Seznam anotací:

1. Stlačená horká voda jako nekonvenční rozpouštědlo (Ústav analytické chemie)
2. Rychlá detekce a identifikace patogenních mikroorganizmů a virů pomocí elektromigračních technik a hmotnostní spektrometrie (Ústav analytické chemie)
3. Metodika pro speciační analýzu sloučenin arsenu v biologickém materiálu (Ústav analytické chemie)
4. Zlaté a stříbrné krystaly modifikované vybranými triol-deriváty karboranů (Ústav anorganické chemie)
5. Tavení skel a jeho nové koncepce (Ústav anorganické chemie)
6. První identifikace Pb2SbSnO6,5 žlutě ve středoevropské malbě 19. století: moderní analytické metody použité pro studium historických materiálů (Ústav anorganické chemie)
7. Hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
8. Uhlíkové nanostruktury a nanokompozity (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
9. Syntéza a katalytické využití hierarchických systémů na bázi zeolitů (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
10. Publikace knihy Landolt-Börnstein IV/13A, Vapor-Liquid Equilibrium in Mixtures and Solutions (Ústav chemických procesů)
11. Příprava nových nanostrukturovaných materiálů na bázi Si/Ge/C (Ústav chemických procesů)
12. Botnání polymerních membrán v iontových kapalinách (Ústav chemických procesů)
13. LC-NMR analýza polymerních siloxánů (Ústav chemických procesů)
14. Využití polymerních pěn pro separaci, skladování a absorpci vodíku (Ústav makromolekulární chemie)
15. Mikročástice pro biotechnologické aplikace reagující na vnější stimuly (Ústav makromolekulární chemie)
16. Efekt blízkosti při kooperaci vodíkových a jiných vazeb mezi makromolekulami (Ústav makromolekulární chemie)
17. Vývoj nové generace nízkorozpouštědlových ochranných povlaků (Ústav makromolekulární chemie)
18. Efektivní konstrukce funkcionalizovaných oligonukleotidů a DNA duplexů pomocí cross-coupling reakcí nukleosid trifosfátů následovaných inkorporacemi DNA polymerasou (Ústav organické chemie a biochemie)
19. 2D-Elektroforetická analýza proteinů nové linie lidských buněk EM-G3 reprezentujících zárodečné buňky karcinomu prsu (Ústav organické chemie a biochemie)
20. Velký proces – malý model: tříatomový Ag₂O⁺ + Ethylen (Ústav organické chemie a biochemie)

(Ústav analytické chemie)

Kapalnou vodu obvykle pokládáme za vysoce polární rozpouštědlo s výraznou rolí vodíkových vazeb. Tento náhled ale neplatí vždy. S narůstající teplotou se solvatační schopnosti kapalné vody postupně mění, což je dáno především poklesem relativní permitivity (dielektrické konstanty) a poklesem hustoty kohezní energie. Voda tak s rostoucí teplotou nabývá překvapivých vlastností a postupně se stává „lepším a lepším“ rozpouštědlem nepolárních organických látek včetně uhlovodíků. V některých případech proto může stlačená horká voda sloužit jako náhrada škodlivých organických rozpouštědel. Dosavadní studium vodných rozpustností organických látek za vysokých teplot bylo převážně soustředěno na malé organické molekuly (do 8 atomů uhlíku). V literatuře tak lze nalézt jen poměrně málo údajů o vodných rozpustnostech tuhých organických neelektrolytů s většími molekulami za teplot vyšších než 100 °C, přestože v aplikacích stlačené horké kapalné vody mohou mít taková data značnou hodnotu. S cílem rozšířit okruh dostupných údajů tohoto typu autoři změřili vodné rozpustnosti řady tuhých polycyklických aromatických uhlovodíků a tuhých tricyklických aromatických heterocyklů v širokém oboru teplot. S použitím experimentálních výsledků pak vypracovali jednoduché prediktivní korelace pro rychlý odhad vodných rozpustností aromatických látek za vysokých teplot. Míra správnosti těchto korelací dovoluje jejich využití pro návrhy reálných extrakčních procesů využívajících stlačené horké vody.

1) Karásek, P., Planeta, J., Roth, M.: Aqueous Solubility Data for Pressurized Hot Water Extraction for Solid Heterocyclic Analogs of Anthracene, Phenanthrene and Fluorene. – Journal of Chromatography A 1140, 1–2: 195-204 (2007)
2) Karásek, P., Planeta, J., Roth, M.: Simple First-Order Group Contribution Scheme for Solubilities of Solid Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Solid Polycyclic Aromatic Heterocycles in Pressurized Hot Water. – Industrial & Engineering Chemistry Research, v tisku
3) Karásek, P., Planeta, J., Roth, M.: Solubilities of Triptycene, 9-Phenylanthracene, 9,10-Dimethylanthracene, and 2-Methylanthracene in Pressurized Hot Water at Temperatures from 313 K to the Melting Point. – Journal of Chemical and Engineering Data 53, 1: 160–164 (2008)

Kontaktní osoba: doc. RNDr. Michal Roth, CSc., 532 290 171, roth@iach.cz

(Ústav analytické chemie)

Vyvinuli jsme elektroforetickou metodu pro dělení mikroorganismů, a to zejména častých původců nemocničních infekcí v humánní i veterinární medicíně, a dále některých běžných rostlinných mikroorganismů spadajících do oblasti zájmu rostlinolékařství. Mikroorganismy a biopolymery byly označeny neionogenní látkou na bázi kyseliny pyren-máselné a fluorescenčně, tedy vysoce citlivě, detekovány. Izoelektrické body původních i dynamicky modifikovaných bioanalytů, které jsme vyhodnotili pomocí pI markerů vyvíjených na našem pracovišti, byly srovnatelné s hodnotami tabelovanými či zjištěnými u látek původních, přírodních. Detegovali jsme až jednotlivé mikroorganismy. Možnost použití této techniky jsme potvrdili i při analýze reálných vzorků z rostlinných suspenzí. Výsledky jsme porovnali s těmi, které byly získány klasickými časově náročnými mikrobiologickými technikami či při analýze mikrobiálních aminokyselin plynovou chromatografií. Pomocí elektromigračních technik jsme studovali i vlastnosti klinicky významných mikroorganismů podrobených fyzikálním či chemickým sterilizačním procedurám. Společně s bakteriemi a kvasinkami jsme studovali i vlastnosti zástupce skupiny virů. Výsledky budou sloužit pro další studium jiných mikroorganismů včetně virů s předpokladem jejich budoucí aplikace při studiu vysoce nebezpečných mikrobů na specializovaných pracovištích.

