Seznam anotací:

1. Kontinuální isoelektrická fokusace v rozbíhavém toku (Ústav analytické chemie)
2. Standardní systémy pro měření pK a iontových pohyblivostí kapilární elektroforézou (Ústav analytické chemie)
3. Monolity polymerizované UV LED (Ústav analytické chemie)
4. Aktivní materiály s řízenou velikostí částic pro fotokatalytické nátěry (Ústav anorganické chemie)
5. Fotokatalyticky aktivní vrstvy oxidu titaničitého připravené plazmovým nanášením (Ústav anorganické chemie)
6. Nové výsledky v karboranové chemii (Ústav anorganické chemie)
7. Aplikace nové "single-molecule" metody (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
8. Komplexní multispektroskopická a kvantově-chemická analýza pro návrh katalyzátoru na atomární úrovni pro likvidaci N₂O/NOx z reálných procesních plynů (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
9. Fotodisociace molekul v klastrech a volných nanočásticíc: Systémy relevantní v chemii atmosféry a biofyzice (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
10. Zařízení pro řízenou tvorbu bublin (Ústav chemických procesů)
11. Kinetika homogenní nukleace v přesycených parách vody (Ústav chemických procesů)
12. On-line stanovení celkového obsahu dehtu v plynu produkovaném zplyňováním paliva (Ústav chemických procesů)
13. Hydrogely s velmi rychlou mechanickou odezvou ("umely sval") (Ústav makromolekulární chemie)
14. Vývoj polymerních kancerostatik vhodných pro léčbu pevných nádorů (Ústav makromolekulární chemie)
15. Biomimetické fibrinové nanostruktury (Ústav makromolekulární chemie)
16. N⁶-Methyl-AMP-aminohydrolasa - klíčový enzym intracelulární aktivace N⁶-substituovaných purinových acyklických nukleosidfosfonátů (Ústav organické chemie a biochemie)
17. Molekulární charakterizace nového typu antivirové resistence u HIV positivních pacientů (Ústav organické chemie a biochemie)
18. Asociace proteinů v solných roztocích: Molekulární porozumění Hofmeisterově řadě (Ústav organické chemie a biochemie)

---

4.1 Kontinuální isoelektrická fokusace v rozbíhavém toku

(Ústav analytické chemie)

Isoelektrická fokusace (IEF) je elektroforetická metoda pro separaci a fokusaci amfolytů, zejména proteinů. Pro stále rostoucí význam jejich analýzy i pro farmaceutické účely byly vyvinuty jak mikroanalytické varianty IEF - gelová, kapilární, v mikrokanálu, tak preparativní metody diskontinuální i kontinuální. Dosavadní preparativní metody IEF jsou málo účinné nebo extrémně složité. Vyvinuli jsme nový princip isoelektrické fokusace v rozbíhavém toku (divergent flow isoelectric focusing, DF IEF). Princip DF IEF umožňuje výrazné zvýšení výkonu kontinuální isoelektrické fokusace. Nové vyvinuté jednoduché a účinné zařízení je na obrázku obr_UIACH_1b_1. Lichoběžníkové separační lože je realizováno vrstvami netkané textilie s přiloženými dvěma páry elektrod. Na vstup je kontinuálně přiváděn roztok nosných elektrolytů a proteinů určených k separaci. Výstup lože plynule přechází do 10 výstupních proužků. Celkový průtok vstupní kapaliny je řádu desetin ml/min. Byla ověřena dlouhodobá stabilita provozu a čistota výstupních frakcí.

Šlais, K.: Divergent flow isoelectric focusing. Electrophoresis. Roč. 209, č. 1 (2008), s. 2451-2457; Šlais, K.: PV 2008-279

Kontaktní osoba: doc. RNDr. Karel Šlais, DrSc., 532290211, slais@iach.cz

---

4.2 Standardní systémy pro měření pK a iontových pohyblivostí kapilární elektroforézou

(Ústav analytické chemie)

Stanovení hodnot pK a mobilit slabých kyselin a bazí kapilární zónovou elektroforézou je založeno na měření závislosti efektivní pohyblivosti na pH základního elektrolytu a následující počítačové regresní analýze zahrnující korekce na iontovou sílu a teplotu. Pro pokrytí potřebného rozsahu pH jsou v jedné sadě měření používány jak pufrující kyseliny, tak i báze, což vyžaduje implementaci výpočtu individuálních korekcí na iontovou sílu. Některé složky běžně užívaných základních elektrolytů mohou interagovat s měřenými analyty za tvorby asociátů nebo komplexů, což snižuje spolehlivost výsledných dat. Náš příspěvek přináší racionální řešení tohoto problému a zavádí standardní systém pufrů pro měření pK a pohyblivostí slabých kyselin, kde jediným přítomným protiiontem je ion silné báze (Na+). To snižuje riziko tvorby komplexů nebo asociátů analytů s protiiontem. Standardní systém pufrů také zajišťuje konstantní a přesně známou iontovou sílu a Jouleův ohřev pro celou sadu měření, takže pro celý soubor naměřených dat je potřeba jediné korekce na iontovou sílu a teplotu. To zásadně usnadňuje jejich vyhodnocení a regresní analýzu, protože korekce nemusejí být zahrnuty do výpočetního programu. Spolehlivost a výhody navrženého systému jsou dokumentovány experimenty na příkladu problematické skupiny fenolických derivátů, které byly změřeny s vysokou přesností a bez známek anomálního chování.

Šlampová, A. - Křivánková, L. - Gebauer, P. - Boček, P.: Standard systems for measurement of pKs and ionic mobilities. 1. Univalent weak acids. Journal of Chromatography A. Roč. 1213, č. 1 (2008), s. 25-30

Kontaktní osoba: prof. RNDr. Petr Boček, DrSc., 532290239, bocek@iach.cz

---

4.3 Monolity polymerizované UV LED

(Ústav analytické chemie)

Byla vyvinuta metoda pro polymerizaci monolitických materiálů v mikrokanálcích. Na rozdíl od klasických metod, kdy se využívá výbojkových zdrojů záření, bylo využito moderních polovodičových světloemisních diod (LED) emitujících v rozmezí 255-400 nm. Poprvé byla ukázána možnost použití UV-LED jako zdroje světelného záření pro fotopolymeraci monolitů. Polymetakrylátové monolity byly připraveny polymerací v průhledných křemenných kapilárách a v kanálku mikrofluidického zařízení fotoiniciovanou 255 nm nebo 370 nm UV-LED. Výhodou fotopolymerace v porovnání s běžně používanými metodami (tepelnou nebo oxidačně-redukční polymerací) je hlavně možnost vytvoření monolitické mikrokolony v konkrétní části kapiláry nebo čipu. Takto získané monolity mohou být použity jako chromatografické mikrokolony nebo elektroosmotické mikropumpy v mikrofluidických zařízeních.

