkční molekuly na konkrétním místě v buňce, ale v širším smyslu osvětlit funkci jednotlivých buněčných organel. Tento projekt zahrnuje práci na poli organické chemie a moderní chemické biologie.

Vývoj a využití bioortogonálních štěpných reakcí zaměřených na buněčné organely

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Chemické reakce, které lze provádět za fyziologických podmínek, nabízejí jedinečnou možnost manipulovat a studovat biologické procesy. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Tyto reakce jsou známé hlavně jako účinné chemické transformace vedoucí k tvorbě kovalentních vazeb. Teprve nedávno byl koncept rozšířen na něco, co je známé jako bioorthogonální štěpné reakce. V tomto projektu se snažíme vyvinout a použít uvolňovací reakce, které umožní uvolňování malých molekul ve specifických buněčných organelách. Věříme, že takové systémy nabídnou nejen jedinečnou možnost dodávat a aktivovat funkční molekuly na konkrétním místě v buňce, ale v širším smyslu osvětlit funkci jednotlivých buněčných organel. Tento projekt zahrnuje práci na poli organické chemie a moderní chemické biologie.

Vývoj analytických metod pro forenzní analýzu jaderných materiálů

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

Anotace

Při rozhodování o původu jaderných materiálů je jedním z podstatných kritérií celková koncentrace a zejména poměry minoritních a stopových doprovodných prvků, které zrcadlí jejich zastoupení a poměry ve výchozích rudách, ze kterých pocházejí, a způsob zpracování těchto rud. Při globální spolupráci jaderně-forenzních subjektů v oblasti prevence a postihu ilegálního nakládání s jadernými materiály je proto klíčová detailní znalost takovýchto prvkových „otisků prstů“.
Cílem práce bude vývoj a optimalizace stávajících analytických metod pro analýzu vybraných minoritních prvků v matrici jaderného materiálu. Jedním z hlavních výsledků disertační práce bude srovnání prvkového složení uranových rud z různých českých ložisek. Práce bude realizována ve spolupráci dvou pracovišť: Ústavu analytické chemie FCHI VŠCHT Praha (školicí pracoviště – vývoj analytických metod) a Katedry jaderné chemie FJFI ČVUT v Praze (separace minoritních a stopových prvků od matric jaderných materiálů a radiometrické metody).

Vývoj analytických postupů pro stanovení nových per- a polyfluoralkylovaných látek v potravinách a biologických vzorcích

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj ultra-citlivých analytických metod pro stanovení širokého spektra per- a polyfluoralkylovaných sloučenin (PFAS) v potravinách, zejména živočišného původu, a v pitné vodě, které představují hlavní dietární zdroj expozice člověka. Práce se bude věnovat rozšíření stávajících metod o nové látky, jako jsou karboxylové kyseliny s krátkým řetězcem (C2-C3), telomerní sloučeniny včetně jejich prekurzorů. Pro stanovení látek bude využita technika kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií, pro některé látky bude využita i technika plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií, tak aby byly dosaženy požadované pracovní charakteristiky. Nové postupy budou následně aplikovány pro zhodnocení expozice populace ČR těmto látkám na základě jejich analýzy ve vybraných potravinových komoditách a pitné vodě. Součástí dizertační práce bude i studie z oblasti lidského biologického monitoringu, kdy sledované látky budou stanoveny také v lidských biologických vzorcích jako je mateřské mléko, krevní sérum a moč. Hodnocena bude distribuce těchto látek v jednotlivých typech vzorků. Práce poskytne nová data nezbytná pro hodnocení rizik spojených s expozicí různých skupin populace těmto látkám.

Vývoj bipolárních desek pro palivové články typu PEM

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Anotace

Bipolární desky představují významný konstrukční prvek palivových článků a významným způsobem se podílí na jejich výrobních nákladech. To je dáno zejména korozní agresivitou prostředí, ve kterém pracují, a s tím spojenými nároky na použité materiály. Cílem práce je navrhnout alternativní přístup založený na využití ocelových bipolárních desek povrchově chráněných vhodným kompozitním povlakem. Součástí práce bude rovněž matematická simulace toku reaktantů a produktů v geometrii distribučních kanálků s cílem optimalizovat jejich tvar.

