Témata bakalářských prací 2012/2013 Školitel: prof. Ing. Oto Mestek, CSc. Konzultant: Ing. Antonín Kaňa Téma: Stanovení jodu pomocí ICP/MS Determination of iodine using inductively coupled plasma mass spectrometry. Jod patří mezi prvky nezbytné pro vývoj lidského organizmu. Je součástí hormonů vylučovaných štítnou žlázou, z nichž nejdůležitější je thyroxin. Zdrojem jodu jsou pro člověka mořské produkty, jodem obohacené potraviny (kuchyňská sůl, mléčné výrobky) a různé potravinové doplňky. Cílem práce je vývoj metodiky pro stanovení celkové koncentrace jodu pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a pro stanovení anorganických specií jodu (jodid, jodičnan, jodistan) pomocí spojení kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem. Školitel: RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Téma: Interakce aniontů s kationickými deriváty porfyrinů imobilizovanými na nanočásticích zlata Interakce aniontů s kationickými deriváty porfyrinů lze sledovat pomocí spektrálních změn metodou absorpční spektroskopie. Řada připravených kationických derivátů porfyrinu však vykazuje nedostatečnou rozpustnost ve vodném prostředí, a proto bude v rámci této bakalářské práce provedena imobilizace derivátů porfyrinu na povrch nanočástic zlata, což umožní sledovat interakce v čistě vodném prostředí. Typ práce: experimentální Školitel: RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Téma: Využití kapilární elektroforézy pro stanovení asociačních konstant Ačkoli je kapilární elektroforéza nejčastěji využívána pro separace analytů, její aplikace jsou mnohem širší. Jednou z dalších možností jejího využití je stanovení asociačních konstant analytu a selektoru přítomného v základním elektrolytu, což bude předmětem této práce. Bude diskutována vhodnost používaných modelů pro výpočet asociační konstanty z hlediska nejistot jejího stanovení. Typ práce: experimentální Školitel: RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Téma: Interakce nanočástic s chirálními analyty V rámci bakalářské práce bude vypracován přehled o možnostech studia systémů obsahujících nanočástice a chirální analyty. Pozornost bude především věnována technikám cirkulárního dichroismu, Ramanovy spektroskopie a Ramanově optické aktivitě. Zmíněné metody umožňují tyto systémy velmi dobře analyzovat. Typ práce: rešerše
Školitel: doc. Dr. RNDr. David Sýkora Téma:
Kapilární elektroforéza chirálních látek Capillary electrophoresis of chiral compounds
Práce bude zaměřena na využití chirálních selektorů pro dělení řady nově syntetizovaných opticky aktivních látek jako např. Trögerových bází a helicenů. Chirální selektory budou přidávány do elektrolytu, ale budou zkoušeny i postupy založené na modifikaci stěn kapiláry příslušnými selektory. Experimenty budou prováděny jak s vodnými, tak nevodnými elektrolyty. Typ práce: experimentální Školitel: doc. Dr. RNDr. David Sýkora Téma:
Kapilární elektroforéza biologicky významných analytů Capillary electrophoresis of biologically important analytes
Práce bude zaměřena na využití nových syntetických selektorů se schopností specifických interakcí s biomolekulami. Selektory budou užity jak ve formě aditiv do elektrolytů, tak po jejich imobilizaci (kovalentní/nekovalentní) na stěně kapiláry. Typ práce: experimentální Školitel: doc. Dr. RNDr. David Sýkora Téma:
Technika “Dried Blood Spotting“ a její aplikace Dried Blood Spotting and its applications
Vedle konvenčních přístupů analýzy léčiv v tělních tekutinách se stále ve větší míře využívají i alternativní metody vzorkování. Jednou z perspektivních postupů je i technika označovaná jako DBS (Dried Blood Spotting), kdy je stanovení léčiva v krvi prováděno přímo z kapky krve nanesené na zvláštním adsorbujícím povrchu na rozdíl od běžného postupu založeného na analýze krevního séra nebo plazmy. Technika DBS má řadu předností ve srovnání s konvenčními postupy, ale i některé nedostatky, které je třeba překonat, a které zatím brání ještě masivnějšímu využití v praxi. Rešerší práce bude mapovat principy metody, vývoj techniky a její aplikace. Typ práce: rešerše
Školitel: Mgr. Tatiana V. Šiškanová, CSc. Téma: Nanostrukturované materiály a multifunkční povrchy pro elektrochemickou detekci Bakalářská práce bude zaměřena na vypracování rešerše týkající se aplikací nanostrukturovaných materiálů a multifunkčních povrchů pro elektrochemickou detekci markerů nádorových onemocnění.
Školitel: doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D.; konzultant: Ing. Martin Havlík, Ph.D. Téma: Studium kovalentního připojení molekulárních receptorů k povrchům detekčních systémů Cílem je studium možností kovalentního připojení molekulárního receptoru k povrchům potenciálních detekčních systémů (konstrukce senzoru). Cíleny jsou zejména povrchy zlata, platiny a silikagelu, včetně povrchů nanočástic. Práce bude zahrnovat zejména strukturní analýzu pomocí 1D a 2D NMR a MS, experimenty dynamické NMR, metody analýzy povrchů, a chemické modifikace.
Školitel: doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D.; konzultant: Ing. Martin Havlík, Ph.D. Téma: Studium mezimolekulárních interakcí pomocí 1H NMR. Cílem je detailní studium mezimolekulárních interakcí molekulární pinzety na bázi bis-Trögerovy báze s elektron-deficitním arenem pomocí 1H NMR experimentů, při kterých bude detailně studován vliv teploty, koncentrace a rozpouštědla. Školitel: Ing. Kamil Záruba, Ph.D. Téma: Testování optických vlastností křemičitých nanočástic modifikovaných fluorofory (analytika) Křemičité nanočástice se využívají pro neinvazivní analýzu vnitřního prostředí živé buňky. Obsahují látky, jejichž fyzikální vlastnosti (např. absorpce a fluorescence v oblasti UV/VIS) se mění v závislosti na intracelulárním pH a obsahu dalších iontů (Na+, K+, Ca2+ apod.). Bakalářská práce bude založena studiu na vlivu matrice na spektrální chování fluoroforů na bázi porfyrinových derivátů a na schopnosti zhášečů fluorescence difundovat dovnitř nanočástic a zhášet emitované záření. Typ práce: experimentální Školitel: Ing. Kamil Záruba, Ph.D. Téma: Interakce nanočástic zlata modifikovaných cholesterolovými deriváty s vybranými mono-, di- a trisacharidy (analytika) Spektrální vlastnosti (absorpce záření) nanočástic zlata závisí na jejich velikosti a na molekulách vázaných na jejich povrchu. Jestliže tyto molekuly vytvářejí komplexní sloučeniny s analytem přítomným v roztoku, kam byly nanočástice přidány, dochází ke změně barvy roztoku. Bakalářská práce bude založena na měření a vyhodnocení absorpčních spekter nanočástic interagujících s vybranými sacharidy. Typ práce: experimentální Školitel: Ing. Kamil Záruba, Ph.D. Téma: Kontrolované uvolňování kationických terapeuticky účinných látek z matrice křemičitých nanočástic (léčiva) Kontrolované uvolňování farmakologicky účinných látek má velký význam pro aplikaci moderních farmaceutických preparátů. Jedním z faktorů je pH, kdy matrice s léčivou látkou obsahuje ionizovatelné funkční skupiny, které při určitém pH přecházejí na iontovou formu se stejným znaménkem náboje jako léčivá látka a repulzí stejně nabitých iontů dochází k migraci účinné látky z matrice do okolního prostředí. V bakalářské práci bude vypracována metoda na stanovení účinné látky v roztoku, studován bude vliv přítomnosti nanočástic jako matrice na
výsledky této metody a měřeny a vyhodnocovány budou výsledky kontrolovaného uvolňování kationického derivátu porfyrinu vyvíjeného pro aplikaci ve fotodynamické léčbě rakoviny. Typ práce: experimentální
Školitel: Ing. Kamil Záruba, Ph.D. Téma: Kinetické metody analýzy ve spektrometrii – popis metod a způsobů vyhodnocení výsledku (analytika – bylo už loni) Cílem práce je podat přehled aplikací kinetické analýzy ve spektrometrii, a to na základě poskytnuté doporučené literatury. Součástí rešerše je rovněž popis zpracování naměřených dat a vyhodnocení výsledku stanovení. Typ práce: rešerše Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Ing. Robert Kaplánek, PhD. Téma: Chelátory iontů biologicky významných kovů Ionty kovů hrají klíčovou roli v mnoha biologických procesech a jejich dysbalance může vést k velmi závažným dysfunkcím až úplnému poškození organismu. Biokompatibilní ligandy schopné selektivně vázat biologicky významné kovy proto mají ve farmacii nezastupitelnou roli. Cílem této práce bude krátká rešerše a experimentální studie vazebných vlastností nových ligandů s vybranými ionty biologicky významných kovů. Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Ing. Robert Kaplánek, PhD. Téma: Interakce DNA s ligandy na bázi Shiffových bází Interakce farmak s DNA je jedním z mechanismů účinku řady protinádorových léčiv. Tyto se mohou interkalovat (vmezeřit mezi báze), vázat do malého i velkého žlábku či dokonce se vázat kovalentně. Cílem práce bude studium vazebných vlastností vybraných modelových ligandů s DNA, součástí práce bude také rešerše na dané téma. Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Mgr. Hana Lampová Téma: Studium agregace cyklodextrinů Cílem práce bude studovat agregaci cyklodextrinů a její závislost na experimentálních podmínkách, součástí bude také rešerše. Cyklodextriny jsou cyklické oligosacharidy ve tvaru kornoutu s hydrofilním vnějším povrchem a relativně hydrofobnější kavitou, jež nacházejí uplatnění ve farmacii jako nosiče léčiv, v separačních kolonách jako stacionární fáze či jako modelové látky pro studium hydrofobně řízené komplexace. Agregace (shlukování) "přírodních" cyklodextrinů ve vodném prostředí byla popsána již několik desetiletí dozadu, avšak mnohé komerčně používané deriváty zatím prozkoumané nejsou. Cílem práce bude vyplnit tuto informační mezeru.
Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Mgr. Hana Lampová Téma: Využití cyklodextrinů pro komplexaci modelového tarmaky Cyklodextriny (cyklické oligosacharidy ve tvaru kornoutu s hydrofilním vnějším povrchem a relativně hydrofobnější kavitou) jsou ve farmacii hojně využívány jako nosiče hydrofobních léčiv. Hydrofobní látky mají obvykle tendenci "schovat se" před vodou do relativně hydrofobní dutiny cyklodextrinu, což ve svém důsledku vede k efektivnímu zvýšení rozpustnosti jinak ve vodě velmi špatně rozpustných látek (farmak). Charakteristickou hnací silou těchto interakcí (tzv. inkluzní komplexace) je tzv. hydrofobní interakce, která ovšem velmi závisí na vlastnostech prostředí stejně jako na vlastnostech použitého cyklodextrinu. Cílem práce bude vypracování rešerše a dále experimentální provedení komplexací vybraných komerčních derivátů cyklodextrinů s modelovým farmakem. Bude studován také vliv rozpouštědla, iontové síly a pH na komplexaci. Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Ing. Robert Kaplánek, PhD. Téma: Využití porfyrin-alkaloidových konjugátů pro vazbu nukleotidů Práce se bude zabývat využitím derivátů porfyrinu s alkaloidy pro vazbu adenosinových nukleotidů. Budou provedeny komplexační studie řady alkaloidových derivátů s jednotlivými nukleotidy a dále bude studován vliv prostředí (složení rozpouštědla, pH, iontová síla) na komplexaci. Cílem bude srovnat vliv substituce na selektivitu. Součástí práce bude rešerše na téma možnosti detekce nukleotidů. Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Ing. Robert Kaplánek, PhD. Téma: Rozpoznávání tumorových markerů pomocí porfyrin-alkaloidových konjugátů Rozpoznávání tumorových markerů, tedy struktur odlišující nádorové buňky od zdravých, je velkou výzvou bio-analytické chemie. Především rozpoznávání in vivo (přímo v organismu) kombinované s možností okamžitě po rozpoznání nádorovou buňku zničit je směr, kterým se ubírá vývoj nové generace cytostatik. Cílem práce bude krátká rešerše a experimentální studium vazby biokompatibilních alkaloidových derivátů porfyrinu s vybranými tumorovými markery. Školitel: prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Ing. Jakub Rak, Ing. Robert Kaplánek, PhD. Téma: Příprava a studie nových iontových kapalin Iontové kapaliny jsou soli s nízkým bodem tání (< 100 °C) složené povětšinou z organických kationtů a obvykle anorganických aniontů. Nízký bod tání je způsoben delokalizací náboje na objemných iontech, která snižuje coulombické interakce v krystalové mřížce. Jejich výhody ve srovnání s běžnými organickými rozpouštědly jsou tepelná stabilita, zanedbatelný tlak par, nehořlavost, kapalný stav za širokého rozsahu teplot, jednoduché čištění krystalizací atd. Cílem práce bude příprava a charakterizace nových iontových kapalin s anionty na bázi baronových klastrů, součástí bude také rešerše.
Školitel: Ing. Gabriela Broncová, PhD. Konzultant: Mgr. Tatiana Šiškanová, Ph.D. Téma: Elektropolymerní vrstvy tvořené z derivátů heterocyklických látek Anotace: Nejen v oblasti elektrochemie je středem zájmu studium nových elektrodových materiálů s možností jejich využití jako chemických senzorů. Cílem práce je připravit nové elektropolymerní filmy na bázi heterocyklických látek metodou cyklické voltametrie a prostudovat jejich elektrochemické chování. Součástí práce je vypracování rešerše na zadané téma. Typ práce: experimentální Školitel: Ing. Gabriela Broncová, Ph.D. Konzultant: Mgr. Tatiana Šiškanová, Ph.D. Téma: Stanovení léčiva voltamperometrickou metodou Anotace: V dnešní době jsou aplikovány elektrochemické metody pro stanovení léčiv z důvodu relativně rychlého a levného stanovení. Cílem práce je nalézt vhodné podmínky (prostředí, koncentrace látek a další parametry) pro voltamperometrické stanovení vybraného léčiva. Součástí práce je vypracování rešerše na dané téma. Typ práce: experimentální Školitel: Ing. Gabriela Broncová, Ph.D. Téma: Elektroanalytické metody pro stanovení farmaceutických přípravků Anotace: Cílem práce je popis elektroanalytických metod stanovení léčiv především za použití iontově-selektivních elektrod (ISE) a voltamperometrických metod. Součástí rešerše je rovněž popis zpracování a vyhodnocení naměřených dat. Typ práce: rešerše Školitel: Ing. Gabriela Broncová, Ph.D. Téma: Elektronický jazyk pro stanovení farmaceutických a potravinářských produktů Vývoj elektrodového pole – elektronického jazyku je speciálním zájmem mnoha prakticky orientovaných polí, takových jako je farmacie nebo potravinářství. Cílem práce je vypracování přehledu aplikací elektronického jazyka. Součástí rešerše je rovněž popis elektrodových polí, metod a zpracování a vyhodnocení naměřených dat. Typ práce: rešerše Školitel: Mgr. Tatiana V. Šiškanová, CSc. Konzultant: doc. Dr. RNDr. David Sýkora Téma: Stanoveni bisfosfonátů Bisfosfonáty patří do skupinu léků, které snižují kostní resorpci. Základními mechanismy účinku jsou inhibice aktivity osteoklastů a indukce apoptózy osteoklastů. Pro stanovení bisfosfonatu bude použita potenciometrie a kapilární elektroforéza.
Školitel: Prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Konzultant: Prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc. Téma: Optické metody při studiu morfologie a krystalické struktury léčiv. Obor: Analýza léčiv Optické metody patří mezi levné a rychlé metody studia základních fyzikálních faktorů, které ovlivňují biodostupnost a rychlost účinku léčiv. Cílem rešeršní bakalářské práce je vypracování přehledu metod, které dovolují studovat velikost a tvar částic v léčivech, jejich polymorfismus, hygroskopicitu, povrchové vlastnosti atp. Speciální pozornost bude věnována nanočásticím v léčivech a jejich studiu. Školitel: Prof. RNDr. Štépán Urban, CSc. Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Král, DSc. Téma: Submilimetrové a terahertzové záření při studiu vlastností léčiv. Obor: Analýza léčiv Účinky léčiv závisí na jejich dávkování, a proto, nezanedbatelná část výzkumu při vývoji léčiv je věnována způsobu a mechanismu dávkování účinných látek. To lze ovlivňovat morfologií, velikostí částic, polymorfismem atp. V této rešeršní bakalářské práci student zpracuje dostupnou literaturu na nově rozvíjené techniky, které používají při studiu lékové morfologie terhertzové záření, tedy záření, které leží mezi infračervenou a mikrovlnnou oblastí. Školitel: Prof. RNDr. Štépán Urban, CSc. Konzultant: Ing. Jindřich Koubek, Ph.D. Téma: Pachové molekuly s nízkou tenzí par Obor: Forenzní analýza Lidský jedinec vypouští denně obrovské množství molekul (cca 1 g), kde je obsaženo několik stovek různých molekulových druhů. Některé z těchto molekul jsou pravděpodobně podkladem pro rozpoznávací algoritmus vycvičených policejních psů, kteří jsou schopni provést identifikaci jedince podle stopy. Nedávno provedené pokusy ukazují, že mezi molekulové kandidáty, které psi používají při identifikaci, patří především nízko těkavé látky. Jejich zpracování a roztřídění je předmětem bakalářské práce.