Abele, S. - Nie, F. - Foret, F. - Paull, B. - Macka, M.: UV-LED photopolymerised monoliths. Analyst. Roč. 133, č. 7 (2008), s. 864 - 866.

Kontaktní osoba: Ing. František Foret, CSc., 532290242, foret@iach.cz

---

4.4 Aktivní materiály s řízenou velikostí částic pro fotokatalytické nátěry

(Ústav anorganické chemie)

V posledních letech jsou aplikace pigmentů na bázi TiO₂ stále více zaměřeny na řešení vyhrocených ekologických problémů. Sem patří i využití fotokatalytických dějů pro návrh samočistících nátěrů pro budovy a další povrchy. Jsou to nátěry, které brání růstu řas a plísní, vedou ke snížení obsahu oxidů dusíku v ovzduší a redukují znečištění chráněného povrchu různými nečistotami. Základní myšlenkou při jejich vývoji je využití jevu tzv. křídování, tj. fotokatalyzované koroze organické složky nátěrů působením bílých pigmentů na bázi TiO₂ tak, že se omezí pouze na velmi tenkou povrchovou vrstvu, ze které se vzniklé korozní produkty v průběhu času odstraní působením atmosférických srážek. Obnoví se tak opětovně čistý a svěží povrch. Jako nejlepší řešení se ukázalo použití směsí rutilového bílého pigmentu a nanočástic anatasu; rutilová forma TiO₂ brání přístupu ultrafialového záření do hlubších vrstev nátěru, zatímco vysoce fotoaktivní nanočástice anatasu způsobují fotokatalyzovanou korozi tenké povrchové vrstvičky nátěru. Řada indicií ukazuje, že takovéto nátěry mohou, vedle své samočistící funkce, snižovat i obsah škodlivých oxidů dusíku v ovzduší a také oxidovat organické nečistoty až na vodu a oxid uhličitý. V minulých letech autoři syntetizovali řadu typů nanočásticového oxidu titaničitého, získané poznatky umožnily volbou reakčních podmínek řídit rozměry jeho nanočástic v rozsahu od několika nanometrů do μm velikostí. Pomocí vhodných dopantů se podařilo připravit oxid titaničitý se zvýšenou citlivostí ve viditelné oblasti spektra. Ve spolupráci s pracovišti, která se zabývají přípravou nátěrových hmot, byly připraveny funkční fotokatalytické nátěry a ověřena jejich účinnost s velmi dobrými výsledky i po několika letech testování.

1. Štengl, V. - Bakardjieva, S. - Houšková, V. - Petrova, N. - Kalvachev, Yu.: TiO₂/ZnS Nanocomposites - Characterization and Visible-Light Photocatalytic Aktivity. ADVANCED MICRO- and MESOPOROUS MATERIALS, s.74-86, Eds: Hadjiivanov, K. - Valtchev, V. - Mintova, S. - Vayssilov, G., Heron Press, ISBN: 9789545802393.
2. Štengl, V. - Bakardjieva, S. - Murafa, N.: Visible-light photocatalytic activity of TiO₂/ZnS nanocomposites prepared by homogeneous hydrolysis. Microporous and Mesoporous Materials. Roč. 110, č. 2-3 (2008), s. 370-378.
3. Houšková, V. - Štengl, V., - Bakardjieva, S. - Murafa, N.: Photoactive materials prepared by homogeneous hydrolysis with thioacetamide: Part 2 - TiO₂/ZnO nanocomposites. Journal of Physics and Chemistry of Solids. Roč. 69, č. 7 (2008), s. 1623-1631.
4. Szatmary, L. - Bakardjieva, S. - Šubrt, J. - Jirkovský, J. - Bastl, Z.: Charakteristika nanočástic TiO₂ dopovaných sírou, 2. Seminář výzkumného centra NANOPIN, NANOMATERIÁLY A FOTOKATALÝZA, Liblice, 10-12. 6. 2008, sborník s. 27-28.
5. Šubrt, J. - Szatmary, L. - Dianez, M. J. - Criado, J. M.: Mechanochemical Synthesis of Visible Light Sensitive N-doped Titanium Dioxide, 5th European Conference on Solar Chemistry and Photocatalysis: Environmental Applications, Palermo, Italy, October 4-6, 2008; sborník 3.49.
6. Balek, V. - Šubrt, J. - Bountseva, I. M. - Irie, H. - Hashimoto, K.: Emanation thermal analysis study of N-doped titania photoactive powders. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. Roč. 92, č. 1 (2008), s. 161-167.

 

Fotokatalytický nátěr se samočistícími vlastnostmi

A - nátěr na budově vystavený po dobu tří let působení povětrnostních podmínek na pozadí běžného bílého nátěru; B - obrázek použitého fotoaktivního pigmentu z transmisního elektronového mikroskopu ukazuje náhodně orientované nanokrystalky oxidu titaničitého (anatasu); C -mikroskopický snímek povrchu nátěru, patrné jsou nanočástice oxidu titaničitého a dalších anorganických komponent nátěru, organická složka nátěru byla úplně rozložena a povrch proto vykazuje silný samočistící efekt; D - při menším zvětšení můžeme pozorovat, že nátěr je i po této době jen minimálně narušen trhlinami, a proto nadále účinně chrání povrch proti působení povětrnostních vlivů (foto: archiv ÚACH)

Kontaktní osoba: Jan Šubrt; 266173534; subrt@iic.cs.cz

---

4.5. Fotokatalyticky aktivní vrstvy oxidu titaničitého připravené plazmovým nanášením

(Ústav anorganické chemie)