Vývoj databáze digitálních lidských pachových signatur

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

Anotace

Cílem je vybudovat vzorovou databázi skutečných lidských pachových signatur, založených na detailních chromatografických analýzách reálných pachových stop. Vedle vlastní databáze, bude doktorská práce doplněna vývojem obslužných programů, které jednak umožní doplňovat databázi o nové digitální pachové signatury z pachových stop jedinců, jednak programy provádějící komparaci neznámého pachového vzorku s pachovými signaturami v databázi. Takto bude možné provádět ztotožnění neznámého pach, s pachovou signaturou v databázi, pokud existuje. V práci bude vytvořen i algoritmus spolehlivosti ztotožnění neznámého pachu se signaturami v databázi.
Předpokládá se, že výsledky tohoto výzkumu mohou mít velký mezinárodní dopad a že prováděné komparace budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Řešený projekt má finanční podporu dvou nově přijatých grantů IMPAKT.

Vývoj elektrochemických metod pro forenzní analýzu psychoaktivních látek

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

Anotace

Psychoaktivní látky způsobují změny v náladě a vědomí, avšak mnoho z nich je návykových. Snaha vyvíjet rychlé a citlivé elektrochemické senzory pro detekci těchto látek je podmíněna volbou selektivního receptoru - selektoru. Cílem disertační práce bude aplikace vhodných elektroanalytických postupů vedoucích k nanesení vybraných selektorů na různé elektrodové povrchy pro stanovení psychoaktivních látek ve forenzní analýze

Vývoj kvasů z bezlepkových surovin a optimalizace jejich fyzikálně-chemických a nutričních parametrů

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

V poslední době se zvyšuje zájem populace o bezlepkové výrobky všeho druhu, zejména chleba a dalších pekárenských výrobků. Bezlepkové produkty požadují nejen skupiny obyvatel trpících celiakií či jinou formou intolerance lepku, ale i mnozí další zájemci, u nichž intolerance není diagnostikována. Zároveň stoupá obecný zájem o pekárenské výrobky obsahující různé typy vitálních kvasů. Cílem práce bude testování a optimalizace technologických postupů používaných při přípravě kvasů z mouk bezlepkových obilovin a pseudoobilovin (čiroku, rýže a pohanky). Prověřovány budou zejména postupy aktivace fermentačních procesů z dostupných komerčních startovacích kultur i spontánně na základě přirozené mikroflóry mouk. Dále pak podmínky vlastního vedení kvasů (teplota, čas, konzistence). Postupy budou optimalizovány na základě vybraných fyzikálně-chemických charakteristik výsledných kvasů (pH a titrační kyselost, obsah a vzájemné poměry organických kyselin a profily těkavých látek), vybraných nutričních charakteristik a dále na základě senzorických vlastností kvasů a pokusných výrobků připravených s jejich použitím.

Vývoj luminiscenčních lanthanových komplexů pro Ramanovu spektroskopii a zobrazování

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

Anotace

Luminiscenční lanthanové komplexy se ukazují velmi vhodné pro zobrazování živých buněk pomocí Ramanovy spektroskopie. Jsou stabilnější než organické molekuly, mají více specifický signál, apod. Zaměříme se na variaci jejich funkce tak, aby se vázaly k specifickým biomolekulám nebo buněčným strukturám. Budeme také optimalizovat jejich spetroskopické vlastnosti, npř. kvantový výtěžek fluorescence. Práce zahrnuje organickou syntézu, spektroskopii syntetizovaných komplexů, např. monitorování jejich interakce s proteiny a nukleovými kyselinami, a polarizační měření s levo- a pravotočivě polarizovaným světlem

Vývoj metodiky zpracování a vyhodnocení signálů z biospektroskopických analýz pro klinické využití