Horká, M., Kubíček, O., Růžička, F., Holá, V., Malinovská, I., Šlais, K.: Capillary isoelectric focusing of the native and inactivated microorganisms. – Journal of Chromatography A 1155, 2: 164-171 (2007)
Horká, M., Růžička, F., Holá, V., Šlais, K.: Capillary electrophoretic separation of proteins and yeasts dynamically modified by poly(ethylene glycol) pyrenebutanoate with fluorescence detection. - Electrophoresis 28, 13: 2300-2307 (2007)
Růžička, F., Horká, M., Holá, V., Votava, M.: Capillary Isoelectric Focusing - Useful tool for detection of the biofilm formation in Staphylococcus epidermidis. - Journal of Microbiological Methods 68, 3: 530-535 (2007)
Horká, M., Horký, J., Matoušková, H., Šlais, K.: Separation of Plant Pathogens from Different Hosts and Tissues by Capillary Electromigration Techniques. - Analytical Chemistry, 79, 24: 9539-9546 (2007)

Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Ing. Marie Horká, CSc., tel.: 532 290 221, horka@iach.cz

(Ústav analytické chemie)

Jedním z aktuálních problémů analytické chemie je speciační analýza toxikologicky významných forem arsenu, tj. arsenitanů a arseničnanů, jejich methylsubstituovaných derivátů a oxidu trimethylarseničného. K této analýze je využíváno selektivní generování arsanu a methylsubstituovaných arsanů, jejich prekoncentrace a následné separace v kryogenní koloně. Závažným problémem komplikujícím tento přístup ke speciační analýze byla nutnost přídavku standardů jednotlivých forem. To je nejen velmi pracné, ale také problematické, protože trivalentní methylsubstituované formy As jsou velmi nestabilní a komerčně nedostupné. Proto jsme hledali experimentální podmínky, které umožňují kalibraci všech forem pouze proti standardu jediné formy As. Pro 100% účinnost generování všech arsanů jsme zavedli v literatuře dosud nepopsané spojení předredukce pentavalentních forem L-cysteinem s generováním v reakčním prostředí pufru o pH 6. Pro 100% účinnost generování arsanů výhradně z trivalentních forem používáme stejné reakční prostředí bez předredukce a pentavalentní formy nejsou na arsany převedeny. Tím je zajištěna shodná citlivost pro všechny formy As, takže lze provádět kalibraci pouze proti standardu jediné formy As - nejvýhodnější je některá z anorganických sloučenin As, které jsou stabilní a snadno dostupné. Námi vyvinutá automatická kryoseparační jednotka kromě toho podstatně zjednodušuje celou proceduru. Tato metoda umožňuje rychlou speciační analýzu toxikologicky významných forem arsenu bez předúpravy vzorku v relativně složitých biologických matricích, například v tkáňových kulturách nebo v moči. Meze detekce pro atomovou absorpční spektrometrii se pohybují v řádu ng l^-1.

Matoušek, T.: Jednotka pro vymrazování těkavých sloučenin, (2007) PV 2007-365, 28-5-2007;
Paul, D. S., Hernandez-Zavala, A., Walton, F. S., Adair, B. M., Dědina, J., Matoušek, T., Stýblo, M.: Examination of the effects of arsenic on glucose homeostasis in cell culture and animal studies: Development of a mouse model for arsenic-induced diabetes. - Toxicology and Applied Pharmacology 222, 3: 305-314 (2007);
Matoušek, T., Hernandez-Zavala, A., Svoboda, M., Langrová, L., Adair, B., Drobná, Z., Thomas, D. J., Stýblo, M., Dědina, J.: Oxidation State Specific Generation of Arsines from Methylated Arsenicals Based on L- Cysteine Treatment in Buffered Media for Speciation Analysis by Hydride Generation - Automated Cryotrapping - Gas Chromatography - Atomic Absorption Spectrometry with the Multiatomizer. - Spectrochimica Acta, Part B – Atomic Spectroscopy, v tisku;
Hernandez-Zavala, A., Matoušek, T., Drobná, Z., Paul, D. S., Walton, F., Adair, B. M., Dědina, J., Thomas, D. J., Stýblo, M.: Speciation analysis of arsenic in biological matrices by automated hydride generation-cryotrapping-atomic absorption spectrometry with multiple microflame quartz tube atomizer (multiatomizer). – Journal of Analytical Atomic Spectrometry, v tisku

Kontaktní osoba: Mgr. Tomáš Matoušek, Ph.D., tel.: 296 442 474, matousek@biomed.cas.cz, RNDr. Jiří Dědina, CSc., tel.: 296 442 490, e-mail: dedina@biomed.cas.cz

(Ústav anorganické chemie)

Zlato je zejména pro svůj inertní charakter vhodným substrátem pro studium 2D uspořádaných monovrstev řady organických molekul. Tato oblast výzkumu přitahuje v posledním desetiletí pozornost výzkumných institucí i komerčních společností z důvodu potenciálních aplikací v elektronice. V roce 1982 popsala skupina vědců z Bellových laboratoří účinnou metodu přípravy monomolekulárních vrstev na površích zlatých filmů. Princip jejich metody byl založen na vysoké reaktivitě molekul thiolů a disulfidů s volným zlatým povrchem. Studie se zabývá dvěma aspekty úzce souvisejícími s modifikacemi kovových povrchů. Prvním byla příprava zlatých a stříbrných rovných povrchů jako vhodných substrátů pro studium uspořádaných monomolekulárních vrstev. Druhý aspekt představovaly anorganické molekulární systémy, které po navázání a uspořádání na zlatém nebo stříbrném rovném povrchu mění vlastnosti transportu elektronů ze substrátu do vnějšího prostředí. Jako vůbec poprvé bylo pro účely povrchových modifikací použito i thiolových derivátů orto-karboranu, klastrové sloučeniny s vysokým inherentním dipólem. Připojení těchto molekul na zlatý substrát způsobilo asymetrii elektrochemických procesů probíhajících na povrchu. Zlatých a stříbrných rovných povrchů bylo dosaženo přípravou monokrystalů o mikrometrových rozměrech. Tvary krystalů mohou být popsány jako destičky, polyedry a drátky. Základní charakterizace destiček ukázala rozsáhlé rovné povrchy s krystalografickou orientací (111). Přirozeně rostlé rovné povrchy mikrodestiček poskytly lepší substrát než komerčně dostupné zlaté filmy. Stříbro, které je levnější a průmyslově více používaný kov, tvořilo výhradně drátky a polyedry, které mají potenciální využití v metalurgii při výrobě sintrovaných produktů.

