4. Sekce chemických věd
- Předpověď symetrie a disperze píků v kapilární zónové elektroforéze (ÚIACH)
- Isotachoforetická fokusace silných a slabých elektrolytů v kontinuálním gradientu vodivosti (ÚIACH)
- Interakce bromu s jodem ve štítné žláze (ÚIACH)
- Trikarbollidy a metallatrikarbollidy (ÚACH)
- Určení lokalizace a vazby kationtů kobaltu v zeolitech ferrieritového typu (ÚFCH JH)
- Teoretické studium struktury a dynamiky molekuly DNK (ÚFCH JH)
- Transportní vlastnosti iontoměničových membrán (ÚFCH JH)
- Nové selektivní sorbenty pro separaci iontů těžkých kovů (ÚCHP)
- Studium emisí toxických látek z fluidního spalování fosilních paliv, odpadu a biomasy (ÚCHP)
- Vývoj polymerních nosičů pro kultivaci a následnou transplantaci kožních buněk na rozsáhlé kožní defekty (ÚMCH)
- Výkonné kompozitní membrány pro dělení plynů - syntéza zcela cyklizovaných polyimidů deponovatelných technikou Langmuira-Schaeffera (ÚMCH)
- Teorie tvorby polymerních sítí (ÚMCH)
- Růstové regulátory rostlin, použitelné v zemědělství, lesnictví i zahrádkářství (ÚOCHB)
- Peptidové regulátory reprodukce hmyzu (ÚOCHB)
- Značkovací feromon samců čmeláka klamavého (Bombus confusus) (ÚOCHB)
- Objemová a entalpická relaxace v nekrystalických materiálech (SLCHP)
- Chalkogenidová skla pro optické zesilovače (SLCHP)
4.1 Předpověď symetrie a disperze píků v kapilární zónové elektroforéze
- P. Gebauer, P. Boček
- P. Gebauer, P. Boček: Predicting peak symmetry in capillary zone electrophoresis: the concept of peak shape diagram (PSD)., Anal. Chem. 69: 1557-1563 (1997).
4.2 Isotachoforetická fokusace silných a slabých elektrolytů v kontinuálním gradientu vodivosti
- K. Šlais, T. Rejtar
- K. Šlais: Separation power of isotachophoresis (displacement electrophoresis) with continuous pH and conductivity gradients. , J. Chromatogr. A: 764, 309-321 (1997).
- T. Rejtar and K. Šlais: Isotachophoretic focusing electrolytes on the background of carrier ampholytes. , J. Chromatogr. A, v tisku.
4.3 Interakce bromu s jodem ve štítné žláze
- M. Vobecký, A. Babický, J. Lener a S. Pavelka
- s rostoucím příjmem bromidu stoupá koncentrace bromu za současného poklesu koncentrace jodu,
- poměr koncentrací I/Br citlivě reaguje na příjem bromidu, zvláště v oblasti nízkých dávek blízkých hodnotám obvyklého (přirozeného) příjmu bromu,
- při konstantním přívodu bromu se poměrně rychle dosáhne hodnot rovnovážného poměru I/Br a rychlost ustavení této rovnováhy závisí na biologickém poločasu bromu (110 hod.), který je ve štítné žláze shodný s poločasem jodu,
- poměr koncentrací I/Br závisí i na stavu zásobení organismu jodem, u zvířat s jodovým deficitem je hodnota tohoto poměru vždy výrazně nižší než u zvířat s dostatečným příjmem jodu.
- M. Vobecký, A. Babický, J. Lener, S. Pavelka: Biological half-life of bromine in the rat thyroid. Physiol. Res. 46: 385-389 (1997).
- M. Vobecký, A. Babický, J. Lener, S. Pavelka: Příspěvek ke studiu interakce bromu a jodu v životním prostředí., Hygiena 42: 86-91 (1997).
Pozn.: A. Babický, J. Lener a S. Pavelka nejsou pracovníky UIACH AV ČR
4.4 Trikarbollidy a metallatrikarbollidy
- B.Štíbr
- Štíbr B, Holub J., Cisařová I., Teixidor F., Vińas C., Fusek J., Plzák Z.: Inorg. Chem. 35, 3635, (1996).
- Holub J., Štíbr B., Hnyk D., Fusek J., Císařová I., Teixidor F., Vińas C., Plzák Z., Schleyer P.v.R.: J.Am.Chem.Soc. 119, 7750 (1997).
- Štíbr B., Holub J., Teixidor F.: Advances in Boron Chemistry (ed.W.Siebert), pp. 333-340., The Royal Society of Chemistry, London 1997.
4.5 Určení lokalizace a vazby kationtů kobaltu v zeolitech ferrieritového typu
- B. Wichterlová, Z. Sobalík, J. Dědeček et al.
Pro objasnění lokalizace a vazby Co2+ iontů v matrici alumosilikátových zeolitů typu ferrierit, vykazujících vysokou aktivitu a selektivitu v katalytické redukci NO metanem v oxidační atmosféře, byl vypracován postup, který na základě analýzy elektronických d-d přechodů Co2+ iontů, změn vibrací skeletu indukovaných koordinací Co2+ iontů nebo Co2+-ligand komplexů k alumosilikátovému skeletu, vibrací adsorbovaných molekul (NO, NO2, CO, NH3, H2O ligand) a zjištěné distribuce Al ve skeletu zeolitu umožnil (I) určení 3 strukturních poloh Co2+ iontů v zeolitech ferrieritové struktury, jejichž obsazení závisí na koncentraci Co2+ iontů, a (ii) popis vazby v polyoxo-Co2+-ligand komplexech. To dovolilo rozlišit silnou vazbu ligandů (NO2, H2O, NH3) a slabou vazbu ligandů (CO, NO) k Co2+ iontům, přičemž bylo ukázáno, že vazba kationtu ke skeletálním kyslíkům je nejsilnější pro isolovaný kation a její síla klesá se stoupající silou vazby kationtu k ligandu (NO, CO, NO2, H2O, NH3).
Možnost popisu koordinace Co2+ iontů a vazebných podmínek v poly-ligand Co2+ komplexech v zeolitických matricích se zahrnutím molekul reaktantů je základem pro objasnění reaktivity Co2+ iontů v selektivní redukci NO metanem v oxidační atmosféře a příslibem pro úspěšný vývoj katalyzátorů pro reakce eliminace kysličníků dusíku v exhalátech se značným obsahem kyslíku.
- Z. Sobalík, J. Dědeček, Z. Tvarůžková, I. Ikonnikov, B. Wichterlová: Microporous Mater., v tisku.
- Z.Sobalík, Z. Tvarůžková, B. Wichterlová: J. Phys. Chem., v tisku.
- S. Priit, B. Wichterlová, J. Čejka: J. Phys. Chem., v tisku.
4.6 Teoretické studium struktury a dynamiky molekuly DNK
- Pavel Hobza et al.
- J. Šponer, J. Leszczynski, P. Hobza: J. Phys. Chem. 100, 5590 (1996).
- P. Hobza, M. Kabeláč, J. Šponer, P. Mejzlík, J. Vondrášek: J. Comput. Chem. 18, 1136 (1997).
- A. Kratochvíl, O. Engkvist, J. Šponer, P. Hobza: J. Am. Chem. Soc., v tisku.
4.7 Transportní vlastnosti iontoměničových membrán
- Zdeněk Samec et al.
- Z. Samec et al.: J. Electroanal. Chem. 389, 1 (1995).
- Z. Samec et al.: J. Electroanal. Chem. 388, 25 (1995).
- Z. Samec et al.: J. Electrochem. Soc. 144, 4236 (1997).
4.8 Nové selektivní sorbenty pro separaci iontů těžkých kovů
Z průmyslového i ekologického hlediska je selektivní separace iontů z vodných roztoků velmi důležitá při odstraňování toxických složek z odpadních vod. Pro účinnou a selektivní separaci iontů těžkých kovů se využívají různá činidla schopná tvořit s kovovými ionty pevné komplexy, a to buď jako kapalná extrakční činidla nebo pevné polymerní iontoměniče. Alternativní separaci nabízejí pryskyřice impregnované extrakčním činidlem; tyto sorbenty mohou být považovány za určitý přechod mezi kapalnými a pevnými iontoměniči.
Ústav chemických procesů ve spolupráci s Weizmann Institute of Science v Izraeli vyvinul selektivní sorbenty, ve kterých je extrakční činidlo typu alkylfosforečných kyselin vázáno na polymerní nosič obsahující bazické aktivní skupiny. Acidobazická interakce mezi aktivními skupinami nosiče a organickou kyselinou způsobuje, že nanesené komplexační činidlo nezaplňuje póry nosiče, ale je absorbováno v jeho polymerní hmotě. Pro interakci s kovovými ionty z roztoku je tak přístupná daleko větší část komplexačního činidla než při konvenční impregnaci, což usnadňuje snadný přestup kovových iontů z vodného prostředí do sorbentu.
- Jeřábek K., Warshawsky A., Strikovsky A. G.: Selektivní sorbent pro separaci iontů těžkých kovů. Pat. přihláška 3012-97.
- Warshawsky A., Strikovsky A. G., Jeřábek K.: Selective sorbent for separation of heavy metal ions. Israeli Pat. Appl. 121369.
4.9 Studium emisí toxických látek z fluidního spalování fosilních paliv, odpadu a biomasy
- Jan Horáček,Vladimír Pekárek, Miroslav Punčochář, Jaroslav Schwarz, Jiří Smolík, Jan Stach, Václav Veselý (ÚChP), Ivana Sýkorová (ÚSMH), Vladimír Havránek, Jan Kučera (ÚJF), Bohuslav Kolman (ÚFP), Bohumil Koutský (VŠChT)
V rámci tohoto studia byly v závislosti na podmínkách spalování sledovány složení a morfologie jednotlivých velikostních frakcí popílků z fluidního spalování dvou typů hnědého uhlí z dolů Centrum a Vršany (SHP), používaných v ČR pro výrobu elektrické energie. Morfologie popílků (15 velikostních frakcí v rozsahu velikostí 0,01-1000 ľ m) byla studována pomocí SEM. Výsledky ukázaly, že v průběhu spalování vznikají dva druhy úletových popílků: hrubé nepravidelné částice o velikosti v jednotkách až desítkách mikrometrů, tvořené částečně metamorfovanými minerálními inkluzemi, zbylými po spálení organické hmoty uhlí a ultrajemné sférické částice o velikostech v desítkách až stovkách nanometrů. Metodami INAA a PIXE bylo zjištěno, že submikronové frakce úletových popílků jsou tvořeny převážně sírany alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Přítomnost síranů byla potvrzena pomocí iontové chromatografie. Elementární analýza rovněž ukázala, že ultrajemné částice jsou značně obohaceny těžkými kovy jako As, Cd, Pb a Zn. V některých případech byla koncentrace těchto prvků v částicích až o dva řády vyšší než v popelu fluidního lože. Na základě chemických a fázových rovnováh, složení částic a teplotního profilu ve fluidním kotli lze předpokládat, že k tvorbě submikronových částic dochází až ve zklidňovací zóně nad ohništěm fluidního kotle. To je zcela odlišné od práškového spalování uhlí, kdy ultrajemné částice, tvořené zpravidla oxidy křemíku a hliníku, vznikají na úrovni hořící částečky uhlí. Tento závěr by však bylo potřeba ověřit měřením složení a morfologie submikronových frakcí úletových popílků odebíraných ve zklidňovací zóně v různých výškách nad ohništěm. Výsledky naznačují, že jednou z možností snižování emisí ultrajemných částic z fluidního spalování může být aplikace sorbentů snižujících obsah oxidu siřičitého ve spalných plynech.
V roce 1997 byl v ÚChP zahájen komplexní projekt, jehož hlavním cílem je použití poloprovozního fluidního ohniště ke studiu spalování odpadu a biomasy v reálných technologických podmínkách. Částí projektu je studium dehalogenačních reakcí, které souběžně probíhají při syntetických reakcích persistentních organických polutantů na popílcích ve spalinách. Dechlorace byly prováděny na aktivovaných popílcích ze spaloven komunálního odpadu, jako modelové látky bylo použito hexachlorbenzenu. Experimentálně byly nalezeny podmínky za nichž probíhá dechlorace do vysokého stupně. Další experimenty byly zaměřeny na studium dechlorace PCB včetně dekachlorbifenylu pro který byl navržen pravděpodobný mechanismus dechlorace. Aplikovatelnost navrhovaného postupu byla ověřena na Deloru 103, který byl dechlorován z 99,95%. Cílem další práce je ověření perspektivnosti tohoto postupu pro jednoduchou, ekonomicky dostupnou detoxifikaci popílků ze spaloven, které jsou zatíženy ve značné míře halogenovanými organickými polutanty.
- Schwarz J., Smolík J., Veselý V., Sýkorová I., Kučera J.: Particulate emissions from the fluidised bed combustion of brown coal. J.Aerosol Sci. 27(S1),359(1996).
- Smolík J., Schwarz J., Veselý V., Sýkorová I., Kučera J., Kugler J., Havránek V.: Matrix and trace element behaviour in fluidised bed combustion of lignite .J. Aerosol Sci. 28(S1),409(1997).
- Sýkorová I., Smolík J., Schwarz J., Kerkkonen O., Kučera J., Havránek V.: Composition and morphology of fly ash from fluidized bed combustion of brown coal. Proc. 9th Int. Conf. on Coal Science, Essen, September 7.-12.1997, p. 1187.
- Smolík J., Schwarz J., Veselý V., Kugler J., Sýkorová I., Kučera J., Havránek V.: Tuhé emise z fluidního spalování hnědého uhlí. Ochrana ovzduší 9(1),18(1997).
- Stach J., Pekárek V., Endršt R., Hetflejš J.: Dechlorination of hexachlorbenzene on MWI fly ash, Chemosphere (submitted).
4.10 Vývoj polymerních nosičů pro kultivaci a následnou transplantaci kožních buněk na rozsáhlé kožní defekty
Kožní defekty vyvolané popálením nebo proležením mohou vést ke smrti či invaliditě pacienta. Nový způsob léčby takových poškození byl vyvinut ve spolupráci Ústavu makromolekulární chemie s 1. a 3. lékařskou fakultou UK v Praze. Je založen na přenosu kožních buněk (keratinocytů), vypěstovaných na povrchu speciálních polymerních materiálů (nosičů) a přiložených k poškozené ploše. Polymerní nosič s pomnoženými keratinocyty je přiložen k ploše tak, aby ránu zakryl a keratinocyty s ní byly v kontaktu. Keratinocyty opustí nosič, kolonizují plochu defektu a zároveň produkují růstové faktory, které podporují hojení. Výběr polymerního nosiče omezují přísné podmínky, např. dobrá biokompatibilita, adherence buněk k jeho povrchu a zároveň odlučitelnost buněčné vrstvy od nosiče po kolonizaci poškozené plochy a jiné. Proto byl studován vliv zabudování různých funkčních skupin či cyklických nebo alifatických amidů do trojrozměrné struktury nosiče na uvedenou biologickou odezvu. Klinické studie vybraných materiálů ukázaly, že přenos keratinocytů pomocí polymerního nosiče je vhodný pro léčbu těžkých popálenin nebo hlubokých proleženin, především u pacientů trpících cukrovkou.
- Smetana K., Dvořánková B., Jelínková M., Michálek J., Vacík J., Phenotypic characterization of keratinocytes migrated from polymer support - in vitro study, J.Mater.Sci. Mater.Med. 8, 587-590 (1997)
- K.Smetana Jr., J.Vacík, P.Petrovický, J.Bartůňková, H.J.Gabius, F.T.Liu, Synthetic polymers influence on the carbohydrate binding - site expression in macrophages, Glycoconjugate Journal, Vol. 14, August 1997, 87-88.
4.11 Výkonné kompozitní membrány pro dělení plynů - syntéza zcela cyklizovaných polyimidů deponovatelných technikou Langmuira-Schaeffera
Separace plynných směsí je podstatnou technologickou operací v chemickém, farmaceutickém i potravinářském průmyslu a významu nabývá i při řešení ekologických problémů životního prostředí. Vedle studia přípravy nových polymerních materálů charakterizovaných vysokou účinností oddělení jednotlivých plynů je žádoucí i zvyšování průtoku plynů membránou vedoucí k výkonově efektivním separačním modulům.
Studium strukturní závislosti permeace plynů v polymerních soustavách o různém složení umožnilo připravit cyklické polyimidy, a to reakcemi anhydridů aromatických dikarboxylových kyselin s aromatickými diaminy prováděnými za podmínek vedoucích k vytvoření velmi tenkých separačních vrstev. Molekulární vrstvy těchto polymerů připravené na porézních polymerních podložkách technikou nanášení na povrchu kapaliny jsou typem velmi tenké membrány se zvýšenou propustností.
Výsledky dosažené pro průtok běžných plynů -dusíku, kyslíku, vodíku, kysličníku uhličitého-připravenými membránami prokázaly, že optimalizací tohoto způsobu řešení je možné získat nejen nové výsledky badatelského charakteru objasňující vztah mezi složením a strukturou materiálu a jeho fyzikálními i aplikačními vlastnostmi, ale také vytvořit základy pro přípravu nových specializovaných technologií.
- M.Marek, E.Brynda, Z.Pientka, Crosslinked ultra-thin polyimide films as a gas separation layer for composite membranes, Eur.Polym.J. (in press)
- G.Maier, M.Wolf, M.Bleha, Z.Pientka, Gas Permeabilities of Polymers with Indan Groups in the Main Chain 2: Polyimides, J.Membr.Sci. (in press)
- M.Marek, E.Brynda, Z.Pientka, L.Brožová, Gas separation properties of Langmuir-Blodgett films based on fully cyclized polyimides, Makromol.Rapid.Commun. (in press)
- Z.Pientka, P.Sysel, L.Brožová, V.Maroušek, M.Bleha, Membrány na bázi hybridních materiálů polyimid-oxid křemičitý pro separaci plynů , 44. Konference procesního a chemického inženýrství CHISA´97, 13.-16.10.1997, Srní
4.12 Teorie tvorby polymerních sítí
Materiálový výzkum vyžaduje aktivní spojení experimentálního studia s teorií. V rámci vývoje nových perspektivních materiálů na bázi polymerních sítí byly vypracovány teoretické přístupy k popisu reakční kinetiky a síťování funkčních polymerů. Rovněž byla zpracována teorie tvorby chemických klastrů tuhých jednotek v měkké struktuře a byl vysvětlen vliv těchto klastrů na mechanické chování systému. Teorie tvorby polymerní sítě umožňuje předpověď struktury a vlastností výsledného materiálu. Teoretický popis vývoje struktury v průběhu polymerace je důležitý z hlediska zpracovatelského při optimalizaci technologického procesu při přípravě daného materiálu. S využitím teorie lze regulovat strukturu sítě v závislosti na složení výchozí směsi a reakčních podmínkách za účelem dosažení optimálních materiálových vlastností. Výsledky teoretických postupů byly potvrzeny experimentálně při syntéze epoxidových a polyurethanových sítí.
- K.Dušek, The role of precursor architecture in polymer network structure, Trends in Polym.Sci. 5, 268 (1997)
- K.Dušek, J.Šomvársky, Modelling of ring-free crosslinking chain (co)polymerization, Polym.Inter. 44, 225 (1997)
- K.Dušek, J.P.P.Pascault, M.Špírková, J.Šomvársky, Polyurethane networks and chemical clusters in 60 years of polyurethanes, (Eds. J. Kresta, W.Eldred), Technomic Press, Lancaster, 1998, pp. 143
- L.Matějka, K.Dušek, P.Chabanne, J.P.Pascault, Cationic polymerization of diglycidyl ether of Bisphenol A.2.Theory, J.Polym.Sci.A.: Polym.Chem. 35, 651 (1997)
- L.Matějka, K.Dušek, P.Chabanne, J.P.Pascault, Cationic polymerization of diglycidyl ether of Bisphenol A.3. Comparison of the theory with experiment, J.Polym.Sci.A : Polym.Chem. 35, 665 (1997)
4.13 Růstové regulátory rostlin, použitelné v zemědělství, lesnictví i zahrádkářství
Téměř jedna miliarda lidí na Zemi trpí hladem a přes 215 milionů dětí má růstové problémy z nedostatku potravy. Další zvyšování zemědělské produkce, spojené s používáním vysokých množství hnojiv, je však neekologické. Nedávno objevené rostlinné hormony - brassinosteroidy - by tento problém mohly řešit: pozitivně ovlivňují růst rostlin, jejich hmotnost i množství a velikost plodů
V Ústavu organické chemie a biochemie se podařilo syntetizovat nové typy brassinosteroidů, které jsou značně účinné, ale jejichž výroba je podstatně levnější než sloučenin dosud vyráběných. Jednou z nových perspektivních sloučenin je androstanový analog brassinolidu. Na prostředek, který tuto sloučeninu obsahuje, byla podána patentová přihláška. Ústav spolupracuje s českými i zahraničními partnery při zkoušení nových vhodných analogů brassinosteroidů, rozpoznávání rysů struktury nutných pro brassinoidní aktivitu i při studiu brassinoidních látek z hlediska genetiky. Nově syntetizované účinné brassinosteroidy by mohly významně přispět k řešení jak potravinových, tak ekologických problémů.
- Kohout L., Strnad M.: Prostředek pro regulaci růstu rostlin a způsob jeho přípravy. PV-3975/97 (9.12.1997).
- Strnad M., Kohout L.: Brassinolide Analogues with Androstane Skeleton. Plant. Growth Regulation., v tisku.
- Kohout L., Slavíková B., Strnad M.: D-Homo-17a-oxa-Brassinosteroid Analogues. Collect. Czech. Chem. Commun., v tisku.
4.14 Peptidové regulátory reprodukce hmyzu
Podle údajů WHO je více než pětina celosvětové produkce potravin zničena škodlivým hmyzem. Anotace shrnuje výsledky poskytující základ k výzkumu nové možnosti regulace reprodukce hmyzu.
Na vybraném modelu hmyzu Sarcophaga bullata byly originálním přístupem, založeným na použití radio-značených látek, kvantitativně určeny časové průběhy rozložení radioaktivity v rozhodujících částech samičího organizmu (ovaria, tukové těleso, hlava, zažívací trakt) po aplikaci radioznačeného dekapeptidu, považovaného za oostatický hormon, a jeho sekvenčních analogů (obr.1), syntetizovaných a značených v UOCHB.
Současně byl kvantifikován přenos radioaktivity do následné F1 generace. Vyhodnocení produkce vajíček, jejich líhnivosti a morfologických změn (na folikulárním epithelu a na nutritivních buňkách ošetřených samic, v larvách i vylíhlých jedincích následné generace) přiřadilo k časovému průběhu distribuce radioaktivity relevantní biologické účinky. Veškeré práce zahrnující syntézu peptidů metodami na pevné fázi a v roztoku, jejich značení radionuklidem 125I a měření mikrodistribuce radioaktivity v hmyzím organizmu byly provedeny v UOCHB AV ČR, morfologická studia v ENTU AV ČR.
Základní závěr výzkumu spočívá v poznatku, že se zkracující se aminokyselinovou sekvencí vzrůstá vliv na reprodukci hmyzu, takže výchozí dekapeptid, považovaný ve světové literatuře za oostatický hormon, má v užitých pokusných podmínkách účinek nejnižší. Tento poznatek umožňuje v dalším výzkumu sledovat origi-nální možnosti použití krátkých a levně připravitelných aminokyselinových sekvencí v boji proti škodlivému hmyzu jako alternativy juvenoidů a dalších, dosud užívaných biologicky aktivních látek (pesticidů, herbicidů atd.).
Práce v impaktovaných zahraničních časopisech
- Otištěné:
- Kašička V., Prusík Z., Sázelová P., Barth T., Brynda E., Machová L.: Capillary zone electrophoresis with external radial electric field control of electroosmotic flow and its application to the separation of synthetic oligopeptides, J.Chromatogr.A. 772 (1997) 221-230.
- Hlaváček J., Bennettová B., Barth T., Tykva R.: Synthesis, Radiolabeling and Biological Activity of Peptide Oostatic Hormone and Its Analogues. Journal of Peptide Research 50, 153-158 (1997).
- Odeslané do tisku
- Bennettová B., Tykva R., Hlaváček J.: The Effect of Peptide Oostatic Hormone and Its Analogues on Reproduction of Sarcophaga bullata. Invertebrate Neurochemistry and Neurophysiology.
- Připravené do tisku:
- Hlaváček J., Tykva R., Bennettová B., Barth T.: The C-Terminus Shortened Analogues of the Insect Peptide Oostatic Hormone with Increased and Accelerated Activity. Bioorganic Chemistry.
- Hlaváček J., Bennettová B., Barth T., Tykva R.: Insect Oostatic Peptides: Synthesis, Radiolabelling and Effect on Reproduction of Sarcophaga bullata. In: Int.Conf. on Insect Chemical, Physiological and Environmental Aspects, Wroclav 1997, Book of Abstracts, s.C5.
4.15 Značkovací feromon samců čmeláka klamavého (Bombus confusus).
Samci většiny známých druhů čmeláků produkují v labiální žláze sekret, kterým značkují svá teritoria a lákají samičky svého druhu k páření. To je jeden z kroků zajištění reprodukce těchto hospodářsky význam-ných opylovačů.
Čmelák klamavý dosud unikal pozornosti chemických ekologů především proto, že podle literatury neměl používat feromon k nalákání samičky, ale měl se při vyhledávání samičky orientovat pouze opticky. Zjistili jsme, že navzdory tomuto tvrzení z literatury mají samci normálně vyvinutou labiální žlázu, v jejímž sekretu jsou obsaženy látky podobného typu jako v jiných druzích čmeláků. Hlavními složkami byly diterpe- nický alkohol geranylcitronellol a alifatický ester (Z)-9-oktadecenylacetát. Kromě toho jsme v extraktu z labiální žlázy identifikovali 21 minoritních složek vesměs diterpenického či alifatického typu. K identifikaci diterpenických složek jsme v naší laboratoři syntetizovali potřebné standardy za použití nového syntetického přístupu. Hlavní identifikační technikou bylo spojení plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií, doplněné i přípravou derivátů pro určení poloh dvojných vazeb a infračervenou spektroskopií v plynné fázi pro určení konfigurace těchto vazeb.
Kromě přítomnosti identifikovaných látek v labiální žláze samců jsme prokázali, že její sekret je skutečně samci používán pro označení míst, k nimž chtějí přilákat samičky k páření. V oplachu suchých květů, používaných samci jako pozorovatelna k vyhlížení samiček, byly nalezeny stejné látky jako v sekretu labiální žlázy s výjimkou volných mastných kyselin, které jsou patrně prekursory vlastních feromonových složek. Znalosti o předkopulačním chování čmeláka klamavého byly rozšířeny i rozsáhlou biologickou studií v lokalitě výskytu, přičemž byly desítky samců označeny číslem a jejich pohyb monitorován po celou dobu letu (7 týdnů). Výsledky přispívají k poznatkům publikovaným v minulosti skupinou Prof. Bergströma v Göteborgu (Švédsko) o předkopulačním chování samců řady skandinávských druhů čmeláků.
Závěrem tohoto výzkumu je nová interpretace chování samců druhu B. confusus a popření údajů z literatury, že tento druh nepoužívá ani neprodukuje značkovací feromon. Studium chemické komunikace u čmeláků umožňuje pochopit zákonitostí vývoje jejich kolonie a může vést ke zlepšení metod umělého chovu čmeláků, potřebných pro opylování ve sklenících.
Práce v odborných časopisech:
- Hovorka O., Urbanová K., Valterová I.: Premating behaviour of Bombus confusus males and analysis of their labial gland secretion. J. Chem. Ecol. 24, 183-193 (1998).
- Valterová I., Urbanová K., Hovorka O., Kindl J.: Značkovací feromon samců čmeláka klamavého (Bombus confusus). Chem. Listy 91, 975-976 (1997).
- Valterová I., Hovorka O., Urbanová K.: Premating behaviour of Bombus confusus males and analysis of their labial gland secretion. In: J. Monod Conference on Chemical Communication in Vertebrates and Invertebrates (La Londe-les-Maures, Francie), pp. 117-118 (1997)
4.16 Objemová a entalpická relaxace v nekrystalických materiálech.
Byla definována tzv. fiktivní relaxační rychlosti Rf , která vyjadřuje míru strukturního příspěvku v teplotní závislosti distribuce relaxačních časů s a umožňuje přímé srovnání dilatometrických a kalorimetrických experimentů. Na základě tohoto parametru byly porovnány objemové a entalpické relaxační rychlosti pro 15 různých anorganických i organických nekrystalických materiálů. Bylo shledáno, že ve všech analyzovaných případech jsou tyto rychlosti relaxace srovnatelné v rámci experimentálních chyb. Byla odvozena rovnice umožňující výpočet teplotní závislosti Rf pro parametry Naraynaswamy-Moynihanova a Adam-Gibbsova entropického modelu. Předpovědi pro oba tyto modely dobře souhlasí s experimentálními daty pro objemové a entalpické relaxace. Obecně platí, že rychlost relaxace výrazně klesá s rostoucím s . Nejpomalejší rychlosti relaxace byly pozorovány pro polyvinylchlorid a naopak nejvyšší rychlosti pro některá chalkogenidová skla.
- J. Málek: Thermochim. Acta (1998) (přijato do tisku).
4.17 Chalkogenidová skla pro optické zesilovače.
Ve vysoké čistotě byla připravena chalkogenidová skla systému Ge-Ga-S a Ge-Sb-S dotovaná prvky vzácných zemin Nd a Pr, s intenzivní luminiscencí v blízké infračervené oblasti spektra. Cílenou volbou chemického složení se podařilo potlačit pravděpodobnost multifononových nezářivých přechodů a bylo tak dosaženo základního předpokladu ke zvýšení kvantové účinnosti luminiscence těchto nových materiálů ve srovnání s oxidickými a halogenidovými skly. Připravená skla jsou perspektivní pro aplikace při konstrukci optických zesilovačů nebo pro generaci blízkého infračerveného záření v optických vláknech a optoelektronických prvcích.
- B. Frumarová, M. Frumar, J. Oswald: J. Non-Cryst. Solids 231/214 (1997) 58.