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

Anotace

Spektroskopické metody nacházejí stále větší uplatnění v analýzách klinických vzorků, jejichž výstupem je velké množství vícerozměrných dat. Náplní dizertační práce bude návrh automatizace jednotlivých kroků od preanalytické fáze po statistické vyhodnocení získaných dat, a to za účelem zajištění co možná nejvyšší opakovatelnosti a reprodukovatelnosti. Doktorand se bude aktivně účastnit analýz biologických vzorků (krevní plazma, tkáně) s využitím metod vibrační a chiroptické spektroskopie, konkrétně infračervené absorpce, Ramanovy spektroskopie, elektronového cirkulárního dichroismu a Ramanovy optické aktivity.
Dále budou v reakci na potřebu efektivního zpracování velkého množství rozsáhlých datových souborů vyvíjeny algoritmy s cílem usnadnit úpravu získaných spekter a jejich následnou vícerozměrnou statistickou analýzu. Dizertační práce bude realizována ve spolupráci s klinickými pracovišti Všeobecné fakultní nemocnice v Praze a Ústřední vojenské nemocnice.

Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Rozšiřování moderní elektroniky, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a obecně komunikační a výpočetní techniky s sebou přináší i vysoké riziko vyzrazení kritických informací o infrastruktuře, ve kterých jsou tyto prvky využívány. V krajním případě může dojít i k úniku či převzetí administrátorských oprávnění, což může být zneužito k digitálnímu vandalismu, vyzrazení důležitých informací či útokům na infrastrukturu samotnou. Jednou z velice efektivních a obtížně odhalitelných metod těchto útoků je i vzdálené odposlouchávání informací, jež jsou emanovány z elektronických zařízení ve formě elektrického či magnetického pole. S rozvojem levné rádiové techniky a v důsledků snadno dostupných knihoven a algoritmů pro zpracování signálu již nemusí být podobný útok pouze doménou bohatých, státy sponzorovaných, organizací, ale postupně může být osvojován běžnou hackerskou komunitou a zneužíván ke kriminálním účelům.
Cílem této práce je tedy prozkoumat možnosti a vyvinout a otestovat lehké a flexibilní ochranné štíty na bázi moderních nanomateriálů, které budou sloužit jako účinná pasivní ochrana elektronických zařízení před vzdáleným odposloucháváním informací. Za tímto účelem budou připraveny nové kompozitní materiály na bázi elektricky vodivých nanočástic s magnetickými vlastnostmi. Budou studovány možnosti jejich kompatibilizace s nosičem, chemická struktura a morfologie, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti a metody a možnosti jejich zpracování do požadovaného tvaru a formy vhodné k využití v miniaturní elektronice. Součástí experimentů bude i testování pasivních štítů v simulovaných i reálných podmínkách a vyhodnocování jejich schopnosti tlumit elektromagnetické vlnění vyzařované elektronickými zařízeními.

Vývoj nových chemických nástrojů pro studium mezibuněčných interakcí

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Mezibuněčné interakce hrají důležitou roli v nesčetných biologických procesech. Tyto interakce umožňují buňkám komunikovat, reagovat na změny v prostředí a hrají důležitou roli při různých onemocněních včetně rakoviny. Navzdory jejich důležitosti je naše schopnost studovat molekulární detaily a povahu těchto interakcí stále velmi omezená. V tomto projektu plánujeme využít chemické glyko-inženýrství v kombinaci s biokompatibilními chemickými reakcemi k zachycení, identifikaci a studiu biomolekul zapojených do těchto interakcí. Tento projekt si klade za cíl objasnit složitost interakcí mezi buňkami a osvětlit jednotlivé proteiny zapojené do tohoto procesu. Ideální kandidát by měl mít zájem o organickou chemii, chemickou biologii a příbuzné obory.

Vývoj nových chemických nástrojů pro studium mezibuněčných interakcí

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Mezibuněčné interakce hrají důležitou roli v nesčetných biologických procesech. Tyto interakce umožňují buňkám komunikovat, reagovat na změny v prostředí a hrají důležitou roli při různých onemocněních včetně rakoviny. Navzdory jejich důležitosti je naše schopnost studovat molekulární detaily a povahu těchto interakcí stále velmi omezená. V tomto projektu plánujeme využít chemické glyko-inženýrství v kombinaci s biokompatibilními chemickými reakcemi k zachycení, identifikaci a studiu biomolekul zapojených do těchto interakcí. Tento projekt si klade za cíl objasnit složitost interakcí mezi buňkami a osvětlit jednotlivé proteiny zapojené do tohoto procesu. Ideální kandidát by měl mít zájem o organickou chemii, chemickou biologii a příbuzné obory.