Rastrovací obrázek mikrometrových zlatých krystalů s hexagonálními motivy

Model karborán-thiolové klastrové molekuly na zlatém povrchu s krystalografickou orientací (111)

[1] Baše, T., Šubrt, J. - International Patent Application PCT/CZ2007/000064 (2007
[2] Baše, T. World Nano-Economic Congress, April 23-24, Pretoria, South Africa (2007)

Kontaktní osoba: Mgr. Tomáš Baše, PhD, tel. 266173118, tbase@iic.cas.cz

(Ústav anorganické chemie)
Analýza tavicího procesu skel soustřeďuje úsilí výzkumu v oblasti nových koncepcí procesu na postupy podstatně urychlující homogenizační procesy a umožňující vysoké využití kontinuálních tavicích prostorů. Celosvětovým cílem těchto koncepcí je podstatné snížení spotřeby energie, zvýšení výkonu a miniaturizace technologických zařízení. Za účelem simulace vlivu makro- a mikro-konvekce na rozpouštěcí proces byl vytvořen model rozpouštění pevných částic v sérii míchaných prostor nebo domén s taveninou. Rovněž byla zavedena kritéria usnadňující vyhodnocení charakteru proudění ve vztahu k rozpouštění pevných částic nebo rozpouštění bublin a poskytující nástroj pro navrhování pokročilých tavicích prostorů s přirozeným prouděním. Chování bublin v diskontinuálním rotujícím válci se skelnou taveninou vykázalo rysy rychlé separace bublin od taveniny pod vlivem odstředivé síly. Výpočty prokázaly obecné rysy chování bublin; separace bublin za relativně nízkých otáček a při vyloučení procesu jejich úplného rozpuštění v tavenině se jevila jako účinná. Vývoj plynů do skelné taveniny pozorovaný při vysokoteplotních pokusech odhalil mechanismy nukleace nových bublin v tavenině a tvorby pěn (Obr. 1). Oba poslední procesy zhoršují kvalitu skel a zvyšují spotřebu energie na proces, avšak produkují rovněž lokální proudění, urychlují rozpouštění pevných částic a homogenizují taveninu. Jejich detailní poznání a náležité řízení je pro nové tavicí koncepce rovněž nadějné. Následující kroky výzkumu jsou orientovány k návrhům realizace nových koncepcí.

Pěna

1. Kloužek, J., Arkosiová, M., Němec, L., Cincibusová, P.: The role of sulphur compounds in glass melting. – Glass Technol.: Eur. J. Glass Sci. Technol. A, 48, 4: 176-182 (2007);
2. Tonarová, V., Němec, L., Jebavá, M.: The bubble removal from glass melts in a rotating cylinder. – Proceedings of the 9th International Seminar: Mathematical Modeling of Furnace Design and Operation, June 27-29, 2007, Velké Karlovice (CZ), p. 43-52;
3. Cincibusová, P., Němec, L., Jebavá, M.: The influence of glass flow character on bubble removal in horizontal channels. – Proceedings of the 9th International Seminar: Mathematical Modeling of Furnace Design and Operation, June 27-29, 2007, Velké Karlovice (CZ), p. 33-42

Kontaktní osoba: Prof. Ing. Lubomír.Němec, tel. 266009423, Lubomir.Nemec@vscht.cz

(Ústav anorganické chemie)
Identifikace pigmentů už tradičně přispívá k autentikaci malířských děl. Nedořešená dodnes zůstává klasifikace různých směsných oxidů Pb, Sb a dalších kovů, jejichž použití v malbě bylo dobově i místně specifické zejména v 17.-19. století. Pomocí neinvazivní analýzy rtg-fluorescencí, elektronovou mikroskopií a práškovou rtg mikrodifrakcí jsme poprvé prokázali použití neobvyklé žlutě v obrazech některých malířů tzv. vídeňské školy z 19. století. Doposud byl tento pigment, pyrochlor Pb₂SbSnO_6,5, znám pouze z italské malby 17. století. Doprovodné příměsi, např. lanarkit, PbO·PbSO₄, v obrazech vídeňské školy poukázaly na odlišný způsob výroby než se dosud uvádělo v literatuře. Odlišnou technologii přípravy tohoto pigmentu jsme proto ověřili sérií laboratorních syntéz. V případě Pb₂SbSnO_6,5 se jednalo o pigment používaný pro výrobu glazur vídeňského porcelánu. K převzetí studovaného pigmentu do malířství mohlo dojít proto, že malba na porcelán se tehdy na vídeňské akademii vyučovala. Analýza viditelnou spektroskopií prokázala, že studovaný pigment měl čistší žlutý odstín než tehdy běžnější neapolská žluť, pyrochlor Pb₂Sb₂O₇. K nesporné identifikaci Pb₂SbSnO_6,5 v obrazech je třeba rtg mikrodifrakce v kombinaci s prvkovou analýzou vzorků rtg-fluorescencí. Rtg-mikrodifrakce je nezbytná k rozlišení Pb₂SbSnO_6,5 od směsi jiných oxidových žlutí.

Použití Pb-Sb-Sn-O žluti na obraze Friedricha Amerlinga (1803-1887) a difraktogram mikrovzorku barevné vrstvy s obsahem dvou pyrochlorových Pb-Sb-Sn-O (P1 a P2), příměsí rosiaitu (R, PbSb₂O₆) a lanarkitu (L, PbO·PbSO₄) a olovnaté běloby – cerusitu (C, PbCO₃)

Turek, I., Carva, K.: Spin-mixing conductances of metallic and half-metallic magnetic layers. – J. Phys.: Condens. Matter. 19, 36: 365203 (2007).
Carva, K., Turek, I.: Spin-mixing conductances of thin magnetic films from first principles. – Phys. Rev. B 76, 10: 104409 (2007)

Hradil D., Grygar T., Hradilová J., Bezdička P., Grűnwaldová V., Fogaš I., Miliani C.: Microanalytical identification of Pb-Sb-Sn yellow pigment in historical European paintings and its differentiation from lead tin and Naples yellows. Journal of Cultural Heritage 8/4, 377-386 (2007).

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
Pracovníci oddělení chemické fyziky ÚFCHJH vyvinuli obecnou metodu přesného výpočtu stopových koncentrací látek ve vzduchu na základě výsledků experimentálního a teoretického výzkumu kinetiky vzniku a zániku iontů v proudové trubici s vybranými ionty (SIFT-MS). Tato metoda umožňuje přesné stanovení látek vyskytujících se v poměru jedné molekuly na miliardu molekul vzduchu, a to bez ohledu na vlhkost, a výrazné zmenšení rozměrů a hmotnosti měřícího přístroje. Jeden z prvních takových přístrojů na světě byl uveden do provozu ve skupině hmotnostní spektrometrie v roce 2006. Detailní rozbor procesů v plazmatu iontového zdroje, který je součástí tohoto přístroje, umožnil další zvýšení citlivosti a optimalizaci detekčního limitu metody SIFT-MS. Autoři dále získali původní a nová data pro rozdělení koncentrací metabolitů přítomných v dechu mladých dobrovolníků (17-19 let) v rozsahu do jedné objemové milióntiny (ppm). Koncentrace amoniaku, acetonu a kyanovodíku popsali v závislosti na věku dobrovolníků od 4 do 83 let. V závěru roku 2007 zahájili výzkum použití metody SIFT-MS pro diagnostiku astmatu ve spolupráci s nemocnicí Na Homolce a klasifikace bakteriálních kultur ve spolupráci se Státním zdravotním ústavem.