Úspěšnému využití efektu fotokatalýzy oxidu titaničitého (TiO2) v praxi často brání i nalezení vhodné formy TiO2, která by dostatečně vyhovovala požadavkům příslušné aplikace. Protože fotoaktivní TiO2 je připravován téměř výhradně ve formě mikro a nanočástic, je k dispozici převážně ve formách prachů, suspenzí a koloidních roztoků. Rozměrnější fotoaktivní plochy je možno připravit nanášením suspenzí TiO2 na plošné substráty tvořené kovy, sklem, keramikou, papírem nebo textilem. Dalším způsobem je nanášení aktivních vrstev TiO2 z koloidních roztoků pomocí sol-gel metod. Tyto zdánlivě rozsáhlé možnosti však neumožňují připravit účinné fotoaktivní samonosné prvky v různých profilech. Jednou z cest, jak tyto prvky připravit, je jejich plazmové nanášení, tedy vytváření pevných fotoaktivních vrstev plazmovým nástřikem na vhodných substrátech. Pomocí plasmového nanašení jsme připravili vrstvy z oxidu titaničitého a směsí fotoaktivních oxidů na substrátech ze skla, keramiky a oceli. Vrstvy byly charakterizovány pomocí RTG, skenovací a transmisní elektronové mikroskopie a meřením difuznich UV-VIS spekter. Fotokatalytickou aktivitu v plynném prostředí jsme stanovili měřením fotokatalytické oxidace acetonu pomocí plynového chromatografu a hmotnostního spektrometru při vlnové délce 365 nm. Připravené plasmové vrstvy vykazují vynikající fotokatalytickou aktivitu, která je dána vznikem nestechiometrických oxidů titanu. Technologie plazmového nanášení umožňuje vytvořit pevné, robustní a stabilní fotoaktivní vrstvy i na rozměrné a tvarově členité prvky a představuje tak další rozměr pro využití fotokatalytických vlastností oxidu titaničitého.

1. Štengl, V. - Murafa, N. - Ctibor P., Bakardjieva S., Černý Z., Zahálka F.: Atmospheric Plasma Sprayed (APS) coatings of TiO2 for photocatalytic application. Global roadmap for Ceramics & ICC2, s. 151-156; Eds. Bellosi, A. - Babini, G.N., ISTEC-CNR, ISBN 978-88-8080-084-2.
2. Ctibor, P. - Neufuss, K. - Štengl, V.: Structure and Properties of Plasma Sprayed TiO2 Ceramics. New Nanotechniques, s. 184-191; Eds: Malik, A. - Rawat, R.J., NOVA Publishers, ISBN: 978-1-60692-516-4.
3. Štengl, V. - Ageorges, H. - Ctibor, P. - Murafa, N. : Atmospheric Plasma Sprayed (APS) coatings of Al2O3-TiO2 system for Photocatalytic Application. Catalysis Today (2008), v tisku.

Snímky fotokatalytické TiO2 vrstvy získané za použití hybridního plasmatronu, stabilizovaného vodou a argonem

Fotokatalytická vrstva TiO2 zobrazená pomocí vysokorozlišovacího transmisního mikroskopu při různém zvetšení. Jednotlivé linky zobrazují krystalové roviny (b, c,) nebo přímo atomy Ti (d, elektronová difrakce)

Kontaktní osoba: Václav Štengl; stengl@iic.cas.cz

---

4.6 Nové výsledky v karboranové chemii

(Ústav anorganické chemie)

Byly vyvinuty cesty k syntéze řady nových typů monokarbaboranů (viz např. Schéma) a trikarbaboranů ^{52, 14}.
Bylo též ukázáno, že 11-vrcholové nido-thiakarbaborany mohou být využity jako další analoga of cyklopentadienylového aniontu při vzniku ferra a kobaltathiakarboranových komplexů ¹⁷. Na 11-vrcholové zwitteriontové řadě nido-trikarbaboranů bylo demonstrováno, že tatáž sloučenina může být isolována v čistém stavu ve dvou rozdílných tautomerních strukturách. Tento jev je prvým příkladem absolutní tautomerie a čistého strukturního dualismu v oblasti chemie ⁵³. Některé z připravených sloučenin mohou být využity jako málo koordinující ligandy a mohou vykazovat katalytickou a biochemickou aktivitu.

1. Holub, J. - Bakardjiev, M. - Hnyk, D. - Císařová, I. - Štíbr, B.: Azatricarborane 7-t-Bu-arachno-7,1,5,12-NC3B8H12 and parent tricarbaboranes nido-[5,6,9-C3B7H10]- and 5,6,9-C3B7H11. Inorganic Chemistry. Roč. 47, č. 4 (2008) s. 760-762.
2. Perekalin, DS. - Glukhov, I.V. - Holub, J. - Císařová, I. - Štíbr, B. - Kudinov, A.R.: Iron and Cobalt Complexes with Thiacarborane Ligands, Organometallics. Roč. 27, č. 20 (2008) s. 5273-5278.
3. Bakardjiev, M. - Holub, J. - Hnyk, D. - Štíbr, B.: Reductive degradation of nido-1-CB8H12 into smaller-cage carborane systems via new monocarbaboranes [arachno-5-CB8H13](-) and closo-2-CB6H8, Chemistry-A European Journal. Roč. 14, č. 21 (2008), s. 6529-6533.
4. Štíbr, B.: O tautomerii. Příběh objevu absolutní tautomerie, ojedinělého jevu v chemii. Chemické Listy. Roč. 102, č. 10 (2008), s.902-905

Reduktivní odbourání karboranu nido-1-CB₈H₁₂.

Reduktivní odbourání karboranu nido-1-CB₈H₁₂.
a) NaBH₄/THF;
b) konc. H₂SO₄/CH₂Cl₂, 0⁰ C;
c) Na+ sůl, zřeď. HCl/ CH₂Cl₂;
d) přebytek PhC₂H/ THF, var;
e) Cs+ sůl, F₃CCOOH nebo konc. H₂SO₄/ CH₂Cl₂.
f) Et₃N/ CH₂Cl₂;
g) a h) zřeď. HCl/ CH₂Cl₂.

Kontaktní osoba: Ing. Bohumil Štíbr, DrSc., 266173106, stibr@iic.cas.cz

---

 

4.7 Aplikace nové "single-molecule" metody

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)

V Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského byla vyvinuta nová mikro-spektroskopická technika časově rozlišené fluorescenční korelační spektroskopie (FLCS). Novým experimentálním přístupem bylo možné objasnit mechanismus kondenzace molekul DNA s 10 000 a 50 000 páry bazí s polyaminem sperminem nebo s kladně nabitým surfaktantem CTAB. Tento proces je předmětem značného zájmu neboť jeho porozumění může pomoci při řešení problémů spojených s tzv. genovou terapií. Mechanismus kondenzace byl většinou zkoumán na molekulách DNA tvořených více než 100 000 páry bazí. Pozorování menších molekul doposud stěžovala omezená rozlišovací schopnost fluorescenčního mikroskopu.