Vývoj nových ultralehkých slitin hořčíku pro aplikace v letectví

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Slitiny hořčíku se vyznačují nízkou hustotou a relativně vysokým poměrem pevnosti k hmotnosti. Z tohoto pohledu jsou zajímavými materiály pro aplikace v automobilovém a leteckém odvětví průmyslu. S cílem zlepšit mechanické a korozní vlastnosti jsou velmi často legovány dalšími kovy, např. Al, Zn, Mn, Y, Nd, Gd, atd. Zajímavým legujícím prvkem je Li, které jakožto nejlehčí kov dále snižuje hustotu výsledné slitiny, což je velmi žádoucí z pohledu potenciálního snížení emisí CO2. V závislosti na koncentraci Li je možné rovněž u hořčíkových slitin dosáhnout kubické prostorově středěné struktury a zlepšit tak významně plasticitu materiálu. Pevnost a korozní odolnost slitin Mg s Li je však poměrně špatná, což brání jejich širšímu využití. Cílem této práce je navrhnout a připravit různými postupy zahrnující konvenční lití a extruzi, ale i nekonvenční postupy práškové metalurgie (mechanické legování, sintrace v plazmě – SPS, selektivní tavení laserem – SLM) slitiny hořčíku s Li a dalšími legujícími prvky. V rámci práce bude detailně charakterizován vliv mikrostruktury na mechanické a korozní vlastnosti připravených materiálů a optimalizovány vybrané postupy přípravy vedoucí k požadovanému zlepšení vlastností. V rámci práce je předpokládána spolupráce s organizacemi Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana a Ústav materiálov a mechaniky strojov, SAV, Bratislava.

Vývoj postupů pro studium extrémně nízkých tlaků nasycených par

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Vojtěch Štejfa, Ph.D.

Anotace

Studium tlaků par v oblasti extrémně nízkých tlaků je z technického a metodologického hlediska velmi obtížná disciplína. Možnosti měření ve středotlaké oblasti (> 1 kPa, ebuliometrie) a nízkotlaké oblasti (> 1 Pa, statická metoda) jsou poměrně dobře zpracované a lze dosáhnou nejistot měření menších než 1%. Pro méně těkavé látky doposud neexistují žádné standardy a dostupná data často vykazují vysoké odchylky, v desítkách procent i celých řádech. V naší laboratoři byly v poslední době zkonstruovány dvě aparatury pro měření tlaků par extrémně málo těkavých látek: statická aparatura s teplotním rozsahem až do 200°C a efúzní aparatura s křemennými mikrovahami. Vysokoteplotní statická aparatura umožňuje přesná měření a v kombinaci se simultánní korelací lze docílit i přesného přepočtu na pokojovou teplotu. Nelze ji ale použít např. pro látky, u nichž dochází k termálnímu rozkladu. Data naměřená pro stabilní a dobře dostupné látky by však mohla být použita jako reference při testování metod měření s problematickou důvěryhodností určených pro ještě nižší tlaky. Mezi ně patří především různé varianty efúzní aparatury – gravimetrická, s křemennými mikrovahami nebo hmotnostním spektrometrem. Využití této metody vyžaduje důkladné a důsledné testování, po kterém má kapacitu produkovat data blížící se svou nejistotu statickým aparaturám, ovšem pro látky s o několik řádů nižšími tlaky par. Aparatury a zpracovaná metodologie jejich používání mohou být následně aplikovány pro studium environmentálně a biologicky zajímavých látek jako jsou polyaromatické uhlovodíky, iontové kapaliny nebo aminokyseliny.

Vývoj počítačové interpretace spekter nukleární magnetické resonance pro stanovení molekulové struktury.