Analýza stopových látek v dechu metodou hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty SIFT-MS

1. Španěl, P., Dryahina, K., Smith, D.: Microwave plasma ion sources for selected ion flow tube mass spectrometry: Optimizing their performance and detection limits for trace gas analysis. – International Journal of Mass Spectrometry 267: 117–124 (2007)
2. Španěl, P., Dryahina, K., Smith, D.: The concentration distributions of some metabolites in the exhaled breath of young adults. – Journal of Breath Research 1: 026001 (2007)
3. Španěl, P., Dryahina, K., Smith, D.: Acetone, ammonia and hydrogen cyanide in exhaled breath of several volunteers aged 4–83 years. – Journal of Breath Research 1: 011001 (2007)
4. Smith, D., Španěl, P.: The challenge of breath analysis for clinical diagnosis and therapeutic monitoring. – The Analyst 132: 390–396 (2007)
5. Španěl, P., Smith, D.: Selected ion flow tube mass spectrometry for on-line trace gas analysis in biology and medicine. – European journal of mass spectrometry 13, 1: 77–82 (2007)

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)Pracovníci týmu se od roku 2000 zabývají systematickým výzkumem uhlíkových nanostruktur metodami optické a Ramanovy spektroelektrochemie a tyto výsledky shrnuli ve zvaném článku [1]. Získané poznatky jim umožnily zkorigovat některé předchozí omyly v literatuře, z nichž nejzávažnější byl nesprávný postup stanovení vazebné energie excitonu v uhlíkových nanotubách, který publikovala skupina v USA [2]. Tým se věnoval kromě výzkumu uhlíkových nanotub též uhlíkovým luskům [3,4,5] s fullereny C₆₀, C₇₀, endohedrálním fullerenem: Dy₃N@C₈₀ [4] a izotopově značeným fullerenem ¹³C₆₀ [5]. Práce prokázaly význam elektrochemického dopování pro přesné vyhodnocení vibračních a optických spekter. Jedním z praktických výstupů byla nová matoda odlišení jedno- a dvojstěnných uhlíkových nanotub [6] a chemického dopování dvojstěnných nanotub [7]. V roce 2007 pracovníci týmu zahájili výzkum nových typů kompozitních materiálů, a to uhlíkových nanotub s polymery [8], nanokrystalickým oxidem titaničitým [9,10] a olivínem [11]. V posledním případě se jedná o supramolekulární soustavu, ve které byl vybraný komplex ruthenia se substituovaným bipyridinem (Z-907) použit jako smáčedlo pro rozpuštění uhlíkové nanotuby a zároveň jako přenašeč elektronové díry do olivínu, což je jeden z nejperspektivnějších materiálů pro kladnou elektrodu Li-ion baterie. Námi vyvinutý nanokomposit představuje materiál s obsahem 0.04 váh. % elementárního uhlíku, což je o 2 řády méně, než u současných elektrodových materiálů, kde se jako vodivá komponenta používá grafit. Tato nová strategie, zvaná „nanotube wiring“ má tedy zřejnou aplikaci pro zvýšení hustoty náboje a energie v bateriích Li-ion.

Obrázek dokumentující úspěšné rozpuštění uhlíkových nanotub (SWNT) ve směsi acetonitril/t-butanol (1:1) pomocí Ru-komplexu, Z-907 (viz vsuvka pro jeho chemický vzorec). Optické spektrum ve viditelné a blízké infračervené oblasti je znázorněno pro čistý roztok Z-907 (6∙10^-4 mol/L, červená křivka) a pro rozpuštěný supramolekulární komplex (6∙10-4 mol/L, černá křivka). Optické pásy SWNT pro přechody mezi Van Hoveho singularitami v polovodivých a kovývch tubách jsou patrné současně s přechody kov-ligand v Z-907

1. Kavan, L., Kalbáč, M., Zukalová, M., Dunsch, L.: Comment on Determination of the Exciton Binding Energy in Single-Walled Carbon Nanotubes. - Phys. Rev. Lett. 98, 1: 019701 (2007).
2. Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Dunsch, L.:The influence of an extended fullerene cage: a study of chemical and electrochemical doping of C₇₀ peapods by in situ Raman spectroelectrochemistry. - J. Phys. Chem. C 111: 1079-1085 (2007).
3.Kavan, L., Dunsch, L.: Spectroelectrochemistry of carbon nanostructures. - ChemPhysChem 8: 974-998 (2007).
4. Kalbáč, M., Frank, O., Kavan, L., Zukalová, M., Procházka, J., Klementová, M., Dunsch, L.: Heterostructures from single wall carbon nanotubes and TiO₂ nanocrystals. - J. Electrochem. Soc. 154: K19-K24 (2007).
5. Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Dunsch, L.: An in situ Raman spectroelectrochemical study of the controlled doping of single walled carbon nanotubes in a conducting polymer matrix. - Carbon 45:1463-1470 (2007).
6. Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Yang, S., Čech, J., Roth, S., Dunsch, L.: The change of the state of an endohedral fullerene by encapsulation into SWCNT: a Raman spectroelectrochemical study of Dy₃N@C₈₀ peapods. - Chemistry Eur.J. 13: 8811-8817 (2007).
7. Kavan, L., Exnar, I., Čech, J., Graetzel, M.: Enhancement of electrochemical activity of LiFePO₄ (olivine) by amphiphilic Ru-bipyridine complex anchored to a carbon nanotube. - Chem.Mater. 19: 4716-4721 (2007).
8. Kalbáč, M., Kavan, L., Dunsch, L.: In situ Raman spectroelectrochemistry as a tool for the differentiation of inner tubes of double-wall carbon nanotubes and thin single-wall carbon nanotubes. - Anal.Chem. 79: 9074-9081 (2007).
9. Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Dunsch, L.: In situ Raman spectroelectrochemical study of ¹³C-labeled fullerene peapods and carbon nanotubes. - Small 3: 1746-1752 (2007).
10. Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Dunsch, L.: Raman spectroscopy and spectroelectrochemistry of the chemically n-doped DWCNT. - Phys.Stat.Sol. (b) 244: 4086-4091 (2007).
11. Frank, O., Kalbáč, M., Kavan, L., Zukalová, M., Procházka, J., Klementová, M., Dunsch, L.: Structural properties and electrochemical behavior of CNT-TiO2 nanocrystal heterostructures. - Phys.Stat.Sol. (b) 244: 4040-4045 (2007).