1. Humpoličková, J. - Benda, A. - Sýkora, J. - Macháň, R. - Kral, T. - Gasinska, B. - Enderlein, J. - Hof, M.: Equilibrium dynamics of spermine-induced plasmid DNA condensation revealed by fluorescence lifetime correlation spectroscopy. Biophys. J. 94(3) (2008), s. L17-L19.
2. Humpoličková, J., - Štěpánek, M. - Kral, T. - Benda, A. - Procházka, K. - Hof, M.: On mechanism of intermediate-sized circular DNA compaction mediated by spermine: Contribution of fluorescence lifetime correlation spectroscopy. J. Fluoresc. 18(3-4), (2008), s. 679-684.
3. Humpoličková, J. - Benda, A. - Beranová, L. - Hof, M.: Compaction mechanism of intermediate-sized DNA elucidated by fluorescence lifetime correlation spectroscopy, Chem. Listy, v tisku.
4. Humpoličková, J. - Beranová, L. - Štěpánek, M. - Benda, A. - Procházka, K. - Hof, M.: Fluorescence Lifetime Correlation Spectroscopy Reveals Compaction Mechanism of 10 kbp and 49 kbp DNA and Differences between Polycation and Cationic Surfactant. J. Phys. Chem. B, v tisku.

(a) Mechanismus kondenzace DNA při použití sperminu


(b) Autokorelační funkce molekul DNA (10000 párů bazí) obarvených fluorescenčním barvivem

Kontaktní osoba: Doc. Dr. Martin Hof DSc., 266053264, hof@jh-inst.cas.cz

---

 

4.8 Komplexní multispektroskopická a kvantově-chemická analýza pro návrh katalyzátoru na atomární úrovni pro likvidaci N₂O/NO_x z reálných procesních plynů

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)

Autoři vypracovali komplexní přístup na atomární úrovni pro vývoj vysoce specifických katalyzátorů na bázi kov/oxid lokalizovaných v krystalických nosičích, který aplikovali pro rozklad N₂O na molekulární složky. Popis atomárních struktur je založen na kombinaci multi-spektroskopických (FTIR, MAS NMR, UV-Vis-NIR) metod pro analýzu struktury katalyzátorů a aplikaci špičkových kvantově chemických DFT metod a vyvinutého unikátního modelu zeolitu, které jsou zásadní pro interpretaci experimentálních výsledků a popisu chování aktivních center v mikroporésních matricích na atomární úrovni. Analýza struktury katalyzátorů a porozumění jejich vlastnostem a chování na této úrovni je nezbytným obecným předpokladem pro vývoj nové generace vysoce aktivních a selektivních heterogenních katalyzátorů a katalytických procesů. Vypracovaný sofistikovaný přístup vedl k návrhu metody zavedení kovů do zeolitické matrice a k určení vhodné krystalické struktury zeolitu, a v následné spolupráci s Eurosupport Czechia, s.r.o., k návrhu průmyslového katalyzátoru pro odstraňování N₂O/NO_x z reálných procesních plynů.

1. Sklenák, Š.- Dědeček, J.- Li, C.- Wichterlová, B.- Gábová, V. - Sierka, M.- Sauer, J.: Aluminum Siting in Silicon-rich Zeolite Frameworks. A Combined High Resolution 27Al NMR and Quantum Mechanics / Molecular Mechanics Study of ZSM-5. Angew. Chem.-Int. Ed., Roč. 46, č. 38 (2007), s. 7286-7289.
2. Sklenák, Š.- Dědeček, J.- Li, C.- Wichterlová, B.- Gábová, V. - Sierka, M.- Sauer, J: Aluminum Siting in the ZSM-5 Framework by Combination of High Resolution 27Al NMR and DFT/MM calculations. Phys. Chem. Chem. Phys., v tisku.
3. Dědeček, J. - Sklenák, Š. - Li, C.- Wichterlová, B.- Gábová, V. -Brus, J. - M. Sierka, M.- Sauer, J: Effect of Al-Si-Al and Al-Si-Si-Al Pairs in the ZSM-5 Zeolite Framework on the 27Al NMR Spectra. A Combined High Resolution 27Al NMR and DFT/MM Study. J. Phys. Chem. C, v tisku.
4. Sklenák, Š. - Dědeček, J.- Li, C. - Gao, F. - Jansang, B.- Boekfa, B. - Wichterlová, B. - Bauer, J.: Aluminum Siting in the ZSM-22 and Theta-1 Zeolites Revisited: QM/MM Study. Coll. Czech. Chem. Commun., Roč. 73, č. 6 - 7 (2008), s. 909-920.
5. Dědeček, J. - Sklenák, Š.- Li, C.- Wichterlová, B. - Gábová, V.- Brus, J. - Sierka M.- Bauer, J.: Aluminum Siting in the Framework of Silicon Rich Zeolites. A ZSM-5 study. Zeolites and Related Materials - Trends, Targets and Challenges, eds. A. Gedeon, P. Massiani and F. Babonneau, Stud. Surf. Sci. Catal., č. 174 (2008), s. 781-786.
6. Sklenák, Š.- Dědeček, J. - Li, C.- Gao, F.- Jansang, B. - Bauer, J.: Local geometry of AlO4- and SiO4 tetrahedra in the silicon rich chabasite. A combined high resolution NMR and QM/MM study. Zeolites and Related Materials - Trends, Targets and Challenges, eds. A. Gedeon, P. Massiani and F. Babonneau, Stud. Surf. Sci. Catal., č. 174 (2008), s. 729-732.
7. Sklenák, Š.- Sobalík, Z. - Tvarůžková, Z. - Jansang, B. - Li, C.- Gao, F. - Boekfa, B.- Benco, L.- Bucko, T. - Hafner, J.: N2O Decomposition on Iron Exchanged Ferrierite. A Combined Periodic DFT and Static IN-SITU FTIR Study, Stud. Surf. Sci. Catal., č. 174 (2008), s. 713-716.
8. Sklenák, Š.- Dědeček, J. - Li, C.- Wichterlová, B. -. Gábová, V- Sierka, M.- Sauer, J.: Aluminum Siting in Frameworks of Silicon Rich Zeolites. A Combined 27Al 3Q MAS NMR and QM/MM study, Theoretical Aspects of Catalysis, eds. G. Vayssilov, T. Mineva, Heron Press, Sofia (2008), s. 69-74.
9. Benco, L.- Bucko, T. -. Grybos, R - Hafner, J.- Sobalík, Z.- Dědeček, J.- Sklenák, Š.- Hrušák, J.: Multiple Adsorption of NO on Fe2+ Cations in the - and ß-Positions of Ferrierite: An Experimental and Density Functional Study. J. Phys. Chem. C, Roč. 111. č. 26 (2007), s. 9393-9402.
10. Jíša, K.- Nováková, J. - Schwarze, M.- Vondrová, A. - Sklenak, S.- Sobalik, Z.: Role of the Fe-zeolite structure and iron state in the N2O decomposition: Comparison of Fe-FER, Fe-BEA, and Fe-MFI catalysts, J. Catal. v tisku.
11. Nováková, J.- Sobalík, Z.: N2O decomposition over Fe-ferrierite: primary and secondary reactions with reducing agents, Catal. Letters, (2008), in press.

Lokální struktura katalytického centra zeolitu pro rozklad N2

Kontaktní osoba: Doc. Ing. Zdeněk Sobalík, CSc., 266053646

---

 

4.9 Fotodisociace molekul v klastrech a volných nanočásticíc: Systémy relevantní v chemii atmosféry a biofyzice

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)

Nové světově unikátní experimentální zařízení pro studium volných klastrů a nanočástic metodou molekulových paprsků ve vakuu bylo instalováno v r. 2005 v ÚFCH JH a v uplynulých 2 letech se podařilo úspěšně rozvinout zahájený výzkum do nových směrů: (1) Byly studovány nanočástice relevantní v chemii atmosféry, např. při procesu tvorby ozonové díry. Byly provedena řada experimentů s nanočásticemi vody dopovanými molekulami halogenvodíků HXo(H2O)n (X=Br,Cl) i se samotnými (H2O)n nanočásticemi. Už první experimenty provedené v r. 2007 ukázaly, že laserovou excitací se v systému HX(H2O)n vytváří neutrální molekula H3O-hydronium radikál. Nové experimenty v r. 2008 doplněné teoretickými výpočty úzce spolupracující skupiny P. Slavíčka (VŠCHT) ukazují, že v těchto systémech dochází k acidické disociaci halogenvodíků v základním stavu. To může mít zásadní význam pro porozumění a modelování procesu tvorby ozonové díry, kde zvýšení absorpčního průřezu halogenvodíků v iontově disociovaném stavu na ledových částečkách polárních stratosférických mraků způsobí, že tyto specie mohou být dodatečným přímým zdrojem atomárního Cl (ev. Br) ve stratosféře. (2) Malé biomolekuly jako např. pyrol často představují UV-aktivní chromofor ve větších molekulách a jejich fotochemie má zásadní význam pro fotostabilitu biomolekul. Přítomnost solventu v biologických systémech však může zcela tuto fotochemii změnit. To je otázka relevantní v tak důležitých procesech, jako je radiační ničení molekul DNA. Proto jsme studovali fotolýzu pyrolu v prostředí klastrů a ukázali vliv solventu, který jsme opět ve spolupráci s teoretickou skupinou P. Slavíčka (VŠCHT) interpretovali. O významu této práce v biovědách svědčí rovněž to, že náš článek publikovaný v J. Chem. Phys. byl vybrán k publikaci ve Virtual Journal of Biological Physics Research. (3) Fotodisociací molekul v klastrech vzácných plynů lze vytvářet nové molekuly inertních plynů. Tyto sloučeniny jsou významné zejména z hlediska základního výzkumu neboť podstatně rozšiřují naše chápání chemické vazby. V r. 2008 se v našem experimentu podařilo poprvé v plynné fázi připravit organoxenonovou molekulu H-Xe-CCH a byla studována její následná fotodisociace.

1. Poterya, V. - Fárník, M. - Slavíček, P. - Buck, U. - Kresin, V.: Photodissociation of hydrogen halide molecules on free ice nanoparticles. J. Chem. Phys. Vol. 126, (2007), 071101 (selected for publication in: Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology, Vol. 15, Iss. 8, 2007).
2. Ončák, M. - Slavíček, P. - Poterya, V. - Fárník, M. - Buck, U.: Emergence of Charge-Transfer-to-Solvent Band in the Absorption Spectra of Hydrogen Halides on Ice Nanoparticles: Spectroscopic Evidence for Acidic Dissociation. J. Phys. Chem. A, Vol. 122, (2008), 5344-5353.
3. Poterya, V. - Fárník, M. - Ončák, M. - Slavíček, P.: Water photodissociation in free ice nanoparticles at 243 nm and 193 nm. Phys. Chem. Chem. Phys., Vol. 10, (2008), 4835-4842.
4. Poterya, V. - Profant, V. - Fárník, M. - Slavíček, P. - Buck, U.: Experimental and theoretical study of the pyrrole cluster photochemistry: Closing the * dissociation pathway by complexation. J. Chem. Phys., Vol. 127, (2007), 064307. (selected for publication in Virtual J. Biol. Phys. Res., Vol. 14, Iss. 4, August 15, 2007).
5. Poterya, V. - Votava, O. - Fárník, M. - Ončák, M. - Slavíček, P. - Buck, U. - Friedrich, B.: Generation and orientation of organoxenon molecule H-Xe-CCH in the gas phase. J. Chem. Phys. Vol. 128, (2008) 104313.

(a) Laboratorní studium fotodisociace molekul HCl na volných nanočásticích ledu přináší detailní informace o fotochemii v polárních stratosférických mracích relevantní pro studium tvorby ozonové díry. (b) Aparatura pro studium klastrů a nanočástic v molekulových paprscích a UV laserový systém.

Kontaktní osoba: Michal Fárník, 266053206, michal.farnik@jh-inst.cas.cz

---

 

4.10 Zařízení pro řízenou tvorbu bublin

(Ústav chemických procesů)

Při výzkumu vícefázových toků je často potřeba vytvářet bubliny definovaných parametrů (velikost, frekvence tvorby, celkový počet bublin, apod.). Za tímto účelem bylo sestaveno zařízení, které vytváří bubliny definovaných parametrů pomocí pohybu jehly. Zařízení se skládá z kapiláry, kterou proudí vzduch a na jejím konci tak v kapalině roste bublina. Když bublina dosáhne požadované velikosti, je axiálním pohybem jehly vyvolán její odtrh od kapiláry a bublina se začne pohybovat kapalinou. Pro správnou činnost generátoru musí být splněno několik provozních podmínek: i) zrychlení kapiláry musí být ve vhodném rozsahu, ii) rychlost proudění vzduchu nesmí přesáhnout určitou kritickou hodnotu a iii) tlaková ztráta kapiláry musí být dostatečně velká. Byl sestaven matematický model, který umožňuje každou z těchto podmínek kvantifikovat pomocí bezrozměrných kritérií. Platnost těchto kriterií byla experimentálně ověřena. Zkonstruované zařízení lze použít při studiu dynamiky jedné nebo více bublin, např. interakce bublina-stěna nebo bublina-částice, chování řetízků bublin, hodnocení vlivu surfaktantů nebo charakterizaci smáčivosti povrchů. Zařízení je schopné pro systém voda-vzduch vytvořit bubliny velikosti od 0,2 do 3,5 mm a s maximální frekvencí tvorby bublin až 350 Hz.

1. Růžička, M. - Večeř, M. - Orvalho, S. P. - Drahoš, J.:Effect of Surfactant on Homogeneous Regime Stability in Bubble Column. Chemical Engineering Science. 63, 4 (2008), 951- 967.
2. Vejražka, J.- Fujasová, M.- Stanovský, P., Růžička, M. - Drahoš, J.: Bubbling Controlled by Needle Movement.Fluid Dyn. Res. 40, 7-8 (2008), 521-533.
3. Růžička, M.- Bunganic, R.- Drahoš, J.: Meniscus Dynamics in Bubble Formation. Chem. Eng. Res. Des., in press.
4. Šimčík, M.- Růžička, M.- Drahoš, J.: Computing the Added Mass of Disperse Particles. Chem. Eng. Sci., in press

Kontaktní osoba: Jiří Vejražka, (+420) 220 390 250, vejrazka@icpf.cas.cz

---

 

4.11 Kinetika homogenní nukleace v přesycených parách vody

(Ústav chemických procesů)

Byly naměřeny rychlosti homogenní nukleace v přesycených parách vody metodou statické difúzní komory. Jedná se o první experimentální data tohoto typu naměřená danou metodou. Metoda vyvinutá na našem pracovišti, která využívá kombinace digitální fotografie a analýzy obrazu, umožňuje určovat lokální rychlosti nukleace v závislosti na přesycení a teplotě, a to nezávisle na nukleační teorii. Rychlosti nukleace byly určeny v rozsahu 0,3-300 nukleí v krychlovém centimetru za sekundu, což nám umožnilo rozšířit rozsah dosud existujících dat pro vodu o 3 řády směrem k malých rychlostem nukleace. Z izotermních závislostí rychlostí nukleace na přesycení byly určeny velikosti kritických zárodků vody pro každou ze čtyř měřených izoterem, 290, 300, 310 a 320 K.

Brus D. - Ždímal V. - Smolík J.: Homogeneous Nucleation Rate Measurements in Supersaturated Water Vapor. J. Chem. Phys. 129(17), (2008) 174501-8.

Kontaktní osoba: Vladimír Ždímal, 220390246, zdimal@icpf.cas.cz

---

 

4.12 On-line stanovení celkového obsahu dehtu v plynu produkovaném zplyňováním paliva

(Ústav chemických procesů)

Hlavní nevýhodou metod stanovení dehtu používaných v současné době je relativně složité a časově náročné zpracování vzorků, takže výsledek analýzy může být známý v lepším případě za několik hodin, standardně spíše v řádu několika dnů. To je nevyhovující v systémech, kde je nutno okamžitě znát obsah dehtu v plynu, například při využití produkovaného plynu v palivovém článku, a nebo při sledování účinnosti katalytických čisticích procesů, kde je účinnost ovlivněna teplotou a přítomností katalytických jedů. V tomto případě konvenční metody neposkytují dostatečně rychlou odezvu pro zásah. Vyvinutý způsob on-line stanovení celkového obsahu dehtu v plynu produkovaném zplyňováním biomasy a jiných paliv využívá rychlou chromatografickou separaci dehtu od ostatních plynných složek na krátké náplňové chromatografické koloně a jeho následnou desorpci obrácením směru proudění nosného plynu kolonou v kombinaci s jejím rychlým ohřevem. Stanovení se provádí plameno-ionizačním detektorem.

Punčochář M. - Skoblia S. - Kameníková P.: Způsob stanovení celkového obsahu dehtu v plynu produkovaném zplyňováním paliva. Method of Total Tar Content Determination in Gasifier Gas. Pat. No. PV 2008-780. Applied: 08.12.2008

Kontaktní osoba: Ing. Petra Kameníková, 2 20390 372, hejdova@icpf.cas.cz

---

 

4.13 Hydrogely s velmi rychlou mechanickou odezvou ("umělý sval")

(Ústav makromolekulární chemie)

Hydrogely jsou materiály s širokým uplatněním. Velmi významné a celosvětově rozšířené je využití hydrogelů pro výrobu měkkých kontaktních čoček. Na tuto aplikaci navazují hydrogely pro medicínské využití jako implantáty, jako podpůrné materiály v tkáňovém inženýrství a hojivé gely léčící těžce se zacelující rány, např. nový přípravek HemaGel vyvinutý rovněž v ÚMCH. Podle tonáže výroby je ovšem nejvýznamnější využití hydrogelů jako super-pohlcovače vlhkosti v moderních prostředcích hygieny (např. dětské pleny).
Zvláštní skupinu hydrogelů představují hydrogely citlivé na podněty zvenčí, např. změnu teploty, pH, nebo koncentrace iontů či určité konkrétní látky - metabolitu v krvi. Takovéto materiály jsou atraktivní zejména pro pokročilá biomedicínská využití jako cílené uvolňování léčiv za určitých podmínek, imobilizace a pozdější uvolnění enzymů nebo použití jako "umělé svaly". Autoři připravili vysoce porézní poly(N-izopropylakrylamid)ové hydrogely, které velmi rychle reagují na změnu teploty nebo pH velkou změnou objemu v důsledku nabotnání ve vodě. Bylo dosaženo velmi rychlé odezvy gelu na změnu teploty, která trvá pouze okolo 6 sekund, což odpovídá urychlení nabotnání zhruba o 1 řád (obr_UMCH_1c_1). Gely, které takto rychle znovu nabotnají nebyly dosud v literatuře popsány. Rovněž rychlost odbotnání řadí připravené vzorky na čelní místo. Klíčovou roli pro schopnost gelů rychle odbotnat i nabotnat hrají nanočástice anorganického plniva (byla použita in situ vznikající silika), které stabilizují póry v hydrogelu a tím umožňují rychlou dopravu vody do vzorku či ze vzorku ven. Plnivo hydrogely rovněž výrazně mechanicky zpevnilo. Dalším pokračováním projektu byla příprava hydrogelů rychle reagujících jak na teplotu, tak na pH. Za tímto účelem byl přidán komonomer metakrylát sodný a jako plnivo byly použity jak "původní", in situ připravované částice siliky (rozpustné v silněji zásaditém vodném prostředí), tak i nanočástice oxidu titaničitého.

1. Strachotová, B. - Strachota, A. - Uchman, M. - Šlouf, M. - Brus, J. - Pleštil, J. - Matějka, L: Polymer. Roč. 48, č. 6 (2007), s. 1471-1482.
2. Huerta, G. - Hishchak, K. - Strachota, B. - Šlouf, M. - Uchman, M. - Matějka L. - Strachota, A.: Polymer, odesláno do redakce, 2008

Hydrogel reagující na změnu teploty

Kontaktní osoba: Adam Strachota, 296809384, strachota@imc.cas.cz

---

 

4.14 Vývoj polymerních kancerostatik vhodných pro léčbu pevných nádorů

(Ústav makromolekulární chemie)

Studium vztahu mezi strukturou vodorozpustných polymerních nosičů léčiv připravených na bázi kopolymerů N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu a jejich fyzikálně chemickými a biologickými vlastnostmi prováděné ve spolupráci Ústravu makromolekulární chemie a Mikrobiologického ústavu vyústilo do návrhu struktur a vypracování syntéz polymerních konjugátů cytostatik s výrazným protinádorovým účinkem ověřeným především při léčbě pevných nádorů u myších modelů. Účinek této skupiny polymerních cytostatik je založen na výrazné akumulaci (pasivním směrování) vysokomolekulárních látek ve tkáni pevných nádorů v důsledku EPR efektu (enhanced permeability and retention). Byly vypracovány nové metody syntézy již dříve studovaných biodegradovatelných vysokomolekulárních nosičů využívajících roubovaných a supramolekulárních micelárních struktur a byly navrženy a syntetizovány zcela nové struktury polymerního nosiče vycházející z dendritického skeletu a využívající stejné polymerní komponenty jako jsou používány při přípravě roubovaných a micelárních systémů. Nové způsoby syntézy umožňují připravit polymerní nosiče léčiv s úzkou distribucí molárních hmotností a se zlepšenou schopností biodegradace v prostředí živého organizmu. Konjugáty těchto nosičů s kancerostatikem doxorubicinem představují tři různé typy vysoce účinných vysokomolekulárních kancerostatik s biodegradovatelným polymerním skeletem umožňujícím zvýšenou akumulaci polymerního cytostatika ve tkáni celé škály pevných nádorů, uvolnění cytotoxického léčiva v cílových nádorových buňkách a po dosažení léčebného účinku i vyloučení polymerního nosiče z organizmu. Funkčnost systému i vysoká protinádorová účinnost všech tří polymerních systémů byla prokázána nejen in vitro při testování účinnosti na buněčných kulturách, ale především in vivo na myších modelech. Bylo prokázáno, že tato cytostatika jsou velmi účinná i při relativně nízkých koncentracích cytotoxické látky (5 - 10 mg/kg) a léčba v terapeutickém režimu podání léčiva vedla až k úplnému vyléčení pokusných zvířat.

1. Etrych, T. - Chytil, P. - Mrkvan, T. - Šírová, M. - Říhová, B. - Ulbrich, K.: Conjugates of doxorubicin with graft HPMA copolymers for passive tumor targeting. Journal of Controlled Release. Roč. 132, č. 3 (2008), s. 184-192.
2. Etrych, T. - Mrkvan, T. - Chytil, P. - Koňák, Č. - Říhová, B. - Ulbrich, K.: HPMA-Based Polymer Conjugates with pH-Controlled Activation of Doxorubicin: I. New synthesis, Physicochemical Characterisation and Preliminary Biological Evaluation. Journal of Applied Polymer Science. Roč. 109, č. 5 (2008), s. 3050-3061.
3. Chytil, P. - Etrych, T. - Šírová, M. - Mrkvan, T. - Říhová, B. - Ulbrich, K.: New HPMA copolymer-based drug carriers with covalently bound hydrophobic substituents for solid tumour targeting. Journal of Controlled Release. Roč. 127, č. 2 (2008), s. 121-130.

Schematické struktury polymerních konjugátů cytostatik určených pro pasivní směrování do pevných nádorů

Kontaktní osoba: Karel Ulbrich (ulbrich@imc.cas.cz; +420 296809231)

---

 

4.15 Biomimetické fibrinové nanostruktury

(Ústav makromolekulární chemie)

Fibrinový (Fb) klot, který se tvoří okamžitě po poranění cév z plazmové bílkoviny fibrinogenu, slouží později jako dočasný skelet pro růst buněk zúčastněných na hojení poraněné tkáně. Využili jsme mechanismů uplatňujících se při koagulaci krve k řízené přípravě umělých fibrinových gelů na povrchu pevných položek. Dvou-dimenzionální Fb nanostruktury byly získány opakováním adsorpce fibrinogenu, inkubace s roztokem trombinu (Thr) a inhibice Thr navázaného na povrch. Tří-dimenzionální Fb sítě byly vytvářeny u povrchu katalytickým působením povrchově vázaného Thr na okolní roztok fibrinogenu. Morfologie a tloušťka Fb gelů na povrchu mohla být měněna v nanometrové škále od 10 do 100 nm použitím specifických inhibitorů koagulace a změnou reakčních podmínek. Povléknutí polymerních materiálů Fb gely výrazně podporovalo adhezi a růst vaskulárních endoteliálních buněk na jejich povrchu. Obecně umožňují vyvinuté technologie povlékat vnitřní povrch porézních skeletů navržených pro tkáňové inženýrství fibrinovými gely, přičemž se zachovává volný prostor migraci buněk do pórů nebo vaskularizaci. obr_UMCH_1c_3a, obr_UMCH_1c_3b

1. Riedel, T. -, Brynda, E. - Dyr, J.E. - Houska, M.: Controlled preparation of thin fibrin films immobilized at solid surfaces. Journal of Biomedical Materials Research. Roč. 88A, č. 2, s. 437-447.
2. Filová E. - Brynda E. - Riedel T. - Bačáková L. - Chlupáč J. - Lisá V. - Houska M.: Vascular endothelial cells on two- and three-dimensional fibrin assemblies for biomaterial coatings. Journal of Biomedical Materials Research.Published Online doi: 10.1002/jbm.a.31755
3. Brynda, E. - Riedel, T. - Dyr, J. - Houska, M. - Bačáková, L. - Filová, E. - Chlupáč, J. - Lesný, P. - Jendelová, P. - Syková, E.: Method of controlled preparation of fibrin layers on solid surfaces. Patent CZ 29987, 12.9.2008

3a) Příprava tří-dimenzionální fibrinové sítě


3b) Fibrinová síť pozorovaná transmisním elektronovým mikroskopem

Kontaktní osoba: Eduard Brynda (296809266, brynda@imc.cas.cz)

---

 

4.16 N⁶-Methyl-AMP-aminohydrolasa - klíčový enzym intracelulární aktivace N⁶-substituovaných purinových acyklických nukleosidfosfonátů

(Ústav organické chemie a biochemie)

Doposud nepopsaný enzym katalysuje aminohydrolysu přirozených substrátů N⁶-meAMP, N⁶,N⁶-dimethyl-AMP and N⁶-medAMP na IMP nebo dIMP Kromě své přirozené metabolické funkce, N⁶-methyl-AMP-aminohydrolasa aktivuje profarmaka N⁶-substituovaných acyklických nukleosidfosfonátů, potenciálních antivirotik a antileukemických agens. Příkladem je deaminace N⁶-cyklopropyl-2,6-diamino-9-[2-(fosfonomethoxy)ethyl]purinu (cyprPMEDAP), intracelularního metabolitu antileukemické látky GS-9219 na aktivní nukleotidový analog 9-[2-(fosfonomethoxy)ethyl]guanin (PMEG).

Schinkmanová M., Votruba I., Shibata R., Han B., Liu X., Cihlar T., Holý A. (2008) Human N6-Methyl-AMP/dAMP aminohydrolase (abacavir 5'-monophosphate deaminase) is capable of metabolizing N6-substituted purine acyclic nucleoside phosphonates. Collect. Czech. Chem. Commun. Roč. 73, č. 2 (2008) 275-291.

N6-Methyl-AMP-aminohydrolasa - klíčový enzym intracelulární aktivace N6-substituovaných purinových acyklických nukleosidfosfonátů

Kontaktní osoba: Ivan Votruba, 220183209, votruba@uochb.cas.cz

---

 

4.17 Molekulární charakterizace nového typu antivirové resistence u HIV positivních pacientů

(Ústav organické chemie a biochemie)

Inhibitory virové proteasy jsou často a úspěšně užívanými léky proti AIDS. Významnou komplikací úspěšné léčby je vývoj virové resistence. Pod selekčním tlakem inhibitorů se totiž velmi rychle objevují virové mutanty, které vůči příslušným látkám už nejsou citlivé. Většina mutací v HIV protease, které vedou k vývoji resistence, spočívá v záměně jedné nebo více aminokyselin v okolí vazebného místa pro inhibitor. Nedávno však byly popsány mutace zcela nového typu, spočívající v inserci (vložení ) jedné nebo více aminokyselin do sekvence virové proteasy. Žádný takový enzym však dosud nebyl naklonován a ani nebyla charakterisována resistence nebo její mechanismus na molekulové úrovni. Pracovníci Ústavu organické chemie a biochemie ve spolupráci s kolegy z Universitního lékařského centra v Utrechtu naklonovali dvě proteasy obsahující aminokyselinové inserce, pocházející z holandského pacienta dlouhodobě léčeného inhibitory virové proteasy; tyto enzymy připravili rekombinantní expresí v E.coli, plně je enzymologicky charakterisovali, vyřešili jejich strukturu rentgenovou difrakcí a navrhli mechanismus, jakým aminokyselinové inserce mohou způsobit vznik resistence proti inhibitorům proteasy u HIV. Jedná se o první práci tohoto druhu v literatuře.

Kožíšek, M. - Grantz Šašková, K. - Řezáčová, P. - Brynda, J. - Maarseveen van, N. M. - De Jongh, D. - Boucher, Ch. A. B. - Kagan, R. M. - Nijhuis, M. - Konvalinka, J.: Ninety-nine is not enough: molecular characterization of inhibitor-resistant human immunodeficiency virus type 1 protease mutants with insertions in the flap region. Journal of Virology. Roč. 82, č. 12 (2008), s. 5869-5878.

Vložit obrázek: Obr_UOCHB_1c_2 Název česky: Molekulární charakterizace nového typu antivirové resistence u HIV positivních pacientů. Inserce ve struktuře HIV proteasy

Kontaktní osoba: Jan Konvalinka, 220183218, konval@uochb.cas.cz

---

 

4.18 Asociace proteinů v solných roztocích: Molekulární porozumění Hofmeisterově řadě

(Ústav organické chemie a biochemie)

120 let poté, co Franz Hofmeister (na Farmakologickém ústavu v Praze) seřadil ionty solí podle jejich schopnosti vysolovat bílkoviny, současné simulace molekulové dynamiky poskytují klíč k porozumění lyotropní (Hofmeisterovy) řady na molekulové úrovni. Pomocí simulací interakcí mezi proteiny ve vodných roztocích alkalických halidů jsme ukázali, že řazení iontů ovlivňuje ne jeden, ale řada různých efektů. Ve skutečnosti jsme pro modelový případ asociace molekul lysozymu jasně pozorovali přinejmenším dva takové efekty. Jde o přímou interakci mezi vodnými anionty s pozitivně nabitými postranními řetězci aminokyselin a afinita těchto iontů k hydrofóbním částem povrchu bílkoviny. Zatímco první interakce jsou silnější pro chlorid než pro iodid, opak je pravdou pro druhý efekt. Pro studovaný případ hydrofóbní efekt iodidu vyhrává nad iontovým párováním chloridu, což vede k silnější asociaci molekul lysozymu ve vodném roztoku NaI než NaCl. Tyto výsledky, podporované experimenty, mají důsledky nejen pro precipitaci proteinů, ale také pro další iontově specifické efekty pro proteiny, jako krystalizace, denaturace a enzymatická aktivita.

1. Lund, M. - Vrbka, L. - Jungwirth, P.: Specific ion binding to nonpolar surface patches of proteins. Journal of the American Chemical Society. Roč. 130, č. 35 (2008), s. 11582-11583;
2. Lund, M. - Jungwirth, P. - Woodward, C. E.: Ion specific protein assembly and hydrophobic surface forces. Physical Review Letters. Roč. 100, - (2008), , 258105-1-258105-4;
3. Lund, M. - Vácha, R. - Jungwirth, P.: Specific ion binding to macromolecules: Effects of hydrophobicity and ion pairing. Langmuir. Roč. 24, č. 7 (2008), s. 3387-3391.

Associace proteinů v solných roztocích: Molekulární porozumění Hofmeisterově řadě

Kontaktní osoba: Pavel Jungwirth, 220410314, jungwirth@uochb.cas.cz