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

Anotace

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

Vývoj speciálních přenosných aparatur pro bezdotykový odběr genetických a pachových vzorků

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

Anotace

Řešené téma má finanční podporu nově přijatého grantu, kde genetické a pachové vzorky odeprané přenosnou aparaturou budou detailně analyzovány. Vývoj přístroje bude ve spolupráci s VUT Brno, přičemž odebrané vzorky budou detailně analyzovány pomocí GCxGC-TOF. Na analýze DNA zachycených vzorků budou vypomáhat partneři projektu (KÚ PČR a1.LF UK). Předpokládá se, že výsledky výzkumu budou mít velký forenzní dopad a budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Vývoj zařízení je podpořen Memorandem o spolupráci mezi VŠCHT Praha Policejním prezidiem, PČR.

Vývoj systému pro vzdálené řízení a monitoring recyklace šedých vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Jedna z hlavních překážek využití vyčištěných šedých vod (tj. vod z koupelen, popř. praček) je chybějící metoda pro automatické sledovní kontaminace vyčištěné odpadní vody. Díky tomu není možné používat recyklovanou vodu tam, kde hrozí vyšší riziko nákazy koncových uživatelů při kontaminace vody patogeny (např. praní, uklízení atd.).
V tomto projektu vyvineme systém včasného varování, který bude automaticky detekovat poruchy v technologie čištění šedých vod a především průnik patogenních organismů do vyčištěné vody určené pro recyklaci.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Vývoj vysoce výkonných flexibilních superkapacitorů na bázi nanocelulózy a vodivýchpolymerůPoskytovatel

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem tohoto projektu je navrhnout nový typ pružných a lehkých elektrod založených na udržitelných materiálech. Elektrody budou následně využity ve vývoji výkonných superkapacitorů s ohebnou strukturou a vysokou kapacitou. Přírodní celulózová nanovlákna (CNF) budou kombinována s elektricky vodivými polymery (ECP) a nanoplniv (např. uhlíkové nanomateriály) a následně využita jako matrice pro přípravu elektrod superkapacitorů s využitím přístupu „bottom-up“. CNF zajistí funkci mechanického skeletu schopného vysoké deformace a rovněž funkci šablony pro chemickou funkcionalizaci povrchu elektrod. Zkoumány budou také nové způsoby kompatibilizace polymerů a nanoplniv s cílem spojit vzájemně odlišné materiály s různými vlastnostmi do formy porézních elektrod na bázi CNF-ECP, které se budou vyznačovat optimální morfologií a vlastnostmi. Elektrody vykazující nejlepší kapacitu, pružnost a tepelnou stabilitu budou použity při přípravě a testování prototypů superkapacitorů.

Význam 4-alkyl-L-prolinového motivu pro biologickou aktivitu mikrobiálních metabolitů s odlišnými mechanismy účinku

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie
Vedoucí práce: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

4-Alkyl-L-prolinové deriváty s dvou- nebo tří- uhlíkatým postranním řetězcem představují vzácné stavební kameny metabolitů produkovaných aktinobakteriemi. Známe pouze pět skupin metabolitů, které sdílejí tento strukturní motiv, avšak vyznačují se různým typem biologických aktivit. Patří sem antimikrobiální látky lišící se spektrem svého účinku i látky s různými protinádorovými účinky. Velmi odlišné jsou i mechanismy účinku těchto látek, které zahrnují interakci s bakteriálním ribozomem (linkomycin), vazbu do malého žlábku DNA (pyrrolobenzodiazepiny) a inhibici bakteriálních enzymů účastnících se syntézy DNA (mykoplanecin). Zásahové místo dalších dvou skupin (hormaomycin a lucentamyciny) je dosud nejasné. Zatímco u klinicky využívaného antibiotika linkomycinu byl dokumentován pozitivní vliv postranního alkylového řetězce na účinnost, u ostatních metabolitů je význam tohoto evolučně i biosynteticky složitého strukturního prvku nejasný. V rámci projektu budou získány metabolity se zabudovaným 4-alkyl-L-prolinem a jejich protějšky s běžným L-prolinem a bude porovnána jejich relevantní biologická aktivita. Požadované látky budou získány například izolací z kultivačních médií jejich producentů s využitím semi-syntetických přístupů (např. prekurzorem řízená biosyntéza nebo mutasyntéza) a moderních metod chemické analýzy. Hlavním cílem práce tohoto mezioborového projektu bude posoudit obecný benefit 4-alkyl-L-prolinového motivu na úroveň různých biologických aktivit. Získané poznatky budou sloužit pro biotechnologickou přípravu účinných látek s potenciálním využitím v lékařství.