Kontaktní osoba: Prof. RNDr. Ladislav Kavan, DSc., 266053975, ladislav.kavan@jh-inst.cas.cz

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
Zeolity, mikroporézní krystalické hlinitokřemičitany, představují v současné době nejvýznamnější průmyslové katalyzátory využívané při zpracování ropy, v petrochemických reakcích a přípravě chemických látek. Vynikající katalytické vlastnosti zeolitů jsou však omezeny na přeměnu relativně malých organických molekul v důsledku omezené velikosti jejich porů. Tento nedostatek dokáží řešit tzv. hierarchické katalyzátory, materiály spojující přednosti zeolitů s mesoporézními molekulovými síty, které obsahují jak mikropory, tak mesopory. První syntetický postup jejich přípravy, který jsme zvolili, vychází z nanočástic zeolitů (např. Beta, ZSM-5), které jsou využity jako stavební jednotky pro tvorbu hexagonální nebo kubické struktury mesoporézního molekulového síta. Tímto způsobem jsme zabudovali nanočástice zeolitu Beta do struktury mesoporézního síta MCM-41 nebo MCM-48. Takto připravené hierarichické katalyzátory vykazují výrazné kyselé vlastnosti a výsledkem je podstatné zvýšení jejich aktivity, ve srovnání s mesoporézním sítem typu MCM-41 i s výchozím zeolitem Beta, například při alkylaci toluenu isopropyl alkoholem. Druhý syntetický postup využívá nanočástice uhlíku pro tvorbu mesoporů při syntéze mikroporézního zeolitu ZSM-5. Po odstranění uhlíkatých částic kalcinací jsme získali mesoporézní zeolit ZSM-5 s vysokým zastoupením mesoporů při zachování ostatních vlastností zeolitu ZSM-5. V testované reakci, alkylace p-xylenu isopropyl alkoholem na 1-isopropyl,2,5-dimethyl xylen, jsme zaznamenali výrazný nárůst aktivity ve srovnání s konvenčním ZSM-5 zeolitem při současném nárůstu selektivity na žádaný produkt.Oběma syntetickými postupy hiearchických katalyzátorů se nám podařilo spojit výhody klasických zeolitových katalyzátorů (vysoká síla kyselosti, chemická a teplotní odolnost) s přednostmi mesoporézních molekulových sít (rychlejší transport reaktantů a produktů). Nové hierarchické materiály slibují značnou perspektivu v katalytických aplikacích.

1. Prokešová, P., Žilková, N., Mintova ,S., Bein, T. , Čejka, J.: Catalytic activity of micro/mesoporous composites in toluene alkylation with propylene. - Appl. Catal. A 281: 85-91 (2005).
2. Prokešová, P., Petrov, N., Čejka, J., Mintova ,S., Bein, T.: Micro/mesoporous composites based on colloidal zeolite grown in mesoporous matrix. - Collect. Czech. Chem. Commun. 70: 1829-1847 (2005).
3. Čejka, J. (Ed.): Recent trends in the synthesis of molecular sieves. In: Zeolites and Ordered Mesoporous Materials: Progress and Prospects. 5 (Studies in Surface Science and Catalysis) 111-134 - Elsevier ( 2005).
4. Prokešová-Fojtíková, P., Mintova, S., Čejka, J., Žilková, N., Zukal, A.: Porosity of micro/mesoporous composites. - Microporous Mesoporous Mater. 92: 154-160 (2006).
5. Pavlačková, Z., Košová, G., Žilková, N., Zukal, A., Čejka, J.: Formation of mesopores in ZSM-5 by carbon templating. - Stud. Surf. Sci. Catal. 162: 905-912 (2006).
6. Zukal, A.:Adsorption and pore condensation of krypton on mesoporous silicas at 77 K. - Microporous Mesoporous Mater. 92: 220-226 (2006).
7. Mintova, S., Čejka, J.: Micro/mesoporous composites, In Introduction to Zeolite Science and Praktice. - Stud. Surf. Sci. Catal. 168: 301-326. - Elsevier (2007).
8. Zukal, A. :Moderní trendy syntézy nanoporézních materiálů. - Chem. Listy 101: 208-216 (2007).
9. Čejka, J., Mintova, S.: Perspectives of micro/mesoporous composites in catalysis. - Catal. Rev. 49: 457-509 (2007).
10. Zukal, A., Thommes, M., Čejka, J.: Synthesis of highly ordered MCM-41 silica with spherical particles. - Microporous Mesoporous Mater. 104 : 52-58 (2007).

Kontaktní osoba: Prof. Ing. Jiří Čejka, DrSc., T: 266053795, e-mail: jiri.cejka@jh-inst.cas.cz

(Ústav chemických procesů)
Rovnováha kapalina-pára (RKP) představuje základní informaci pro chemicko-inženýrské výpočty, zejména pro návrh a optimální činnost destilačních zařízení v chemickém, farmaceutickém, polymerním a petrochemickém průmyslu. Tyto údaje jsou také potřebné k pochopení molekulárních interakcí a vývoji teorií kapalin a jejich směsí.
Tento díl, který je publikován v řadě Landoltových–Börnsteinových příruček, pokrývá data o RKP v podkritických dvousložkových homogenních (jednofázových) a heterogenních (dvoufázových, kapalina-kapalina) soustavách. Monografie shrnuje všechny předchozí bibliografické publikace, které vyšly od r. 1955, a její druhý díl vyjde v r. 2008.
Uvedená poslední verze poskytuje informace o 20935 dvou- až devíti-složkových systémech z 13471 literárních zdrojů pokrývající období let 1888 až do poloviny roku 2006. Databáze RKP, která je součástí knihy, obsahuje numerická data pro 3316 soustav. Numerické hodnoty pro 802 binárních směsí, vybraných jako reprezentativní ze všech skupin sloučenin a typů vlastností, se uvádějí tabelárně a graficky. Další data se nacházejí na přiloženém CD-ROMu, kde je také dostupná plná elektronická verze knihy s hypertextovým propojením na všechna data v PDF formátu. Kniha vznikla ve spolupráci s ITODYS, Université Paris VII.

Wichterle, I., Linek, J., Wagner, Z., Fontaine, J.-C., Sosnkowska-Kehiaian, K., Kehiaian, H. V.: Landolt-Börnstein IV/13A. Vapor-Liquid Equilibrium in Mixtures and Solutions. Springer, Berlin 2007, 583 s.

Kontaktní osoba: I. Wichterle, 220390289, wichterle@icpf.cas.cz

(Ústav chemických procesů)
Nanostrukturované materiály na bázi křemíku a germania hrají významnou roli v moderní mikroelektronice, optoelektronice a v konstrukci senzorů. Naším cílem je příprava a studium vlastností nanostrukturovaných materiálů, vhodných pro tyto účely. Pro přípravu těchto materiálů využíváme rozkladu silagermanů – sloučenin, ve kterých je křemík a germanium přítomno v jedné molekule. Tato skupina sloučenin je doposud málo probádaná. Uskutečnili jsme syntézu a laserový rozklad nového prekeramického polymeru – poly[[(dimethylgermylen)acetylen][(dimethylsilylen)acetylenu]]. Jeho laserovým ozařováním za různých podmínek jsme dosáhli jeho zesíťování a po následném tepelném rozkladu při teplotách do 900 °C jsme pozorovali vznik nanostrukturovaných částic germania, stabilizovaných v keramické matrici. Rozkladem jiného prekurzoru, tris(trimethylsilyl)germanu účinkem pulsního CO₂ laseru jsme depozicí z plynné fáze získali amorfní Si/Ge/C materiál. Jeho tepelným zpracováním jsme dosáhli různé míry krystalizace složek. Tepelným rozkladem tohoto prekurzoru při 400 až 900 °C se nám podařilo vypěstovat nanodráty germania stabilizované proti oxidaci polykarbosilanovým obalem nebo karbidem křemíku. Tímto unikátním postupem jsme připravili několik prakticky použitelných materiálů.

Dřínek, V., Galíková, A., Šubrt, J., Fajgar, R.: Conventional pyrolysis of [-C≡C-SiMe2-C≡CGeMe2-] polymer precursor for Si/Ge/C materials. – J. Anal. Appl. Pyrol. (2007) doi: 10.1016/j.jaap.2007.11.003

Kontaktní osoba: Vladislav Dřínek, 220 290 306, drinek@icpf.cas.cz

(Ústav chemických procesů)
Naše práce ukázala, že nově navržená a zkonstruovaná aparatura pro měření botnání membrán je vysoce spolehlivá při posuzování sorpční kinetiky a rovnováhy rozpuštěná látka / rozpouštědlo u plochých membrán. Ukázali jsme, že tato technika je výhodná a přesná zejména v situacích, kdy dochází k nesouměrnému (anisotropickému) botnání, jelikož jiné techniky založené na měření změny celkového objemu nebo hmotnosti nejsou schopny toto botnání správně identifikovat a kvantifikovat. Během studia botnání Nafionových membrán naše výsledky ukázaly, jak použité výrobní podmínky ovlivňují proces molekulárního rozpouštění a botnání, zejména transportní vlastnosti látek polymerem. Autoři ve své práci ukázali, že znalost botnání tenkých filmů je nepostradatelná pro komplexní popis membránových procesů. Od lepší kontroly nano-vlastností materiálů až po aplikaci membrán v průmyslu, zvláště pak pro průmyslové aplikace Nafionové membrány v nízko-odporových přístrojích, jako jsou palivové články a převodníky.

Izák, P., Hovorka, Š., Bartovský, T., Bartovská, L., Crespo, J. G.: Swelling kinetics of polymeric membranes in ionic liquids. – Journal of Membrane Science, 296, 131–138 (2007)

Kontaktní osoba: Izák, 220390268, izak@icpf.cas.cz

(Ústav chemických procesů)
Přestože světová produkce silikonů dosahuje 850 tisíc tun za rok, jejich analýza není dosud úspěšně vyřešena. Vypracovali a ověřili jsme nový obecný postup této analýzy založený na kombinaci HPLC chromatografie a 29Si NMR spektroskopie. Metoda nalezne široké uplatnění v tzv. high-tech. výrobách.

Blechta, V., Kurfürst, M., Sýkora, J., Schraml, J.: High-performance liquid chromatography with nuclear magnetic resonance detection applied to organosilicon polymers. Part 2. Comparison with other methods. – J. Chromatography A, 1145, 175-182 (2007)

Kontaktní osoba: Schraml, 220390315, Schraml@icpf.cas.cz

(Ústav makromolekulární chemie)Polymerní pěny s nekomunikujícími póry (tj.s uzavřenými buňkami) mohou být využity pro separaci a skladování vodíku. Každá buňka představuje miniaturní tlakový zásobník, který je plněn pronikáním plynů stěnou. Přitom různé plyny procházejí stěnou různě rychle a ta tak působí současně jako separační membrána. Blok extrudovaného pěnového polystyrenu (XPS) s kanály uspořádanými podle následujícího schématu je schopný separovat vodík ze směsi plynů a současně jej skladovat. Pěnový membránový zásobník tohoto typu by měl vyrovnávat rozdílnou rychlost produkce (biotechnologicky vyráběného) vodíku a jeho spotřeby v palivovém článku.
Struktura expandovaného polystyrenu (EPS) tvořená slepenými perličkami umožňuje absorbovat vodík ze směsi plynů. Směs plynů protéká mezi perličkami, přičemž vodík, jež se vyznačuje nejvyšší permeabilitou, přednostně plní uzavřené buňky uvnitř perliček a jeho koncentrace ve směsi klesá. Vodík je v perličkách zadržen do doby, než jeho parciální tlak vně perliček poklesne. Po snížení tlaku v zařízení se akumulovaný vodík uvolňuje z polymerní pěny a je možné ho jímat pro další použití, přičemž je jeho koncentrace vyšší než v původně přiváděné plynné směsi.

Schéma membránového pěnového zásobníku

Akumulace vodíku v EPS. Koncentrace vodíku v produktovém kanálu, c, v závislosti na objemu procházející směsi vodíku a dusíku, V. c₀ je koncentrace v nástřiku.

Pientka, Z., Pokorný, P., Belafi-Bako, K.: Closed-cell polymeric foam for hydrogen separation and storage. – J. Membr.Sci. 304: 82–87 (2007)
Pientka Z.: Způsob separace vodíku z plynných směsí, přihlášeno k patentování 28.8.2007. PV588/2007

Kontaktní osoba: RNDr. Zbyněk Pientka, CSc., 296809280, pientka@imc.cas.cz

(Ústav makromolekulární chemie)
Částice schopné reagovat na vnější stimuly (často nazývané jako „inteligentní“) nacházejí uplatnění v různých oborech přírodních i technických věd. Podařilo se nám vyvinout nové poly(N-isopropylakrylamidové) (PNIPAAm) mikročástice srážecí, resp. disperzní polymerizací¹. Zatímco prvně jmenovaná technika poskytla v závislosti na zvolených reakčních parametrech monodisperzní sférické částice, jejichž velikost bylo možné regulovat v rozmezí 0.21 µm, druhou metodou bylo možné připravit monodisperzní částice mikrometrové velikosti. Částice měnily svou velikost v závislosti na teplotě, přičemž tato změna byla výrazná zejména u málo zesítěných vzorků. Tato vlastnost byla využita na kooperujícím pracovišti pro adsorpci DNA z kuřecích erythrocytů za přítomnosti chloridu sodného a poly(ethylenglykolu). Zatímco částice výrazně adsorbovaly DNA při 40 ºC, při 10 ºC k adsorpci téměř nedocházelo. Adsorbovaná DNA byla z mikročástic uvolněna za laboratorní teploty pufrem. Adsorpce DNA byla snadno monitorována gelovou elektroforézou a UV spektrofotometrií. Nové PNIPAAm mikročástice jsou slibné pro transport DNA. Dalšího pokroku jsme dosáhli tím, že jsme teplotně citlivé vlastnosti částic kombinovali s vlastnostmi magnetickými². Podařilo se nám připravit teplotně citlivé mikročástice s magnetickými vlastnostmi inverzní emulzní kopolymerizací N-isopropylakrylamidu s N,N'-methylenbisakrylamidem za přítomnosti maghemitových nanočástic připravených podle patentovaného postupu³. Přítomnost magnetických nanočástic zásadně neovlivnila teplotní citlivost polymeru. Takové částice jsou určeny pro biochemické, biologické a medicínské účely, kde je podstatná zejména jejich snadná manipulovatelnost magnetickým polem.

PNIPAAm mikročástice připravené srážecí polymerizací

Macková, H., Horák, D.: Effect of reaction parameters on properties of thermosensitive poly(N-isopropylacrylamide) microspheres prepared by precipitation and dispersion polymerization. – J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. Ed. 44, 2: 968–982 (2006)
Macková, H., Králová, D., Horák, D.: Magnetic poly(N-isopropylacrylamide) microspheres by dispersion and inverse emulsion polymerization. – J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. Ed. 45, 24: 5884–5898 (2007)
Horák, D., Syková, P., Babič, M., Jendelová, P., Hájek, M.: Superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface, method of their preparation and application. – Patent WO/2007/095871

Kontaktní osoba: Ing. Daniel Horák, CSc., 296809260, horak@imc.cas.cz

(Ústav makromolekulární chemie)
Výstavba většiny přírodních nebo syntetických funkčních celků ze dvou nebo více makromolekul je založena na vzájemné kooperaci velkého množství slabých vodíkových vazeb mezi polymerními řetězci. Hlubší pochopení povahy této kooperace je klíčové jednak pro porozumění tomu, jak některé funkční komplexy v organismech vznikají, jednak pro racionální návrh jejich syntetických variant. Jak jsme prokázali, tato kooperace je většinou nelineární, tedy není založena na pouhém sčítání příspěvků jednotlivých vazeb, jak se dosud ve světě věřilo. Mezi příčinami má obecně největší význam efekt blízkosti (proximitní efekt), který lze jednoduše vyjádřit takto: vznikne-li nějaká vazba mezi řetězci makromolekul, pak vytvoření další vazby v její blízkosti je usnadněno omezením pohyblivosti příslušných vazbových skupin. Uskutečněná vazba tedy usnadňuje vznik další vazby v bezprostřední blízkosti, ale také série vazeb ještě více usnadňuje vznik další vazby, čímž je dána nelinearita kooperativity.
Námi objevený, experimentálně prokázaný a teoreticky vyložený proximitní efekt umožňuje pochopit, proč je tolik úspěšných interakcí např. na receptorech buněk založeno na tvarovém principu „zámku a klíče“, ale také předpovědět, jaké polymerní struktury jsou schopny vzájemné pevné vazby v syntetických systémech.
Efekt je obecný: prokázali jsme jej nejen pro vodíkové vazby, ale dříve také pro elektrostatické interakce nabitých makromolekul. Jeho podstata není založena na bilanci energie, jak by se čekalo, ale na snížení entropických nároků, tedy na pravděpodobnosti žádoucích molekulárních konfigurací. Tím zapadá do našeho celkového výkladu kooperativní vazby mezi makromolekulami, prvního, který byl ve světě předložen.

Schématické znázornění vlivu vytvořených vazeb na pravděpodobnost setkání sousedních funkčních skupin (efekt blízkosti)

Kříž, J., Dybal, J., Brus, J.: Cooperative Hydrogen Bonds of Macromolecules. 2. Two-dimensional cooperativity in the binding of poly(4-vinylpyridine) to poly(4-vinylphenol). – J. Phys. Chem. B 110, 37: 18338–18346 (2006)
Kříž, J., Dybal, J.: Cooperative Hydrogen Bonds of Macromolecules. 3. A Model Study of the Proximity Effect. – J. Phys. Chem. B 111, 22: 6118–6126 (2007)
Kříž, J., Dybal J.: Indirect measurement of the cooperative hydrogen bonding of polymers using NMR quadrupole relaxation and PFG methods. – Macromol. Symp. v tisku

Kontaktní osoba: RNDr. Jiří Dybal, CSc., 296809387, dybal@imc.cas.cz

(Ústav makromolekulární chemie)
Několik let spolupracujeme se společností DuPont na vývoji organických vysoce odolných ochranných povlaků používaných zejména v automobilovém průmyslu. Náš tým byl firmou DuPont osloven pro dlouhodobé zkušenosti a světově uznávané znalosti v oblasti tvorby, struktury a vlastností síťovaných polymerních soustav, kterými jsou v praxi velmi často organické vícesložkové povlaky tvořeny.
V letošním roce jsme vyvrátili tradiční představu (běžně s ní operuje odborná literatura), totiž, že zádrž rozpouštědel v polymerní vrstvě je úměrná afinitě rozpouštědla k polymernímu systému, z něhož vrstva vzniká. Experimentálně jsme na skupinách isotonických organických rozpouštědel (takových, která se odpařují za daných podmínek stejně) prokázali, že tento předpoklad neplatí, pokud v průběhu síťování polymerní vrstva přechází do skelného stavu. Naopak, ze dvou rozpouštědel o stejné tenzi par zpravidla horší zůstává ve vrstvě a způsobuje nežádoucí zádrž. Jev si vysvětlujeme tím, že při vzniku povlaku přechází síťující systém do skelného stavu, přičemž se skelná vrstva šíří ve směru od povrchu povlaku k substrátu. Prokázali jsme, že tato změna povrchu je příčinou překvapivého chování rozpouštědel: povrchová skelná vrstva je méně propustná pro špatná rozpouštědla než pro rozpouštědla dobrá při srovnatelné velikosti a tvaru molekuly rozpouštědla. Dále jsme zjistili, že odpařování a zádrž rozpouštědel lze ovlivnit programovaným řízením síťovací reakce. Přídavkem těkavé látky, která dočasně inhibuje chemickou reakci vedoucí ke vzniku polymerní sítě (inhibitoru katalyzátoru) se oddálí vytvoření skelné vrstvy v povrchové oblasti polymeru a sníží tak zádrž rozpouštědla
Tato zjištění napomohou při formulacích vysoce odolných ochranných organických nátěrů pro venkovní aplikace tam, kde jsou povrchy zařízení nejen vystaveny atmosférickýcm vlivům, ale jsou zatěžovány i mechanicky a teplotně – na dopravních prostředcích, velkoplošných energetických zařízeních apod.
Některé poznatky tohoto projektu firma DuPont umožnila publikovat zatím pouze ve formě plenární přednášky na mezinárodním kongresu organizace FATIPEC. Přednáška byla rovněž publikována v rozšířeném znění.

Schématická ilustrace vzniku skelného povrchu na síťujícím polymerním povlaku. Dílčí schémata 1,2: fáze vzniku polymerní sítě za současného uvolňování rozpouštědla. Počáteční tloušťka vrstvy je zpravidla několik set mikronů. Fáze 3: uvolňování rozpouštědla vede ke vzniku polymerní skelné vrstvy na povrchu filmu a k zádrži rozpouštědla ve vrstvách pod povrchem. Schéma 4: směr rozšiřování skelné vrstvy. Schéma 5 ilustruje vysvětlení na první pohled neobvyklého chování: termodynamicky lepší rozpouštědlo může snáze opouštět polymerní povlak

Dušková-Smrčková, M., Dušek, K., Zelenka, J., Vlasák, P., Lewin, L. A., Douglas, B., Barsotti, R. J.: Solvent retention during cure of high-solid polyurethane coatings. XXVIII FATIPEC Congress, Budapest 2006. – CD-ROM, Book of Papers, ISBN 969319554
Dušek,K.: Applicability of statistical theories to network formation, Macromol. Symp. 256: 18-27 (2007)

Kontaktní osoba: Ing. Miroslava Dušková, Dr., 296809297 m.duskova@imc.cas.cz

(Ústav organické chemie a biochemie) Byla vypracována a publikována nová efektivní metodika cross-coupling reakcí volných (nechráněných) halogenovaných nukleosid trifosfátů ve vodě. Tato přímá jednokroková metoda umožňuje rychlou a efektivní přípravu modifikovaných deoxynukleosid trifosfátů (dNTP) nesoucích různé typy aryl a alkynyl substituentů. Inkorporace těchto dNTP pomocí DNA polymeráz metodou „primer extension“ následovaná denaturací a separací umožňuje izolaci oligonukleotidu nesoucího několik modifikací. Inkorporace metodou PCR vede k DNA duplexu s vysokou hustotou modifikací. Kombinace vodných cross-coupling reakcí dNTP s enzymatickou inkorporací tedy umožňuje konstrukci funkcionalizovaných DNA v pouhých 2 krocích. Takto byly připraveny např. oligonukleotidy nesoucí aminokyselinové zbytky a oligonukleotidové sondy nesoucí ferrocenové nebo nitro- a aminofenylové značky pro elektrochemickou detekci a bioanalytické využití.

Efektivní konstrukce funkcionalizovaných oligonukleotidů a DNA duplexů

1) Čapek, P.; Cahová, H.; Pohl, R.; Hocek, M.; Gloeckner, C.; Marx, A.: An efficient construction of functionalized DNA bearing amino acid groups by cross-coupling reactions of nucleoside triphosphates followed by primer extension or PCR - Chem. Eur. J. 13: 6196-6203 (2007).
2) Brázdilová, P.; Vrábel, M.; Pohl, R.; Pivoňková, H.; Havran, L.; Hocek, M.; Fojta, M.: Ferrocenylethynyl Derivatives of Nucleoside Triphosphates. Synthesis, Incorporation, Electrochemistry and Bioanalytical Applications - Chem. Eur. J. 13: 9527-9533 (2007).
3) Cahová, H.; Havran, L.; Brázdilová, P.; Pivoňková, H.; Pohl, R.; Fojta, M.; Hocek, M.: Aminophenyl- and Nitrophenyl-Labeled Nucleoside Triphosphates. Synthesis, Enzymatic Incorporation and Electrochemical Detection". - Angew. Chem. Int. Ed. in press.

Kontaktní osoba: Michal Hocek, 220183324, hocek@uochb.cas.cz

(Ústav organické chemie a biochemie)
Rakovina prsu je jedním z nejčastějších rakovinných onemocnění. Navzdory výrazným pokrokům v léčbě a prevenci počet nových případů onemocnění neklesá a neklesá ani procento úmrtí pacientek v souvislosti s nádory prsu. Předpokládá se, že se rakovinné buňky vyvíjejí již velmi dlouho před formováním vlastního nádoru z takzvaných zárodečných buněk, nebo-li progenitorů. V nedávné době se spolupracovníkům z Ústavu molekulární genetiky AV ČR podařilo vyvinout novou nesmrtelnou buněčnou linii EM-G3, vypěstovanou z buněk infilrujícího duktálního karcinomu prsu. Tato linie vykazuje některé znaky typické pro zárodečné buňky, například schopnost diferenciovat a vytvářet zárodky mléčné žlázy. V naší proteomické studii jsme použili 2D-elektroforézu a hmotnostní spektrometrii pro porovnání proteinů této nové buněčné linie EM-G3 s proteiny normálních buněk mléčné žlázy (NME) a pro identifikaci proteinů charakterizujících zdravé či rakovinné buňky. Podařilo se nám určit identitu některých proteinů typických pro buňky linie EM-G3 a zároveň i proteiny vyskytující se pouze v normálních buňkách mléčné žlázy (Obrázek). Tato studie by mohla napomoci při včasné diagnóze rakoviny prsní žlázy. Naši studii jsme publikovali v prestižním časopise Proteomics (cit.) a rovněž jsme byli vyzváni k účasti na telefonickém interview (www.podcast.proteomics-journal.com) uveřejněném on-line v dubnu 2007.

Příklad rozdílných hladin proteinů mezi linií EM-G3 a normálními buňkami mléčné žlázy NME

I. Selicharová, K. Smutná, M. Šanda, K. Ubik, E. Matoušková, E. Buršíková, M. Brožová, J. Vydra, J. Jiráček. Two-Dimensional Electrophoretic Analysis of a New Human Cell Line EM-G3 Derived from Breast Cancer Progenitor Cells and Comparison with Normal Mammary Epithelial Cells. - Proteomics 7: 1549-1559 (2007) .

Kontaktní osoba: J. Jiráček, 220183441, jiracek@uochb.cas.cz

(Ústav organické chemie a biochemie)
Ionizace elektrosprejem vodného roztoku dusičnanu stříbrného vede k vytvoření tříatomového kationu Ag₂O⁺ v plynné fázi. Reakce hmotnostně vybraného kationtu Ag₂O⁺ s etylénem při pokojové teplotě poskytuje etylénoxid. Transformace etylénu na etylénoxid pomocí katalyzátoru založeném na stříbře je důležitý technický proces prováděný ve velkém měřítku a na plynný kation Ag₂O⁺ můžeme nahlížet jako na nejmenší model pro účinný katalyzátor. Experimentální poznatky jsou plně podpořeny výsledky kvantově-chemického studia, které naznačují, že rychlost-určující krok, jak pro epoxidaci, tak pro přesmyk na acetaldehyd, který vede k úplné oxidaci (nežádoucí proces), odpovídá vytvoření metallaoxetanu.

Povrch potenciální energie pro přenos atomu kyslíku z Ag₂O⁺ na ethylen

Roithová, J.; Schröder, D.: Gas-phase Models for Catalysis: Alkane Activation and Olefin Epoxidation by the Triatomic Cation Ag₂O⁺ - J. Am. Chem. Soc. 129: 15311-15318 (2007).

Kontaktní osoba: Detlef Schröder, 220183463, schroeder@uochb.cas.cz