Zelený, zelenější, nejzelenější: termodynamické vlastnosti vodných roztoků iontových kapalin založených na přírodních látkách

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem tohoto projektu je lépe pochopit vztah mezi strukturou a vlastnostmi ve vodných roztocích iontových kapalin na bázi cholinu s různými anionty. Nové iontové kapaliny budou charakterizovány z hlediska jejich termodynamických a termofyzikálních vlastností. Iontové kapaliny obecně vykazují výrazný aplikační potenciál např. ve skladování energie nebo v separačních procesech. Dále také v důsledku velkého množství syntetizovaných struktur zůstává do velké míry neobjasněn vztah mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Pro iontové kapaliny na bázi přírodních látek je pak takováto studie obzvláště zajímavá. Voda, jako nejčastěji používané a nejekologičtější rozpouštědlo, je pak první volbou pro studium směsí iontových kapalin s běžnými rozpouštědly. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) ve fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, chemickém inženýrství;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpracování mateřského mléka na produkty výživy kojenců se specifickými nutričními požadavky.

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Mateřské mléko je považováno za ideální zdroj výživy kojenců. V určitých případech se však ukazuje, že je pro vývoj kojence potřebné složení upravit, zejména se to týká předčasně narozených dětí. Obvykle se jedná o zvýšení příjmu bílkovin, úpravu poměru bílkovin a energie, případně i minerálních látek. Fortifikace produkty z kravského mléka je sice možná, ale lépe je snášena fortifikace na bázi mateřského mléka. Pro tuto fortifikaci lze s výhodou využít darované mléko. Cílem práce je navrhnout postup zpracování mateřského mléka do formy vhodné pro fortifikaci. Použité postupy musí být co nejšetrnější, aby byly zachovány v maximální míře biologicky aktivní látky, zároveň musí být zajištěna bezpečnost produktů. Cenné jsou i složky mateřského mléka, které se nevyužijí pro fortifikaci, např. tuk a oligosacharidy. Dalším cílem práce je proto navrhnout jejich využití.

Zpracování signálů chemických senzorů pomocí algoritmů umělé inteligence

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Jednou z možností jak zlepšit selektivitu a detekční vlastnosti moderních chemických senzorů je využití algoritmů umělé inteligence. Tématem práce je na základě rešerše a vlastních nápadů navrhnout, připravit a testovat nové přístupy pro zpracování a těžení dat z multi komponentních zdrojů jako je například GC/IMS spektrometr, senzory a senzorová pole s odezvou ve vizuálním, infračerveném a radiofrekvenčním poli elektromagnetického spektra. Při řešení práce se předpokládá využití hardwarové akcelerace zpracování dat a softwarově definovaného radia.

Zvětšování měřítka procesu farmaceutického rozprašovací sušení

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Účinek termopasterace a termosterilace na mikrobiální stabilitu konzervárenských výrobků

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Technologické postupy využívající účinků termopasterace a termosterilace používané v konzervárenském průmyslu nejsou vždy dostatečné zejména pro eliminaci některých zdravotně i technologicky nežádoucích termorezistentních mikroorganismů. Jejich odolnost vůči působení vysokých teplot se dá charakterizovat 'D' a 'z' hodnotami. V minulosti byly tyto inaktivační parametry zjišťovány v modelových systémech potravin na bázi tekutých kultivačních médií, nikoli však v reálných pevných potravinách, jak by bylo vhodnější. Disertační práce je zaměřena na zjištění teplotních charakteristik ('D' a 'z' hodnot) pro vybrané mikroorganismy izolované z pasterovaných nebo sterilovaných průmyslově vyrobených konzervárenských výrobků. Další oblastí zájmu je subletální poškození mikroorganismů během tepelných procesů s následnou reparační (případně i resuscitační) schopností částečně poškozených buněk v prostředí bohatém především na bílkoviny, hořečnaté a manganaté ionty, s využitím moderních i klasických detekčních metod. Cílem práce je předložit inovovaný komplex teoretických znalostí a experimentálních výsledků pro hodnocení mikrobiální stability tepelně ošetřených konzervárenských výrobků při jištění jejich zdravotní mikrobiologické bezpečnosti, technologické nezávadnosti a standardní jakosti.

Černé kovy jako aktivní vrstvy chemirezistorů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Černé kovy (black metals - BM) jsou kovy s vysoce porézním povrchem. Jejich chemické (oxidovatelnost), mechanické (nízká hustota), elektrické (vyšší rezistivita) a optické (nízká odrazivost) vlastnosti jsou unikátním mixem nanostrukturních a makrostrukturních parametrů kovových materiálů. Pro aplikaci BM v aktivních vrstvách chemirezistorů představují výhodu tyto skutečnosti: (i) u BM je vysoký podíl povrchových atomů, což vytváří vysokou koncentraci aktivních míst pro sorpci plynných molekul; (ii) povrch BM je katalyticky aktivní - může na něm nastat rozklad větších molekul analytů na snadno detekovatelné reaktivní fragmenty; (iii) povrchová vrstva BM se snadno oxiduje za tvorby tzv. core-shell struktur tvořených kovem povlečeným tenkou vrstvou oxidu, což tvoří Schottkyho přechod; (iv) aktivní vrstvy na bázi BM dávají při měření vysokofrekvenčním střídavým signálem možnost uplatnit tzv. skin-efekt, a tím efektivně rozlišit "povrchovou" detekci od té "objemové" získané ze stejnosměrných měření.

Částice přírodního původu pro zapouzdření a doručování léčiv

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Částicové modelování difúzních, rheologických, mezifázových a relaxačních vlastností polymerů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

Disipativní částicová dynamika (DPD) je stochastickou technikou modelování pro simulaci jednoduchých i složitých tekutin. Tato technika je využívána v hydrodynamice pro analýzu problémů s časovým a/nebo prostorovým měřítkem přesahujícím možnosti molekulární dynamiky. DPD je nemřížkovou meso-skopickou simulační technikou uvažující částice pohybující se v kontinuálním prostoru. Částice zde reprezentují celé molekuly, segmenty molekul nebo malé elementy tekutin, tedy nikoliv jednotlivé atomy. DPD umožňuje simulovat polymerní tekutiny s objemy až 100 nm v jednom směru po dobu až milisekundy. Na začátku toho PhD projektu se student ocitne na křižovatce s mnoha náročnými a zajímavými problémy z oblasti chemického inženýrství a polymeračního reaktorového inženýrství. Příklady výzev, které na studenta čekají, jsou následující: · Difúzní tok transportující monomer(y) ke katalytickým centrům je omezen konečnou rychlostí molekulárního pohybu a nikoliv konstitutivními rovnicemi analogickými Fickově zákonu. Pokud bude tato hypotéza potvrzena, tak poskytne klíčové vysvětlení kinetických dat získaných během několika desetiletí. A standardní učebnice chemického inženýrství budou přepsány. · Reologie koncentrovaných roztoků polymerů (např. polymer nabobtnalý monomery) je otevřeným problémem a je důležitá např. pro suspenzní polymeraci a v přípravě polyurethanových pěn. · Difúze segmentů polymeru a mezifázové jevy jsou klíčem k pochopení fázové separace v jednotlivých nanočásticích latexu v emulzní kopolymeraci produkující produkty s vysokou přidanou hodnotou. · Systematické pochopení difúze penetrantů v polyolefinech zahrnující teplotní závislost a souhru mezi difúzí a relaxační dynamikou je dalším problémem se zásobou experimentálních dat, ale zatím s nedostatečným porozuměním. Doktorand(ka) se seznámí nejen s polymeračním reaktorovým a materiálovým inženýrstvím, polymerní fyzikou, fyzikální chemií, hydrodynamikou a koloidní chemií, ale bude také rozvíjet svoje schopnosti v oblasti matematického modelování. Projekt bude probíhat nejen v rámci výzkumné laboratoře, ale bude zahrnovat partnery z Evropských firem a univerzit. Projekt bude (snad) podporován grantovými projekty a smluvním výzkumem. Info: telefon +420 220 44 3296, místnost B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Řešení krystalové struktury farmaceutických molekul kombinací dat z ss-NMR, predikce a práškové difrakce.

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace

V případě , kdy nejsou k dispozici difrakční data z monokrystalu, lze krystalovou strukturu látky řešit z alternativních dat. Strukturu lze predikovat a z predikované struktury lze pomocí QM metod spočítat teoretické ss-NMR. Pomocí ss-NMR pak lze potvrdit predikci struktury. Postup je možný kombinovat s daty z práškové difrakce. Cílem práce je otestovat tento kombinovaný přístup.

Řízení procesu membránové filtrace se zpětným proplachem

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Chemie a technologie potravin

Anotace

Membránová filtrace s tangenciálním tokem je využívána jako separační metoda ve všech odvětvích průmyslu. Jedná se o proces, při kterém membrána vytváří selektivní bariéru a nátok je přiveden podél membrány. Na rozdíl od klasické filtrace nedochází k tvorbě filtračního koláče a filtrace může probíhat po dlouhou dobu, hnací silou je nejčastěji tlak. Celý systém je pak složen z membránových modulů, čerpadel vytvářejících tlakový gradient a řídicích ventilů zajišťujících požadovaný směr filtrovaného média. Práce je zaměřena na filtraci potravinářských produktů s cílem izolovat, separovat či zahustit vybranou složku ze vstupní směsi, pomocí naměřených dat sestavit model filtrace a využít jej při návrhu a implementaci vyššího systému řízení. Měření bude probíhat na stávající dvou čerpadlové filtrační jednotce TIA s keramickými membránovými moduly a jednotkou zpětného proplachu. Stanice je dále vybavena monitoringem tlaku, teploty, průtoku a primárním řízením tlaku pomocí klapkových ventilů přes ovládací programovatelným logickým automatem Siemens S1200.

Řízení vlastností krystalů léčiv během krystalizace a jejich dopad na následné jednotkové operace

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Léčiva jsou obvykle malé molekuly, které se připravují chemickou syntézou následovanou procesem krystalizace. Vlastnosti připravených krystalů (tj. fyzikálně-chemické, ale také formulační vlastnosti) jsou silně závislé na použité pevné formě léčiva, jejich velikosti a morfologii krystalů. Cílem tohoto projektu je proto studium dopadu parametrů procesu krystalizace a kroku po zpracování na připravené krystaly léčiva s ohledem na velikost, morfologii a polymorfismus. Modulace teplotou při vsádkové krystalizaci bude kombinována s procesem mokrého mletí s cílem řídit tvar, velikost a tokové vlastnosti připravených krystalů léčiva. Krok krystalizace bude kombinován s filtrací a sušením, aby se vyhodnotil dopad velikosti a tvaru krystalů na účinnost těchto jednotkových operací. Souběžně budeme také studovat dopad promývání na množství zbytkového rozpouštědla a polymorfní stabilitu konečného produktu. Zatímco farmaceutický průmysl obvykle používá vsádkové procesy, v rámci tohoto projektu budeme zkoumat možnost připravit stejné krystaly léčiva za pomoci kontinuálního procesu. K zajištění konstantní kvality produktu bude použita procesní analytická technologie schopná měřit velikost, tvar a morfologii krystalů společně s analýzou složení pomocí Ramanovy spektroskopie. On-line měření bude srovnáváno s off-line měřením pomocí SEM, IR spektroskopie, XRD a NMR. Student se bude také podílet na zvětšení měřítka výrobního procesu.

Štúdium štruktúry sacharidov pomocou NMR spektroskopie a molekulového modelovania

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní programy: Chemie, Chemistry
Vedoucí práce: Ing. Radek Pohl, Ph.D.

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

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi