AKTUÁLNÍ INFORMACE Z CHEMICKÉHO PRŮMYSLU A LABORATORNÍ PRAXE – WWW.CHEMAGAZIN.CZ
5
ROČNÍK XXIV (2014)
TÉMA ČÍSLA
BIOTECHNOLOGIE, BIOCHEMIE A FARMACIE
Konfokální Ramanovské zobrazování – buňky, bakterie a tkáně Nové UHPLC kolony
Zlato do ordinací, laboratoří i polních nemocnic Biometan – rozhodující klíčová technologie v energetice
Novinky ve výzkumu buněčných mechanismů, chorob srdečních chlopní nebo získávání fosforu ze zemědělských zbytků
Nová procesní zařízení pro farmacii a biotechnologie Chemický průmysl ČR – zhodnocení roku 2013
NOVÉ KOLONY PRO BIOCHROMATOGRAFII
www.chromservis.eu
Fpage_5-2014.indd 1
29.9.2014 6:57:58
Míchadlo hřídelové
Termostat oběhový s chlazením
WiseStir HT-120DX-Set vč. míchací kotvy PL020, stativu ST200, svorky CL200
WiseCircu WCR-P12, vysoký chladící výkon, jednoduché ovládání, snadné napojení externího okruhu
- pro míchání objemů: do 60 l - max. viskozita: 150 000 mPa.s - rozsah otáček: 50 … 1 000 ot./min. - upínací Ø míchadla: 10 mm - výkon motoru: 120 W - max. krouticí moment: 500 Ncm
17 474,- Kč
Laboratorní pece
-
bez DPH
Inkubátory
objem: 12 l příkon: 1500 W teplotní rozsah: -20 ... +100°C přesnost: ±0,1°C časovač: 0 ... 99 hod. 59 min. trvalý chod možnost opožděného startu výkon čerpadla: 15 l / min. využitelný prostor lázně (v x š x h): 150 x 250 x 150 mm
51 804,- Kč
Míchadla magnetická
Lázně
Hnízda topná
bez DPH
Desky topné
Míchadla hřídelová
Termostaty oběhové
Sušárny laboratorní
německá kvalita
Skvělá cena
inovativní přístup
Spojení pověstné německé preciznosti a technologické vyspělosti spolu s perfektním servisním zázemím dává laboratorním přístrojům Wisd záruku nejvyšší kvality.
Nezbytným předpokladem každého úspěšného produktu je jeho atraktivní cena. Přístroje Wisd Vás právě vynikajícím poměrem ceny a užitné hodnoty přesvědčí.
Svým inovativním přístupem patří Wisd k absolutní špičce. Kromě regulátorů s množstvím funkcí je Wisd i průkopníkem technologie SmartLabTM - sledování a řízení laboratoře na dálku.
Do 15. 12. 2014 sleva 10% na celý sortiment Wisd. V poptávce nebo objednávce uveďte kód: Chemagazín.
Obchodní a servisní zastoupení pro ČR VERKON s.r.o., Kurta Konráda 568/18, 190 00 Praha 9
[email protected] | www.verkon.cz Společnost poskytující náhradní plnění
Volejte zdarma: +420 800 221 224 www.wisd.cz
Stačí kliknout
www.verkon.cz
Metrohm NIRSystems Metrohm rozšiřuje své portfolio o Near Infrared Spectroscopy - nabízíme profesionální NIR technologie - nabízíme 40 let zkušeností s NIR technologií - servisní podpora v ČR
www.metrohm.cz
Bez názvu-14 4
29.9.2014 8:06:35
OBSAH
Konfokální Ramanovské zobrazování – buňky, bakterie a tkáně. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Při experimentu popsaném v tomto příspěvku, byla zkoumána buňka epitelu krysy spektrálním zobrazovacím režimem mikroskopu alpha300R. Číslo 5, ročník XXIV (2014) Vol. XXIV (2014), 5 ISSN 1210 – 7409 Registrováno MK ČR E 11499 © CHEMAGAZÍN s.r.o., 1991–2014 Dvouměsíčník přinášející informace o chemických výrobních zařízeních a technologiích, výsledcích výzkumu a vývoje, laboratorních přístrojích a vybavení laboratoří. Zasílaný ZDARMA v ČR a SR. Zařazený do Seznamu recenzovaných neimpaktovaných periodik vydávaných v ČR, Chemical Abstract a dalších rešeršních databází. Vydavatel: CHEMAGAZÍN s.r.o. Gorkého 2573, 530 02 Pardubice Tel.: 603 211 803, Fax: 466 414 161 E-mail:
[email protected] www.chemagazin.cz Šéfredaktor: Dr. Ing. Petr Antoš Ph.D. T: 725 500 826 E-mail:
[email protected] Redakce, výroba, inzerce: Tomáš Rotrekl T: 603 211 803 E-mail:
[email protected]
Komplexní fluorescenční měření a citlivost, které předčí Vaše očekávání. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 HALATOVÁ K.
Mezi hlavní přednosti zmíněného fluorimetru patří citlivost SNR > 4000:1, kompaktní modulární design a tzv. plug and play příslušenství, které je snadno vyměnitelné a rozpoznatelné softwarem.
Nové Accucore Vanquish 1,5 µm UHPLC kolony . . . . . . . . . . . . . 12 RAJČANOVÁ M.
Nová generace UHPLC kolon od Thermo Scientific obsahuje 1,5 µm částice s pevným jádrem a kombinuje výhody částic s pevným jádrem a malou velikost částic, čímž dochází ke zvýšení chromatografické účinnosti.
Nové kolony pro biochromatografii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 VLK L.
Představení nových kolony od YMC, které se zařadily do skupiny UHPLC kolon s pevným jádrem určeným pro náročné separace vyžadující vysoké rozlišení.
Chytrá laboratoř Wisd SmartLab™ od německého výrobce Witeg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 SmartLab™ je novinkou, která může významně přispět ke změně stávající práce v laboratoři, šetřit čas a pracovní síly a umožnit tak vědcům věnovat se více vlastním postupům s možností jejich dokonalé opakovatelnosti.
Biometan – rozhodující klíčová technologie v energetice . . . . . . . 38 GÜNTHER L.
Příspěvek přibližující legislativní aspekty výroby biopaliv a popis systému výroby čistého biometanolu z bioplynu – BCM-sorb.
Stav chemického průmyslu ČR v roce 2013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 NOVÁK L., SOUČEK I., ŠPAČEK M.
Článek zpracovaný na základě podkladů poskytnutých sekretariátem SCHP ČR a s použitím Zprávy o vývoji chemického průmyslu v ČR v roce 2013.
Odborná redakční rada: Cakl J., Čmelík J., Kalendová A., Kuráň P., Lederer J., Rotrekl M., Rovnaníková P., Šimánek V., Žáková P. Tisk: Tiskárna Rentis s.r.o., Pardubice. Dáno do tisku 27. 9. 2014 Distributor časopisu pro SR: INTERTEC s.r.o., ČSA 6, 974 01 Banská Bystrica, SK www.laboratornepristoje.sk Náklad: 3 400 výtisků Uzávěrky dalších vydání: 6/2014 – Kontrola a ochrana ž.p. (uzávěrka: 7. 11. 2014) 1/2015 – Tepelné procesy (uzávěrka: 9. 1. 2015) CHEMAGAZÍN – organizátor veletrhu LABOREXPO a konference PIGMENTY A POJIVA.
INZERTNÍ SEZNAM CHROMSERVIS – Kolony pro biochromatografii..................................... 1 VERKON – Laboratorní přístroje ............ 2 HAUSCHILD – Laboratorní míchací zařízení..................................................... 3 METROHM – NIR spektrometry ............. 4 SIPOCH – Zařízení pro pipetování........ 11 PRAGOLAB – GC a LC kolony ............ 13 BIOTRADE – Laboratorní přístroje ...... 15 SHIMADZU – LCMS zařízení ............... 17 SOTAX – Disoluční zařízení ................. 20 TRIGON PLUS – Laboratorní technika .23 WATERS – Hmotnostní detektor .......... 27 CHROMSPEC – Rukavicové boxy ....... 27 INTERTEC – Refraktometr.................... 27 UNI-EXPORT INSTRUMENTS – Mikroskopy ......................................... 28 CHROMSPEC – Suché vývěvy ............ 28 ANALYTIKA – Pipety............................ 28 GORO – Zařízení na úpravu vody ........ 29 NET’TECH EUROPE – Čisté prostory.. 29 MERCI – Laminární boxy a digestoře... 29 PRAGOLAB – NMR spektrometr......... 33 VEOLIA WATER – Zařízení na úpravu
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Obsah_5-2014.indd 5
vody ....................................................... 34 AMEDIS – Přístroje a systémy pro farmacii .................................................. 35 PRAGOLAB – Rotační vakuové koncentrátory ........................................ 36 P-LAB – Laboratorní chemikálie .......... 37 DGE – Procesní systémy pro výrobu bioplynu .................................................39 HENNLICH – Průhledítka a kamerové systémy ................................................. 41 LINDE GAS – Speciální plyny .............. 42 ACTIVAIR – Vakuová technika ............. 42 ALFA LAVAL – Separační technologie.... ..............................................................43 SCHÄFER-SUDEX – Nádrže a kontejnery .............................................. 43 DENWEL – Armatury ............................ 34 HENNLICH – Čerpací technika ............ 45 HUMUSOFT – Software ....................... 48 DECHEMA – ACHEMA 2015 ............... 67 LAO – Spektrofluorometr ..................... 67 MERCK – Produkty pro mikrobiologii.... 68
5
29.9.2014 7:02:09
EDITORSKÝ SLOUPEK
O NÁVRHU NOVELY VYSOKOŠKOLSKÉHO ZÁKONA V první polovině září proběhla v různých médiích krátká tisková zpráva týkající se plánovaných změn vysokoškolského zákona. Ministr školství, mládeže a tělovýchovy Marcel Chládek dne 4. září po jednání České konference rektorů v Přerově představil návrh novely vysokoškolského zákona. Neuvěřitelné se stalo skutkem. Novela vysokoškolského zákona z roku 1998, na niž akademici a studenti čekali řadu let, je na světě. Ministr školství Marcel Chládek ji poslal do připomínkového řízení, což znamená, že půjde-li vše bez problémů, mohla by platit od 1. září příštího roku. Hned z několika důvodů jde o průlomový text. Na tvorbě nového vysokoškolského zákona si vylámali zuby všichni Chládkovi předchůdci od roku 2007. Za pravicových vlád narážela na zásadní odpor snaha zavést školné, plány exministra Josefa Dobeše na osekání akademických svobod nekompromisně odmítli všichni rektoři i studentská komora Rady vysokých škol. Hřebíčkem do Dobešovy politické rakve byly melouny, které vysokoškoláci symbolicky vyhazovali z balkonu pražské právnické fakulty. Na současné podobě znění nového vysokoškolského zákona, který je koncipován jako novela stávajícího zákona, se dohodli představitelé ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy se zástupci vysokých škol. Vysoké školství je v současné době upraveno zákonem č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a o změnách a doplnění dalších zákonů (zákon o vysokých školách). Jedná se o právní předpis, který byl za přibližně deset let své existence 19-krát novelizován (z toho v letech 2004 a 2006 v obou případech 4-krát). K charakteristice tohoto zákona je možné uvést, že se jedná o právní úpravu komplexní ve vztahu k vysokému školství bez ohledu na formu zřízení (vlastnictví) vysoké školy, její typ a povahu vysokoškolské
vzdělávací činnosti. V tomto ohledu stávající právní úprava zachovává legislativní tradici trvající v oblasti vysokoškolského práva již téměř 60 let. Zákon č. 111/1998 Sb. navázal na první polistopadový vysokoškolský zákon č. 172/1990 Sb. a zahájil převážnou většinu pozitivních trendů, které navrhovaná právní úprava má prohloubit. Jedná se zejména o právní oddělení veřejných vysokých škol od státu, samosprávné mechanismy řízení veřejných vysokých škol, mezinárodně a evropsky obvyklou strukturu studijních programů (v souvislosti s novelizací č. 147/2001 Sb.) a jednotný systém vnějšího zajišťování kvality pro celý vysokoškolský systém. Navzdory nesporné pozitivní roli, kterou stávající právní úprava sehrála, jsou zde závažné důvody pro její komplexní revizi. Navrhovaná novela přináší řadu změn zejména v oblasti hodnocení kvality vysokých škol, zavádí nová pravidla akreditace studijních programů, vytváří podmínky pro nezávislé odborné rozhodování o akreditacích – vznik Národní akreditační agentury a upravuje podmínky pro výkon činnosti zahraničních vysokých škol a jejich poboček v České republice. Dále ponechává pravomoc jmenovat profesory v rukou prezidenta a počítá také s tím, že by rektoři veřejných vysokých škol měli mít pravomoc rozhodnout o neplatnosti vykonání státní závěrečné zkoušky nebo obhajoby disertační práce, což by vedlo k odebrání akademického titulu. Novela zavádí nový způsob hodnocení kvality vysokých škol a upravuje působení zahraničních vysokoškolských institucí v České republice, které dosud nebylo zákonem upraveno. Největší novinkou novely je popsání pravidel fungování akreditačního orgánu a procesu akreditace. Získání institucionální akreditace uvolní vysokým školám ruce pro vytváření nových studijních programů a oborů. Předsedu a místopředsedu Národní akreditační agen-
tury bude na návrh ministra jmenovat vláda. Další změnou je zákonná úprava možnosti odnímání titulů, které byly získány v rozporu s „dobrými mravy“. Rektor bude moci tři roky od chvíle, kdy student složil státní závěrečnou zkoušku nebo obhájil dizertační práci, zahájit přezkumné řízení. O titul může přijít i absolvent, který ho získal pomocí trestného činu, třeba plagiátorství. Proti rektorově verdiktu se dotyčný může odvolat ke správnímu soudu. Pokud tak neučiní, bude zbaven vysokoškolského diplomu i titulu. Ve financování vysokých škol nedošlo k podstatným změnám. Ačkoliv se rektoři dlouhodobě zasazovali o zakotvení kontraktového financování univerzit, které by umožnilo dlouhodobé plánování výzkumného i pedagogického zaměření univerzit, nakonec od něj ustoupili. Vysoké školy tak budou i nadále dostávat peníze z ministerstva vždy na jeden rok podle možností státního rozpočtu. Navrhované změny zasáhnou české vysoké školství, které je představováno 26 veřejnými vysokými školami, dvěma státními vysokými školami (Policejní akademie, Univerzita obrany) a 44 soukromými vysokými školami, pokud půjde vše dobře, od září roku 2015. Návrh je kompromisem, na kterém se dohodli zástupci ministerstva a akademické obce a jedná se o nejzásadnější změny za patnáct let účinnosti stávajícího vysokoškolského zákona. Doufám, že zákon přispěje novým systémem akreditace nejen ke zkvalitnění vysokoškolského vzdělání, ale i k redukci počtu vysokých škol, zejména soukromých, kterých je zbytečně mnoho a v drtivé většině jsou humanitního nebo ekonomického zaměření, a dojde k posílení škol technického a přírodovědného zaměření. Petr ANTOŠ šéfredaktor
[email protected]
TECHNICKÉ NOVINKY
PLNĚ AUTOMATICKÁ PŘÍPRAVA ELUENTU V REŽIMU INLINE Hlavní přednosti iontových chromatografů fy Metrohm jsou robustní švýcarská kvalita, snadné ovládání a nejnižší provozní náklady na trhu. To platí samozřejmě také pro nejnovější generaci Metrohm IC chromatografů 940 Professional IC Vario a 930 Compact IC Flex, které se vyznačují lepší ekonomikou, praktičností a spolehlivostí, která se využívá zejména při rutinním stanovení kationtů a aniontů v pitné vodě, v ultrastopových analýzách, u iontů vázaných na komplexní matrice či při R&D analýzách.
6
Edit_Servis.indd 6
Obr. – Sestava 941 Eluent Production modul, 940 Professional IC Vario a ELGA Purelab Flex 5/6
Automatickou přípravu eluentu Inline Eluent Preparation zajišťuje 941 Eluent Production Module, který umožňuje nepřerušovanou, bezúdržbovou obsluhu po celý měsíc. Vlastní příprava eluentu citelně snižuje provozní náklady, neboť, vše co je zapotřebí, je ředění koncentrátu mobilní fáze ultračistou vodou. Pro větší pohodlí je dokonce možné 941 Eluent Production Module napojit přímo na zdroj ultračisté vody k zajištění jejího konstantního přísunu. U chromatografů 940 Professional IC Vario a 930 Compact IC Flex není uživatel závislý na drahém spotřebním materiálu, jako jsou filtrační injekční stříkačky a SPE kartridže pro přípravu vzorků. Namísto toho je plně integrována unikátní patentovaná Metrohm Inline Sample Preparation (MISP) technologie inline
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:03:12
TECHNICKÉ NOVINKY
přípravy vzorků (filtrace, ředění, zakoncentrování, eliminace matrice) a následná plně automatická analýza. To ocení zejména pracoviště provádějící rutinní analýzy, kterým ušetří čas i peníze. Mezi ostatní hlavní přednosti nových chromatografických systémů patří: – modulární, vysoce výkonný systém Metrohm IC chromatografů, – kompaktní design malých rozměrů, – rutinní analýzy a výzkumné aplikace v rozsahu ng/L až do %, – nejvyšší citlivost u nejnižších detekčních limitů, – široký rozsah možností detekce, – použitelnost pro všechny gradienty, – možnost volby supresoru a analytických kolon, – vícejazyčný, intuitivní a přátelský software MagICNet vč. českého jazyka, – shoda s GLP a FDA předpisy. Více informací sdělí zástupce firmy v ČR společnost Metrohm Česká republika s.r.o. »»http://ic.metrohm.cz
RIGAKU PŘEDSTAVUJE PŘENOSNÝ RAMANŮV ANALYZÁTOR Americká společnost Rigaku představí během své účasti veletrhu CPhI Worldwide 2014 (7.–9. 10. 2014, Paříž) novou generaci přenosných Ramanových analyzátorů pro identifikaci materiálů Progeny™.
používají v biofarmacii, jsou nyní díky analyzátoru Progeny zjistitelné. Analyzátor má integrovaný digitální fotoaparát. Bree Allen, viceprezident a generální manažer Rigaku, se těší na CPhI: „Jsme nadšeni, že můžeme demonstrovat jedinečné schopnosti analyzátoru Progeny na CPhI. Přenosný analyzátor umožňuje identifikaci řady materiálů a doufáme, že ukážeme návštěvníkům veletrhu, čeho jsou schopny Progeny dosáhnout ve srovnání s jinými přenosnými zařízeními pro identifikaci surovin“.
studenty všech chemických, technických a přírodovědných fakult a nadšence spektroskopie NMR demonstruje sílu této techniky v šesti kapitolách s praktickými ukázkami a návody. Lekce využívají unikátní aparatury – stolní FT-NMR spektrometry picoSpin 45 a picoSpin 80 s příslušenstvím. Obr. – picoSpin 80
»»www.rigaku.com
PRAGOLAB UVÁDÍ NOVINKY THERMO SCIENTIFIC PRO CHROMATOGRAFII, HMOTNOSTNÍ A MOLEKULÁRNÍ SPEKTROMETRII Nový systém, nový standard UHPLC, 1500 bar – Thermo Scientific Vanquish Platforma UHPLC Vanquish, která byla vyvinuta spolu s novým typem kolon s pevným jádrem (Accucore Vanquish, 1,5 µm), se skládá z binárního čerpadla, které umožňuje pracovat s tlaky až do 1 500 bar, autosampleru (rozšiřitelného o velkokapacitní zásobník pro 8 832 vzorků) a detektoru s diodovým polem s 10 či 60 mm celou. Excelentní nástroj pro dosažení excelentních výsledků je nyní k dispozici.
Novinka v oblasti GC-MS/MS s názvem TSQ 8000 Evo přináší řadu instrumentálních vylepšení Jednička na trhu a nejžádanější GC-MS/MS řady TSQ 8000 se může pochlubit kompletní renovací, která přináší vedle extrémní citlivosti a rychlosti též pečlivě propracované uživatelské rozhraní TraceFinder pro vývoj metod a vyhodnocení stovek analytů v jedné analýze. Obr. – TSQ 8000
Obr. – UHPLC Vanquish
Rigaku předvede jedinečné možnosti zařízení Progeny na surovinách používaných ve farmaceutickém průmyslu. Na rozdíl od jiných ručních Ramanových zařízení, Progeny úspěšně eliminuje problémy interference fluorescence s použitím 1 064 nm excitačního laseru. Tato unikátní funkce umožňuje uživatelům ručních Ramanových analyzátorů měřit materiály v silnostěnných barevných lahvích, včetně polysorbátu 80 a polysorbátu 20. Obr. – Přenosný analyzátor Progeny™
»»www.pragolab.cz
NOVÉ WEB STRÁNKY PRO FARMACEUTICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ Aplikační řešení v podobě kompletních nástrojů pro uživatele HPLC a UHPLC
Další materiály, u kterých je znám vznik interferencí a fluorescence, jako je například karboxymethylcelulósa, kyselina alginová nebo média pro buněčnou kultivaci, která se obvykle
Balíček XPert (v sestavě vhodné kolony, testovací směsi standardů a HPLC metody) pomůže při rychlém a snadném kvalifikačním otestování aparatury uživatelem, je-li systém v perfektní kondici. IonCount balíček (formou buď startovacího kitu s kolonami, standardy a metodami nebo kompletního kitu, který obsahuje navíc též hardwarové části HPLC včetně Corona CAD detektoru) nastoluje řešení pro separaci a detekci iontových a vysoce polárních látek se zřetelem na protiionty aktivních farmaceutických substancí. Excelentní výukový a cvičební plán s picoSpinem – stolním NMR spektrometrem
»»www.Innovation.org
Mnoho dalších novinek a zajímavostí najdete on-line na www.chemagazin.cz
Názorná a podrobná cvičební pomůcka pro
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Edit_Servis.indd 7
Inovační portál pro farmacii PhRMA spustil novou verzi svých webových stránek poskytujících informace o vývoji a výzkumu v oblasti farmacie, pokroku v boji s některými onemocněními, jako jsou např. hepatitida C, Alzheimerova choroba, leukémie, rakovina nebo HIV/AIDS.
7
29.9.2014 7:03:13
SPEKTRÁLNÍ ZOBRAZOVÁNÍ
KONFOKÁLNÍ RAMANOVSKÉ ZOBRAZOVÁNÍ – BUŇKY, BAKTERIE A TKÁNĚ WITec Wissenschaftliche Instrumente und Technologie GmbH,
[email protected] Buňky Možnost studia buněk v jejich fyziologickém prostředí bez jejich zničení je jednou z úloh, o kterou se v biologii nejvíce usiluje. Mikroskop alpha300 kombinuje takovouto nedestruktivní metodu s možností indentifikace chemických látek uvnitř buňky. Při tomto experimentu byla zkoumána buňka epitelu krysy spektrálním zobrazovacím režimem mikroskopu alpha300R. Spektrum v každém bodě (rozsah skenu 40 x 40 µm, 100 x 100 bodů, 10 000 spekter) bylo sejmuto s pomocí vodního imerzního objektivu Nikon 60x. Vzorek byl excitován energií 10 mW Nd:YAG laseru se zdvojenou frekvencí, vlnová délka 532 nm.
oblasti zájmu se vygeneruje „základní spektrum“ zprůměrováním všech spekter z této dané oblasti. Toto základní spektrum může být potom nafitováno na spektra naměřená během celého měření, čímž je možné dosáhnout optimalizovaného zobrazení. Tři spektra na obr. 4 reprezentují základní spektra různých oblastí buňky s jejich odpovídajícími zobrazeními. Obr. 4 – Určení „základních spekter“ s jejich odpovídajícími zobrazeními
Integrovanou videokamerou byla nalezena vhodná buňka (obr. 1). Ramanovský obraz na obr. 2 znázorňuje integrální intenzitu CH-vibračních pásů, jak je indikováno v modrém obdélníku na obr. 3., který ukazuje jedno z 10 000 spekter, načtených s integračním časem 100 ms. Podle informací z literatury je možné proteiny a lipidy identifikovat podle specifických Ramanovských pásů. Obr. 1 – Videosnímek
Obr. 2 – Intenzita CH-vibračních pásů (2 800–3 000/cm)
Modré spektrum odpovídá mitochondriím. Zelené spektrum je vygenerované základní spektrum z ER oblasti (endoplazmatické retikulum). Základní spektrum oblasti jadérek je zobrazeno červeně.
Obr. 3 – Jedno z 10 000 spekter
Aby bylo možné rozlišit jednotlivé části buňek, byla tři zobrazení vygenerovaná fitovací procedurou zobrazena různými barvami a zkombinována do jednoho zobrazení (obr. 5). Modré oblasti představují mitochondrie a červené oblasti ukazují jadérka v jádru buňky. Endoplazmatická retikuluma další části buňky jsou zřetelně viditelná. Je dokonce dobře definována i jaderná membrána. S použitím této metody je možné vytvořit barevně kódované zobrazení bez nutnosti barvení vzorku. Obr. 5 – Barevně kódované zobrazení různých oblastí buňky
Bakterie Pro optimalizaci poměru signálu k šumu u Ramanovských zobrazení, provádí softwarový nástroj „fitovací“ proceduru: Z malé
8
Uniexport_raman.indd 8
Bylo zdokumentováno, že Ramanovská mikroskopie může být použita pro klasifikaci bakterií na základě jejich individuálních Ramanovských spekter až pod úroveň kmene. Ramanovský zobraCHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:07:05
SPEKTRÁLNÍ ZOBRAZOVÁNÍ
zovací systém také dovoluje u jednotlivých bakterií vyhodnocovat metabolické produkty, detekovat léky uvnitř bakterií nebo rozlišovat intra- a interbuněčné heterogenity. V následující studii jsou zkoumány Legionella Bozemanii a Bacillus Cereus konfokálním Ramanovským zobrazovacím systémem alpha300R na úrovni jednotlivých buněk.
Obr. 8 – Videosnímek bakterie Bacillus Cereus
Legionella Bozemanii Jako odezvu na fyziologický stres mohou kmeny legionely vytvářet kyselinu poly-β-hyroxybutyrát, který slouží jako molekula pro ukládání energie a může být detekována Ramanovskou spektroskopií. Při tomto experimentu bylo získáno zobrazení plochy o velikosti 25 x 25 µm. Na obr. 6 je výsledné barevně kódované Ramanovské zobrazení. Modré oblasti odpovídají integrální intenzitě C=O vibračních pásů esterů na 1726/cm. Červené oblasti znázorňují těla buněk zobrazené s pomocí I pásu amidu na 1662/cm. Příslušná Ramanovská spektra jsou na obr. 7. Ramanovská spektra jasně ukazují, že bakterie mohou obsahovat různá množství PHB. Buňky, které obsahují velmi málo nebo žádný PHB mohou být odlišeny od buňky s vysokou koncentrací.
Obr. 9 – Ramanovské zobrazení Bacillus Cereus, oblast indikovaná na obr. 8, vegetativní buňky (žlutá), PHB (zelená), spory (fialová)
Obr. 6 – Ramanovské zobrazení Legionela Bozemanii
Tkáně Histopatologická tkáň rakoviny prsu člověka
Obr. 7 – Odpovídající Ramanovská spektra: Vegetativní buňky (červená) a PHB (modrá)
Pro histopatologická postižení nebo detekci rakoviny je Ramanovské zobrazování považováno za potenciální alternativu pro aktuálně používané techniky, které před manuálním mikroskopickým vyšetřením vyžadují barvení tkáně získané biopsií. Jelikož Ramanovské zobrazování je technika, která nevyžaduje barvení vzorků, je obecně velmi vhodná pro urychlení detekčního procesu nebo pro vytvoření automatických a spolehlivějších detekčních metod. Ještě však musí být proveden rozsáhlý akademický výzkum, aby byla dosažena klinická relevance Ramanovského zobrazování jako standardní metody pro diagnostiku. V následující studii byla neupravená histopatologická tkáň rakoviny prsu zkoumána konfokálním Ramanovským mikroskopem WITec alpha500 s využitím jeho funkce velkoplošného skenování. Na obr. 10 je přehledový videosnímek vzorku. Na základě tohoto snímku lze vybrat oblasti pro skenování pro Ramanovské zobrazování, vybrané oblasti jsou označeny obdélníky. První vybraná oblast (červený obdélník) byl zvolena pro přehledové Ramanovské zobrazení vzorku tkáně, které bude následováno druhým velkoplošným skenem (zelený obdélník) oblasti, ve které se přepokládá výskyt potenciálně rakovinné tkáně. Obr. 10 – Videosnímek neobarvené tkáně rakoviny prsu
Bacilus Cereus Při druhém experimentu bylo provedeno Ramanovské zobrazení bakterie Bacillus Cereus. Tento kmen je také schopen produkovat PHB jako úložiště energie. Ukládají ho v nitrobuněčných granulích. Na obr. 8 je videosnímek se znázorněnou oblastí, ze které bylo získáno Ramanovské zobrazení, předvedené na obr. 9. Zde použitý kmen Bacillus Cereus je také schopen vytvářet tři různé buněčné složky, které mohou být pozorovány v Ramanovském zobrazení. Vegetativní buňky bez PHB (žlutá) a vegetativní buňky obsahující stopy PHB (zelená). Navíc může Bacillus Cereus po přejití do stacionární fáze růstu a akumulaci PHB vytvářet spory. V Ramanovském zobrazení můžete na pravé straně řetězce vidět čtyři tyto spory (fialová). Skutečnost, že je možné tyto 3 složky detekovat současně, podtrhuje diagnostické schopnosti konfokálního Ramanovského zobrazování pro identifikaci fenotypické heterogenity na úrovni jednotlivých buněk. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Uniexport_raman.indd 9
Obr. 11–13 ukazují výsledná Ramanovská zobrazení a odpovídající spektra. Parametry zobrazení u prvního velkoplošného skenu byly 10,2 x 9,7 mm, 150 x 150 pixelů (=22 000 spekter). Rozsah druhého skenu byl 4,85 x 4,00 mm a 150 x 150 pixelů.Při pohledu na obr. 12 uvidíte rozdíly v chemickém složení tkáně. Hlavně tkáň v oblasti ohraničené oranžovou hranicí vykazuje zřejmé rozdíly v chemickém složení (není detekováno červené spektrum). Při použití techniky s obarvováním by bylo možné předvést, že rakovinná tkáň se nachází přesně v této oblasti zobrazení. Tento výsledek dokazuje, že Ramanovským zobrazováním lze rozlišit zdravou a rakovinnou tkáň. Dokončení na další straně
9
29.9.2014 7:07:05
FLUORIMETRIE
Obr. 11 – Velkoplošný sken (červený obdélník v obr. 10)
Obr. 13 – Základní spektra pro vytvoření zobrazení na obr. 11 a 12
Obr. 12 – Velkoplošný sken (zelený obdélník v obr. 10) – oranžově ohraničená oblast označuje umístění rakovinné tkáně
Přeložil Ing. Marek ČERNÍK, Uni-Export Instruments, s.r.o.,
[email protected]
KOMPLEXNÍ FLUORESCENČNÍ MĚŘENÍ A CITLIVOST, KTERÉ PŘEDČÍ VAŠE OČEKÁVÁNÍ Společnost Edinburgh Instruments uvedla na trh nový fluorimetr FS5, který je výsledkem dlouholetých zkušeností s vývojem a výrobou fluorescenčních spektrometrů. Výrobce vyslyšel přání mnoha zákazníků po kompaktnějším modelu, avšak při zachování špičkové kvality a citlivosti. Mezi hlavní přednosti tohoto fluorimetru patří citlivost SNR > 4000:1, kompaktní modulární design a tzv. plug and play příslušenství, které je snadno vyměnitelné a rozpoznatelné softwarem. Software určený pro fluorimetr obsluhuje všechny jeho funkce a analyzuje výsledky měření. Z optického hlediska obsahuje zařízení FS5 dvě emisní ramena s možností rozšíření do NIR oblasti a monochromátory s 225 mm ohniskovou vzdáleností. Základní model je možné rozšířit ve spektrální oblasti až do 1650 nm, a to při zachování citlivosti v celém rozsahu od UV. Mezi další dodatečná příslušenství patří počítačem řízené polarizátory, které umožňují automatické měření anizotropie, a systém pro měření doby trvání fosforescence v časovém rozsahu od mikrosekund po sekundy nebo od pikosekund po milisekundy. Obr. 1 – Fluorimetr FS5
10
Uniexport_raman.indd 10
Možnosti měření Měření absolutních kvantových výtěžků fluorescence
Obr. 3 – Analytické stanovení barevnosti a určení chromatických souřadnic
Nejvhodnějším řešením pro měření fluorescenčních kvantových výtěžků je použití modulu s integrační sférou. Absolutní metoda vyžaduje dvě měření, a to měření počtu absorbovaných fotonů a emitovaných fotonů. Počet absorbovaných fotonů na základě vzorku je určen redukcí rozptýleného světla v porovnání s měřením blanku. Výpočet kvantového výtěžku se provádí pomocí softwaru. Přesné stanovení barev V osvětlovacím průmyslu je často vyžadováno přesné stanovení chromatických souřadnic fluorescenčních prášků. Fluorimetr FS5 je vhodným nástrojem pro analytické stanovení barevnosti a určení chromatických souřadnic. Zároveň poskytuje informace o hodnotách svítivosti dle CIE 1931 a CIE 1976. Na příkladu (obr. 3) jsou znázorněny 4 komerčně dostupné prášky s modrou, zelenou, žlutou a červenou emisí. Obr. 2 – Chinin bisulfát v kyselině chloristé. Červená křivka znázorňuje excitační rozptyl při 350 nm a emisi vzorku, modrá zobrazuje rozptyl blanku. Oblast rozptylu byla pro lepší demonstraci zmenšena 100x.
Čtečka mikrotitračních destiček Vzorkovací modul pro měření v mikrotitračních destičkách umožňuje stanovení a vzájemné porovnání velkého množství vzorků (až 96 jamek). Modul je možno využít nejen pro kapalné vzorky, ale také pro kvalitativní vyhodnocování fluorescenčních prášků. Tento vzorkovací modul je plně kompatibilní s rozšířenými verzemi fluorimetru FS5, včetně časově rozlišitelného měření (time resolved). Obr. 4a – Měření jakosti vzorků prášku Y2O3 Eu3+ (ve 12 jamkových destičkách)
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:07:06
FLUORIMETRIE
Obr. 4b – Graf znázorňující 12 skenů, z dvanácti identických měření
Obr. 5 – Fluorescein ve vodě; pH v rozmezí 2–7; šířka spektrálního pásu: 1,5 nm; doba prodlevy: 0,1 s
b)
Absorpční/kinetické skenování Excitačně-emisní mapy Excitačně-emisní mapy (EEMs) poskytují komplexní informaci o sloučeninách. Tyto mapy mohou být měřeny sérií emisních skenů (s postupným zvyšováním nebo snižováním excitační vlnové délky) nebo sérií synchronních skenů (s postupným zvyšováním excitačně-emisního offsetu). Emisní skenování (v závislosti na teplotě) Řada chemických látek má chemickou strukturu, která je ovlivněna teplotou rozpouštědla. Toto způsobuje silnou závislost fluorescence vzorku na jeho teplotě. Pro sledování vlivu teploty je možno využít vzorkovacího modulu s chlazeným držákem vzorku (TE chlazení). Excitační skenování (v závislosti na pH) Fluorescenční excitační skeny jsou více selektivní než absorpční spektra, jelikož odhalují (na základě vybrané vlnové délky) především absorpci luminiscenčních druhů.
Synchronní skenování (v závislosti na koncentraci) U tohoto skenování provádí excitační i emisní monochromátor skenování ve stejnou dobu s nastavením fixní vlnové délky. Tento druh skenování je používán pro identifikaci vzorků se silným překrytím absorpce a emise, především u stanovování zředěných směsí. Synchronní skenování, spolu se zapojením integrační sféry, může být použito také pro měření absorpčních spekter silně rozptylujících fluorescenčních prášků. Obr. 6 – YAG: Ce prášek, rozpuštěný v BaSO4 pro studium efektu re-absorpce/ emise, při koncentraci od 100 do 20 %. Software používá k výpočtu absorbance (a) data synchronních skenů (b).
Fluorescenční spektrometr FS5 je schopen zaznamenávat časový průběh fluorescenčního signálu a zároveň transmisního signálu procházejícího vzorkem. Tím lze testovat chemicky či biologicky nestabilní vzorky, vzorky s velmi malými změnami nebo vzorky, které je nutné měřit velmi přesně. Transmisní detektor je standardní součástí fluorimetru FS5. Obr. 7 – Kaspázové kaskády, časový průběh fluorescence je zaznamenán pro 100 % přidání enzymu (modrá) a pro kontrolu při 0 % enzymu (červená). Peptidové štěpení je zaznamenáno organickým barvivem (excitace při 400 nm, emise 460 nm).
a)
Přesná excitační spektra vyžadují citlivý nástroj při nízkých koncentracích vzorků, kterých je třeba, aby se zabránilo vnitřnímu filtrovému efektu. Zároveň je zapotřebí spolehlivá spektrální korekce, jelikož xenonová lampa má úzkou charakteristiku při daných vlnových délkách.
pipetmax
Ing. Kateřina HALATOVÁ, LAO - průmyslové systémy, s.r.o.,
[email protected]
®
Maximize Results!
Maximální konzistence rutinních postupů. Maximalizace tempa a kapacity pipetování. Maximalizace reprodukovatelnosti přípravy vzorků. • Systém používá standartní špičky Gilson • Multikanálové hlavy dovolují pracovat s 1 až 8 kanály • Možnost sledování hloubky ponoření pipetovací špičky
qPCR Assitant • • • •
flexibilní softwarová aplikace pro PIPETMAX intuitivní generování qPCR protokolu automatické generování pipetovacího postupu export dat pro termocykler
Více informací naleznete na www.sipoch.cz nebo www.pipetmax.com
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014) sipoch_MAX.indd 1
Uniexport_raman.indd 11
11
03.09.14 14:57
29.9.2014 7:07:07
CHROMATOGRAFIE
NOVÉ ACCUCORE VANQUISH 1,5 µm UHPLC KOLONY Thermo Scientific vyvinula nové kolony AccuCORE™ Vanquish™ C18 UHPLC, které poskytují robustní řešení pro zlepšení laboratorních pracovních postupů a produktivity v laboratořích. Tato nová generace UHPLC kolon obsahuje 1,5 µm částice s pevným jádrem a kombinuje výhody částic s pevným jádrem a malou velikost částic, čímž dochází ke zvýšení chromatografické účinnosti. Vysoká účinnost je vhodná pro velmi složité směsi vzorku a je zachována i při vysokých průtocích, které umožňují velmi rychlé separace.
Proč funguje technologie částic s pevným jádrem?
Koeficient C: odpor vůči převodu hmoty je minimalizován díky povrchu částic s pevným jádrem, protože difúzní cesta analytu je limitována tloušťkou vnější porézní vrstvy (obr. 3).
Obr. 3 – Vliv odporu vůči převodu hmoty (koeficient C) na chromatografickou účinnost a) na koloně s porézními částicemi nebo b) na koloně Accucore s částicemi s pevným jádrem
Jaký je vztah mezi zpětným tlakem a účinnosti? Zpětný tlak je závislý na velikosti částic, kdy s klesající velikostí částic také roste zpětný tlak v kolonách. UHPLC kolony Accucore Vanquish dosahují lepší účinnosti bez rostoucího zpětného tlaku (obr. 4). Obr. 4 – Porovnání tlaků na kolonách Accucore Vanquish 1,5 μm, Accucore 2,6 μm a plně porézní koloně 1,7 μm při průtokové rychlosti 50–700 µl/min
Faktory, které mají vliv na chromatografickou účinnost, jsou turbulentní difúze, molekulová difúze a odpor vůči převodu hmoty neboli koeficienty A, B a C z van Deemterovy rovnice: H = Au1/3 + B/u + Cu Koeficient A: dochází k minimalizaci turbulentní difúze díky důsledně kontrolované velikosti částice o průměru 1,5 µm a třecím silám spojeným se zdrsněným povrchem částic (obr. 1). Obr. 1 – Vliv turbulentní difúze (koeficient A) na chromatografickou účinnost a) na koloně s porézními částicemi nebo b) na koloně Accucore s částicemi s pevným jádrem
Koeficient B: částice s pevným jádrem minimalizují množství mobilní fáze v koloně, což vede ke zmenšení mrtvého objemu a molekulové difúze. Tento efekt lze pozorovat na kratších retenčních časech získaných z pokusů na UHPLC koloně Accucore ve srovnání s kolonami o stejných rozměrech z plně porézního materiálu (obr. 2). Obr. 2 – Vliv molekulové difúze (koeficient B) na chromatografickou účinnost a) na koloně s porézními částicemi nebo b) na koloně Accucore s částicemi s pevným jádrem
Obr. 5 – Výhody převedení metody separace 18 herbicidů z kolony o velikosti částic s pevným jádrem 2,6 µm na 1,5 µm
Chromatografické podmínky: Gradient: Solid core C18 2,6 μm 100 × 2,1 mm
Accucore Vanquish C18 1,5 μm 100 × 2,1 mm
Čas (min) %B Čas (min) %B 0 20 0 20 6,9 40 4 40 12,1 80 7 80 Průtoková rychlost: Kolona Solid Core C18 2,6 μm 100 × 2,1 mm = 380 μl/min Kolona Accucore Vanquish C18 1,5 μm 100 × 2,1 mm = 650 μl/min Mobilní fáze A: voda, mobilní fáze B: acetonitril; Nástřik vzorku: 0.5 μl; Teplota: 43 °C ; Detekce: UV při 230 nm; Analyty (píky): 1. Desethylatrazin, 2. Metoxuron, 3. Hexazinon, 4. Simazin, 5. Cyanazin, 6. Methabenzthiazuron, 7. Chlorotoluron, 8. Atrazin, 9. Monolinuron, 10. Diuron, 11. Isoproturon, 12. Metobromuron,13. Metazachlor,14. Sebuthylazin, 15. Propazin, 16. Terbuthylazin, 17. Linuron, 18. Metolachlor
12
Pragolab rajcanova.indd 12
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:08:46
CHROMATOGRAFIE
Obr. 6 – Srovnání rozlišení jednotlivých píků herbicidů na kolonách Accucore Vanquish 1,5 µm UHPLC a Solid Core C18 2,6 μm
Kde lze kolony využít? Monitorování herbicidů, které se používají při ochraně potravinářských plodin, se stává stále rozšířenějším vzhledem k jejich zvýšenému užívání a nevyhnutelnému vyplavování z půdy do vodních zdrojů. Kolona Accucore Vanquish umožňuje rychlé separace komplexních vzorků při nízkých koncentracích a lepším chromatografickém rozlišení. Chromatogramy (viz obr. 5) ukazují výhody převedení metody z kolony o velikosti částic s pevným jádrem 2,6 µm na 1,5 µm. Separace 18 herbicidů bylo dosaženo o 40 % rychleji na koloně Accucore Vanquish 1,5 µm v kombinaci se systémem Vanquish UHPLC. Tato aplikace demonstruje výhody použití kolony Accucore Vanquish C18 1,5 µm pro analýzu herbicidů. Metoda přináší separaci 18 herbicidů za méně než 6 min. Ve srovnání s konkurenční sub-2 µm kolonou s částicemi s pevným jádrem přináší kolona Accucore Vanquish tyto výhody: – větší kapacitu píků, – zvýšení rozlišení, – zvýšení citlivosti.
BUY TRY BUY &&& TRY VYzkoUšejTe VYzkoUšejTe VYzkoUšejTe
nezávazně GC LC nezávazněGC GC aaa LC LC kolony kolony Thermo Scientific nezávazně kolonyThermo ThermoScientific Scientific
přesVědčTe přesVědčTe se, se, aaapřesVědčTe se, že jsou nejlepší! že jsou nejlepší! že jsou nejlepší!
Ve srovnání s 2,6 µm kolonou s částicemi s pevným jádrem přináší kolona Accucore Vanquish tyto výhody: – zkrácení doby analýzy, – zvýšení rozlišení (viz obr. 6), – lepší citlivost, – větší kapacitu píků. Michaela RAJČANOVÁ, Pragolab s.r.o.,
[email protected]
BURZA ČASOPISU CHEMAGAZÍN Pracovní pozice
Časově Časově omezená omezená nabídka! nabídka!
Merck spol. s r.o. hledá kandidáty/-tky na pozici: Sales Specialist - Regionální obchodní zástupce/-kyně pro divizi Merck Millipore, region Morava.
kód akce:omezená BUY_AND_TRY Časově nabídka! kód akce: BUY_AND_TRY
kód akce: BUY_AND_TRY
Prodej: plynový chromatograf DANI Master
Podmínky Podmínky > kolonu lze vrátit do 30 dnů od doručení zásilky > kolonu lze vrátit do 30 dnů od doručení zásilky > kolona nesmí být mechanicky poškozena >Podmínky kolona nesmí být mechanicky poškozena > udání důvodu vrácení kolony >> udání důvodu vrácení kolony kolonu lze vrátit do 30 dnů od doručení zásilky Více na
[email protected] Více na
[email protected]
> kolona nesmí být mechanicky poškozena > udání důvodu vrácení kolony Více na
[email protected]
GC DANI Master, vč. dávkovacích ventilů a ext. ventilového termostatu, selekčního ventilu s kont. průtokem všemi vzorkovacími kanály, membránovou pumpou KNF, PLOT kolony, přepínací ventil a příslušenství k instalaci, chromatografická stanice Clarity, rozvody GC plynů, cryo chlazení.
Prodej: Kompletní reakční kotlíky Stavebnice PZL 100: kotlík, víko, míchadlo kotvové nebo lopatkové, rychlospoj, objemu 250 až 4000 ml duplikového a neduplikového typu, nepoužité. Výrobce KavalierGlass. Více informací a další nabídky najdete na www.chemagazin.cz.
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Pragolab rajcanova.indd 13
13
29.9.2014 7:08:46
CHROMATOGRAFIE
NOVÉ KOLONY PRO BIOCHROMATOGRAFII
Meteoric Core Tyto nové kolony se zařadily do skupiny UHPLC kolon s pevným jádrem. Jsou určeny pro náročné separace vyžadující vysoké rozlišení (především u bazických sloučenin). UHPLC kolony Meteoric Core C18 mohou zkrátit dobu analýzy až na jednu třetinu ve srovnání s plně porézními kolonami C18 stejných rozměrů a za stejných analytických podmínek. Navíc si udržují stejnou účinnost při dvojnásobném průtoku. Pevné jádro je tvořeno neporézní koulí o průměru 1,7 µm a to je obaleno porézní slupkou tloušťky 0,5 µm (viz obr. 1)
Další zajímavou vlastností těchto kolon je zpětný tlak, který je ve srovnání s ostatními kolonami s částicemi menšími než 2 µm poloviční až pětinový (v závislosti na použitém průtoku). To může mít výhody v případech, kdy je zapotřebí používat delší kolony. Tlakové závislosti znázorňuje obr. 3.
z hydrofilního polymeru (YMC-BioPro QA-F/SP-F) s nízkou a nespecifickou adsorpcí. Ve srovnání s běžnými IEX kolonami mají vyšší kapacitu a výtěžnost. Sférické a monodisperzní částice a optimální technologie plnění zajišťují vysoký počet teoretických pater a symetrické píky.
na koloně : porovnání mezi lineární rychlostí a zpětným tlakem Obr. 3 –Tlak Závislost zpětného tlaku na průtoku 120
kolona Core-Shell (<2 μm) značka G6
100
kolona Core-Shell (<2 μm) značka I14 tlakový limit kolon (<2 μm)
plně porézní C18 (<2 μm) tlak na koloně (MPa)
Japonský výrobce YMC uvedl na trh novou řadu kolon: YMC-BioPro určenou pro chromatografické separace s iontovou výměnou, YMC-Meteoric Core vhodnou k separacím peptidů a proteinů a skleněné kolony ECO/ ECOPlus s vysokou tlakovou odolností.
80
tlakový limit kolony Meteoric Core
60
Meteoric Core C18 2.7 μm
tlakový limit běžných HPLC systémů
40
20
plně porézní C18 3 μm
Obr. 1 – Struktura částice Meteoric Core
plně porézní C18 5 μm
0
porézní vrstva
0.5 μm
0
2
4
6
8 10 12 lineární rychlost (mm/s)
jádro 1.7 μm
14
16
18
20
průtok kolony Meteoric Core C18 50x2,1 mm ID (ml/min). .
2.7 μm
Tab. – Základní parametry skleněných kolon YMC Meteoric Core Obrázek struktury částice
0.5 μm
UHPLC kolony Meteoric Core se vyrábějí ve třech provedeních: Meteoric Core C18 a Meteoric Core C8 s velikostí pórů 80A a Meteoric Core C18 BIO s velikostí pórů 160A. Všechny mají vícenásobný end-capping a mají široký rozsah pH (1,5 až 10 pro fázi C18 a 1,5 až 9 pro fázi C8). Kolony mají nízkou krvácivost a jsou vhodné pro LC/MS aplikace. Účinnost kolon Meteoric Core C18 je ekvivalentní plně porézním kolonám s částicemi menšími než 2 µm. Lze však s nimi pracovat v širším rozsahu průtoků (viz Obr. 2).
Verze
Teplotní rozsah [°C]
Materiál pístu
Těsnění
Frita
ECO AB
4–40
POM
Viton/ EPDM
Porézní sklo (ID 10–50 mm)
ECO SR
4–40
PVDF
YMC-BioPro Chromatografie s iontovou výměnou (IEX) se hodně využívá pro analýzu a purifikaci biomolekul. Kolony YMC-BioPro byly speciálně vyvinuty pro separaci proteinů, peptidů a nukleových kyselin. Základem jsou 5 µm plně porézní polymerní částice (YMC-BioPro QA/SP) a neporézní částice
0.025
plně porézní C18 5 μm
HETP (mm/patro)
0.020
0.015
plně porézní C18 3 μm 0.010
plně porézní C18 (<2 μm) kolona Core-Shell (<2 μm) značka G6
kolona Core-Shell (<2 μm) značka I14
0.000 1
2
3
4
5 6 7 lineární rychlost (mm/s)
8
9
průtok kolony Meteoric Core C18 50x2,1 mm ID (ml/min).
14
Chromservis_biochrom.indd 14
10
Příkladem vysoké kapacity kolon YMC-BioPro QA je porovnání výtěžnosti s kolonami Mono Q (GE Healthcare). U kolon YMC byla prokázána výtěžnost 95 % a eluované množství 120 mg/ml gelu (více než trojnásobek porovnávané kolony).
Skleněné kolony ECO/ECOPlus
Skleněné kolony jsou vyráběny přesným obráběním a jsou opatřeny speciálním uzavíracím šroubením, které je bezpečné a lze s ním jednoduše a rychle manipulovat. V případě požadavku chlazení se dodávají s dvojitým pláštěm.
Meteoric Core C18 2.7 μm
0.005
Nerezová ocel (ID 70–80 mm)
Tyto kolony jsou určeny pro všechny typy gelů používaných v biochromatografii. Jejich tlakový limit je 5 až 30 bar (80 bar pro ECOPlus). Skleněné kolony se vyrábějí v různých variantách: s jedním nebo se dvěma nastavitelnými písty, typu AB pro vodné pufry, typu SR vhodným pro organická rozpouštědla a lze je používat pro normální i reverzní chromatografii.
Obr. 2 – Van Porovnání lineární rychlosti a účinnosti kolon Deemterovy křivky: porovnání mezi lineární rychlostí a účinností kolony
0
Kalrez
Polyetylen (ID 70–80 mm) Porézní sklo (ID 10–50 mm)
11
Mgr. Luděk VLK, Chromservis s.r.o.,
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:10:16
www.biotrade.cz
Budete koukat jako pug!
Nevybavíme Vám laboratoř od A do Z. Jsme totiž odborníci přes:
Bioreaktory
Od 0,2 do 500 litrů prac. objemu ve verzích pro bakterie i tkáňové kultury. Speciální verze pro kultivaci pevných látek a fermentaci algae. Vždy pod dohledem programu IRIS 6.
Třepačky
Orbitální třepačky pro temperované místnosti, nebo rovnou s vlastní komorou. Nejvyšší kapacita baněk v každé třídě. Všechny třepačky s oblíbenou adhezivní páskou Sticky Stufftm.
Lyofilizátory
Od 0,3 m2 do 25 m2 s řadou možností determinace míry vysušení produktu, řídícím SW a konfigurací na míru produktu.
Odstředivé odparky
Centrifugační odparky a koncentrátory pracující v plně automatickém režimu bez nutnosti zásahu uživatele. Velká nabídka rotorů, baněk a schopnost koncentrace i vysoce agresivních látek.
Ve spolupráci s našimi výrobci jsme schopni Vám nabídnout sestavení individuální konfigurace podle potřeby Vaší aplikace, rychle dostupný a kvalitní servis, aplikační podporu v podobě školení, webinářů, aplikačních listů a tipů pro maximální využití přístroje pro výzkum nebo výrobu.
CHROMATOGRAFIE
NOVÉ KOMPAKTNÍ KAPALINOVÉ CHROMATOGRAFY V PORTFOLIU FIRMY SHIMADZU: PROMINENCE-i A NEXERA-i „i-série“ Takzvaná „i-série“ byla vyvinuta pro pokrytí aplikací od běžné vysokoúčinné až po ultra vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii a představují ji dva přístroje – Prominence-i a UHPLCsystém Nexera-i. Analýzy s vysokou rychlostí, jednodušší přenos metod, minimalizovaný dopad na životní prostředí a snadná údržba – to je pouze pár z mnoha nových vlastností této produktové řady.
než 0,0025 %) zlepšují spolehlivost dat, speciálně pro analýzy vzácných biologických vzorků a přímé analýzy koncentrovaných vzorků. Obr. 2 – Schéma nových chromatografů
Maximální spolehlivost a stabilita Rafinované využití. Kontrolní panel s barevným dotykovým LCD displejem dovoluje obsluze zacházet s přístrojem bez ohledu na úroveň zkušeností. Snadno a spolehlivě lze provést rutinní údržbu pouhým následováním instrukcí na obrazovce.
Ačkoliv se jedná o kompaktní LC systém, „i-série“ podporuje řadu aplikací v závislosti na volbě detektoru. Základní systém dává na výběr mezi UV-VIS detektorem a detektorem s fotodiodovým polem (PDA). Ale je možné přidat i fluorescenční, refraktometrický či ELSD detektor, pokud je třeba. Inovativní a vynikající výkonnost „i-série“ podporuje specifické aplikační požadavky. Velkokapacitní kolonový prostor umožňuje vyhřívání až do 85 °C. Metoda nucené cirkulace vzduchu zvyšuje teplotní stabilitu kolon. Maximální provozní teplota 85 °C dovoluje vysokoteplotní analýzy, jako jsou analýzy cukrů. Do tohoto prostoru můžete umístit až 3 kolony 30 cm dlouhé nebo 6 kolon 10 cm dlouhých.
Vynikající stabilita základní linie bez vlivu okolních podmínek. UV/VIS detektor a PDA detektor využívá duální teplotní kontrolu měřicí optiky i cely a umožňuje měření se stabilní základní linií i při velké fluktuaci teploty v místnosti.
Pumpa s kvarterním gradientem. Mikropíst o objemu 10 µl zajišťuje přesný kvarterní gradient. Lze ho doplnit i o přídavný přepínací ventil mezi mobilními fázemi, rozšířit tak výběr na sedm solventů a využít je navíc například pro oplach jehly v automatickém dávkovači.
Automatický dávkovač zvyšuje spolehlivost dat a poskytuje tak vynikající reprodukovatelnost pro nízké objemy nástřiku i pod 1 µl. Velká šíře lineárního rozsahu a ultra nízký přenos vzorku mezi analýzami (méně
Podpora rychlejších analýz. Mixér s menším objemem a vyšší efektivitou a optimalizovaný mrtvý objem systému podporuje vysokorychlostní aplikace již existujících metod. Tlaková odolnost Nexery-i navíc
Obr. 1 – Nová „i-série“
16
Shimadzu.indd 16
Příkladem využití „i-série“může být metoda analýzy Bepotastinu použitá pro vysokorychlostní aplikaci na Prominenci-i nebo také metoda simultánní analýzy cefemových antibiotik s vysokou rychlostí a vysokou účinností separace aplikovaná na Nexeře-i.
„i-série“ řeší velké množství aplikací
Přístroje „i-série“ splní nebo překonají veškerá vaše očekávání pro robustnost a spolehlivost. Mají navíc nové funkce, jako například vzdálené sledování přístrojů pomocí chytrých zařízení (smartphony a tablety) nebo další funkce pro rychlé a snadné vytvoření sekvence. „i-série“ najde široké využití pro analýzy a konfirmaci syntetických látek zahrnující vývoj a optimalizaci metod, testování disoluce generických léčiv a dálkové řízení procesu vývoje nových léčiv.
dovoluje jak vysokou rychlost analýzy, tak i výbornou separaci.
Farmacie. „i-série“ podpouje širokou škálu HPLC aplikací ve farmaceutickém průmyslu, od identifikace a zkoušek čistoty v průběhu vývoje léčiv až po testování nečistot a kvantitativní stanovení na výrobních a kontrolních odděleních. Potraviny a nápoje. „i-série“ podporuje také širokou škálu HPLC aplikací v oblasti potravin a nápojů, jako jsou analýzy složení a analýzy toxických látek. Systém s PDA detektorem je ideální pro analýzy syntetických barviv. Kvalitativní analýzy pomocí UV spektra a citlivá a simultánní kvantifikace pomocí přepínání vlnových délek jsou možné. Lze přidat i wolframovou lampu a syntetická barviva a jiné substance je pak možné měřit v oblasti delších vlnových délek a s vysokou citlivostí. Chemikálie. „i-série“ podporuje také širokou škálu HPLC aplikací v oblasti cheObr. 3 – Analýza syntetických pigmentů
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:11:37
CHROMATOGRAFIE
mického průmyslu od malých molekul až po polymery. Jelikož „i-série“ disponuje kolonovým prostorem až pro třiceticentimetrové kolony a umožňuje i přidání RI detektoru, lze provádět GPC analýzy hydrofobních polymerů a dalších materiálů.
Prominence-i GPC systém Analýza polymerů pomocí více detektorů. Obecně je pro GPC analýzu hydrofobních polymerů používán refraktometrický detektor. Pokud jsou obsažena i stopová množství aditiv s UV-absorpcí, je pak komplementárně používán i UV-detektor nebo PDA detektor nabízející detekci s vysokou citlivostí. Použitím Prominence-i (PDA model), LabSolutions pracovní stanice a LabSolution GPC softwaru je možné simultánně provádět měření distribuce velikosti molekul hlavní složky polymeru s využitím výsledků z RI detektoru a kvantitativní a kvalitativní analýzu aditiv se stopovou koncentrací využitím výsledků z PDA detektoru. Shimadzu_Tschechien.qxd
28.08.2013
Realizace moderní laboratoře
11:58
S „i-sérií“ a chromatografickým softwarem LabSolutions nabízí Shimadzu nový vztah mezi operátorem a analytickými instrumenty. Data získaná pomocí „i-série“ jsou odesílána do datového centra pomocí sítě LabSolutions a řízena jednotně pomocí se-
veru. Potvrdit data tak lze přímo z kanceláře nebo prostřednictvím „chytrých“ zařízení ke sledování aktuálního stavu chromatogramu odkudkoliv. ICM (Interaktivní komunikační režim) uvolní operátory přístrojů z laboratoře. Nové ICM umožní operátotrovi upravovat a odstartovat metody a sekvence z „i-série“. Tyto metody a sekvence jsou synchronně uploadovány do LabSolutions. Také umožňuje provádět rutinní operace, jako je proplachování mobilních fází, i když jste daleko od Vašeho počítače. Vzdálené sledování bez ohledu na provozní postředí. Ověřte si provozní status „i-série“ z „chytrého“ zařízení, aniž byste použili jakýkoliv speciální sofware. S touto vlastností můžete sledovat aktuální stav systému a chromatogramů odkudkoliv.
Dosažení snadnějšího ovládání Analytické okno v LabSolutions nabízí uživatelské rozhraní podobné tomu, jak je Uhrzobrazuje Seite 1 kontrolní panel na „i-sérii“. To dovoluje tvořit analytické metody pomocí stejných kroků jako na kontrolním panelu „i-série. Navíc ovládání pomocí ikon umožňuje různé druhy operací, jako je vypnutí/zapnutí pump a kolonového termostatu, automatický proplach a tvorba sekvence.
Funkce rychlé tvorby sekvence zjednodušuje proces tvorby sekvence. Okno pro rychlou tvorbu sekvence zobrazuje „rack“ pro vzorky, které jsou aktuálně v systému. Můžete tvořit sekvence a přitom kontrolovat pozici vzorku.
Chytré funkce zvyšují efektivitu práce Důkaz, že systém stále pracuje ve stabilním stavu. S funkcí „auto-validace“ kdokoliv může provádět snadný postup pro přezkoumání stability, průtok pumpy, správnost vlnové délky, správnost absorbance, správnost gradientu, přítomnost driftu/šumu a další parametry. Navíc funkce „system check“ automaticky provádí rutinní zkoušku před použitím přístroje a tvoří zprávu s výsledky svojí diagnostiky a také zaznamenává údaje o stavu a použití spotřebních dílů (např. objem čerpaných mobilních fází, počet nástřiků v automatickém dávkovači, počet nasvícených hodin lampy v detektoru). Všechny výše uvedené vlastnosti přístrojů z řady „i-série“ dokazují, že budou vynikajícími a spolehlivými pomocníky pro analytickou práci v laboratořích. Mgr. Martina HÁKOVÁ, Shimadzu Handels GmbH – organizační složka,
[email protected], www.shimadzu.cz
Detekujte více. Objevujte více. Shimadzu představuje nové LCMS-8050. Mimořádná citlivost v nejrychlejším hmotnostním spektrometru s trojitým kvadrupólem na světě. Rychlost a citlivost, které nemají srovnání.
www.shimadzu.cz
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Shimadzu.indd 17
17
29.9.2014 7:11:37
INSTRUMENTACE
ANALYTICKÉ PŘÍSTROJE METROHM PRO FARMACEUTICKÝ PRŮMYSL Nároky a požadavky zákazníků po celém světě na kvalitu a bezpečnost produktů stále rostou. Proto je nutné, aby instrumentace i metody umožnily detegovat stopové a ultrastopové koncentrace požadovaných složek. Švýcarská společnost Metrohm AG patří celosvětově mezi vedoucí výrobce precizních přístrojů pro chemickou analýzu. Ve svých laboratořích vyvíjí aplikace šité zákazníkům na míru, které pomáhají zabezpečovat kvalitu jejich výrobků či sledovat kontrolu vstupních a výstupních produktů v souladu s příslušnými předpisy a normami. Uživatelé jejích přístrojů se tak mohou spolehnout na kvalifikované specialisty, kteří nabízejí kompetentní podporu jak pro stávající aplikace, tak i pomoc při zavádění aplikací nových. Jako jediná může například nabídnout ovládací a databázové softwary pro titraci a iontovou chromatografii v několika jazycích včetně jazyka českého. Metrohm nabízí všechny produkty pro iontovou analýzu pod jednou střechou. V jejím portfóliu naleznete pH metry, vodivostní moduly, Karl Fischer i potenciometrické titrátory, iontové chromatografy, elektrochemické analyzátory a polarografy, přístroje pro stanovení oxidační stability a nově také NIR spektroskopy. Klienti mohou kdykoliv požádat o bezplatné zapůjčení DEMO přístroje přímo do svých laboratoří a sami se přesvědčit o kvalitách těchto produktů.
Profesionální analytická řešení pro farmaceutický průmysl Autority po celém světě dbají na to, aby
kvalita i čistota produktů farmaceutického průmyslu byly na velmi vysoké úrovni. Standardy jsou popsány v oficiálních lékopisných sbírkách uznávaných farmaceutických pravidel a zajišťují ochranu spotřebitelů před nekvalitními nebo nebezpečnými výrobky. Měřicí a testovací postupy využívané v souvislosti s testováním léčiv slouží k identifikaci léčiv a určují, zda můžou být uvedena na trh. Spolehlivé přístroje a metody jsou požadovány ke garanci dodržování těchto striktních standardů kvality a bezpečnosti. Farmaceutický průmysl je jedním z nejdůležitějších odvětví, ve kterém Metrohm může svým zákazníkům nabídnout spolehlivá řešení v souladu s oficiálními směrnicemi kontroly kvality výrobku a jeho schválení dle lékopisných předpisů. Metrohm je kvalifikovaným partnerem, jak pro všechny chemicko-farmaceutické analytické problémy, tak i pro validaci analytických metod.
Stanovení účinných látek, pomocných substancí a nečistot ve farmacii Farmaceutická analýza zajišťuje informace o identitě, čistotě, složení a stabilitě výchozích produktů, pomocných (neaktivních) látek a aktivních farmaceutických substancí (API). Rozlišuje se mezi analýzou čistých aktivních farmaceutických látek používaných k léčení, zmírnění, zabránění nebo identifikaci nemocí (analýza aktivních ingrediencí) a analýzou podávaných léčivých přípravků (analýza léčiv). Léčiva se
Tab.1 – Ukázka testovacích metod uvedených v monografích USP-NF, u kterých lze využít přístroje Metrohm z různých oblastí portfólia Aplikace /Parametr
USP monografie
Množství citací dané testovací metody
Testovací metoda
Hodnota pH
USP <791>
V přibližně 1400 USP a 250 NF monografiích
Měření pH
Vodivost
USP <645>
Ultračistá voda
Měření vodivosti
Různé pomocné látky
USP <541>
V přibližně 250 USP a 130 NF monografiích
Titrace
Obsah vody
UPS <921>
V přibližně 630 USP a 110 NF monografiích
Karl Fischer titrace
Různé API
Různé API Různé pomocné látky Aminokyseliny Různé API Thiomersal Těžké kovy Různé parametry
18
Metrohm.indd 18
Method I USP <621> USP <1065> USP<1052>, Method I USP <801>
V přibližně 58 USP a 13 NF monografiích Ve 3 NF monografiích V 5 USP monografiích V 8 USP monografiích
USP <341> USP <232>, <233>
Iontová chromatografie
V 8 USP monografiích
V přibližně 780 USP a 230 NF monografiích
USP <1119>
Různě
Polarografie
Spektroskopie blízké infračervené oblasti
vyskytují v různých formách (masti, tinktury, pilulky, krémy, infuze, kapky, čípky, …) a obsahují farmaceuticky aktivní substance a alespoň jednu neaktivní substanci. Nečistoty mohou být do léčiva vneseny především během syntézy aktivní substance a obvykle jsou monitorovány jak podle směrnic ICH (International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use), tak i podle lékopisů. Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) jsou detailně uvedeny specifikace a testovací metody pro běžně užívané aktivní i pomocné látky v národních lékopisech více než 38 zemích světa, včetně amerických (USP) i evropských lékopisů (Ph.Eur.). Lékopisy jsou oficiální kompendia popisující zákonné požadavky týkající se identity, složení, kvality, čistoty, balení, uchovávání a označení aktivních farmaceutických látek a jejich produktů používaných pro farmaceutické účely. Lékopisy jsou nezbytné pro toho, kdo vyrábí, testuje a prodává léčivé přípravky. Metrohm nabízí širokou škálu přístrojového vybavení, díky kterému lze farmaceutické produkty kontrolovat dle daných lékopisných předpisů (viz ukázka některých testovacích technik níže v tab. 1) Kromě výše zmíněných metod Metrohm nabízí také plně automatizované systémy pro předúpravu vzorku, dále přístroje ke stanovení oxidační stability v mastech a krémech nebo analýzu elektroaktivních léčiv pomocí elektrochemie.
Spektroskopie v blízké oblasti infračerveného spektra Nejnovějším přírůstkem do produktového portfólia společnosti Metrohm je spektroskopie v blízké oblasti infračerveného spektra (Near-infrared spectroscopy – NIRS). NIR oblast tak z jedné strany navazuje na viditelnou oblast, z druhé pak na střední infračervenou oblast (MIR). Tato technika je založena na absorpci záření hmotou a molekulové vibrace jsou indukované v blízké infračervené oblasti magnetického spektra (800–2500 nm). Hlavní absorpční pásy funkčních skupin chemických látek jsou umístěny oblasti MIR a jsou velmi silné. Harmonické absorpční pásy v kombinaci se základními molekulovými vibracemi nalezneme v blízké oblasti infračerveného spektra (NIR). Tyto pásy jsou výrazně slabší, a tím umožňují přímá měření bez nutnosti předúpravy vzorku a zároveň poskytují velké množství informací o jeho chemických a fyzikálních vlastnostech. Nejsilnější overtone absorpce v NIR oblasti projevují sloučeniny s -OH, -CH, -NH a -SH vazbami. Jelikož
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:12:31
INSTRUMENTACE
NIR spektrum reprezentuje výsledky mnoha překrývajících se absorpčních pásů, bývá toto spektrum vyhodnocováno s využitím chemometrických metod. NIR Spektroskopie se dá využít v různých oblastech farmaceutického průmyslu, od kontroly vstupních materiálů (např. kontrola čistoty, chemických a fyzikálních vlastností farmaceutických složek či pomocných látek), dále k inline stanovení vody a rozpouštědel v prášcích a granulátech, ke kontrole konce sušicího procesu nebo i kontrole zbytkové vody ve zmražených či sušených produktech. NIR spektroskopie je velkým pomocníkem také při kontrole složení finálních produktů (krémy, gely, roztoky, tablety, kapsle,…), neboť je potřeba vynaložit mnohem menší úsilí ve srovnání s referenčními metodami jako je např. HPLC. NIR Spektroskopie – velké množství parametrů v jedné analýze NIR spektroskopie nabízí množství výhod proti klasickým analytickým metodám na mokré cestě a pouze jednou jedinou analýzou může být stanovena pestrá škála parametrů. NIR spektroskopie je ekonomická a rychlá, umožňuje neinvazivní a nedestruktivní kvantitativní i kvalitativní analýzu. NIRS je nepostradatelnou analytickou technikou, která může být využita v průběhu
celého výrobního procesu od kontroly vstupních materiálů až po kontrolu kvality hotových produktů. NIR spektroskopie splňuje velké množství mezinárodních lékopisných předpisů např. USP, Eu. Phr. a JP.
Obr. 2 – NIRS XDS SmartProbe Analyzer Metrohm
Obr. 1 – NIRS XDS MultiVial Analyzer Metrohm
NIR Spektroskopie – analýza přímo přes obal
NIR Spektroskopie – rychlé řešení pro jakoukoliv matrici vzorku NIR spektroskopie nevyžaduje žádnou předúpravu vzorku a poradí si i s různorodými matricemi vzorků. Např.: – prášek a granulát, – tablety a kapsle, – krémy a gely, – roztoky a suspenze, – polymerní filmy, – lyofilizované vzorky.
Pomocí NIR Spektroskopie můžete dokonce provádět jednotlivá stanovení i přes transparentní obaly, jako je sklo nebo různé druhy fólií. Tato vlastnost je atraktivní hlavně pro kontrolu vstupních materiálů nebo naopak ke kontrole finálně balených produktů. Práce s NIR Spektroskopy je ve skutečnosti tak jednoduchá, že může být používán přímo v lékárnách nebo zákaznických kancelářích. Ing. Petr MAJZLÍK, Ph.D., Metrohm Česká republika s.r.o.,
[email protected], www.metrohm.cz
NOVÝ SYSTÉM PRO MODERNÍ STRUKTURÁLNÍ ANALÝZU PROTEINŮ – ZETASIZER HELIX Malvern Instruments právě uvádí na trh nový Zetasizer Helix – výkonný nástroj pro prvotní fázi biofarmaceutického vývoje, který umožňuje detailní studium mechanismů agregace proteinů. Tento nový systém kombinuje přední průmyslovou technologii dynamického rozptylu světla (DLS) Zetasizer pro měření velikosti proteinů a dalších biomolekul, s Ramanovou spektroskopií. Ramanova spektroskopie umožňuje monitorování změn v sekundární a terciární struktuře proteinů. Kombinace DLS a Ramanovy spektroskopie umožňuje měření velikosti proteinů a struktury z jediného malého objemu vzorku a poskytuje unikátní náhled na zavinutí, rozvinutí, agregaci, aglomeraci a oligomeraci proteinů. Tyto podrobné informace podporují efektivní aplikaci Quality by Design (QbD) i účinný vývoj biologicky podobných látek.
ho rozptylu světla s Ramanovou spektroskopií charakterizuje velké množství chemických, strukturálních a fyzikálních parametrů bioterapeutických proteinů za definovaných podmínek ve vysokých koncentracích až do 100 mg/ml a s použitím širokého rozsahu tlumivých roztoků a masťových základů. Měřené parametry zahrnují: sekundární a terciární strukturu proteinu, teplotu tavení, počáteční teplotu agregace, hodnoty entalpie přechodu, stejně jako sklon k agregaci a rozpustnost proteinu. Obr. – Zetasizer Helix
Ramanova spektroskopie poskytuje informace o rozvinutí proteinu monitorováním změn molekulárních vibrací, které jsou výsledkem změn v sekundární a terciární struktuře proteinu. Kombinace dynamickéCHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Metrohm.indd 19
Zetasizer Helix je nejnovější komercializovaný výrobek, který se objevil v Bioscience Development Initiative společnosti Malvern, spolupracující na výzkumném programu, jehož cílem je poskytovat řešení pro rozvíjející se potřeby biofarmaceutického průmyslu. Klíčovou prioritou v tomto průmyslu je dosáhnout většího porozumění a kontroly nad postupem přípravy preparátů, potřebou podnícenou rostoucím akceptováním QbD (Quality-by-Desing). Nový přístroj Zetasizer Helix umožní uživatelům studovat vliv fyzikálně-chemických parametrů prostředí a technologických procesů na strukturní změny proteinů v roztocích i komplexních matricích. Tyto změny se v makroměřítku mohou projevit ztrátou aktivity, oligomerizací, agregací a následnou precipitací, což má zásadní vliv na kvalitu finálních preparátů. Zetasizer Helix umožňuje využití principu QdB pro optimalizaci technologických parametrů přípravy proteinových preparátů. Ing. Jiří HRDLIČKA, ANAMET s.r.o.,
[email protected]
19
29.9.2014 7:12:31
LABORATORNÍ TECHNIKA
NOVÁ ŘADA DISOLUČNÍCH ZAŘÍZENÍ Xtend™ Dissolution Line Skupina SOTAX Group, přední světový výrobce přístrojů pro zkoušky disoluce, automatickou přípravu vzorků a zařízení pro fyzikální testy ve farmaceutickém průmyslu, uvádí na trh novou řadu disolučních zařízení Xtend™ Dissolution Line. Nový Xtend™ koncept se skládá z jednotlivých standardizovaných modulů, jako je AT disoluční lázeň, čerpadlo CP, filtrační stanice FS a sofistikovaná vzorkovací stanice SAM, které lze různě kombinovat a sestavit tak přístroj o požadované míře automatizace – od manuální lázně až po polo- či plně automatický systém. Bez ohledu na zvolenou konfiguraci jsou všechny moduly a komponenty řady Xtend™ velmi robustní, jelikož byly navrženy za podmínek splnění 24 hodinového chodu. Srdcem řady Xtend™ Dissolution Line je disoluční lázeň AT. Ať již bude použita jako manuální zařízení nebo bude sloužit jako základ automatického systému, vždy bude schopna pracovat i v nejnáročnějších prostředích. Xtend™ koncept vychází z úspěšných předešlých disolučních systémů SOTAX AT 7/AT 7smart. Jeho konstrukce v sobě spojuje kvalitní, odolné
Obr. – Disoluční jednotka AT
nádobách. Videokamery lze nastavit na potřebnou výšku a ohniskovou vzdálenost dle potřeby zaměření.
komponenty a nejmodernější technologii, čímž je zabezpečena každodenní reprodukovatelnost podmínek testu.
Technologie CenterView™ Disoluční lázeň AT je nově variabilní pro 6 až 8 disolučních nádob a představuje nový standard pro rychlou a snadnou práci. Současně přináší novou dimenzi v možnostech monitoringu průběhu disolučních testů v laboratořích R&D a QC kontroly při OOS řešení pomocí CenterView™. Technologie CenterView™ poskytuje díky videokamerám umístěným ve středu lázně dokonalou vizualizaci a záznam procesu uvolňování testovaných látek v jednotlivých disolučních
Vybavte se na zítřek: Xtend™ Snadno zvládnete narůstající pracovní tempo a zjednodušíte si metody přenosu z R&D na QC pomocí Xtend™ Dissolution Line. Xtend™ standardizované moduly jako je AT disoluční lázeň, čerpadlo CP, filtrační stanice FS a sofistikovaná vzorkovací stanice SAM lze různě kombinovat a kdykoliv rozšířit na požadovaný stupeň automatizace – od manuální až po polo- či plně automatický systém.
Další předností disoluční lázně AT je systém „AutoComplience™“ se zajištěním fixní délky tyčí a fixní pozice disolučních nádob bez nutnosti dodatečného a zdlouhavého seřizování, které běžně obsluha provádí. Umístění disolučních nádob je vyřešeno systémem rychlospojek. Vertikální mechanismus uzavření lázně lze ovládat manuálně nebo automaticky, čímž se práce na zařízení velmi zjednodušuje.
Panel EasyTouch™ pro snadnou obsluhu přístroje Další předností této lázně je její vybavení jednoduchým a intuitivním dotykovým panelem EasyTouch™, který dovoluje snadné nastavení metody a provedení testu, konfiguraci jednotlivých uživatelů apod. Logické uspořádání menu s obrázkovými ikonami maximálně zjednodušuje práci obsluhy Xtend™ sestavy. Ing. Iva MARTINCOVÁ, SOTAX Pharmaceutical Testing s.r.o.,
[email protected]
Nová řada disolučních přístrojů Xtend Dissolution line ™
SOTA X Pharmaceutical Testing s.r.o. Průmyslová 1306/7 | 102 00 Praha 10 | Česká republika T: +420 246 039 260 |
[email protected] | www.sotax.com
20241.009.003G_Xtend_ChemicalMagazine_180x130.inch-final.indd
Sotax_v2.indd 20
1
04.09.14 14:18 CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:13:14
LABORATORNÍ TECHNIKA
INOVATIVNÍ TECHNOLOGIE MÍCHÁNÍ: LÉPE VYHOVÍ ROSTOUCÍM NÁROKŮM MODERNÍCH LABORATORNÍCH PROCESŮ A POMŮŽE OPTIMALIZOVAT KONTROLU KVALITY Hlavním cílem míchání u laboratorní techniky je, aby se dosáhlo požadované homogenity nové látky. V ekonomickém a technickém procesním náhledu doba míchání a množství vydané energie hraje velice důležitou roli. Použití technologie míchání prostupuje téměř všechna odvětví průmyslu, jako je např. farmacie, biotechnologie, elektrotechnika, lepicí technika a technologie kompozitních materiálů, při výrobě laků a barev. Látky, které mají být smíchány, mohou být různého charakteru: od velmi řídkých či velmi viskózních až po pasty a prášky. To vede k různým nárokům, ba až k výzvám na aktuální technologii míchání. Cílem procesu míchání je obecně vytvářet homogenní produkt bez bublin. Tato technologie by měla být snadno použitelná a měla by dobře reprodukovat výsledky. Na druhé straně vede výše popsaná rozmanitost míchání materiálů k velmi specifickým požadavkům na techniku mixéru.
Velkou výhodou je především krátká doba míchacího procesu a absolutně reprodukovatelné výsledky. Hauschild SpeedMixer™ disponuje širokou škálou uplatnění a je zvláště charakterizován svým naprosto všestranným použitím. Mezi ně patří především použití ve výzkumných a vývojových laboratořích a oddělení kontroly kvality. Důležitou roli hraje také při produkci malých množství vysoce hodnotných materiálů v různých průmyslových odvětvích. Speedmixer™ najde své použití mimo jiné především v následujících příkladech: – výroba a vývoj silikonů, – barvy, laky a bezpečnostní barvy, – pigmenty, oxidy železa,
Příklady již osvědčeného použití zařízení SpeedMixer™: – vmíchání účinných přísad v práškové formě do silikonu (jako jsou těsnicí kroužky pro kardiostimulátory, sondy nebo umělé srdce), – zpracování účinných přísad a léčiv do vysoce viskózních mastí, např. při nemožnosti delšího skladování léků (poté takto smíchané masti mohou být připraveny bezprostředně před potřebným použitím), – míchání v kapslích společnosti Eppendorf, – při výrobě epitéz, které se vyrábějí z barevného silikonu. Obr. 1 – Silikon a oxid titaničitý před smícháním
– výzkum a vývoj LED techniky, – lepidla zpracující průmysl a výrobci, – vysoké školy a ústavy,
Tyto výše uvedené základní požadavky definuje design a technologie zařízení Speedmixer™ od společnosti Hauschild & Co KG ze Spolkové republiky Německo. Společnost vyrábí inovativní míchací zařízení, jejichž činnost je založena na základě dvojí rotace míchací nádoby. Odtud vychází také název „Dual Asymmetric Centrifuge“ (duální asymetrická odstředivka). Tato kombinace odstředivých sil působících v různých směrech umožňuje velmi rychlé a homogenní míchání. Precizní konstrukce a vyvážení každého výrobku společnosti Hauschild navíc zajišťuje velice tichý chod.
– kosmetika,
Obr. 1 – Hauschild SpeedMixer™
a mnoha dalších.
– farmacie, – lékařské přístroje, – optoelektronika, – zubní laboratoře, – keramika, – letecký a kosmický průmysl, – automobilový průmysl a jeho dodavatelské složky,
Obr. 2 – Homogenizace asi po 45 vteřinách míchání
– epoxidové pryskyřice, – polyuretan (používá se v barvách, u nátěrových hmot či lepidel),
Vysoká preciznost a přesná reprodukovatelnost výsledků pro použití v biotechnologii / lékařské technice V biotechnologii nebo v lékařské a biologické oblasti najde přístroj Speedmixer™ své využití především v oblasti výzkumu a vývoje. Největší výhody zařízení leží v rychlé a efektivní reprodukovatelnosti míchaného produktu, tj. zajištění konstantních vysoce kvalitních výsledků práce. Velmi významná vlastnost zařízení je ta, že těkavé látky a drahé přísady je možno vyrábět v malých množstvích bezprostředně před použitím. Takže žádné přísady neztratí na svých vlastnostech a účinnost výrobku je pak optimální. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Speedmixer.indd 21
Obecně platí, že přístroj SpeedMixer™ je především široce používán v citlivých oblastech zdravotnické techniky, kde např. pomocné látky, jako jsou pojiva apod., musí být především velmi čisté, a tudíž čistý mísicí proces je základním požadavkem výroby. Více se dozvíte na www.speedmixer.cz. Příklady použití pak na www.speedmixer. de/cz/videos.html. Mgr. Ondřej ZDRÁHALA, Výhradní zastoupení SpeedMixer™ pro ČR a SR,
[email protected]
21
29.9.2014 7:14:00
LABORATORNÍ TECHNIKA
NOVÁ GENERACE VYSOKOOTÁČKOVÝCH CENTRIFUG – JEŠTĚ JEDNODUŠŠÍ OVLÁDÁNÍ, JEŠTĚ BEZPEČNĚJŠÍ Firma TRIGON PLUS spol. s r.o. úspěšně uvedla na český trh novou řadu výkonných velkokapacitních vysokootáčkových centrifug z produkce světového lídra v oblasti vědeckých laboratorních přístrojů značky Thermo Scientific. Centrifugy Thermo Scientific Sorvall LYNX® SuperSpeed jsou obrovským přínosem především ve sdílených laboratořích, kde díky propojení níže uvedených funkcí zajišťují vysokou produktivitu, bezpečnost a spolehlivost. „Současní moderní vědci vyžadují výkonné centrifugy se zjednodušenou obsluhou, aby byly dobře využitelné pro různé uživatele s odlišnou úrovní zkušeností a nejrůznějšími požadavky na zpracování vzorku,“ říká Maurizio Merli, produktový ředitel sekce centrifugace Thermo Scientific. „Naše nové odstředivky Sorvall LYNX® SuperSpeed výrazně zjednodušují vysokootáčkové centrifugace při současném zvýšení bezpečnosti uživatele. Dosahujeme toho převratnými technologickými vylepšeními, jako jsou například rychle vyměnitelné rotory systémem Auto-Lock®, okamžitá identifikace rotoru Auto-ID® a využití uhlíkových vláken v konstrukci rotorů.“ Obr. 1 – Centrifuga Sorvall LYNX® SuperSpeed, krytování rotorů ClickSeal®
zařízení. Velký dotykový displej je přehledný, snadno a intuitivně ovladatelný. Pro ještě jednodušší a bezpečnější ovládání je možné přímo na displeji shlédnout různé video-návody, jako je například: jak přihlásit uživatele pod přístupovým heslem, jak postupovat při výměně rotoru či jak využít další programovací možnosti.
a je zřejmé, že uvedením této nové centrifugy na trh se k naplnění tohoto cíle opět významným krokem přiblížila. Dokládá to i ocenění získané na veletrhu LABOREXPO 2013 a během krátké doby již několik úspěšných bezproblémových instalací v ČR. Obr. 2 – Auto-Lock® systém upínání rotoru
V přehledu nyní uvádíme technologické inovace centrifugy Sorvall LYNX®, díky nimž urychlíte proces nastavení a použití, aniž byste znejistěli pochybnostmi o bezpečnosti vás nebo vašeho vzorku: – díky automatickému upínacímu systému Auto-Lock® vymění obsluha rotor stiskem jednoho tlačítka za méně než 3 sekundy, bez použití jakéhokoliv jiného nástroje. Rotor je automaticky a bezpečně zajištěn tak, aby se při běhu neuvolnil (obr. 2), – funkce Auto-ID® identifikuje rotor ihned po vložení, čímž automaticky předvybere pouze procesy vhodné a bezpečné pro vložený rotor. Ušetří tak čas, který jinak ztrácíte pochybnostmi o správnosti nastavení parametrů a starostí o bezpečnost a integritu vašich vzorků (obr. 3),
Obr. 3 – Auto-ID® identifikace rotoru po vložení
– antikorozivní Fiberlite® rotory z uhlíkových vláken mají v porovnání s kovovými rotory vyšší chemickou i mechanickou odolnost, výrazně nižší hmotnost a vyšší životnost, – krytování rotorů systémem ClickSeal® – kryty s certifikátem „Bioconteiment“ lze uzavřít i jednou rukou v rukavicích, – uživatel jistě ocení, že tento přístroj není potřeba pevně upevnit k podlaze, čímž je usnadněna instalace a otevírá se možnost centrifugu volně přemístit podle potřeb laboratoře. Filosofií společnosti Thermo Scientific je vytvořit svět zdravější, čistější a bezpečnější
Pro bližší informace a ukázková videa navštivte www.thermoscientific.com/lynx. Zastoupení Thermo Scientific – TRIGON PLUS spol. s r.o.,
[email protected]
Obr. 4 – Přehled rotorů využitelných v centrifuze Sorvall LYNX®
Centrifuga Thermo Scientific Sorvall LYNX ® nabízí výkon až 100 000 x g a umožňuje zpracování vzorků v opravdu široké škále typů zkumavek, jako například v 50 ml kónických zkumavkách, mikrotitračních destičkách nebo i v 1l lahvích s maximální kapacitou až šest litrů. Tím dokáže vyhovět neustále se měnícím potřebám výzkumných, akademických či výrobních
22
Trigon.indd 22
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:14:48
INZERCE
www.trigon-plus.cz
mrazící a hlubokomrazící boxy
biohazardy, laminární boxy, izolátory
chladící boxy, kryo-technika
dekontaminační systémy
myčky, sušičky, autoklávy
bezodtahové digestoře
pipety, dávkovače, plast
centrifugy, ultracentrifugy promývačky, readery, dávkovače
přístroje pro přípravu čisté vody
přístroje pro molekulární biologii
termostaty a CO2 termostaty
gel-imaging a analýza
koncentrátory vzorků, lyofilizátory servis, validace, kalibrační laboratoř
oceněný exponát veletrhu LABOREXPO 2013 nová řada výkonných velkokapacitních vysokorychlostních centrifug z produkce Thermo Scientific
Sorvall LYNX SuperSpeed více informací se dočtete v článku uveřejněném v tomto vydání časopisu
www.thermoscientific.com/lynx
řešení pro vaši laboratoř
TRIGON PLUS spol. s r.o. Tel.: +420 272 680 190 E-mail:
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Trigon.indd 23
23
29.9.2014 7:14:49
LABORATORNÍ TECHNIKA
EZ-PRODUKTY PRO MIKROBIOLOGICKÉ LABORATOŘE EZ-produkty jsou inovované produkty pro usnadnění a zkvalitnění práce při membránové filtraci a stanovení biozátěže v mikrobiologické laboratoři. Skupina EZ-produktů společnosti Merck Millipore obsahuje EZ-Fit™ Manifold, nově EZ-Fit™ Filtrační jednotky, EZ-Pak® Dispenser Curve, EZ-Stream™ Pump a v neposlední řadě EZ-Fluo™ Rapid Detection System – v této kombinaci získáváte optimální sestavu pro provádění membránových filtrací a rychlé analýzy biozátěže vzorků. EZ-Fit™ Manifold usnadňuje membránové filtrace. Jeho jedinečný design využívá bajonetových spojů, které zajišťují flexibilitu sestavy a její sestavení i rozebrání bez použití nářadí. Malá výška výrazně zvyšuje uživatelský komfort. Přístup ke všem vnitřním plochám navíc umožňuje jejich snadné vyčištění, což pomáhá při prevenci tvorby biofilmu. Různé filtrační hlavy – všechny s bajonetovými spoji – činí EZ-Fit™ Manifold kompatibilním jak s různými typy jednorázových filtračních nálevek, tak i s nerezovými či skleněnými nálevkami pro opakované použití. V letošním roce došlo k rozšíření této skupiny produktů o EZ-Fit™ Filtration Unit, což jsou sterilní filtrační jednotky pro jednorázové použití, určené pro testování biozátěže kapalných vzorků, např. vzorků vody, mezioperačních vzorků i konečných produktů. Dalším členem této produktové skupiny je EZ-Pak® Dispenser Curve. Tento dávkovač zajišťuje bezdotykové dávkování sterilních membrán. Nový, vylepšený design umožňuje rychlé a pohodlné zakládání membrán. Pro zvýšení efektivity je možné tuto sestavu doplnit o EZ-Stream™ Pump. Odtékající kapalina prochází přes pumpu přímo do odpadu, čímž se eliminuje potřeba odpadní nádoby jako mezičlánku. Pumpa je konstruovaná pro tichý provoz a úroveň podtlaku splňuje požadavky ISO 8199. Rychlý detekční systém EZ-Fluo™ Rapid Detection System je určen pro rychlou detekci a stanovení úrovně mikrobiální kontaminace ve filtrovatelných vzorcích. Jedná se o nedestruktivní systém, který je založený na fluorescenčním barvení mikroorganismů.
EZ-Fit™ Manifold Zařízení EZ-Fit™ Manifold bylo konstruováno s cílem snížit rizika kontaminací a zároveň učinit filtrace pohodlnějšími. Snížení rizika falešných výsledků. Při filtraci vody, nápojů a jiných kapalin mohou být zbytková množství vzorku zachycena v nepřístupných oblastech filtračního zařízení. To může vést k tvorbě biofilmu, který eventuálně může způsobit falešně pozitivní
24
Merck.indd 24
výsledky testu. Jedinečná konstrukce zařízení EZ-Fit™ Manifold usnadňuje prevenci tvorby těchto biofilmů. Každá součástka může být vyjmutá bez použití nářadí. Všechny vnitřní plochy jsou přístupné a je možné je tedy snadno vyčistit. Pro zabránění zpětného toku kapaliny ze strany vakuového systému je do spojky pro připojení hadice integrován kontrolní ventil. Flexibilita systému. Hadice může být napojená na jakoukoliv stranu zařízení a to tak, aby to vyhovovalo z hlediska prostorové orientace. EZ-Fit™ Manifold je navíc kompatibilní s různými filtračními hlavami, které jsou uzpůsobené rychlému připojení a umožňují použití jednorázových filtračních nálevek i nálevek pro opakované použití. Filtrační hlava pro nálevky Microfil® je konstruovaná tak, aby zvýšila jednoduchost použití, snížila údržbu a omezila riziko kontaminace. Souvislý lem umožňuje snadný a bezpečný přenos membrány pinzetou. Jiná filtrační hlava se osazuje gumovou zátkou – v tomto případě je možné použití s Merck Millipore nálevkami Monitor 55Plus™, Microfil® V a Microfil® S. Další filtrační hlava je kompatibilní s nerezovými a skleněnými nálevkami a poslední, čtvrtá hlava, je speciálně určená pro nové jednotky EZ-Fit™ Filtration Unit. Jednoduchost použití. Součástí zařízení jsou dvoucestné ventily, které usnadňují jeho použití. Malá výška zařízení EZ-Fit™ Manifold zvyšuje uživatelský komfort, zvláště při práci v laminárních boxech. Výkyvný držák umožňuje jeho snadné umístění a stabilizaci i na nerovných plochách. Celková hmotnost 3-místného EZ-Fit™ Manifoldu je pouze 2,9 kg a je tedy možno jej snadno přenést tam, kde jej právě potřebujete. V souhrnu EZ-Fit™ Manifold nabízí: – čtyři různé filtrační hlavy pro použití jak jednorázových nálevek, tak i nálevek pro opakované použití a tím vysokou flexibilitu při volbě systému pro membránovou filtraci, – snadnou prevenci vůči tvorbě biofilmu, – rychlé připojení ke zdroji vakua, – nízkou konstrukci pro pohodlné použití v laminárních boxech.
EZ-Fit™ filtrační jednotky EZ-Fit™ filtrační jednotky urychlují a zpříjemňují membránovou filtraci kapalných vzorků. Navrženo pro optimální mikrobiální výtěžnost. Jednotky EZ-Fit™ Filtration Unit jsou navržené tak, aby byla zajištěná optimální mikrobiální výtěžnost. Odtoková mřížka a celá sestava od nálevky až po základnu jsou navrženy tak, aby po provedení filtrace vzorku byla membrána
zcela rovná. Po jejím přenesení na živné médium je celá filtrační plocha membrány v úplném kontaktu s povrchem živného média. Membrána nevytváří žádné vlnky či vrásnění, což přispívá k zajištění optimální mikrobiální výtěžnosti. Tvar a materiál, z něhož jsou vyrobeny filtrační nálevky, minimalizují ulpívání zbytků vzorku na povrchu – tím je zajištěno přefiltrování celého objemu vzorku přes povrch membrány. Inovativní provedení této sestavy zabraňuje netěsnostem a možnostem průniku vzorku kolem membrány, čímž získáváte jistotu, že se přefiltruje celý objem vzorku. Filtrační jednotky EZ-Fit™ Filtration Unit splňují mezinárodní standardy (EP/USP) a jsou v souladu s nařízeními pro testování vody. Obr. 1 – Filtrační jednotka EZ-Fit™
Snížené riziko kontaminace. Je důležité vybrat takovou filtrační jednotku, která zabrání kontaminaci vzorků během zpracování. Tvar filtračních jednotek EZ-Fit™ napomáhá snížit riziko kontaminace dvojím způsobem – souvislá hrana umožňuje bezpečný přenos membrány pomocí pinzety se sníženým rizikem náhodného dotyku filtrační plochy membrány a víčko může být během filtrace nasazené na nálevce. Zvýšení efektivity laboratorní práce. S ohledem na požadavky uživatelů a ergonomická vylepšení vyvinul Merck Millipore filtrační jednotky, které přinášejí nový standard ve smyslu „Easy to use“. Čirý, průhledný materiál nálevek usnadňuje pozorování průběhu i konce filtrace z jakéhokoliv úhlu. Ryska úrovně hladiny vzorku po celém obvodu nálevky znamená, že nemusíte přemýšlet nad pozicí umístění nálevky na filtrační hlavu. Tvar základny pod membránou usnadňuje přenos membrány pomocí pinzety. Sestava je koncipovaná tak, aby umožňovala sejmutí nálevky jednou rukou – to je možné při použití specifické filtrační hlavy pro EZ-Fit™ Filtration Unit v kombinaci se zařízením EZ-Fit™ Manifold. To umožňuje snadné čištění všech vnitřních částí – každou část zařízení je možné pouhou rukou sejmout
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:16:08
LABORATORNÍ TECHNIKA
a autoklávovat. Pro větší objemy vzorků jsou ideální nálevky o objemu 250 ml. Pro ušetření místa na pracovní ploše je možné skládat filtrační jednotky na sebe. Pro zvýšení efektivity laboratorní práce mohou být filtrační jednotky EZ-Fit™ Filtration Unit použity v kombinaci s ostatními produkty skupiny EZ-Family a kultivačními médii Merck Millipore, které jsou dostupné jak v dehydratované formě, tak i ve formě médií, připravených k přímému použití.
Obr. 2 – Skupina EZ-produktů společnosti Merck Millipore
Flexibilita. Po provedení filtrace vzorku může být membrána přenesená na agarové médium a následnou kultivaci. EZ-Fit™ filtrační jednotka může být rovněž použitá s kapalnými médii. Po přidání kapalného média se odstraní nálevka a filtrační jednotka se následně přemění na Petriho misku, která je připravená ke kultivaci. V souhrnu nabízejí EZ-Fit™ filtrační jednotky následující: – odtokové mřížky a celé sestavy od nálevek po základny zajišťující optimální mikrobiální výtěžnost, – jedinečný design nálevky zajišťuje přefiltrování celého objemu vzorku, – snížení rizika kontaminace membrány pinzetou na minimum, díky souvislé hraně umožňující jednoduché odebrání membrány, – 250 ml nálevky dovolují přefiltrování větších objemů vzorku.
EZ-Pak® Dispenser Curve EZ-Pak® Dispenser Curve poskytuje rychlejší a snadnější dávkování membrán: nově konstruovaný EZ-Pak® Dispenser Curve umožňuje nasazení krabičky s filtry za méně než 30 sekund. Po nasazení krabičky není nutné provádět žádné nastavení – membrány jsou automaticky nastavené do pozice pro perfektní dávkování. Rychlejší práce. Průmyslový infračervený senzor dovoluje bezdotykové dávkování membrány za méně než 1 sekundu. Není již zapotřebí stlačit páčku a riskovat kontaminaci. Membrána je nastavena do polohy umožňující její snadné odebrání a přenos pinzetou – celý proces můžete provádět jednou rukou. Díky své jedinečné konstrukci může být EZ-Pak® Dispenser Curve snadno přenášen mezi laboratorními stoly a jeho hladký tvar usnadňuje čištění. Flexibilita a kvalita. Široká rozmanitost EZ-Pak membrán s velikostí pórů od 0,2 µm po 0,8 µm, průměry 47 mm nebo 50 mm, bílou, černou nebo zelenou barvou pokrývá jakoukoliv aplikaci. V každém okamžiku máte dokonalý přehled o dávkovaných membránách, neboť všechny výše zmíněné údaje, včetně katalogového čísla, čísla šarže a čísla membrány, jsou vytištěné na každé pozici membrány. Poskytovaná kvalita filtrů je vyjádřená kontrolovanými parametry, uvedenými v certifikátu kvality.
Robustní provoz. Všechny komponenty dávkovače EZ-Pak® Dispenser Curve jsou voleny tak, aby zaručovaly dlouhodobé dávkování i při vysokém výkonu. Pomocí senzoru dochází k dávkování vždy pouze jedné membrány. Dávkovač je možné navíc použít bez zapojení do elektrické sítě: při plně nabité Li-ion baterii může být nadávkováno až 10 000 membrán. Přehled výhod dávkovače EZ-Pak® Dispenser Curve: – snadná instalace membrán, – infračervený senzor – bezdotykový provoz, – vysokorychlostní dávkování sterilních membrán, – přenos membrány jednou rukou, – snadná dekontaminace, – robustnost zařízení, – snadná manipulace – bateriový provoz, lehký a přenosný.
EZ-Stream™ Pump – vakuová pumpa speciálně konstruovaná pro mikrobiologické analýzy Díky svému kompaktnímu tvaru je pumpa ideální pro použití jak na laboratorním stole, tak i v laminárním boxu, kde díky svým rozměrům (š 20 cm x d 17 cm x v 22 cm) nezabere příliš místa. Vakuum je vytvářeno bezúdržbovou membránou a specifickými ventily, které umožňují průtok kapaliny pumpou. Příprava k filtraci spočívá pouze v jednoduchém připojení pumpy k manifoldu nebo k filtrační sestavě a umístění odpadní hadice do výlevky. Není tedy nutné používat žádnou odpadní nádobu, která se běžně zařazuje mezi filtrační aparaturu a zdroj vakua. To zároveň přináší úsporu místa na pracovním stole a eliminuje nutnost rutinního vyprazdňování odpadní nádoby, její čištění/dekontaminaci a opětovné připojení k filtrační aparatuře. Pomocí pumpy EZ-Stream™ Pump je možno dosáhnout sníženého tlaku až do hodnot 600–700 mbar, což je ve shodě s požadavky normy ISO 8199 na jakost vod.
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Merck.indd 25
V souhrnu pumpa EZ-Stream™ nabízí: – odstranění manipulace s kapalným odpadem, – shodu provedení mikrobiologických analýz podle ISO standardů, – snížení úrovně hluku, – kompaktní design, – bezúdržbovou technologii.
EZ-Fluo™ Rapid Detection System Rychlý, nedestruktivní systém pro mikrobiální detekci, založený na fluorescenčním barvení mikroorganismů. EZ-Fluo™ Rapid Detection System využívá pro detekci nedestruktivní metodu. Tím je umožněno, abyste po obarvení a detekci mikroorganismů pokračovali v kultivaci do stavu, umožňujícího jejich identifikaci pomocí standardních identifikačních technologií. Toto je ohromná výhoda ve srovnání s jinými rychlými systémy, které nemohou použít pro identifikaci stejný vzorek, jaký byl použitý pro detekci kontaminace. Navíc tato metoda umožňuje získat výsledky za cca 1/3 doby, která je potřebná při použití tradičních kultivačních technik. Po provedení standardní membránové filtrace se tak výrazně zkracuje doba inkubace membrány na agarovém médiu. Rychlejší kontrola produktů. V současné době se laboratoře kontroly kvality více a více zaměřují na využití rychlých metod pro detekci mikrobiální kontaminace. Je to zejména z toho důvodu, že tradiční kultivační techniky potřebují pro poskytnutí výsledku několik dní a jsou proto limitujícím faktorem, který nedovoluje propuštění produktu na trh. Reader EZ-Fluo™ může být využit pro detekci mikrobiální kontaminace a stanovení počtu mikroorganismů v jakémkoliv filtrovatelném vzorku. Potenciálních aplikací je celá řada s typy vzorků jako např.: suroviny, mezioperační vzorky, finální produkty, vzorky z prostředí. Jiří DONÁT, Merck spol. s r.o.,
[email protected]
25
29.9.2014 7:16:08
LABORATORNÍ TECHNIKA
CHYTRÁ LABORATOŘ WISD SMARTLAB™ OD NĚMECKÉHO VÝROBCE WITEG V poslední době jsme přijali do svého každodenního slovníku anglické slovíčko „Smart“. „Smart“ jsou mobilní telefony i televize v obývacích pokojích. „Smart“ jsou celé rodinné domy, kde nám chytré technologie umožňují kdykoliv a odkudkoliv sledovat a řídit vytápění, závlahu zahrady nebo na dálku otevřít dveře návštěvě a navíc jí pustit z audio systému její oblíbenou hudbu. Bylo pouze otázkou času, kdy se „Smart“ technologie objeví také v laboratořích. Přední německý výrobce laboratorní techniky Witeg proto jako jeden z prvních přichází s konceptem chytré laboratoře – Wisd SmartLab™. Na českém trhu se tyto přístroje objeví před koncem letošního roku prostřednictvím společnosti VERKON s.r.o., která laboratorní zařízení s logem Wisd v ČR prodává, zajišťuje poradenství a odborný servis.
„Vzdálená laboratoř“ bez omezení v čase a prostoru
Výsledky chemických či biologických experimentů vždy záleží na schopnosti udržet konstantní nebo opakovatelné podmínky. SmartLab™ je ideální nástroj pro přesné a rychlé nastavení požadovaných hodnot zařízení, jejich průběžné monitorování a případný rychlý zásah v případě nenadálých odchylek nebo chyb. SmartLab™ umožňuje komfortní ovládání desítek přístrojů v reálném čase bez ohledu na jejich umístění v jedné či více laboratořích a zejména bez nutnosti osobní přítomnosti obsluhy. Neustálé obcházení laboratoří a sledování množství hodnot na několika displejích je každodenní rutinou vědeckých pracovníků. SmartLab™ je novinkou, která může významně přispět ke změně stávající práce v laboratoři, šetřit čas a pracovní síly a umožnit tak vědcům věnovat se více vlastním postupům s možností jejich dokonalé opakovatelnosti. Navíc za cenu, která není výrazně vyšší než u obdobných laboratorních zařízení bez „chytré“ technologie.
Všechna SmartLab™ zařízení jsou vybavena stejným regulátorem a nabízí tak uživateli kromě celé řady užitečných funkcí, jako jsou záznam dat, správa umístění vzorků, autodiagnostické funkce, apod., rovněž komfort jediného ovládání pro všechna zařízení v laboratoři. Možnosti nového regulátoru jsou v současnosti pro přístroje této kategorie laboratorních zařízení zcela inovativní a společnost Witeg vidí v chytrých technologiích v laboratoři obrovský potenciál. Převzala proto v této „Smart“ oblasti iniciativu a do vývoje SmartLab™ regulátoru věnovala a nadále bude věnovat značné úsilí.
SmartLab™ zařízení je možné sledovat a řídit aplikací Wire™ Remote Control na tabletu nebo chytrém telefonu nebo prostřednictvím webového rozhraní vzdáleného stolního počítače; a to kdykoliv a kdekoliv.
Obr. 2 – SmartLab™ zařízení je možné sledovat a řídit prostřednictvím App nebo webového rozhraní kdykoliv a kdekoliv
„Bezpečná laboratoř“ – autodiagnostika a oznámení v reálném čase Vestavěná diagnostika okamžitě automaticky předává odchylky nebo provozní chyby definovaným uživatelům, v případě vážnějších poruch rovněž servisnímu středisku.
Inovativní SmartLab™ regulátor
Ergonomický design obrazovky Přístroje SmartLab™ jsou standardně vybaveny 4“ nebo 7“ TFT LCD dotykovým displejem s vysokým rozlišením. Kvalitní displej s propracovanou grafikou umožňuje přehledné a intuitivní ovládání bez potřeby dalších ovládacích tlačítek.
Automatické nahrávání dat Na barevném displeji s vysokým rozlišením jsou kdykoliv k dispozici požadované hodnoty ve formě tabulek nebo grafů s funkcí Zoom. Ke všem hodnotám se lze kdykoliv vrátit.
Program Control SmartLab™ regulátor umožňuje nastavit celou řadu nezávislých programů, které lze jednoduše sestavovat a přepínat nebo vytvářet šablony jednotlivých programů.
Připojení k internetu Všechna zařízení SmartLab™ lze připojit k internetu prostřednictvím integrované WiFi nebo LAN a plně tak převzít kontrolu nad zařízením bez nutnosti přítomnosti v laboratoři. Veškeré sledování i ovládání je možné prostřednictvím chytrého telefonu, tabletu nebo přes webové rozhraní vzdáleným osobním počítačem. Více informací o SmartLab™ a laboratorních přístrojích Wisd najdete na www.wisd.cz. Zastoupení společnosti Witeg pro ČR: VERKON s.r.o., www.verkon.cz
Obr. 1 – Vzdálená kontrola laboratoře prostřednictvím mobilní aplikace Wire™ Remote Control System
26
Verkon_Smart Lab.indd 26
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:16:51
Nový MS firmy Waters
ŠIROKÁ NABÍDKA
RUKAVICOVÝCH BOXŮ PRO NEJRŮZNĚJŠÍ APLIKACE
Na podzim loňského roku uvedl Waters na trh nový hmotnostní detektor QDa. Jedná se o přístroj určený do tandemů LC/MS, a to jak pro analytické, tak pro preparativní účely. Tento hmotnostní detektor, záměrně nepoužíváme označení hmotnostní spektrometr, má velmi malé rozměry a jednoduchou obsluhu. Svou velikostí nepřevyšuje rozměry běžného UV/VIS detektoru a rovněž jeho cena je velmi příznivá. Domníváme se, že tento hmotnostní detektor by do budoucna mohl nahradit detektory diodového pole a stát se běžným nástrojem analytického chemika, stejně jako jím dnes je GC/MS s jednoduchým kvadrupólem. Velmi zajímavým přístrojem se jeví SFC/MS v podobě Acquity UPC2 a QDa.
[email protected] www.waters.com/QDa
Zastupuje: CHROMSPEC spol. s r.o. 252 10 Mníšek p. Brdy Lhotecká 594 tel.: 318 599 083
[email protected] fax: 318 591 529 www.chromspec.cz
634 00 Brno Plachty 2 tel.: 547 246 683 fax: 547 246 685
INTERTEC ®spol. s r.o.
Laboratórne prístroje najvyššej kvality
PAN-1
digitálny kontinuálny ponorný refraktometer
Jednoduchý a spoľahlivý monitorovací systém v reálnom čase, ktorý nájde široké uplatnenie v rôznych oblastiach priemyslu a potravinárstve.
Špecifikácia
jednoduché uchytenie
robustná konštrukcia hranola zabezpečuje spoľahlivú a dlhodobú prevádzku
Obj. číslo: 3596
Merací rozsah
0,0 - 42,0 %Brix / 10,0 až 99,9 °C
Rozlíšenie
0,1% Brix / 0,1°C
Presnosť
± 0,2 % Brix / ±0,5 °C
Rozsah merania teploty
od 10°C do 95 °C
Medzinárodná trieda ochrany
ponorené časti displej
Rozmery a hmotnosť
80(š) x 300 (d) x 72 (v) mm 610 g
Životnosť batérií
2 mesiace (alkalické)
Napájanie
alkalicke batérie typ D, 1 ks
Pracovná okolitá teplota
10 °C do 95 °C
IP 67 IP65
80 mm
ABS 69 mm
PAN - 1
SUS316L
OPTICAL GLASS SUS316L
152 mm
spustenie automatického kontinuálneho merania
300 mm
ŠTART
SILICON
w w w. l a b o ra t o r n e p r i s t r o j e . s k INTERTEC®s.r.o., ČSA 6, 974 01 Banská Bystrica Tel.: +421 48 415 4256, Fax.: +421 48 412 4454 e-mail:
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
S27-28.indd 27
27
29.9.2014 7:59:10
Šultysova 15, Praha 6, 169 00, tel.: 233 353 850,
[email protected], www.uniexport.co.cz
Uni-Export Instruments, s.r.o. Mikroskopy skenující sondou WITec alpha300 Raman SNOM AFM
• přesnost • rychlost • flexibilita
www.witec.de
Uni-Export_88x130_Zari.indd 1
28
S27-28.indd 28
Unikátní suché vývěvy nXDS
Zastupuje: CHROMSPEC spol. s r.o. 252 10 Mníšek p. Brdy Lhotecká 594 tel.: 318 599 083
[email protected] fax: 318 591 529 www.chromspec.cz
634 00 Brno Plachty 2 tel.: 547 246 683 fax: 547 246 685
03.09.14 9:42
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:59:11
Conformat, specialista v oblasti čistých prostor VÝROBA – PRODEJ – SERVIS ZAŘÍZENÍ NA ÚPRAVU VODY pro laboratoře – zdravotnictví – průmysl biotechnologii – biochemii – farmacii - Automatické centrální úpravny vody - stavebnicového systému - Filtrace a reverzní osmózy o výkonu 5–2000 l/hod - Deionizace směsným ionexem - Elektrodeionizace 80–2000 l/hod - RO EDI 80–1000 l/hod - Ultračistá voda ISO 3696 typ 1 a 2 - Bakteriálně čistá voda ČL2009 - Nádrže 50–1000 l skladem - Změkčovače vody - Poradenství zdarma - Servisní služba do 24 hodin
Zdroj důvěry už 30 let
NOVINKA ! Vyzkoušejte čisté utěrky řady
KaliWipe
- polyesterové a netkané utěrky pro třídy čistoty ISO 3 – ISO 8 Řešení spotřebního materiálu a vybavení pro čisté prostory na míru ve spolupráci s technickými experty v oboru
MSV 2014, Pav. V, č. st. 094 GORO, spol. s r.o. Provozovna: Zápy 282, 250 01 Brandýs nad Labem Tel.: +420 326 313 892, 602 433 745, 606 615 618 www.goro.cz
[email protected] e-shop
Obchodní zastoupení v ČR a SR: Net´Tech Europe s.r.o., Brno tel. +420 731 572 163 www.conformat.com /
[email protected]
Laminární boxy a digestoře MERCI®
Biohazardy (laminární boxy II. třídy) dle EN 12469:2000 Izolátory (laminární boxy III. třídy) dle EN 12469:2000, DIN 12980 Laminární boxy I. třídy dle EN ISO 14644-1 Digestoře odtahované / bez odtahu dle EN 14175, CE dle 2006/95/ES a 2004/108/ES www.merci.cz Projekce dle platné legislativy a norem Výroba laboratorního nábytku a digestoří s jakostí ISO a ČSN EN Dodávky přístrojového vybavení a spotřebního materiálu Záruční a pozáruční servis
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
S27-28.indd 29
29
29.9.2014 7:59:12
VÝZKUM & VÝVOJ
BUŇKY POD DOHLEDEM SENTINEL Nový koncept studia živých organismů založený na rychlém testování velkého počtu buněčných procesů s využitím hmotnostní spektrometrie představili vědci z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR společně s kolegy ze švýcarského Curychu. Publikován byl v září 2014 v časopise Nature Methods (viz www.nature.com/nmeth/journal/vaop/ ncurrent/full/nmeth.3101.html). Koncept otevírá možnost úzké spolupráce technologicky zaměřených laboratoří s biomedicínskými odborníky, kteří doposud postrádali spolehlivý prostředek pro bleskové posouzení procesů probíhajících v buňkách během fyziologických i patologických podmínek, nebo při působení různých léčiv, což je nezbytným předpokladem k vysvětlení podstaty chorob a nalezení optimální léčby. Na počátku 21. století byl dokončen projekt lidského genomu (z angl. Human Genome Project), jehož cílem bylo kompletní zmapování DNA. Získané výsledky pomohly definovat molekuly podílející se na biologických procesech a byly také podpořeny rozvojem nových metod a technologií.
Je však nezbytné zdůraznit vzdálenost informace na úrovni DNA od skutečné funkce uvnitř buněk, která je zajišťována proteiny a dalšími molekulami propojenými do složitých sítí. Téměř ve stejné době se začala rozvíjet interdisciplinární systémová biologie a vědci došli k pochopení, že naprostá většina buněčných procesů funguje jako důmyslný systém molekul, které si vyměňují signály a ovlivňují tak stav daného organismu. Nepostradatelnou úlohu v těchto systémech mají proteiny jako aktivní molekuly, a pozorování živých organismů se proto během posledních desetiletí zaměřilo na důkladné prozkoumání jejich funkce, vzájemného působení a změn v reakci na podněty z okolí. Podmínkou pro objasnění buněčných mechanismů je však dostupnost spolehlivé metody umožňující přesné měření hladiny konkrétních proteinů a míry modifikace, která určuje jejich aktivitu. Celá řada metod využívá pro detekci a určení množství relevantních proteinů značené protilátky, pro hodnocení aktivity pak metody, které sledují hladinu produktu charakteristické
reakce. Nejčastěji se využívá metod založených na protilátkách jako je imunoblot, ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), mikročipy nebo průtoková cytometrie. V publikované práci je představen nový koncept pozorování biologických systémů pomocí sentinel, tj. proteinů, které vypovídají o stavu a aktivaci buněk. Sentinely mohou být prakticky jakékoliv proteiny, které na základě důkladného a dlouhodobého pozorování odrážejí průběh specifického buněčného procesu. Na rozdíl od protilátkových metod lze pomocí cílené hmotnostní spektrometrie souběžně měřit hladinu stovek proteinů i jejich specifických forem během jediné analýzy. Výsledky této práce jsou prvním úspěšným využitím hmotnostní spektrometrie ke screeningovým účelům. Interpretace výsledků v biologické laboratoři je snadná a umožňuje tak rychlé a velmi spolehlivé testování nejrůznějších hypotéz. RNDr. Rita SUCHÁ, Ph.D., Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR,
[email protected]
ZA CHOROBAMI SRDEČNÍCH CHLOPNÍ JSOU I JINÉ FAKTORY, NEŽ SE DOSUD VĚDĚLO Vědci z Ústavu struktury a mechaniky hornin (ÚSMH) AV ČR, v.v.i. společně s kolegy z dalších institucí zjistili, že chorobné zúžení (stenóza) srdeční chlopně je způsobena nejen usazováním vápníku (tzv. kalcifikací), jak se dosud předpokládalo, ale i dalšími prvky, např. fosforem. V usazeninách objevili také cholesterol a proteiny. Nové poznatky by mohly vést k efektivní prevenci, případně k novým metodám léčby této poměrně rozšířené choroby, uvedla vedoucí Oddělení geochemie ÚSMH Mgr. Martina Havelcová, Ph.D. Nejčastěji operovaná srdeční vada v rozvinutých zemích světa je aortální stenóza. Vyskytuje se u dvou procent celkové populace. Nemoc je způsobená zúžením aortální srdeční chlopně, která je umístěna na rozhraní levé srdeční komory a aorty (srdečnice). Zúžená aortální chlopeň brání vypuzování krve z levé komory a současně ji zatěžuje výrazně zvýšenou prací. To vede k vzniku příznaků, jako je dušnost, bolesti na prsou a omdlévání při zátěži. Příčinou stenózy je ztráta pružnosti chlopně, která nejčastěji vzniká jako důsledek usazování vápníku, a jak nyní vědci zjistili, i dalších složek. Nejde tedy v pravém slova smyslu o kalcifikaci, ale o celkovou biomineralizaci. „Výsledky anorganického rozboru z různých míst vnitřní části chlopně prokázaly, že hlavními prvky v degenerativně změněné
30
AV ČR a ostatní.indd 30
aortální chlopni je nejen vápník, ale i fosfor. Etapovitým vývojem vzniká hydroxyapatit, v menší míře fluorapatit, hydroxyfluorapatit a apatit,“ uvedla dr. M. Havelcová. „Analýza dokládá, že proces biomineralizace probíhá nejen na postižené chlopni, ale i v jejím okolí.“
Obr. – Mgr. Martina Havelcová, Ph.D. v laboratoři (foto: archiv ÚSMH)
Výzkumný tým se skládal z odborníků z ÚSMH, Ústavu teoretické a aplikované mechaniky (ÚTAM) AV ČR, v.v.i, Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT) Praha a Fakultní nemocnice v Plzni. Detailní analýzu složení usazenin prováděl na vzorcích chlopní, které lékaři pacientům odoperovali a poté nahradili implantáty. Mgr. Ing. Štěpánka Hrdličková Kučková, Ph.D. z VŠCHT Praha, doplnila, že přítomnost proteinů v mineralizovaných chlopních vědci předpokládali. „Zajímavé však bylo rozčlenění podle jejich funkce v lidském organismu. Kromě krevních bílkovin jsme objevili proteiny, které se účastní opravy poškozených tkání (během mineralizace tkáně totiž dochází i k jejímu mechanickému poškozování), a dále proteiny, které váží vápník a podílejí se na tvorbě kostí (osteogenezi),“ dodala. Kardiolog MUDr. Michal Šmíd, Ph.D., uvedl, že nové poznatky o mechanismech, které vedou k tomuto onemocnění, mohou v budoucnu přispět k dalším postupům v léčbě a ovlivnění průběhu a vzniku onemocnění.
Vědci budou ve výzkumu pokračovat dál. „V následující etapě bychom chtěli poznat detailněji strukturu a stavební prvky degenerativně změněných chlopenních tkání. Pozornost bude věnována metabolizmu vápníku a fosforu a formám jejich přítomnosti. Také detailní analýza proteinů, které se podílejí na mineralizaci chlopní, osvětlí proces, kterým onemocnění vzniká,“ dodává dr. M. Havelcová. Mgr. Martina HAVELCOVÁ, Ph.D., Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i.,
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:17:58
VÝZKUM & VÝVOJ
VÝZNAMNÝ OBJEV ROZŠIŘUJE ZNALOSTI O MECHANISMU REPLIKACE DNA Vědci ze Společné laboratoře bioorganické a medicinální chemie nukleových kyselin Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (tým Prof. Hocka) objevili celou skupinu umělých značených nukleosid trifosfátů, které jsou překvapivě mnohem lepšími substráty pro DNA polymerasy než přirozený nukleotid (dATP), a tudíž tyto enzymy preferenčně syntetizují umělou modifikovanou DNA. Badatelé vysvětlili důvody pro tuto neobvyklou aktivitu. Tento objev přináší nejen významné rozšíření znalostí o mechanismu replikace DNA, ale také otevírá zcela nové možnosti v enzymatické syntéze modifikovaných nukleových kyselin pro aplikace v diagnostice a chemické biologii. Práce byla publikována v prestižním časopise Angewandte Chemie International Edition (IF = 13.7) jako „Hot article“. DNA je biologická makromolekula, která je nositelkou genetické informace. Je tvořena dvoušroubovicí dvou vláken. Při dělení buněk je DNA kopírována do dceřiných molekul při tzv. replikaci, kterou katalyzují DNA polymerasy. Při replikaci polymerasa používá obě původní vlákna DNA jako vzor (templát) a podle jejich sekvence (pořadí písmen genetické abecedy A, T, G a C) syntetizuje dceřiná vlákna zabudováním komplementárních nukleotidů (A naproti T a G naproti C). Stavebními bloky pro replikaci DNA jsou deoxyribonukleosid trifosfáty (dNTP) a během miliard let evoluce byly příslušné enzymy (polymerasy) optimalizovány na inkorporaci 4 přirozených dNTP (dATP, dTTP, dCTP a dGTP). Proto se všeobecně věřilo, že jakékoli nepřirozené uměle-modifikované dNTP musí být
Obr. – Princip kompetitivní inkorporace
mnohem horšími substráty pro polymerasy než přirozené dNTP. Nový objev vědců z ÚOCHB AVČR a PřF UK tento předpoklad vyvrací. Pro studium kompetitivní inkorporace modifikovaných dNTP v přítomnosti přirozených nukleotidů vyvinul tým Prof. Hocka novou metodu analýzy založenou na faktu, že specifické enzymy (restrikční endonukleasy) rozštěpí části DNA obsahující pouze přirozené báze (A, T, G a C), ale neštěpí sekvence obsahující umělé modifikované báze. Výsledkem systematického studia velké série modifikovaných dNTP a různých polymeras bylo překvapivé zjištění, že při poměru 1:1 se některé 7-aryl-7-deazaadeninové dNTP inkorporují výrazně efektivněji než přirozený dATP a vzniká molekula DNA, která ve svém velkém žlábku nese různé modifikace. Pro vysvětlení tohoto neobvyklého zjištění byla provedena podrobná kinetická studie těchto reakcí a teoretické výpočty vazby přirozených a modifikovaných dNTP do aktivního místa enzymu. Obě tyto metody shodně objasnily důvody pro tuto reaktivitu tím, že modifikované dNTPs obsahující aromatické substituenty se
mnohem lépe váží do aktivního místa polymerasy. Enzymatická syntéza různě modifikovaných oligonukleotidů a DNA byla již dříve ve skupině Prof. Hocka i v dalších laboratořích v zahraničí vypracována pro aplikace v diagnostice (značení DNA fluorescenčními nebo redoxními značkami pro snadné „čtení“ sekvence) nebo v chemické biologii (např. zavedení reaktivních skupin pro vychytávání bílkovin vážících se na DNA nebo regulaci vazby proteinů). Nové zjištění, že tato polymerasová syntéza efektivně zabudovává umělé modifikace i v přítomnosti a přebytku přirozených substrátů v budoucnu umožní provádět takové syntézy i in vivo (uvnitř buněk živých organismů). Publikace: Kielkowski, P.; Fanfrlík, J.; Hocek, M., 7-Aryl-7-deazaadenine 2'-Deoxyribonucleoside Triphosphates (dNTPs): Better Substrates for DNA polymerases than dATP in Competitive Incorporations, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7552-7555. http://dx.doi.org/10.1002/anie.201404742 Prof. Ing. Michal HOCEK, DSc., Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i., Praha,
[email protected]
KOMPOST Z CHLÉVSKÉ MRVY A OSTATNÍCH ODPADŮ Fosfor je hlavní složkou hnojiv, protože je nezbytný pro růst všech rostlin. Většina používaných fosforečných hnojiv se vyrábí ze surových fosfátů. Nicméně zásoby této suroviny jsou omezené a dostupné pouze v některých zemích, na kterých je většina výrobců hnojiv zcela závislá. Když se rostliny využívají jako potraviny a krmiva, pro průmyslové suroviny nebo pro výrobu bioenergie, tak se fosfor ztratí v systémech nakládání s odpady stejně tak jako ostatní živiny. Pouze jeho malá část je vrácena do půdy ve formě hnoje nebo kompostu. V roce 2008 bylo přitom jen v EU spotřebováno zhruba 1,4 milionu tun fosforu při výrobě syntetických fosforečných hnojiv.
V projektu PhosFarm financovaného ze zdrojů EU výzkumníci z Fraunhoferova ústavu pro Povrchové inženýrství a biotechnologie (IGB) vyvíjejí metodu pro zpětné získání organického fosforu ze zemědělských odpadů, jako je například chlévská mrva či digestát z bioplynové stanice. FhosFarm se snaží vyvinout proces, který umožňuje řízené enzymatické uvolňování organicky vázaného fosforu, který umožňuje získat zpět až 90 % celkového fosforu. Fosfát je hydrolyzován pomocí imobilizovaných enzymů. Produkty enzymatické reakce tvoří pevnou frakci a kapalnou frakci. Kapalná frakce obsahuje rozpuštěný fosfát. Po oddělení pevného podílu je fosfát rozpuštěný v kapalné fázi vysrážen
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
AV ČR a ostatní.indd 31
jako fosforečnan amonno-hořečnatý nebo fosforečnan vápenatý. Tyto soli mohou být snadno přijímány rostlinami, a proto je lze přímo použít v zemědělství. Obnova organických fosfátů ze zemědělských zbytků povede ke snížení používání syntetických fosfátových hnojiv a minimalizaci nadměrného hnojení polí. Kromě toho má tato strategie pozitivní vedlejší efekt. Zbývající, odvodněná pevná fáze může být usušena energeticky výhodným způsobem. Dipl.-Ing. Daniel FRANK, Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart,
[email protected], www.phosfarm.eu
31
29.9.2014 7:17:59
APLIKACE NANOTECHNOLOGIÍ
ZLATO DO ORDINACÍ, LABORATOŘÍ I POLNÍCH NEMOCNIC Nanotechnologie je obor, jenž nabízí v aktuálním světě možnosti i v místech a oblastech, u nichž jsme si mysleli, že jsou již „vyčerpané“ a že už v nich nic dalšího neobjevíme. Opak je ovšem pravdou – nanotechnologie pokrývá technickou vědní disciplínu, s níž se pracuje velmi aktivně posledních deset let. Málokdo ovšem ví, že, ačkoliv je to výdobytek nejmodernější doby, není to vlastně úplná novinka. Procesy na bázi nanotechnologie se využívaly již před několika tisíci lety. Jen to nebylo vědomě, nikdo vlastně netušil, že jde o nanotechnologii. Překvapuje vás to?
Nanočástice žlutého kovu radikálně mění přístup k některým nemocem Krásným příkladem tohoto tvrzení jsou drahé kovy, jmenovitě nanočástice zlata. Úžasného, i když velmi pravděpodobně naprosto neplánovaného, vizionářství dosáhli lékaři ve 12. století. Movitým pacientům předepisovali speciální lék na všechno – tzv. Aurum Potabile, pitné zlato. Aurum Potabile se dostalo do Evropy v době křížových výprav díky znalostem nabytým křižáky od muslimských učenců. Ti si svoje znalosti přenesli ze staré antické civilizace, což je dalším důkazem o správnosti tvrzení, že nanotechnologie, třeba jen i v „jednoduché“ formě, nás vlastně provázejí téměř od samého počátku civilizace. Co to tedy Aurum Potabile bylo? Jednalo se o roztok koloidního zlata, tj. roztok s částicemi velikosti nanometrů, a tudíž lze tvrdit, že již středověk aplikoval nanotechnologie. Zlato využívané pro léčebné účely ovšem zažilo svoji premiéru zřejmě již několik tisíc let před naším letopočtem v Číně, Egyptě a Indii. Závod v hledání prvních „nanotechnologů“ ale nemá zatím jasného vítěze – podle různých pramenů se výsledky těchto průzkumů liší. Jasné je, že léčebné preparáty na bázi drobných částeček zlata byly známy v mnoha starověkých kulturách. Zlatem se léčily tehdy nebezpečné a komplikované nemoci jako neštovice, spalničky či kožní vředy. Zlato bylo prvním kovem, který se v dávnověku začal používat k opravám chrupu. Jeho staletími prověřené vlastnosti se pro použití v zubním lékařství ukázaly jako velmi vhodné. Postupně byly vyvinuty speciální dentální zlaté slitiny, které mají pevné místo i v moderním zubním lékařství. Doba oproti starověku pokročila, na neštovice máme jiné léčebné prostředky, a tak můžeme zlato využívat pro jiné aplikace – v boji s chorobami, které mají v dnešním světě podobné následky jako před osmi sty lety například spalničky. Mezi hlavní výzkumné projekty, do nichž je aktuálně
32
Safina.indd 32
zlatá nanotechnologie v medicíně a farmacii zapojena, patří oblast diagnostiky viru HIV či bakterií salmonely, cílené hubení nádorových buněk nebo léčba revmatoidní artritidy.
Obr. – Zlaté granálie (foto: SAFINA a.s.)
Nové zbraně v boji proti rakovině Problémem současného výzkumu a následné léčby rakoviny je fakt, že ji lze jen velmi obtížně cílit přesně pouze na buňky nádoru. Je velmi těžké získat efektivní lék, který bude ničit jen a pouze tumor. Jedním z dosavadních způsobů, jak dosáhnout zničení nádorových buněk, je užívání vysokých dávek cytostatik v naději, že se jejich dostatečné množství dostane ke svému cíli. Tato léčiva však nerozlišují mezi zdravou a nádorovou buňkou, takže zničí vše, co se jim obrazně postaví do cesty. Snaha o vyvinutí preparátu, který by působil pouze na tkáň nádoru, je v současné době jedním z hlavních směrů výzkumu cytostatik. Mezi nejpokročilejší příklady patří technologie, která využívá inherentní biokompatibility zlata (to znamená, že je zlato vůči běžným tkáním člověka intaktní, neaktivní) a jeho unikátních vlastností, takže může zasáhnout pouze tumor. Tato technologie využívající nanočástice zlata právě prochází klinickými testy. Podle článků publikovaných v posledních letech v odborných časopisech lze nanočástice zlata využít ve spojení s rentgenovým zářením tak, aby byly jejich prostřednictvím ničeny rakovinné buňky. Pomocí počítačové tomografie dochází k detekci těchto buněk a již proběhly úspěšné testy na zvířecích modelech, do nichž byla implementována lidská onemocnění. Nanočástice zlata a jejich využití při léčbě onkologických onemocnění jsou hlavním tématem několika probíhajících výzkumů v Evropě i ve světě.
Kochův experiment Revmatoidní artritida je autoimunitní onemocnění projevující se převážně zánětem a bolestí kloubů, kdy také postupně dochází k jejich poškození. Tato choroba může postihnout i tělesné orgány. Snižuje nejen kvalitu života, ale také jeho délku. Zlato zpomaluje postup nemoci a jsou také známé jeho antibakteriální účinky. Při revmatoidní artritidě většinou nastupuje léčba zlatem až v okamžiku, kdy předchozí způsoby nepomohly, neboť není možné tento léčebný postup aplikovat u každého pacienta. Záleží na výsledcích vyhodnocení množství různých faktorů, než lékař doporučí tuto medikaci nasadit. A jakým způsobem se na využití nanočástic zlata pro léčbu této nemoci přišlo? Nejed-
nalo se o žádný soustředěný vědecký výzkum, svůj významný podíl sehrála náhoda, ostatně jako u mnoha podstatných objevů minulých století. Německý lékař Robert Koch studoval v 19. století účinky solí zlata na bakterie, které způsobují tuberkulózu. Jeho pacient měl kromě tuberkulózy také revmatoidní artritidu, která se po aplikaci těchto solí rovněž výrazně zlepšila. Příčiny revmatoidní artritidy (kromě konstatování, že se jedná o autoimunitní onemocnění) a důvod, proč ji zlato a jiné léky léčí, nejsou bohužel stále objasněny. Aktuální metoda je zdokonalována nejen medicínskými společnosti, ale také na univerzitních pracovištích. Výzkum účinků zlata na klouby provádějí třeba vědci na univerzitě v dánském Aarhusu. Kromě léčby revmatoidní artritidy našli jeho uplatnění i při pomoci nemocným osteoartritidou (degenerativní onemocnění kloubů, kdy se ničí chrupavka, která pokrývá konce kostí v kloubech). Podle vědců z univerzity ve Washingtonu pomáhá zlato udržet nemoc pod kontrolou, některým pacientům zmírňuje bolesti kloubů, ztuhlost způsobenou otoky a poškození kostí, snižuje také pravděpodobnost následných deformací a zdravotního postižení.
Diagnostická kouzla Dalším tématem, v němž by se nanočástice zlata mohly výrazně zapsat do historie, je boj s virem HIV, a potažmo tedy i nemocí AIDS. Podle údajů Světové zdravotnické organizace (WHO), mezi jejíž členy patří více než 190 států světa, dosahuje aktuální míra nakažení virem HIV pandemických rozměrů. Nikdy nebudeme znát přesné číslo, ale jde údajně o cca 33 milionů lidí nakažených virem HIV. Alarmující čísla úmrtí jsou způsobena i tím, že velká část těchto lidí se nemá šanci dostat k účinné léčbě a včasné diagnostice. Jedna z amerických firem, která se zabývá právě diagnostikou, se zaměřuje na geografické oblasti, kde je péče nedostačující. Její diagnostické metody jsou postaveny na jedinečných vlastnostech koloidních nanočástic
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:19:58
APLIKACE NANOTECHNOLOGIÍ
zlata, které umožňují měřit tzv. CD4 pozitivní bílé krvinky. Tyto bílé krvinky fungují jako řídicí jednotky celého imunitního systému, a právě proto se na ně virus zaměřuje a napadá je. Měření množství CD4 pozitivních bílých krvinek v organismu nejen zjistí, zda je jedinec nakažen, ale také v jaké fázi případné nákazy se nachází, což umožňuje vhodně přizpůsobit léčbu. Kromě těchto zjevných přínosů jsou koloidní nanočástice zlata velmi odolné. Dají se dlouhodobě skladovat a jsou schopny dobře fungovat i v náročném africkém klimatu. Lze je rovněž snadno přenášet, takže je možné testy provádět i v terénu mimo nemocnice či kliniky. Podle amerických vědců mohou také nanočástice zlata (a rovněž stříbra) pomoci přímo v boji proti viru HIV – ve svých studiích dokázali, že mají tyto látky přímo „anti-HIV“ účinky. Zatím však tyto studie zůstávají ve fázi in-vitro testování.
Zlatá cesta i pro další… Kromě chorob lze pomocí nanočástic zlata diagnostikovat i těhotenství a další faktory ovlivňující zdravotní stav jedince. Sady pro domácí těhotenský test obsahují tyto částice, které jsou vázané na specifickou sekvenci DNA a dokáží proto citlivě prokázat přítomnost hormonů indikujících graviditu. Dalším příkladem je společný výzkum několika komerčních společností, které vytvořily speciální testovací metodu odhalující patogeny v jídle díky nanočásticím zlata. Během dvaceti minut tento test potvrdí, či vyvrátí výskyt bakterií salmonely. Lze takto najít například i kampylobakterii, která způsobuje alimentární střevní infekce podobné salmonelóze. Laboratorní medicína patří mezi rychle se rozvíjející a rostoucí obory, v nichž hraje „zlatá“ nanotechnologie prim. Kromě zdravotnických a farmaceutických firem a vědeckých pracovišť se tímto tématem zabývají i průmyslové podniky, takže můžeme očekávat výrazný rozvoj v následujících letech i v jiných technických oborech. A to nejen v oblasti výzkumu zlata, ale i dalších drahých kovů, především stříbra, platiny a palladia, které jsou neméně významné.
Literatura Dykman L., Khlebtsov N., Gold nanoparticles in biomedical applications: recent advances and perspectives. Chem Soc Rev. 2012 Mar 21;41(6):2256-82. doi: 10.1039/ c1cs15166e. Epub 2011 Nov 30. Martin BOUŠA, marketing executive zodpovědný za inovace, SAFINA a.s., www.safina.cz
www.pragolab.cz
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Safina.indd 33
33
29.9.2014 7:20:01
Naladěno na vaši vědu Představujeme revoluční systémy na úpravu vody PURELAB® Chorus: inovace, možnost výběru, nový svěží přístup k vaší práci. Je to vaše laboratoř, váš rozpočet, vaše věda, tak proč byste neměli mít pod kontrolou způsob vaší práce? ELGA, jednička na trhu laboratorních úpraven vody přišla s inovační řadou modulárního řešení úpravy vody, která vám dává svobodu věnovat se pouze svoji práci.
• • •
Čistota vody? Vyberte si jen ty technologie, které jsou vhodné pro vaši vědu a aplikace. Budoucí změny? Proveďte upgrade a rekonfiguraci podle nových potřeb. Máte málo místa? Umístěte vaše řešení na místo, které si sami vyberete.
Chcete vědět více? Prohlédněte si PURELAB Chorus na www.elgalabwater.com/choice nebo napište e-mail s dotazy na
[email protected]
ELGA. Our innovation. Your choice.
Elga.indd 34
28.9.2014 19:32:02
[amedis-inzerce-erweka-a4] page:1/1 • 12/09/14 • Matěj Kříž • 776 628 839 •
[email protected]
Přístroje a systémy pro farmaceutická testování a R&D produkci …v kvalitě Made in Germany již od roku 1951…
Disoluční testery āā āā āā āā āā āā āā
Fyzikální testery āā āā āā āā āā āā āā
USP aparáty 1, 2, 3, 4, 5, 6 a 7 Offline disoluční systémy Online disoluční systémy On-/Offline disoluční systémy Plněautomatická disoluce RoboDis II Příprava media Testování žvýkacích gum
Pevnost a rozměry tablet Rozpadavost tablet Oděr tablet Setřesná hustota podle USP 1 a 2 Sypnost granulátů a prášků Testování vakua obalů (blisterů) Testování čípků
All-Purpose R&D Equipment āā Univerzální motorová pohonná jednotka AR 403 āā Moduly pro mletí, míchání a mixování, hnětení, vibrační sítování, peletizaci, vlhkou a suchou granulaci, homogenizaci, potahování a leštění tablet, plnění a dávkování kapalin, mastí, krémů a emulzí, lití čípků āā Tabletovací lis EP-1 pro R&D a nízkoobjemovou produkci (3t, 4000 tablet/hod)
oo prodej
AMEDIS, spol. s r.o.
oo instalace oo zaškolení
Bobkova 786, 787 • 198 00 Praha 9 tel: +420 281 918 191 e-mail:
[email protected]
oo záruční i pozáruční servis
www.amedis.cz
TECHNICKÉ NOVINKY
NAVAŽUJETE V ODSAVAČÍCH PAR?
kem XPE a XS s rozlišením 10 mg a je i součástí váhy XPE6003SD5 s rozlišením 5 mg. Obr. – Váha řady XPE s miskou SmartPan™
Odsavače par jsou nezbytným pomocníkem při vážení nebezpečných látek, proudy vzduchu však mohou komplikovat ustalování navažovaných hodnot. Nová vážicí miska SmartPan™ vah Mettler-Toledo řady XPE a XS pro přesné váhy umožňuje rychlejší ustálení a výrazně zlepšuje přesnost vážení. Příprava vzorků, recepturování či dávkování vstupních surovin v chemickém a petrochemickém průmyslu s sebou často nese potřebu manipulace s toxickými nebo nebezpečnými látkami. Předpisy platné v daných odvětvích a interní standardní operační postupy firem (SOP) pro takové případy nařizují práci v odsavači par, aby nedošlo k ohrožení zdraví a bezpečnosti obsluhy. Konstantní proudění vzduchu v odsavači však může ztěžovat ustálení navážených hodnot. Riziková záležitost Po položení tárovací nádobky na váhu provede obsluha tárování váhy a následně nadávkuje požadované množství látky. Oba tyto kroky někdy bývají náročné a zdlouhavé, jelikož vzduchové proudění zabraňuje ustálení váhy – odečet hodnoty je vystaven driftu nebo jednoduše fluktuuje. Navážení správného množství látky se tak stává velkou výzvou. Někteří pracovníci odsavač dokonce na chvíli vypínají, aby dosáhli ustálení. Tím však ohrožují svoji bezpečnost. Chytré řešení
a obsah rozpuštěného kyslíku může být řízen v každém jednotlivém bioreaktoru pomocí přídavku plynu a kapaliny. Teplota je řízena samostatně v každém bioreaktoru integrovaným chladicím a topným systémem. Uspořádání a kazetová konstrukce bioreaktoru je založena na populárním formátu mikrotitračních destiček SBS, který se hladce integruje do automatizované laboratoře. Rozhraní založené na PC, nabízí jednoduchou intuitivní interakci pro pokročilé řízení procesu v každém z 24 bioreaktorů. Obr. – Micro-Matrix mikrobioreaktor
Větší čistota jako bonus Miska SmartPan™ je vyrobena ze zinku, který ji chrání před tvorbou skvrn a poškozením způsobeným nečistotami nebo čisticími chemikáliemi. Nosič misky SmartPan™ se snadno očistí tak, že se zvedne horní „mřížka“ misky. Konstrukce nosiče umožňuje zachycení rozlité tekutiny, před kterou je tak ochráněn snímač hmotnosti umístěný pod ním. Obě součásti lze navíc mýt v myčce, což dělá jejich čištění ještě pohodlnějším. »»www.mt.com/xpe-precision
MICRO-MATRIX – NOVÁ GENERACE MIKROBIOREAKTORŮ
Unikátní vážicí miska SmartPan™ byla navržena tak, aby minimalizovala působení vzduchových proudů na snímač hmotnosti a výrazně tak zkrátila dobu ustálení a zlepšila přesnost vážení. Obsluha nyní může rychle dosáhnout stabilních hodnot i v ochranném prostředí odsavače par. Získá díky tomu přesnější výsledky a také vyšší produktivitu, neboť celý proces se zrychlí.
Holandská společnost Applikon Biotechnology B.V., světový lídr ve vývoji a výrobě bioreaktorových systémů od laboratorních až po vyrobní velikosti, nově nabízí Mikro-Matrix – integrovaný, snadno použitelný a nákladově efektivní systém pro rychlou manipulaci a růst velkého počtu mikrobiálních kmenů, knihoven klonů a bank mutantů a buněk.
Nová vážicí miska SmartPan™ se dodává jako standardní součást vah s malým můst-
Systém nabízí 24 nezávislých bioreaktorů na cenově dostupné mikrotitrační destičce. pH
»»www.micro-matrix.com
SYSTÉM PRO IN-LINE KONTROLOU HMOTNOSTI Na nadcházejícím norimberském veletrhu POWTECH 2014, bude Romaco Kilian vystavovat tabletovací lis Kilian KTP 420X s patentovanou in-line kontrolou hmotnosti (CWC). Romaco Kilian KTP 420X je inovativní generace pružných, vysokorychlostních tabletovacích lisů pro farmaceutický průmysl. Tento průkopnický stroj je vybaven řadou patentovaných funkcí díky kterým dosahuje výkonu až 360 tisíc tablet za hodinu. Je ideální pro výrobu jednoplášťových, dvou vrstvých nebo jádrových tablet (tableta v tabletě) a může být
Rotační vakuové koncentRátoRy Martin CHRIST GmbH
www.pragolab.cz
36
Servis3.indd 36
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:22:06
CZ_RtUReagenzien_spezChemikalien:Anzeige
21.08.2014
14:35
Seite 1
TECHNICKÉ NOVINKY
také použit ke zpracování špatně tekoucích materiálů. Vyznačuje se vysokou efektivní dostupností, nízkými náklady na náhradní díly a údržbu a velmi jednoduchou obsluhou. Kilian KTP 420X je vítězem letošní ceny iF Award za inovativní design. Jedinečný patentovaný systém CWC umožňuje kontrolu hmotnosti vznikajících tablet, které jsou měřeny kontinuálně na výstupu lisování bez jejich zničení. Se zváženými tabletami je manipulováno pomocí stlačeného vzduchu. V důsledku tohoto nového postupu již není třeba, aby se vzorky tablet zničily při kontrole hmotnosti a ztráta produktu je snížena nulu. Automatická kontrola hmotnosti snižuje zbytečné náklady, zejména při zpracování drahé aktivní složky. Tablety jsou váženy s přesností na 0,1 mg. Systém CWC je plně integrován v PLC a je provozován přes panel HMI. Výsledky měření mohou být využity přímo pro řízení stroje a výrazně tím zlepšují spolehlivost procesu. CWC lze dodat jako doplněk pro všechny modely řady KTP 420x a 720x KTP a systém je také k dispozici jako doplňková sada pro dodatečnou montáž. Nízké opotřebení momentového motoru, extrémně odolné přítlačné válečky a odolné spodní raznice jsou základem velmi nízkých provozních nákladů. Také patentované měchy chrání před znečištěním mazivy. Díky hermetickému oddělení oblasti zhutňování se žádný produkt nebo olej nedostává do strojního prostoru lisu. Optimalizovaný design umožňuje rychlé a snadné čištění. Panel HMI je provozován pod Windows 7 a zaručuje spolehlivou obsluhu. Významné snížení hluku při lisování zlepšuje pracovní prostředí. »»www.romaco.com
FIRMA SEWARD ZAVÁDÍ DALŠÍ TYP ŠPIČEK K PIPETÁM Společnost Seward Ltd. (UK) rozšířila svou nabídku špiček pro pipety tak, aby byl pokryt širší rozsah objemů pipet. Umožňují přesné a hospodárné zacházení se vzorky a jsou alternativou k děleným pipetám. Pipetovací špičky na jedno použití Simplette jsou navrženy speciálně pro přenos připravených vzorků ze sáčku typu „stomacher“ bez rizika křížové kontaminace. Nyní jsou k dispozici s užším vnitřním průměru 3,6 až 3,7 mm, a 4,1 až 4,2 mm a jsou kompatibilní s mikropipetami řady výrobců. Špičky pro pipetování objemů mezi 0,1 až 2 ml jsou k dispozici v obou délkách 170 a 250 mm, což znamená, že homogenizovaný vzorek může být vyjmut ze sáčku pro mikrobiologické očkování bez rizika křížové kontaminace. Sterilní špičky Simplette jsou dodávány v různých množstvích, a to buď volně v krabici po 1 000 nebo 2 000 kusech nebo v transparentních sáčcích po 25 nebo 50 kusech. Užší verze je k dispozici v množství 25 kusů v uzavíratelném sáčku, takže je možno snadno zjistit počet použitelných špiček. „V návaznosti na zpětnou vazbu od našich zákazníků, jsme rozšířili nabídku Simplette špiček tak, aby lépe vyhovovaly požadavkům manipulace se vzorkem,“ říká Stuart Ray, technický ředitel firmy Seward. „Jsme vždy při-
praveni řešit požadavky zákazníků. Například jsme navrhli špičky Simplette pro mlékárenský průmysl, které jsou modré barvy, takže jsou lépe vidět při používání v mléce“. »»www.seward.co.uk
CHIP SEKVENČNÍ KIT PRO NOVOU GENERACI SEKVENCOVÁNÍ Porvair Sciences vyvinula novou sekvenční Chromatine Imuno Precipitacion soupravu (ChIP), která rozšiřuje výhody jejich vlastního zařízení Chromatrap o techniku k přípravě čistého chromatinu pro generování sekvenčních knihoven. Imunoprecipitace chromatinu (ChIP) je používaná pro detekci interakce mezi proteiny a DNA, a je založena na obohacení DNA konkrétním proteinem. Kombinace ChIP s masivním paralelním sekvencováním, umožňuje přesný průzkum interakcí mezi proteiny a DNA, což umožňuje studium epigenetických značek, které je nezbytné pro plné pochopení regulace transkripce genů. Přesná a podrobná mapa proteinových interakcí s DNA je životně důležitá pro interpretaci regulačních sítí, které jsou základem mnoha biologických procesů a chorobných stavů, včetně rakoviny. Nedávné poznatky identifikovaly, že souhra chromatinu a transkripce je mnohem dynamičtější a komplexnější, než se původně předpokládalo. Předchozí technologie byly omezeny počtem unikátních druhově specifických oligonukleotidových sond, které mohly být hybridizovány na povrchu čipu. Sekvencování nové generace má schopnost sekvencovat desítky či stovky milionů krátkých fragmentů DNA najednou, aniž by byly hybridizovány. S menším počtem artefaktů, větším pokrytím a větším dynamickým rozsahem nabízí ChIP sekvencování významné výhody oproti minulé technologii a experimenty, které si bylo možno před několika lety jen představit, se nyní stávají skutečností. Chromatrap je nový, rychlejší, jednodušší a efektivnější způsob provedení ChIP sekvencování. Používá disky z inertního porézního polymeru, k němuž je Protein A nebo Protein G kovalentně vázán k maximalizaci účinnosti zachycování emisí cílového komplexu chromatin/protilátka. Chromatrap využívá technologii v pevném stavu souběžně se sekvencováním s vysokou výkonností a poskytuje přesný ChIP-sekvenční protokol z malého počtu buněk a koncentrace chromatinu. Zvlášť upravené pro větší koncentraci chromatinu, Chromatrap ChIP-sekvencování kombinuje dynamický rozsah Chromatrapu s navazujícími analýzami hluboké sekvencování umožňuje identifikaci genomu transkripčního faktoru a specifických vazebných míst DNA a proteinů bez omezení rozsahu a rozlišení.
…a komplexní nabídka LABORATORNÍCH
CHEMIKÁLIÍ CARL ROTH pro běžné i speciální
aplikace ve Vaší laboratoři!
Distributorem laboratorních chemikálií CARL ROTH je
»»www.porvair-sciences.com
Mnoho dalších novinek a zajímavostí najdete on-line na www.chemagazin.cz
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Servis3.indd 37
PUFRY, DETERGENTY A ČINIDLA PRO MOLEKULÁRNÍ BIOLOGII…
www.p-lab.cz P-LAB a. s. POTŘEBY PRO LABORATOŘ Olšanská 1a │ 130 00 Praha 3 T +420 271 730 800 │ F +420 271 731 176
[email protected] │ www.p-lab.cz
37
29.9.2014 7:22:06
VÝROBA BIOPLYNU
BIOMETAN – ROZHODUJÍCÍ KLÍČOVÁ TECHNOLOGIE V ENERGETICE GÜNTHER L. DGE GmbH Reforma zákona o energii z obnovitelných zdrojů (EEG Reform) z roku 2014 [1] zůstala daleko za očekáváním a přiřadila se k bezvýznamným mini-reformám. Snížení cen elektrické energie je za současných podmínek neuskutečnitelné.
70 Obr. 1 – Současný denní výroby elektřiny v Německu Současný denníprofil profil výroby elektřiny v Německu
60
tromverbrauch in 1000 MWMW Výroba elektřiny v 1000
50
40
nímu snížení emisí CO2. Potřeba konverze CO2 z fosilních zdrojů na elektřinu by se pak stala nadbytečnou. Uhlí je naše nejcennější surovina pro budoucnost chemických výrob a stává se v současné době příliš drahocennou, než aby se zužitkovala obyčejným spalováním. Úkolem politiky je zavést taková regulační opatření, která prospějí celé společnosti a nikoliv jen jednostranným zájmům různých lobbistických skupin. Obr. 2 – Nutná změna pro optimalizaci alternativních zdrojů 70 Nutná změna pro optimalizaci alternativních zdrojů
60
Spotřeba elektřiny v 1000 tromverbrauch in 1000 MW MW
Vývoj v posledních letech v oblasti energie je podle názoru IWR (Internationale Wirtschaftsforum Regeneration Energien – Mezinárodní ekonomické fórum obnovitelných zdrojů energie ) více než kritický, jak vyplývá z mnoha uveřejněných zpráv. Zatímco cena elektřiny se nyní obchoduje na komoditních burzách v rozmezí 3-5 centů/kWh [2] a tedy tak levně jako nikdy dříve, distribuční ceny elektřiny pro občany bez ohledu na tuto skutečnost stále stoupají. Současná analýza podílu elektrické energie vyrobené z fosilních paliv a alternativní výroby elektřiny [3] ukazuje na potřebu zvýšení podílu alternativní energie a to i přesto, že nezanedbatelnou část elektrické energie vyrobenou během dne tvoří právě alternativní zdroje. V novém EEG bohužel chybí jednoduchý řídicí mechanismus, který by vedl k výraznému snížení nákladů a zajistil zvýšení účinnosti a rentability výroby alternativní energie a tím i navyšování podílu alternativních zdrojů. Alternativní energie vyrobená z bioplynu dosahuje v Německu podle aktuálních údajů [4] přes 3500 MW instalovaného výkonu. K této hodnotě je nutné připočítat ještě kapacitu bioplynových stanic zařazených v oblasti čištění odpadních vod a výkup elektrické energie ze solárních zdrojů. Náklady na provoz a celkový objem dotací z obecných zdrojů při odkupu energie ze solárních kapacit vedou k výše uvedené nerovnováze při výrobě elektrické energie. Výsledkem pak je nekontrolovaný a živelný pohyb distribučních cen. Tento stav nemůže být dlouhodobě udržitelný a vzniklou situaci je nutné naléhavě řešit. Přitom jednoduchým posunem výrobního maxima výroby elektrické energie z bioplynu na dobu, kdy solární energie nemůže vlivem přírodních podmínek vyrábět na plný výkon lze alespoň pro začátek rentabilitu alternativních zdrojů zvýšit. Účinek kombinace výroby elektrické energie z bioplynu a ze solárních zdrojů je zřetelně znázorněn na obrázcích 1 a 2. V současné době chybí jen řízené časové přeskupování výroby elektrické energie z bioplynu a biometanu.
50
40
30
20
10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Denní čas Fossil
Bioplyn
Vítr
Solar
Nové předpisy jsou více než diskutabilní, vytvářejí pouze jakýsi byrokratický rámec, který pro praktické využití nemá žádný význačný přínos a je tedy v podstatě naprosto zbytečný. Řešením, které dokonale zapadá do koncepce denního flexibilního rozložení výroby elektřiny, je systém výroby čistého biometanolu z bioplynu BCM-sorb. Technické provedení čističky bioplynu na biometan se neustále vyvíjí. Proces beztlakového aminového praní metodou BCM-Sorb byl během posledních let výrazně vylepšen. Procesní systém BCM-Sorb může být nasazen i pro malé bioplynové stanice s kapacitou 50, 100 a 150 Nm³/h bioplynu. Systémy pro výrobu biometanu a pro jeho následné předávání do rozvodné soustavy zemního plynu s tlakem do 100 mbar je možné dnes pořídit i v cenách pod 500 000 €. Tab. – Srovnání předchozího systému BCM-Sorb 2008 s inovovaným systémem BCM-Sorb-2020. Srovnání je aplikováno na čistírnu odpadních vod s kapacitou 100 Nm³/h bioplynu
30
20
BCM-System 2008
10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Denní čas Fossil
Bioplyn
Vítr
Solar
Opatření podle EEG 2014 zabývající se mechanismem časové flexibility výroby elektřiny z alternativních zdrojů jsou nedostatečná a nepřinesou žádný efekt. Navíc je tato časová flexibilita omezena vlivem nedostatku skladovacích prostor. Nicméně, bioplyn může být přečištěn na biometan a převeden do rozvodné sítě zemního plynu. Tento krok odstraní potíže s nedostatkem kapacity skladování, protože v tomto směru je rozvodná síť zemního plynu takřka neomezená. Podle potřeby pak může být zemní plyn kdykoliv použit. Implementace tohoto systému by okamžitě vedla k masív-
38
DGE.indd 38
BCM-Sorb-2020
Investice
100 %
80 %
Výkon
100 %
120 %
Spotřeba el.energie/ tepla
100 %
90 %
Technologie BCM-Sorb je plně v souladu s příslušnými požadavky na ochranu životního prostředí. Zařízení pracuje zcela bez emisí pracích detergentů. Potvrzuje se také obecný trend neustálého vývoje a vylepšení procesu výroby a dalšího zpracování bioplynu. A to i navzdory diletantismu dotační politiky, podléhající vlivu různých lobby a brzdící inovační vývoj a technický pokrok a jejich využití v praxi a především umožňující stálé zvyšování cen distribuce elektřiny. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:23:01
VÝROBA BIOPLYNU
Obr. 3 – Zařízení na výrobu biometanu (Meilen, Švýcarsko) – Uvedení do provozu v červnu 2008. 6 let úspěšného bezporuchového provozu světově prvního zařízení beztlakového procesu výroby biometanu a odvádění do sítě (30 mbar) se ztrátou pod 0,05 % kapacity výroby. Není jistě dobrou známkou pro Německo, že toto v Německu vyvinuté zařízení stojí a pracuje ve Švýcarsku.
Metoda BCM-Sorb 2020 byla již úspěšně realizována v Rakousku. Z hlediska energetické účinnosti je to v současné době nesporně nejúčinnější závod na výrobu biometanu v provozu. Z obrázku 2 je dále patrné, že zvýšení výtěžku methanu při výrobě bioplynu nabývá na významu, a to především z hlediska možnosti kombinovaného a časově flexibilního využití. Zvýšení výkonu bioplynových stanic se tak stává prioritou. Zvýšením produkce bioplynu v závislosti na vstupních surovinách a optimalizaci procesu jsou předmětem dalšího zkoumání a budou zveřejněny v dalších příspěvcích. Jen těžko se dá reálně očekávat, že současná německá právní úprava konceptu využití alternativních energetických zdrojů bude pro zahraničí natolik zajímavá, že se rozhodnou ji převzít. Neobsahuje potřebné technicky efektivní řešení problému výroby energie. Význam větrné energie je v mnoha hodnoceních značně přehnaný [2], ukvapené rozšiřování sítě pro využití větrné energie je v podstatě zbytečné stejně jako expanze větrných energetických kapacit především v přímořských oblastech, kde je ale minimum energeticky náročných odvětví průmyslu a kde jsou tedy reálné značné ztráty z konverze a z dlouhé distribuční vzdálenosti. I když tento aspekt alternativních zdrojů je specifický speciálně pro Německo, je nutné zdůraznit fakt, že změna dotační politiky a tím snížení vynakládaných finančních prostředků je obecnou potřebou. Bohužel, aktuální legislativní praxe umožní, aby i nadále ceny elektřiny rostly do nepředvídatelných sfér a dimenzí.
Literatura [1] http://www.bundesrat.de/DE/plenum/themen/eeg/eeg.html [2] Erneuerbare Energien werden subventioniert – Staat zahlt keinen Cent IWR, tisková zpráva, www.iwr-institut.de [3] Solarenergie: Sonne scheint nicht immer – warum die Sonne nachts nicht scheinen muss, IWR, TZ, www.iwr-institut.de [4] Bioenergie, FNR, 9.přepracované vydání, 2013
BCM Proces
Od výroby bioplynu až k biomethanu – kompletní procesní systém ❚ BCM-Bio
DGE GmbH Dessauer Str. 6a, 06886 Wittenberg Fax: 0049-3491-661842 Tel.: 0049-3491-661841
[email protected] www.dge-wittenberg.de
Proces k výrobě bioplynu s obsahem biomethanu až 70 obj.% s maximální výtěžností. Nový proces pro zužitkování kukuřičné siláže a živočišného zemědělského odpadu.
❚ BCM-Clean Vysoce účinná vodní pračka k čištění bioplynu se ztrátou methanu pod 0,2 %. ❚ BCM-Sorb
Proces technické úpravy bioplynu (aminová pračka). MT-Biomethan převzal úplnou právní ochranu technologie.
❚ BCM-Dry
Proces sušení biomethanu při normálním tlaku s rosným bodem pod -90 °C.
❚ BCM-Amino Tímto procesem odstraníme amoniak a jiné nežádoucí látky z fermenteru a získáme zkrácení času fermentace až o 50 % a výrazně vyšší výtěžnost methanu ze živočišných zemědělských odpadních surovin. Výrazně přispívá k ochraně životního prostředí a ke snížení zatížení podzemních vod dusíkem. Spojením všech procesů BCM lze dosáhnout výrazného zvýšení hospodárnosti výroby bioplynu a získat větší podíl čistého biomethanu. Maximální efektivity lze dosáhnout jen uceleným procesem BCM. V našem BCM-vývojovém centru ve Wittenbergu Vám zoptimalizujeme Vaše provozy.
DGE_WLB_4.indd 1
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
DGE.indd 39
V Evropě instalovaná malá zařízení využívající procesy BCM 2008: zařízení BCM v Meilenu (CH) 50 Nm3/h biomethanu biomethanu z kalů ČOV
2010: BCM-Sorb a BCM-Dry ve Volketswil (CH) 3 140 Nm /h biomethanu z odpadních surovin 2010: BCM-Sorb a BCM-Dry v Engerwitzdorfu (A), 200 Nm3/h biomethanu ze zemědělských a odpadních surovin
39
02.09.2011 10:14:03
29.9.2014 7:23:01
VAKUOVÉ TECHNOLOGIE
VAKUOVÁ ČERPADLA PRO FARMACEUTICKÉ PROCESY COLLINS D. Edwards, Crawley, West Sussex (UK),
[email protected] Dr. Don Collins, manažer pro rozvoj trhu v chemickém průmyslu společnosti Edwards, diskutuje o vakuových čerpacích technologiích a o tom, jak mohou farmaceutičtí výrobní manažeři optimalizovat svoje vakuové procesy. V dnešní obtížné ekonomické situaci se snaží manažeři ušetřit náklady v celém farmaceutickém výrobním procesu a snížení nákladů na vlastnictví vakuových systémů je v popředí zájmu. Správné dimenzování a výběr vakuových systémů může významně přispět k optimalizaci výkonu a účinnosti, čímž se sníží spotřeba energie, kapitál, provozní náklady a znečištění. Farmaceutická výroba obvykle vyžaduje vysokou efektivitu a spolehlivost a vakuum je požadováno v mnoha stupních výrobního procesu, včetně destilace, odpařování, krystalizace, sušení, regenerace rozpouštědel, deodorizace a filtrace. Tradičně se používají vakuové čerpací systémy, které vyžívají olej nebo vodu, ty ale mají řadu nevýhod, které omezují jejich účinnost nebo nepříznivě ovlivňují kvalitu produktů. Technologie suchých čerpadel, která se osvědčila při výrobě polovodičů, byla rozšířena tak, aby se stala hlavní procesním přínosem pro farmaceutické vakuové procesy. Tento článek poskytuje manažerům průvodce pro použití vakua pro farmaceutické procesy ve srovnání tradičních „mokrých“ vakuových systémů, jako například parních ejektorů a vodokružných čerpadel, se „suchými“ mechanickými systémy. Také popisuje, jak suchá čerpadla umožňují podnikům dosáhnout vyšší efektivitu, ušetřit energii a ostatní náklady na vlastnictví.
Omezení technologie mokrých čerpadel Mokrá čerpadla zahrnují parní a kapalné ejektory, vodokružná čerpadla, rotační lopatková čerpadla, rotační pístová čerpadla, parní pomocná čerpadla a difúzní čerpadla. Parní ejektory se používají v celém farmaceutickém zpracovatelském průmyslu, a to především z důvodu jejich velmi vysoké spolehlivosti a odolnosti v náročných a agresivních podmínkách. Parní ejektory mohou pokrývat plný rozsah vakua (až do 10 mbar-3) s velmi vysokými sacími kapacitami, které není možné snadno získat jinými prostředky. Jsou však velmi citlivé na zatížení a na změny provozních podmínek a tlaku. Jednostupňový ejektor může produkovat jen omezené vakuum, které často není dostatečně nízké pro některé výrobní aplikace, například pro výrobu účinných složek. Také, a to je důležitější, mají parní ejektory nízkou tepelnou účinnost. Jako alternativa se používají vícestupňové ejektory s přímou nebo nepřímou mezistupňovou kondenzací, které ale vyžadují velké množství páry a chladicí vody. Výsledný kondenzát, kontaminovaný procesní párou, se stává nákladným při likvidaci. Mezistupňové tlaky jsou také omezeny teplotou chladicí vody kondenzátoru. Tab. 1 – Výhody a nevýhody mokrých vakuových čerpadel Výhody
Nevýhody
– dobrý nízký tlak – možná vysoká kapacita – jednoduchá konstrukce – relativně nízké investiční náklady – tradiční technologie
– přívod těsnicí kapaliny – znečištění – likvidace kapalného odpadu – špatná rekuperace výparů – koroze – čerpadla na bázi oleje citlivá na tepelná zatížení – spolehlivost – náklady na provoz
Pro zlepšení tepelné účinnosti systému parního ejektoru mohou být poslední dva nebo tři kompresní stupně nahrazeny vodokružnými čerpadly (kapalinovými vývěvami) s použitím vody jako těsnicí tekutiny. Tato spolehlivá a jednoduchá čerpadla mohou být posta-
40
Activeair.indd 40
veny v různých materiálech s kapacitou až 50 000 m3h-1 a tlakem až 33 mbar a teplotou chladicí vody 15 °C (nebo tlakem 10 mbar, pokud jsou olejově utěsněna). Vzhledem k jejich kondenzačnímu provoznímu režimu spotřebují velké množství vody k vyloučení jak kompresních, tak i kondenzačních tepelných zatížení, při kterém může dojít ke kontaminaci procesními materiály. Likvidace odpadní vody nebo oleje může být velkým problémem a může představovat vysoké náklady pro uživatele. Dalším způsobem, jak zlepšit tepelnou účinnost, je nahradit vstupní parní ejektory mechanickými systémy podporovanými vhodnými vodokružnými čerpadly. Vakuum je však omezeno na přibližně 1 mbar a kapacity nižší než 50 000 m3h-1. Utěsněná olejová čerpadla byla původně v mnoha případech zavedena k řešení problémů znečištění způsobeného produkcí znečištěných odpadních vod z parních ejektorů a utěsněných vodních nebo olejových vodokružných čerpadel. Tato technologie se ukázala být méně znečišťující, se zlepšeným výkonem ve vakuu. I když existují výhody této technologie, existuje mnoho problémů, které vyplývají z nutnosti použití oleje: – Spotřeba oleje a likvidace: Čerpadla spoléhají na olej pro mazání a utěsnění čerpacího mechanismu a každé může obsahovat až 90 l oleje. Protože prakticky všechny částice, které se dostanou do čerpadla, jsou zachyceny v oleji, musí být prováděny časté mimoprovozní výměny oleje, při kterých se spotřebuje značné množství této provozní kapaliny, což zvyšuje náklady a vytváří velké množství odpadního oleje, který musí být zlikvidován v souladu s ekologickými předpisy. – Korozivní plyny: Vznikající a používané korozivní plyny mohou způsobit značné škody na těsněních a dalších polymerních součástech utěsněných olejových čerpadel. Součásti musí být pravidelně vyměňovány – obvykle jednou za 3 měsíce – nebo jinak dojde k ovlivnění účinnosti čerpadla. – Údržba a prostoje: Pravidelné výměny oleje a pravidelné požadavky na demontáž a montáž vyžadují intenzivní plán údržby pro čerpadla na olejové bázi. To může zahrnovat externí servis a poskytování řady kompletních náhradních čerpadel k zajištění minimalizace prostojů všech procesů. Tabulka 1 zdůrazňuje klíčové výhody a nevýhody technologií mokrých čerpadel.
Suchá čerpací technologie Všechny problémy s mokrými čerpadly přímo souvisejí s přítomností oleje v čerpacím systému. Klíčovou výhodou suchých čerpadel, která zahrnují Rootsovou, zubovou a šroubovou technologii, je to, že nepoužívají vodu nebo olej pro utěsnění nebo mazání vakuových fází (viz Tab. 2). Tím se eliminuje riziko kontaminace oleje nebo oleje přeneseného do výfukového systému. Neprodukují odpad a nekontaminují cenná rozpouštědla, produkty nebo životní prostředí. Jejich hodnota vakua není ovlivněna tlakem páry těsnicí kapaliny, teplotami chladicí vody nebo procesní kondenzací par v těsnicí tekutině. Z tohoto důvodu nabízejí zřejmé úspory provozních nákladů, nákladů na údržbu a montážní prostor ve srovnání s vodokružnými čerpadly na bázi kapaliny, utěsněnými olejovými čerpadly a parními ejektorovými systémy, stejně jako zvýšenou rychlost, opakovatelnost procesu, pružnost a produktivitu. Veškeré problémy kompatibility materiálu čerpadla s procesními plyny jsou také do značné míry odstraněny. Přestože jsou čerpadla vyrobeny z tvárné litiny, nedochází k žádné korozi, když čerpadla CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:23:49
VAKUOVÉ TECHNOLOGIE
Tab. 2 – Výhody a nevýhody suchých čerpadel Výhody
Nevýhody
– žádná kontaminace procesního hlubšího vakua a flexibilnější provoz (až do 0,001 mbarA) – žádné odpadní vody, žádné znečištění, (menší nebo) žádné náklady na likvidaci odpadu – nižší náklady na údržbu – tolerantní k tepelnému zatížení – okamžitá regenerace rozpouštědel na výfuku čerpadla – nižší náklady za energie, což vede k nižším celkovým nákladům na provoz
– vyšší investiční náklady – novější technologie – v současné době omezené primární velikosti čerpadel (40 až 2700 m3/h). Navíc, suchá záložní čerpadla se často používají s mechanickými posilovači pro velké kapacity při nižších tlacích (10-3 až 50 mbarA) – malé vůle
pracují v plynné fázi, a tento režim provozu může být zajištěn nastavením provozních teplot čerpadla. Spotřeba energie a související náklady mechanického čerpacího systému jsou výrazně nižší než ekvivalentní výroba páry pro parní ejektor. Provoz suchých čerpadel může být až o 90 % levnější než provoz parních ejektorů. Mechanické čerpací systémy mohou běžet systémem „zapnuto/ vypnuto“ s vynaložením nulové energie mezi jednotlivými cykly. Zatímco parní ejektory spotřebovávají energii nepřetržitě, protože potřebují být spuštěny mezi cykly dokonce i tehdy, když jsou v pohotovostním režimu. Náklady na typické vodokružné systémy ve srovnání s Edwards suchým vakuovým systémem jsou znázorněny na obrázku 1. Suché čerpací systémy poskytují návratnost po 10 měsících s významnými ročními úsporami ve srovnání s ekvivalentním vodokružným čerpadlem / parním ejektorovým systémem. Obr. 1 – Porovnání nákladů na vodokružné systémy a suché systémy Edwards
Inovativní suchá čerpací technologie Inženýři společnosti Edwards jsou stále na čele ve vývoji suchých čerpacích technologií. Společnost nabízí různé typy čerpadel řady CXS (viz obr. 2), které využívají inovativní technologii suchých čerpadel k dodání vysokých hodnot vakua a zvýšené kapacity při použití menší velikosti čerpadla v náročných chemických a farmaceutických procesech. V důsledku toho umožní uživatelům optimalizovat jejich vakuové procesy, snížit náklady na čerpadla a zlepšit spolehlivost. Obr. 2 – Suchá chemická vývěva CXS - vyrobeno v ČR
Závěr Je zcela zřejmé, že suché vakuové čerpání nabízejí značné výhody pro farmaceutické vakuové aplikace a je životaschopnou a praktickou alternativou k tradičním mokrým čerpacím technikám. Suchá čerpadla nemají žádný z problémů spojených s olejem v mokrých čerpadlech – jsou čistá, spolehlivá, poskytují vysoké vakuum a vyžadují minimální údržbu. Suchá čerpadla mají nízké náklady na provoz ve srovnání s mokrými čerpadly. Návratnost této investice v suché čerpací technice lze očekávat do 12 až 18 měsíců u nákladů na samotnou údržbu. Zvýšení zisku a zlepšení kvality výrobků mohou být také značným přínosem. Zdroj informací byl poskytnut společností Edwards. Přeložil a zpracoval Ing. Martin PAPULA, Activair s.r.o., distributor produktů Edwards v ČR a SK,
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Activeair.indd 41
41
29.9.2014 7:23:49
Speciální plyny Linde Gas. Na přesnosti záleží. www.linde-gas.cz www.linde-gas.sk
180x130 mm inz Chemagazin tisk.indd 1
42
S42-43.indd 42
8.9.2014 15:12:29
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
28.9.2014 19:36:30
Váš specialista pro standardní a speciální nádrže z ušlechtilé oceli
■ Tankové a kruhové kontejnery ■ Potravinářské kontejnery ■ Speciální nádrže dle specifikac e zákazníka
SCHÄFER-SUDEX s.r.o. Podolí 5 · CZ-58401 Ledeč nad Sázavou Tel. +420/569 711-271 · Fax +420/569 711-292 E-Mail:
[email protected]
www.schaefer-container-systems.cz Anz_Chemagazin_180x130_2014_CZ.indd 1
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
S42-43.indd 43
11.09.2014 12:10:43
43
28.9.2014 19:36:30
PROCESNÍ ZAŘÍZENÍ
FOTOMETRY OPTEK DANULAT – APLIKACE V BIOTECHNOLOGICKÝCH PROCESECH Firma Optek Danulat je renomovaným výrobcem in-line fotometrické a elektrochemické procesní instrumentace, která beze zbytku splňuje požadavky biotechnologických procesů. Teplotní a materiálová odolnost vůči agresivním médiím, včetně snadné čistitelnosti, jsou samozřejmostí. V letošním roce přichází Optek Danulat na trh se dvěma novinkami, které zde krátce představujeme.
Tyčové absorpční senzory Tyčové absorpční senzory řady ASD12-N, ASD19-N a ASD25-N jsou navrženy pro použití ve fermentorech nebo bioreaktorech v pilotním nebo výrobním měřítku. Princip NIR absorpce umožňuje přesné měření růstu mikrobiálních, nebo buněčných kultur, kde přesně zaměřený konstantní paprsek světla proniká procesním médiem. Senzory ASD používají jako zdroj světla hybridní LED diody, které pracují v rozsahu vlnových délek 840 až 910 nm (NIR) a mají typickou životnost 10 let. Útlum intenzity světla způsobený absorpcí rozpuštěných a nerozpuštěných látek zaznamenává hermeticky zapouzdřená fotodioda. Obr. 1 – Absorpční senzory Optek ASD
ASD12-N byl speciálně vyvinut pro použití v laboratorních fermentorech. Konstrukce safírového okénka bez těsnění vylučuje štěrbiny a mezery. Tím je zajištěna maximální sterilita. Všechny části, které jsou v kontaktu s médii, jsou z elektrolyticky leštěné nerezové oceli. Senzor ASD12-N lze autoklávovat a je možné jej namontovat na víko fermentoru prostřednictvím portu PG13,5. ASD12-N je dostupný se třemi hloubkami ponoření s OPL 5 nebo 10 mm (optická vzdálenost OPL = mezera mezi okénky). Kratší optické vzdálenosti se převážně používají pro husté buněčné struktury, jakými jsou kultury bakterií a kvasinek. Delší OPL se používají pro kultury s menší buněčnou hustotou, např. buňky savců a pro procesy rozpouštění, srážení nebo krystalizace. ASD19-N, jehož design s konstrukcí okénka bez těsnění vychází z designu ASD12-N, se zpravidla používá v aplikacích určených pro větší fermentory nebo bioreaktory. Montuje se pomocí standardního portu 19 mm (M26 x 1) do víka fermentoru nebo bioreaktoru. ASD19-N je dostupný se třemi hloubkami ponoření, s OPL 1, 5, 10 nebo 20 mm.
Jednorázová armatura Single Use Cell Druhou letošní novinkou je jednorázová armatura Single Use Cell (S.U.C.), která byla vyvinuta pro optimalizaci procesů separace, čištění, zvyšování koncentrace a formulace v systémech chromatografie a ultrafiltrace. Díky nízkému mrtvému objemu a snadné montáži jsou armatury plně kompatibilní se všemi UV senzory Optek. Obr. 2 – Jednorázové armatury S.U.C.
Obr. 3 – Sestava dvou armatur S.U.C s pěti senzory a převodníkem Optek C8000
Modely ASD25-N a ASD25-BT-N byly vyvinuty pro použití ve fermentorech nebo bioreaktorech v pilotním nebo výrobním měřítku. Tyto mimořádně odolné senzory jsou navrženy pro hygienické prostředí bioprocesů a mohou být sanitovány CIP/SIP. Montáž ASD25-N se provádí pomocí standardního portu 25 mm (podobný šroubení Ingold). ASD25-BT-N se montuje pomocí standardního portu 25 mm typu Safety Port.
Jednorázová armatura Optek S.U.C. - Sterilizace armatury gama zářením snižuje riziko kontaminace na nulu - Snadná výměna armatury S.U.C a instalace senzorů bez nutnosti čištění a validace systému - Minimální zádržný prostor podle typu 20 až 25 ml - Umožňuje současně měřit vodivost, pH, teplotu a UV absorpci - Vyhovuje požadavkům USP Class VI a FDA www.denwel.cz/optek
E XC E L L E N C E I N P R O C E S S T E C H N O LO G Y
44
Denwel_Optek.indd 44
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:24:58
PROCESNÍ ZAŘÍZENÍ
Křížová kontaminace mezi produkty a šaržemi je vyloučena, neboť gama paprsky sterilovaná S.U.C. armatura snižuje riziko kontaminace na nulu. Hlavními součástmi systému S.U.C. jsou držák sond a upevňovací mechanismus. Ty zaručují řádnou montáž komponent. Pro rychlou a snadnou instalaci v procesním zařízení je na držáku S.U.C. již namontován vodivostní senzor ACF60-SU-35. Armatura S.U.C. je k dispozici ve čtyřech různých verzích. Dvě verze SUC-01 (měření vodivosti) a SUC-03 (měření vodivosti a pH) jsou používány hlavně k měřením před sloupcovou chromatografií (Pre-Column)
a mají mrtvý prostor 20 ml. Pro měření za sloupcovou chromatografií (Post-Column) jsou používány armatury SUC-05 (měření vodivosti a UV absorpce) a SUC-07 (měření vodivosti, pH a UV absorpce), které mají optická okénka pro UV senzory Optek z křemenného skla, a mrtvý prostor je 25 ml. SUC 03 a SUC 07 jsou vybaveny pH adaptérem. Ten je kompatibilní s nejrůznějšími standardními pH elektrodami (Ø 12 mm x 120 mm). Není-li pH adaptér zapotřebí (v případě SUC 01 a SUC 05), je vstup pH opatřen zátkou. Tento uzávěr pH má tytéž rozměry jako pH elektroda, takže je možné zajistit co nejmenší mrtvý prostor.
Každý typ S.U.C. je jasně označen individuálními specifickými údaji. K těmto údajům patří senzorová konstanta pro vodivostní senzor a u SUC-05/07 dále OPL (OPL = optická vzdálenost) pro UV senzory. Procesní připojení je u všech typů S.U.C shodné, a to pomocí hadicových koncovek. Pomocí dvou armatur S.U.C. a digitálního převodníku Optek C8000 je možné s pomocí pěti senzorů současně měřit osm hodnot. Ing. Rudolf KOTAŠ, DENWEL, spol. s r.o., www.denwel.cz
ČERPADLA PRO FARMACII A BIOTECHNOLOGII Divize HYDRO-TECH společnosti HENNLICH disponuje ve svém produktovém portfoliu čerpací technikou pro použití ve farmacii a biotechnologii.
Přečerpávání nízkoviskózních látek V aplikacích pro přečerpávání nízkoviskózních médií se na trhu úspěšně ujala nerezová odstředivá čerpadla renomovaného výrobce SAWA Pumpentechnik. „Tato čerpadla jsou vhodná všude tam, kde je kladen důraz na vysokou kvalitu zpracování, bezproblémový chod a dlouhou životnost. Čerpadla různých typů si našla své uplatnění také ve farmacii a potravinářství,“ říká technik divize HYDRO-TECH Jiří Vachulka. Ke stěžejním výhodám čerpadel SAWA patří příznivá cena, design bez vůlí a s eliminací mrtvých míst, systémy čištění CIP a SIP a rovněž možnost provedení dle ATEX. Čerpadla se dnes běžně používají při aplikacích čerpání emulzí, aromatických látek, bílkovin, sterilní vody a podobně.
Tato čerpadla dodává divize HYDRO-TECH ve více typech. Jde například o možnost horizontálního nebo vertikálního provedení s mechanickou ucpávkou nebo magnetickou spojkou. Čerpadla splňují certifikáty FDA a ke každému je dodán i certifikát o zkoušce.
Přečerpávání vysokoviskózních látek V aplikacích pro přečerpávání vysokoviskózních látek se uplatnila na trhu sinusová čerpadla MasoSine společnosti Watson Marlow. „Tato čerpadla se instalují po celém světě při čerpání médií do viskozity až 8 000 000 cP,“ upozorňuje Jiří Vachulka. Mezi jejich hlavní výhody patří velmi jednoduchý a robustní design, demontáž na pozici, šetrné čerpání bez pulzů, samonasávací schopnost 0,85 bar, 20 let záruky na vnější plášť čerpadla, systémy čištění CIP a SIP nebo snadné manuální čištění a rovněž možnost provedení dle ATEX.
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Denwel_Optek.indd 45
Čerpadla jsou vhodná pro šetrné čerpání médií s obsahem velkých částic a disponují certifikáty pro použití do potravinářského průmyslu. Divize HYDRO-TECH dodává čerpadla MasoSine s jednoduchou nebo dvojitou mechanickou ucpávkou a se třemi druhy proplachování. ,,Jsme schopni dodat různé typy čerpadel do farmaceutických a biotechnologických aplikací, a to například odstředivá, odstředivá samonasávací anebo zubová čerpadla. Dostupná jsou různá řešení „výroby na klíč“ přímo podle přání zákazníka. Příkladem může být požadavek na ohřev pláště čerpadla,“ dodal technik divize HYDRO-TECH Jiří Vachulka. Kromě výše uvedených čerpadel jsou v produktovém portfoliu divize HYDRO-TECH také čerpadla dávkovací, hadicová (peristaltická), vysokotlaká plunžrová a další. Více na www.hennlich.cz/hydro-tech
45
29.9.2014 7:24:58
PROCESNÍ ZAŘÍZENÍ
LUMIGLAS: PROCESY POD PŘÍSNOU VIZUÁLNÍ KONTROLOU Sledování technologických procesů je pro jejich úspěšný průběh klíčové. Vedle získávání dat pomocí různých měřicích přístrojů je důležité sledovat procesy také vizuálně. Týká se to především sledování technologických procesů v tlakových a podtlakových nádobách, nádržích, reaktorech, silech, filtrech a dalších zařízeních vyžadujících optimální osvětlení a pohled bez překážek. K tomu slouží průhledítková skla a armatury a kamerové systémy. Na špičce technologického vývoje stojí produkty řady Lumiglas, které na český trh dodává divize HYDRO-TECH společnosti HENNLICH. Obr. 1 – Svítidlo USL 07 LF-Ex
„Lumiglas je dlouhodobě synonymem pro světlo v kombinaci s čistým průhledem pro dosažení optimální vizuální kontroly. Produkty Lumiglas využívá řada předních firem po celém světě,“ říká Zdeněk Fujda, manager produktů Lumiglas v divizi HYDRO-TECH. Průhledítková skla a armatury se využívají především v potenciálně explozivních průmyslových prostředích, v chemii a procesním inženýringu jako je biotechnologie, farmaceutický průmysl, zpracování minerálních olejů, potravinářství a nápojový průmysl. Uplatnění nacházejí také ve vodohospodářství, v jaderných elektrárnách, při stavbě lodí, v bioplynových stanicích a při dalších způsobech výroby energií.
Řešení s produkty Lumiglas jsou individuálně přizpůsobena aplikaci a začleněna buď jako nízkonákladové standardní produkty nebo účelově navržená řešení na základě konkrétních požadavků a potřeb zákazníků. Samozřejmostí je také široké příslušenství jako stěrače, ostřikovací zařízení, transformátory, časovače či držáky osvětlení. „Všechny produkty jsou také podrobeny přísnému testování na vlastních zkušebních zařízeních, což zaručuje dlouhou životnost při každodenním provozu,“ uzavírá Zdeněk Fujda. Obr. 3 – Svítidlo USL 05-Ex-LED
Obr. 2 – Svítidlo ESL 55 LED
Více na www.hennlich.cz/hydro-tech
DENWEL CIP STANICE PRO DOKONALÉ MYTÍ A DEZINFEKCI VÝROBNÍ TECHNOLOGIE DENWEL CIP stanice jsou automatická zařízení pro spolehlivé vnitřní mytí a dezinfekci výrobní technologie, jako jsou nádrže, zásobníky, reaktory, čerpadla, ventily, tepelné výměníky a to včetně pevných potrubních rozvodů a hadicových propojení. Výrobní technologie je čištěna bez nutnosti rozebrání nebo jejich jiných úprav oproti stavu při běžné výrobě. Jedná se o jednoliniové nebo víceliniové CIP stanice v provedení pro ztracenou sanitaci nebo s úchovnými nádržemi sanitačních roztoků a použité vody pro jejich opakované využití. Automatická sanitace jednotlivých okruhů a příprava sanitačních roztoků je provedena dle receptur uložených v řídicím systému. V případě mytí nádrží jsou sanitační a dezinfekční prostředky dopravovány čerpadlem do mycí hlavice umístěné v optimální poloze v nádrži. Použitím statické mycí hlavice pro nádrže s větším průměrem není obvykle zajištěn dostatečný tlak v místě dostřiku prostředku na stěnu nádrže a tím není garantováno její dokonalé čištění. V takovém případě je vhodné použít rotační mycí hlavice, které zajistí optimální ostřik celého vnitřního povrchu nádrže: – rotační mycí hlavice s plošným ostřikem DUNOSR, kde rotace probíhá na filmu
46
Henlich průhledítka.indd 46
Obr. 1 – DENWEL CIP stanice
výrazně snižuje spotřebu vody, chemikálií a energie. Hlavice disponuje 3D ostřikem 360°, se 2 nebo 4 tryskami a samočisticí funkcí během provozu. Obr. 2 – Rotační mycí hlavice s plošným ostřikem DUNOSR
Obr. 3 – Rotační tryskové hlavice DUNOSO
protékajícího sanitačního média, a hlavice tak neobsahují kuličková ložiska. To prodlužuje jejich životnost a usnadňuje údržbu. Umístění mycích hlavic je libovolné a záleží na typu nádrže. Ostřik možný pod úhly 180°/270°/360°, – rotační tryskové hlavice DUNOSO pro hydrodynamické čištění v rozsahu 3D s definovanou rychlostí rotace, která není závislá na tlaku sanitačního média. DUNOS O zajistí maximální mechanické čištění, včetně problematického příslušenství (míchadel, zarážek, atp.). Instalace těchto speciálních mycích hlavic
DENWEL CIP zařízení zajišťuje bezpečný provoz, úsporu sanitačních a dezinfekčních prostředků a energií včetně reprodukovatelnosti výsledků. Ve spojení s použitím rotačních mycích hlavic je navíc dosahováno maximálních úspor při mytí nádrží. Samozřejmostí je hygienické provedení dle standardů GMP. Ing. Petr LINHART, DENWEL, spol. s r.o., www.denwel.cz
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:25:37
PROCESNÍ ZAŘÍZENÍ
VYLEPŠENÝ TRUBKOVÝ VÝMĚNÍK TEPLA PHARMA-LINE S OD ALFA LAVAL UMOŽŇUJE FLEXIBILNÍ INSTALACI Společnost Alfa Laval vylepšila svojí řadu trubkových výměníků tepla Pharma-line, která je součástí jejího širokého sortimentu výměníků tepla navržených speciálně pro biotechnologie a farmaceutický průmysl. Vylepšení umožňují flexibilitu instalace, usnadňují vypouštění, snižují riziko návrhových chyb a také riziko vzájemné kontaminace produktu a chladicí kapaliny. Komplexní nabídka servisních služeb zahrnující technickou podporu při návrhu, instalaci, uvedení do provozu a pozáruční servis navíc zaručuje optimální řešení vašich potřeb po celou dobu životnosti výměníku. Nová řada trubkových výměníků Pharma-line S také přináší kratší dodací lhůty. Výměníky řady Pharma-line S se používají ve farmaceutických vodních systémech, pro čištěnou vodu, vodu pro injekce, v sanitačních systémech CIP i pro ohřev a chlazení farmaceutických produktů. Tento špičkový výměník tepla pro hygienické aplikace byl vylepšen o následující prvky: podpěry pro variabilní umístění, možnost odvzdušnění a vypouštění na straně pláště. Nově jsou k výměníkům Pharma-line S dostupné také výkresy ve formátu CAD pro projekční účely. „Díky vylepšení jsou výměníky Alfa Laval Pharma-line S zvláště atraktivní pro majitele farmaceutických výrobních závodů, kteří chtějí snížit náklady a zkrátit dodací lhůty, aniž by to ovlivnilo kvalitu jejich výrobků“, říká Michaela Hagermark, Global Product
Obr. – Hygienický trubkový výměník tepla Alfa Laval Pharma-line S
(double tube sheets), která brání průniku provozního média do produktu a žádná „mrtvá“ místa. Všechny tyto vlastnosti eliminují riziko kontaminace produktu. Alfa Laval Pharma-line S nabízí možnost odvzdušnit a vypouštět výměník také na straně pláště. Výměník lze samozřejmě zcela vypustit na straně produktu.
Krátké dodací lhůty
Manager firmy Alfa Laval pro trubkové výměníky tepla.
Výjimečná flexibilita instalace Vylepšená řada Alfa Laval Pharma-line S přichází s možností instalace kamkoli a v jakékoli poloze. Výměníky se dají připevnit k podlaze, pevně přimontovat na stěnu nebo zavěsit ze stropu. Velkou předností je skutečnost, že pozice podpěr nemusí být definitivně určena v rané fázi plánování farmaceutického výrobního postupu. Díky tomu mají konstruktéři systému více času na promyšlení nároků celého procesu a větší flexibilitu volby předtím, než stanoví definitivní umístění výměníku.
Dokonale hygienické výměníky Řady výměníků Alfa Laval Pharma-line S i Pharma-line P jsou konstruovány z bezešvých trubek, mají hladkou a kontrolovanou povrchovou úpravu, dvojitou trubkovnici
Další výhodou výměníků Alfa Laval Pharma-line S je možnost stáhnout si CAD výkresy pro danou instalaci před zadáním objednávky prostřednictvím Alfa Laval CAD portálu. Díky tomu, že konstruktéři systémů mají digitální výkresy k dispozici již v rané fázi navrhování, mohou vyhodnotit alternativy a provést změny, kdykoliv je třeba. Tím ušetří čas, sníží náklady na vývoj a urychlí dodávku systému zákazníkovi. „Jako přední globální dodavatel výměníků tepla je Alfa Laval důvěryhodným partnerem, který nabízí bezkonkurenční podporu a servis, a tím zajišťuje stálý výkon po celou dobu životnosti výměníků“, dodává M. Hagermark. Kvalita trubkových výměníků Alfa Laval je certifikovaná a dobře zdokumentovaná. K dispozici je úplná technická dokumentace, která zajistí hladký proces kvalifikace a validace, což vám ušetří řadu starostí. Ing. Dušan JAHODA, Alfa Laval spol. s r.o.,
[email protected]
SCHÄFER ROZŠIŘUJE VÝROBU KONTEJNERŮ Firma SCHÄFER Container Systems investuje do nových strojů a svářecích zařízení na výrobu nerezových kontejnerů, na které není nutné povolení, v závodě v Ledči nad Sázavou v České republice. Podnik tím reaguje na plynule rostoucí poptávku po kontejnerech se speciálními požadavky, mimo jiné na přepravu a uskladnění nebezpečných látek. SCHÄFER Container Systems vyrábí a prodává IBC bez nutnosti povolení (Intermediate Bulk Container) podle značení 31A/11A, pro pozemní a námořní dopravu tekutých a práškových nebezpečných látek obalové skupiny II a III. Sortiment rodinou řízeného podniku kromě toho zahrnuje vytápěné kontejnery, potravinářské kontejnery pro aseptická použití a speciální nerezové
nádrže na tekuté a pevné látky, obzvláště pro branže s citlivými podmínkami přepravy a uskladnění. Výrobní závod v Ledči nad Sázavou má tradičně obzvláště velké zkušenosti se svařováním, které zahrnují jak ruční, tak i automatické metody sváření pomocí nejmodernějších zařízení. V roce 1995 začal společný německo-český podnik SCHÄFER SUDEX s.r.o. v Ledči nad Sázavou s výrobou nerezových KEGů pro mezinárodní nápojový průmysl. Od roku 2002 se zde kromě toho vyrábějí nerezové nádrže. Pozitivní vývoj a rychlý růst této obchodní sféry si již brzy vyžádal rozšíření výrobních kapacit. Postavením výrobní haly byly v r. 2004 vytvořeny možnosti pro další růst. Zatím
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Alfalaval.indd 47
výroba IBC a speciálních nádrží představuje podstatný podíl na objemu výroby podniku v Ledči nad Sázavou. Aby toto bylo možné zajistit dlouhodobě, uvádí firma SCHÄFER Container Systems výrobní zařízení pomocí aktuálních investic do nejnovějšího technického stavu. Proto byla v r. 2013 zřízena další výrobní hala, aby byl vytvořen prostor pro novou generaci svářecích robotů na výrobu kontejnerů. Podnik klade maximální důraz na zajištění kvality při veškerých procesech, od nákupu materiálu až po výrobu. Firma SCHÄFER je certifikována dle DIN EN ISO 9001:2008, AD 2000 HP 0, DIN EN ISO 3834-3 a 97/23/ EG, modul D. www.schaefer-container-systems.de
47
29.9.2014 7:27:20
ENGINEERING
INOVACE REVITALIZAČNÍHO SYSTÉMU VESMÍRNÉ LODI POMOCÍ POČÍTAČOVÉ SIMULACE Na každé vesmírné lodi, kterou obývá posádka, musí být součástí výbavy zařízení pro obnovu dýchatelného vzduchu. V rámci projektu nazývaného Atmosphere Revitalization Recovery and Environmental Monitoring inženýři z NASA vyvíjejí zařízení pro kontrolu ovzduší na palubě pro zvýšení bezpečnosti posádky. Pro zajištění úspěšnosti mise do vesmíru a bezpečnosti posádky je nezbytné zajistit pravidelnou obnovu ovzduší na palubě lodi. Obzvláště při misích trvajících několik měsíců musí být vzduch průběžně odvlhčovaný, voda shromažďována pro opětovné použití a oxid uhličitý odváděn do vesmíru. Letecký inženýr Jim Knox je vedoucím týmu, který pracuje na optimalizaci zařízení, jenž zajišťuje pravidelnou obnovu ovzduší při úspoře vody (v průběhu procesu obnovy) v rámci projektu Atmosphere Revitalization Recovery and Environmental Monitoring (ARREM) v Marshall Space Flight Center (Hustonville, Alabama). Jejich cílem je zvýšit množství obnovené vody ze vzduchu na 80–90 % při nižší energetické spotřebě a celkovém snížení nákladů na výrobu a sestavení zařízení. Vývojový tým si od nového
48
Humusoft.indd 48
integrovaného systému pro obnovu vody a vzduchu slibuje delší dolet a tím pádem i delší dobu pobytu lodí ve vesmíru.
Obr. 1 – (A) Fotografie IBD zařízení se čtyřmi komorami. (B) Vysíťovaný model IBD zařízení. Fialové oblasti zobrazují „mokré“ komory a červené „suché“
Adsorpce jako efektivní způsob separování vody a CO2 Princip obnovy ovzduší uvnitř vesmírného plavidla spočívá v separaci vody, odstranění oxidu uhličitého a navrácení vody do vzduchu ještě před tím, než zkondenzuje do kapalné formy. Na obrázku 1 je zobrazeno zařízení, které šetří vodu a vývojovým týmem je nazýváno Isothermal Bulk Desiccant (IBD). Zařízení se skládá z šasi s uzavřenými kanály, které se nazývají náplňové komory. Každá komora je lemovaná silikagelovými kuličkami ke zvýšení adsorpce („suchá“ komora odvádí vodu) nebo desorpce („mokrá“ komora vrací vodu zpět do vzduchu). Každá dvojice komor je obklopena hliníkovou mřížkou pro zajištění lepšího přestupu tepla. Proces úspory vody probíhá v tzv. půl cyklech, kdy vzduch vstupuje do „suché“ komory zatímco z „mokré“ komory odchází nasycený vzduch. V suché komoře je voda
ze vzduchu exotermicky adsorbována do silikagelových kuliček. Následně vzduch postupuje do další fáze a to k vyčištění od oxidu uhličitého. Po vyčištění putuje vzduch do „mokré“ komory. Mezitím než se vzduch vyčistí od CO2, je teplo vzniklé adsorpcí převedeno do „mokré“ komory hliníkovou mřížkou. To způsobí, že voda ze silikagelových kuliček se začne uvolňovat zpět do vzduchu. Přestup tepla mezi komorami přináší další výhody v podobě snížení teploty v „suché“ komoře, což prodlužuje adsorpci. Extrahovaný oxid uhličitý se vypouští ven do vesmíru. Poté, co vzduch opustí IBD
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:28:30
ENGINEERING
zařízení, vstupuje do tepelného výměníku a odstředivého separátoru, kde voda kondenzuje a je separována pro pozdější opětovné použití.
Obr. 2 – Rozložení teploty [K] v každé komoře. V první a třetí komoře proudí vlhký vzduch směrem dolu, v druhé a čtvrté proudí suchý vzduch směrem nahoru
Obr. 3 – Výsledky simulace na výstupu z IBD zařízení. (A) zobrazuje teplotu plynu (B) zobrazuje tlak páry
Simulace proudění plynů a optimalizace podmínek v komorách Pro výpočet efektivnosti čtyřkomorového IBD zařízení použil tým Jimmyho Knoxe program COMSOL Mulitphysics®. Jedná se o inženýrský nástroj pro simulace a modelování fyzikálních dějů, který pro řešení úloh využívá metody konečných prvků. Geometrie zařízení byla vytvořena v programu Pro/ENGINEER ® a přes LiveLink for Pro/ENGINEER naimportována do COMSOL Multiphysics. Jim Knox celý vývoj komentoval následovně: „Potřebovali jsme simulovat proudění v porézních médiích (komory IBD) a zároveň přestup tepla pro několik materiálů. Multifyzikální úlohu jsme řešili při zadání vstupních tlaků na hranicích v komplikované geometrii, jakou je IBD zařízení. Díky programu COMSOL Multiphysics jsme byli schopni získat pro nás důležité výstupní parametry, jako například sorpční poměry“. Model ukázal, že exotermická adsorpce při vstupu vzduchu do „suché“ komory způsobuje nárůst tepla. Naopak v „mokré“ komoře dochází ke ztrátě tepla při proudění plynu opačným směrem. To je zobrazeno na obrázku 2 a 3. Člen týmu Rob Coker při výpočtu efektivnosti IBD zařízení učinil průlomový objev pro fázi, kdy vzduch proudí „suchou“ komorou. V počátku vzduch opouští komoru zcela suchý, všechna voda ze vzduchu je adsorbována do silikagelových kuliček. Se zvyšující se rychlostí vzduchu se vlhkost na vstupu a výstupu z komory již nemění, protože silikagelové kuličky už nejsou schopny
adsorbovat více vody. Vývojový tým provedl experimentální měření pro ověření výsledků z počítačové simulace pro zařízení IBD, následně výsledky porovnali. Porovnání výsledků je zobrazeno na obrázku 3. Díky COMSOL Multiphysics byli schopni stanovit vlhkost vzduchu, průtokové množství a tlak na základě okrajových podmínek Inflow (vtok) a Outflow (výtok) pro vlhký a suchý vzduch. Z výsledků vyplývá, že se podařilo dosáhnout 85% adsorpce a desorpce vody z a do vzduchu IBD zařízením. Na základě počítačové simulace je tým Jimmyho Knoxe schopen předpovědět účinnost IBD zařízení různých konfigurací a může se dále zabývat vylepšením návrhu propojení komor z hlediska přestupu tepla. Optimalizace a simulace pro různé tvarové návrhy zařízení pro úsporu vody v programu COMSOL Multiphysics poskytla vývojovému týmu neocenitelnou pomoc. Dokázali zvýšit účinnost zařízení spolu s množstvím uspořené vody při minimalizaci požadavků na napájení, což je velmi důležité pro pro-
dloužení dalších vesmírných misí. Vývojový tým nadále pracuje na dalším vylepšení, jakým je systém, který umožňuje separovat kyslík z oxidu uhličitého pro snížení potřebných zásob kyslíku na palubě a to vše pomocí programu COMSOL Multiphysics. Díky těmto vylepšením můžeme očekávat, že vesmírné lodě s posádkou budou moci setrvat ve vesmíru podstatně déle. Ing. Pavel Ludvík, HUMUSOFT s.r.o., www.humusoft.cz,
[email protected]
TECHNICKÉ NOVINKY
BIOPALIVO ZE SLÁMY VYHOVĚLO I PŘI TESTU VOZŮ MERCEDES-BENZ V lednu prováděla společnost Clariant na vozech Mercedes-Benz zkušební jízdy (tzv. fleet testy) s perspektivním novým biopalivem sunliquid® 20 (obsahujícím 20 % ethanolu pocházejícího ze slámy), které vedle svých prvotřídních vznětových vlastností prokázalo i zlepšení výkonu motoru snížením obsahu energie o 4 %, což je více než srovnatelné s palivem E 10. To, znamená, že s přibližně stejnou spotřebou má toto palivo příznivější dopad na životní prostředí (snížení emisí CO2). Kromě prvotřídní výkonnosti se ukázalo i zlepšení v počtu uvolňovaných pevných částic ve výfukových plynech, lepší o 50 % než přikazuje Evropská norma EU5. Navíc etanol z celulózy u paliva sunliquid® 20 vykazuje významný
přínos redukci skleníkových plynů až o 95 % v rámci celého hodnotového řetězce, a aniž by jeho výroba konkurovala výrobě potravin nebo zemědělské produkci. Sunliquid® 20 je palivo s obsahem 20 % celulózového etanolu. Obilná sláma nebo jiné nezpracovatelné zbytky za použití procesu Obr. – Flotila vozů Mercedes-Benz u demonstračního zařízení Clariant sunliquid® (Foto: Clariant / Rötzer)
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Humusoft.indd 49
sunliquid® jsou přeměněny na etanol. Proces je virtuálně CO2 neutrální, neboť ve srovnání s klasickou naftou ušetří skoro 100 % emisí CO2. Firma Halterman míchá celulózový etanol s konvenčními komponentami na palivo sunliquid® 20. Oněch 20 % celulózového etanolu dává palivu vyšší oktanové číslo přes 100 a zaručuje optimální vlastnosti. Clariant a Mercedes-Benz začaly toto palivo testovat již v lednu 2014 a testy budou na probíhat na firemním okruhu Mercedes-Benz ve Stuttgart-Untertürkheimu po celý rok. Etanol byl vyroben v pilotním provozu sunliquid® Clariant ve Straubingu, který může zpracovat každý rok 4 500 t pšeničné slámy a plev. V závodě fy Haltermann v Hamburku se bioetanol míchá s vybranými komponentami do vytvoření inovativního pa-liva, které svými vlastnostmi odpovídá srovnatelenému palivu E 20. »»www.clariant.com
49
29.9.2014 7:28:30
INOVACE
ČESKÝ INOVAČNÍ TRH MÁ VĚTŠÍ ŠANCI OBSTÁT V CELOSVĚTOVÉ KONKURENCI Evropská komise již dříve projevila snahu dohnat světové ekonomiky a tentokrát se zdá, že velmi správným směrem. Posvětila projekt Českého ekologického manažerského centra (CEMC), který dává výrobkům, technologiím, inženýrským řešením či službám s významným přínosem pro životní prostředí schopnost konkurovat světu. Základem projektu je metodologie evropského systému ověřování EU ETV (Environmental technology Verification). Komise jde ovšem dále a tak usiluje o vzájemnou uznatelnost výsledků ověření v různých světových regionech. Jedinou institucí v ČR a na Slovensku zabývající se ověřováním technologií je CEMC, které podepsalo smlouvu s Evropskou komisí. Na základě této smlouvy a akreditace Českého institutu pro akreditace (ČIA) má CEMC možnost ověřovat inovativní technologie výrobcům/dodavatelům, kteří mají ambice prorazit na evropský a světový trh. Technologií se mimo jiné rozumí také výrobky, inženýrská řešení nebo služby s významným přínosem pro životní prostředí. Ve světě jsou průkopníky tohoto způsobu ověřování hlavně v Americe a Kanadě. Pro tuzemské výrobce je však velmi zajímavý fakt, že v oblasti ETV se pohybují některé velmi zajímavé asijské ekonomiky, v jejichž čele stojí Japonsko, Korea, Filipíny a rovněž s ověřováním začíná i Čína. Stejně jako Evropská komise i CEMC předpokládá, že ověřená technologie nezávislou stranou typu A (dle ISO 17020) je doložitelně daleko více konkurenceschopná a časem se stane nezbytností. CEMC tímto nabízí výjimečnou příležitost pro výrobce, dodavatele a výzkumné týmy, kteří chtějí upozornit na své produkty. Jejich ověřené technologie se prostřednictvím CEMC dostanou do evropské databáze inovativních technologií a současně obdrží marketingově využitelné logo ETV, čímž dosáhnou na globální trh a výrazně se odliší od konkurence. Každý podnikatel, který jde na trh s novou technologií, vlastně riskuje možný neúspěch. Ověřená technologie, respektive výsledky projektu nebo tzv. certifikované metodiky, snižuje riziko podnikatele a zvyšuje míru úspěchu. Nezanedbatelné není ani to, že výsledky ověřování mohou být použity k prokázání shody s příslušnými právními předpisy, k podpoře nabídek při zadávání veřejných zakázek, k přesvědčení investorů o spolehlivosti výkonových parametrů a v neposlední řadě k zamezení nutnosti opakování demonstrací pro cílové uživatele. Ověření technologie nezávislým subjektem zvyšuje důvěru na obou stranách. Jak výrobce, tak zákazníka. Smlouva s Evropskou komisí zvýhodní
50
ETV.indd 50
Obr. – 6 kroků k úspěšnému prosazení inovativní technologie
prvních 9 zájemců o ověření tím, že 50 % nákladů uhradí EK. Zelenou ověřování technologií dává také Ministerstvo životního prostředí a Technologická agentura ČR, se kterými CEMC aktivně spolupracuje. Využití metodologie ETV je velmi zajímavé i v oblasti ověřování výsledků projektů v oblasti vědy a výzkumu. Rada vlády pro vědu a výzkum si je vědoma, že výsledky projektů v oblasti VaVaI, které spolknou ročně 72 mld. korun, nejsou systémově ověřovány. Nezávislé ověření by mimo jiné ukázalo, zda jsou prostředky využívány správným směrem. Věříme, že v tomto ohledu metodologie ETV, která je nedílnou součástí programu Horizont 2020, bude přínosem pro celospolečenskou diskusi na téma efektivnosti vynaložených prostředků na aplikovaný výzkum. CEMC již v současné době spolupracuje s organizacemi, které u projektů financovaných Technologickou agenturou ČR (TA ČR) potřebují ověřit výsledky projektů včetně tzv. certifikovaných metodik. Z doposud prezentovaných technologií lze jmenovat: Kalové hospodářství malých čistíren s minimálními nároky na energii (Dekonta, a.s.), Termická desorpce tuhých materiálů působením mikrovlnného ohřevu (Dekonta, a.s.). O dalších domácích projektech budeme informovat v příštích číslech. Pro ukázku uvádíme i několik projektů z Evropy: Briketovací lis na slámu, trávu
a jiné biomasy – Polsko, Bioplynárna potravinového odpadu – Francie, zpracování odpadu prostřednictvím plazmového zplyňování – UK, Výroba surového substrátu pro pěstování jedlých hub z digestátu z bioplynové stanice – Dánsko, Mechanické oddělování kapalných odpadů (kejdy) do pevného a kapalného podílu – Dánsko, Obnova a recyklace amoniaku při zpracování znečištěných odpadních vod – Francie. Inovativními projekty vhodnými pro ověření ETV se každoročně zabývá Týden výzkumu a inovací pro praxi (TVIP). Této problematice bude dáván stále větší prostor na odborném poli. Realizátoři inovativních řešení v oblasti chemického průmyslu a odpadového hospodářství mohou představit své projekty v rámci konference APROCHEM, která je pravidelně součástí TVIP a uskuteční se ve dnech 18.–20. 3. 2015 (www.tretiruka.cz/konference/). CEMC v rámci konference nabízí možnost posouzení vhodnosti projektů pro pilotní projekt EU ETV. Technologii ucházející se o ověření v rámci programu EU ETV může navrhnout jakákoli právnická či fyzická osoba se sídlem v Evropské unii či mimo ni. Bližší informace naleznete na stránkách Třetí ruky www.tretiruka.cz/eu-etv/. Ing. Evžen ONDRÁČEK, CEMC ETVCZ (inspekční orgán č. 4055),
[email protected]
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:29:06
INOVACE
EXBIO PRAHA OTEVÍRÁ NOVOU VÝROBNÍ BUDOVU – INVESTICE JE 100 MILIONŮ Jedním z největších center biotechnologických inovací jak v rámci České republiky, tak i v evropském měřítku, se v posledních letech stává středočeská obec Vestec u Prahy. Důležitý podíl na tom má společnost EXBIO Praha, a.s., která ve svém areálu, kde již od roku 2010 stojí Výzkumné a technologické centrum EXBIO, otevře v září tohoto roku novou budovu – Výrobní centrum EXBIO. Stavbu nových prostor a nákup technologií si vynutila stále rostoucí poptávka po výrobcích firmy ze zemí celého světa. Významnými odběrateli jsou firmy například z Německa, Francie, Brazílie, Číny nebo Běloruska. Stavba designově i funkčně navazuje na stávající prostory (obr. 1) a je navržena tak, aby umožňovala výrobu podle mezinárodních standardů GMP. Firmě s investicí do nových budov a technologií pomohly strukturální fondy EU v rámci Operačního programu podnikání a inovace (OPPI) pod programem Inovace. Celková výše investice do projektu činila 100 milionů Kč. Ve špičkově vybaveném pracovišti vznikne pět nových, vysoce specializovaných pracovních pozic. Společnost předpokládá zhruba desetinásobné navýšení výrobní kapacity. EXBIO Praha, a.s. je příkladem firmy, která vzešla z akademické sféry (tzv. „spin-off“) a moderní biotechnologické postupy aplikovala na řešení praktických problémů. Základem její činnosti je výroba a vývoj monoklonálních protilátek pro využití v průtokové cytometrii, což je obor, který v současné době zažívá celosvětovou expanzi. Příčinou úspěchu této moderní technologie je její využití jak v základním výzkumu (shromažďování poznatků o buněčné signalizaci, vnitrobuněčných pochodech, genomu a fenotypu buněk aj.), tak ve výzkumu a diagnostice závažných onemocnění, jako jsou nejrůznější typy rakovinného bujení, virové infekce (HIV apod.), nebo například život ohrožující alergické reakce,
Obr. 1 – Budova nového Výrobního centra EXBIO
a umožňuje rovněž sledovat postup léčby. Proto společnost kromě jednotlivých fluorescenčně značených monoklonálních protilátek využitelných v aplikacích průtokové cytometrie průběžně vyvíjí a uvádí na trh i stále větší množství cytometrických souprav zaměřených na konkrétní cíle, jako je imunofenotypizace (v současné době EXBIO nabízí až šestibarevný panel), stanovení příčinného alergenu bez nežádoucí senzitizace pacienta (BasoFlowEx ® Kit), odhalení poruch fagocytózy (FagoFlowEx ® Kit, IngoFlowEx ® Kit), analýza imunologických a reprodukčních parametrů lidského spermatu (SpermFlow Kit) aj. Vzhledem k tomu, že EXBIO své produkty distribuuje po celém světě a v poslední době stoupají zejména celosvětové požadavky na dodávání diagnostik, bylo rozšíření výrobní kapacity nutností. Výrobní prostory v nové budově jsou moderně řešené, adekvátně dimenzované (laboratoře o celkové rozloze 750 m2) a splňují nejpřísnější mezinárodní kritéria pro biotechnologické provozy. Nejedná se jen o zvětšení výrobní plochy, ale také
Tab. – Srovnání výrobní kapacity EXBIO ve stávajících prostorách a plánovaná kapacita po otevření Výrobního centra EXBIO v září 2014 Stávající kapacita
Plánovaná kapacity ve Výrobním centru EXBIO
Roční produkce purifikovaných monoklonálních protilátek
~30 g/rok
~350g/rok
8 jednotek
25 jednotek
Počet bioreaktorů pro kontinuální kultivaci buněk
celkový objem fermentorů 8,6 l
celkový objem fermentorů 46,9 l
(objem jednotek 350 ml–5 l)
(objem jednotek 350 ml–20 l)
Kapacita přípravy finálních balení produktů
1 000 ks/šarže/den
10 000 ks/šarže/den
Počet preparativních nízkotlakých kapalinových chromatografů
4 jednotky
12 jednotek
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
exbio praha.indd 51
o významné navýšení kapacit technologií a výrobních přístrojů. Jako příklad lze uvést bioreaktory pro kontinuální kultivaci buněk, přístroje pro izolaci a purifikaci proteinů pomocí preparativní nízkotlaké kapalinové chromatografie (obr. 2), nebo plnicí a etiketovací linku, která zajistí automatizovanou přípravu produktů do finálních balení. Zvýšení efektivity výroby pak bude napomáhat řada automatizovaných systémů, samostatně řízených počítači. Obr. 2 – Laboratoř s přístroji pro izolaci a purifikaci proteinů
Nová výrobní budova umožní zvýšit množství vyráběných protilátek ze současných několika desítek gramů až na několik set gramů ročně a současně výrazně rozšířit portfolio nabízených produktů. Díky investici může společnost EXBIO Praha řešit další náročné úkoly rozvoje a posílit svou pozici světově významného výrobce a exportéra cytometrických reagencií a diagnostik na nich založených. Společnost EXBIO Praha, a.s. byla založena v roce 1999, svou první vlastní budovu ve Vestci otevřela v roce 2003. V současné době zaměstnává 45 pracovníků a obrat firmy v roce 2013 činil 90 milionů korun. Jolana VOSÁHLOVÁ, PhD., Sales & Marketing Director, EXBIO Praha, a.s.,
[email protected]
51
29.9.2014 7:29:53
EKONOMIKA A MANAGEMENT
EKONOMIKA A ŘÍZENÍ PODNIKŮ V CHEMICKÉM PRŮMYSLU (21) – LIDSKÝ KAPITÁL A PROCES UČENÍ – ZDROJ KONKURENČNÍ VÝHODY? HYRŠLOVÁ J.1, ŠPAČEK M.2, SOUČEK I.3 1 Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera (DFJP), Pardubice,
[email protected] 2 Vysoká škola ekonomická (VŠE), Praha,
[email protected] 3 Vysoká škola chemicko-technologická (VŠCHT), Praha,
[email protected] O lidském kapitálu se velmi často předpokládá, že přispívá k získání a udržení konkurenční výhody především z toho důvodu, že je považován za nenapodobitelný, což vyplývá z jeho nehmotné, pro daný podnik specifické povahy. Investice do lidského kapitálu tak mohou mít velmi významné dopady na proces učení a tím i na výkonnost podniku. Výběr lidských zdrojů, jejich zapojení a využívání v rámci pracovního procesu, jejich další rozvoj prostřednictvím vzdělávání a školení a znalostní management ovlivňují proces učení a tím i výkonnost a konkurenceschopnost podniku. Lze však najít i případy, kdy využití lidského kapitálu z externích zdrojů snižuje výkonnost procesu učení v podniku. Článek se zabývá významem lidského kapitálu a procesu učení pro konkurenceschopnost podniku obecně i s ohledem na specifika chemického průmyslu.
1 Cíl článku, použité materiály a metody Teorie podnikatelských subjektů založená na zdrojích ukazuje, že dlouhodobá konkurenční výhoda je závislá na znalostech a schopnosti inovovat [17, 45, 67] a velmi úzce souvisí s využíváním, obnovováním a rozvíjením základních výrobních faktorů, tedy ekonomických zdrojů [65]. Podniky jsou stále více závislé na zdrojích, které se nedají měřit jednoduše pomocí tradičních, a to nejen finančních, ukazatelů, jejich vedení by tak mělo věnovat větší pozornost identifikaci nových faktorů, které jsou pro úspěšnost rozvoje rozhodující [33]. Ekonomická konkurenceschopnost je vázána na nové technologie a znalosti, které konkurence nemá k dispozici [38]. Znalosti a inovace se stávají hlavními výrobními faktory rozhodujícími pro ekonomický růst a konkurenční výhodu společnosti [13, 30]. Je proto třeba nastavit optimální znalostní management a proces řízení vědy, výzkumu a inovací. Tyto skutečnosti v praxi potvrzuje řada společností [8, 11, 12, 14, 28, 29, 39, 46, 58, 64]. OECD [44] vymezuje lidský kapitál jako znalosti, dovednosti, schopnosti a vlastnosti jedince, které usnadňují vytváření osobního, sociálního a ekonomického blaha. Lidský kapitál je tedy výsledkem vrozených schopností, vzdělávání a rodinného a sociálního prostředí. Zahrnuje zejména schopnosti a dovednosti a také tacitní znalosti; z hlediska podniku jde o potenciál skrytý v zaměstnancích, který by měl podnik umět sdílet a využívat. Kvalifikovaní zaměstnanci patří mezi strategický faktor úspěšného podnikání. V pracovních činnostech, jejichž základem je využívání znalostí, nelze lidský kapitál ničím nahradit [7]. Zaměstnanci, jako vlastníci znalostí, jsou s podnikem úzce spjati. Zaměstnanci potřebují podniky, aby mohli uplatnit své specializované znalosti, a podniky stejně tak potřebují zaměstnance, aby mohly naplnit své podnikatelské cíle. Dochází tak ke střetu dvou světů: světa cílů a požadavků na lidský výkon a světa intelektuálního potenciálu – lidských zdrojů; aby podnik byl konkurenceschopný, měly by být oba tyto světy v součinném a harmonickém vztahu [5]. Součást managementu orientovaná na znalosti je označována odbornou literaturou jako management znalostí (popř. management znalostních pracovníků). Podle Mládkové [40] je jeho cílem zefektivnit práci podniku se znalostmi a současně zajistit, aby každý pracovník měl v danou chvíli k dispozici odpovídající znalosti. Přitom znalost lze definovat např. jako měnící se systém, který zahrnuje interakce mezi zkušeností, dovednostmi, fakty, vztahy, hodnotami, myšlenkovými procesy a významem [62]. Pro znalost je podle Mládkové [40] typické, že má vždy úzkou vazbu na činnost a emoce a je vázána na lidskou mysl. Pro podniky mají význam především tacitní znalosti, tedy znalosti, které jsou vytvářeny interakcí formalizovaných znalostí a zkušenosti, dovednosti, intuice, osobních představ, mentálních modelů atd. jedince a jsou silně spojeny s činností, postupy, rutinami, idejemi, nápady, hodnotami
52
Chemanagement21.indd 52
a emocemi svého nositele, přitom tento nositel (pracovník) si jich nemusí být ani vědom [40]. Význam tacitních znalostí pro podnik spočívá právě v tom, že obsahují velký potenciál a přitom je velmi obtížné je napodobit. Mohou tedy přispět k tvorbě dlouhodobě udržitelné konkurenční výhody. Nonaka a Nishiguchi [43] se na znalost dívají také z pohledu, zda je tzv. individuální (vázaná na člověka) nebo společenská (ta je sdílena např. v rámci podniku nebo pracovní skupiny). Vedle tacitních znalostí, vázaných na pracovníka, má pro rozvoj podniku význam znalost společenská. Ta umožňuje sdílet pravidla, tvoří společný jazyk a kontext, je tvůrcem tradice (viz např. [41]). Mládková [41] upozorňuje ještě na kolektivní tacitní znalost, která vzniká neustálým opakováním různých aktivit. Pro pracovníky mimo skupinu je přístup k této znalosti velmi obtížný (ne-li nemožný) a tato znalost může být ztracena, pokud skupina přijde o mnoho svých členů. Vzhledem ke kolektivní tacitní znalosti je třeba zmínit, že může zhoršit schopnost skupiny reagovat na změny [41]. Jak vyplývá z předchozího textu, znalosti jsou vždy spojeny s jejich vlastníkem, tzn. s jednotlivým pracovníkem, popř. se skupinou pracovníků; podnik je tedy nevlastní. V rámci managementu znalostí je třeba nastavit znalostní strategii, identifikovat formu znalostí, se kterou bude podnik pracovat, kde v podniku se znalosti nacházejí a klíčové znalostní pracovníky. Tím dojde k zefektivnění komunikačních a znalostních procesů a jsou vytvořeny předpoklady pro řízení znalostí v daném podniku. V rámci systému je také třeba vytvořit odpovídající prostředí pro práci s explicitními i tacitními znalostmi. Mládková [40] uvádí především tyto přínosy managementu znalostí: růst inovačního potenciálu, zlepšení schopnosti reakce, lepší orientace podniku na zákazníky, zkvalitnění dodavatelských systémů a zefektivnění podnikových procesů. To všechno může přispět k tvorbě dlouhodobě udržitelné konkurenční výhody. Pokud podnik přijme ideu, že znalosti se stávají základem růstu jeho bohatství, je v jeho zájmu, aby znalosti svých zaměstnanců permanentně rozvíjel. Obecným cílem rozvoje zaměstnanců je pečovat o to, aby podnik disponoval takovou kvalitou lidí, která je potřebná pro dosažení podnikových cílů v oblasti zlepšování podnikové výkonnosti a zajištění požadovaného růstu [10, 16, 63]. Myšlenku permanentního rozvoje zaměstnanců naplňuje koncept učící se organizace [53, 61]. Dle zakladatele konceptu učící se organizace Sengeho lze přisoudit atribut učící se organizace takové organizaci, kde zaměstnanci nepřetržitě rozvíjejí své schopnosti, aby dosáhli cílů, o které opravdu usilují, a kde jsou podporovány nové a expansivní modely uvažování. Podmínkou fungování učící se organizace je, že se lidé neustále učí holistickému nazírání na funkční celky. Racionálním základem pro tuto teorii je, že v prostředí náhlých změn uspějí a vyniknou pouze ty organizace, které jsou flexibilní, adaptabilní a produktivní. Mezi základní principy CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
6.10.2014 13:28:05
EKONOMIKA A MANAGEMENT
fungování učící se organizace patří formy práce jako týmová práce, koučování, týmové vedení, tvořivé uplatnění znalostí a maximální využití inteligence [60]. Cílem tohoto článku je charakterizovat a diskutovat vazbu mezi lidským kapitálem, investicemi do lidského kapitálu a procesem učení a jejich příspěvek k získání a udržení konkurenční výhody. Tato problematika je řešena jednak v obecné rovině, jednak s ohledem na specifika chemického průmyslu. Článek vychází z analýzy primárních a sekundárních zdrojů. Primární data byla získána pomocí dotazníkového šetření realizovaného v první polovině roku 2014 v podnicích, které byly k datu výzkumu členy Svazu chemického průmyslu ČR. Hlavním cílem šetření bylo identifikovat význam podnikání v souladu s principy udržitelného rozvoje pro konkurenceschopnost podniků sdružených ve Svazu chemického průmyslu ČR. V rámci tohoto článku (v souladu s cílem článku) jsou využity pouze dílčí poznatky, které se týkají významu jednotlivých vybraných faktorů pro konkurenceschopnost podniků. Data byla získána prostřednictvím elektronického dotazování. Vyplněný dotazník vrátilo 40 podniků všech velikostních kategorií, respondenty byli manažeři střední a vrcholové úrovně řízení, popř. vlastníci podniku. Výsledky byly zpracovány pomocí statistických metod. Článek dále čerpá z odborných zdrojů; jsou využity především odborné články a výsledky odborných studií, uveřejněných v zahraničních vědeckých časopisech, a odborné monografie. Seznam v příspěvku využitých zdrojů je uveden v seznamu literatury.
2 Výsledky a diskuze Odborné zdroje poukazují na to, že podnik, který má k dispozici cenné a vzácné zdroje, může generovat konkurenční výhodu, což se jednoznačně projeví ve zlepšení jeho ekonomické výkonnosti (např. [3, 37, 47]). Pro udržení této konkurenční výhody je třeba, aby zdroje byly nenapodobitelné a nezastupitelné, což zabrání konkurentům, aby tyto zdroje získali, a podnik tak může z této konkurenční výhody dále těžit. Délka působení konkurenční výhody je podle Rumelta [52] závislá na tom, jak významná tato cennost a vzácnost daného zdroje je; tedy na tom, jak složité a obtížné je daný zdroj napodobit (to potvrzují např. i Reed a DeFillippi [51]). Vzhledem ke snadnosti, s jakou mohou lidské zdroje mezi konkurenčními podniky migrovat, lze předpokládat, že je velmi obtížné udržet si konkurenční výhodu vycházející z kvalitních lidských zdrojů (lidského kapitálu) jako významného výrobního faktoru ovlivňujícího úspěšnost podnikání. Lidský kapitál však lze současně považovat za velmi cenný a těžko napodobitelný zdroj, který funguje ve specifických podmínkách podniku, tedy v prostředí, které bylo pro optimální fungování tohoto zdroje vytvořeno (viz např. [23]). Pokud chce podnik využít lidský kapitál konkurenčního podniku, na jedné straně tím získává určité znalosti a dovednosti tohoto konkurenčního podniku, ale na druhé straně si musí být vědom nákladů, které bude muset vynaložit na nalezení optimálního využití tohoto pracovníka a na jeho přizpůsobení se novému pracovnímu prostředí (viz např. [56]). Je tedy třeba zvážit, zda přínosy převýší vynaložené náklady a takto získaný lidský kapitál bude generovat udržitelné výhody. 2. 1 Proces učení, lidský kapitál a konkurenční výhoda Proces učení má dopad na výkonnost podniku; díky procesu učení, kterým lidské zdroje procházejí v rámci zapojení do podnikových aktivit, získává lidský kapitál pro podnik vyšší hodnotu (stává se více specifickým z hlediska firemních potřeb a tím potenciálně méně užitečným pro potřeby konkurenčních podniků) [20]. Tato část lidského kapitálu vzhledem ke specifickým znalostem je velmi obtížně napodobitelná (viz např. [42]). Současně schopnost učení je posílena investicemi do lidského kapitálu v oblasti získávání zkušeností a řešení problémů [23]. Lze tedy rozpoznat vzájemné vazby mezi lidským kapitálem, procesem učení a jeho výkonností: proces učení vytváří specifický lidský kapitál (tacitní znalosti), který zase zlepšuje výkonnost podnikového procesu učení. Z toho lze odvodit, že vysoce kvalitní lidský kapitál, respektující specifické potřeby daného podniku, může vytvářet konkurenční výhodu; lidský kapitál se zlepšuje CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Chemanagement21.indd 53
díky procesu učení, což snižuje podnikové náklady [20]. Podniky, které dokáží získat kvalitní lidské zdroje, optimálně je zapojit do pracovního procesu a dále rozvíjet lidský kapitál, mohou proto mít dlouhodobě udržitelnou konkurenční výhodu související s procesem učení a projevující se i v oblasti podnikových nákladů. Pracovníci získávají v rámci pracovního procesu nové znalosti (mající přímou souvislost se specifiky podnikových procesů, postupů a praktik), postupně se zvyšuje výkonnost podnikového procesu učení a tím jsou vytvořeny podmínky pro to, aby se lidský kapitál stal zdrojem konkurenční výhody. Jak uvádějí Hatch a Dyer [20], skutečnost, že lidský kapitál může významně zvýšit výkonnost, je velmi zajímavá především pro obory podnikání (odvětví) s vysokými investičními náklady (tedy s vysokými fixními náklady). Chemický průmysl patří mezi obory podnikání, které jsou charakteristické svojí vysokou investiční náročností. Výzkum realizovaný v podnicích chemického průmyslu v ČR (viz výše) přinesl tyto základní výsledky z hlediska významu jednotlivých faktorů pro konkurenceschopnost podniků tohoto oboru podnikání; vymezení faktorů vycházelo z klasifikace Portera [50]: • Podniky považují za nejvýznamnější faktory konkurenceschopnosti reputaci podniku, inovační aktivity a schopnost podniku dlouhodobě generovat zisky. Mezi významné faktory respondenti zařadili ještě produktivitu, tedy schopnost podniku zhodnocovat vstupy a optimálně využívat výrobní faktory. • Za aspekty, které jsou pro daný obor podnikání důležité a mají tedy významný vliv na úspěšnost podnikání, považují respondenti úroveň ochrany zdraví při práci, úroveň bezpečnosti práce v podniku, přístup podniku k životnímu prostředí, vztahy s orgány státní správy a samosprávy, sdílení a předávání znalostí, zájem podniku o sociální otázky související se zaměstnanci, vzdělávací a rozvojové programy pro zaměstnance, environmentální komunikaci s externími zainteresovanými stranami a vztahy s místní komunitou a veřejností. • Na růst konkurenční schopnosti podniku mají podle názoru respondentů vliv především tyto faktory: nízká fluktuace (udržení si vysoce kvalifikovaných pracovníků, loajalita zaměstnanců), vyšší míra spolupráce mezi zaměstnanci (sdílení a šíření znalostí), zlepšení vztahů se zákazníky, zlepšující se pověst podniku jako dobrého zaměstnavatele (mezi zaměstnanci i mimo podnik), zlepšení podnikové kultury (vyšší integrita), šetrný přístup podniku k životnímu prostředí, zlepšení vztahů s obchodními partnery a s orgány státní správy a samosprávy, zvýšená kvalita lidských zdrojů (podnik je atraktivní pro vysoce kvalifikované pracovníky) a zlepšení vztahů s místní komunitou a veřejností. Výsledky výzkumu potvrzují, že pro konkurenceschopnost chemického průmyslu mají lidské zdroje, proces učení a lidský kapitál velký význam. Pracovní prostředí (bezpečnost a ochrana zdraví při práci), proces učení a management znalostí představují významné aspekty ovlivňující úspěšnost podnikání. Konkurenční výhodu pak lze podle názoru respondentů generovat díky schopnosti udržet si kvalifikované zaměstnance, nastavit kvalitní management znalostí a proces učení a zlepšit podnikovou kulturu; podnik se tak stává atraktivním zaměstnavatelem, a to jak mezi zaměstnanci, tak i mimo podnik. 2. 2 Znalosti a konkurenceschopnost I když se znalosti v rámci podniku mohou nacházet v různých podobách i na různých místech, jsou to lidé, kteří se učí a učí druhé, a tím se lidské zdroje stávají primárními nositeli všech typů znalostí (viz např. [34]). Některé typy znalostí mohou být dále předávány a hrozí riziko, že budou získány i konkurenčními podniky. Tyto znalosti přispívají k tvorbě konkurenční výhody pouze tehdy, pokud je podnik dokáže ochránit; podnik musí mít tedy vytvořen efektivní systém ochrany těchto znalostí. Konkurenční výhodu lze generovat i tehdy, když i přes získání těchto znalostí nejsou konkurenční podniky schopny znalosti optimálně využít. Podnik tedy díky kvalitním lidským zdrojům a efektivnímu provádění a monitorování procesů získává konkurenční výhodu (viz např. [31]). Tacitní znalosti však
53
6.10.2014 13:28:05
EKONOMIKA A MANAGEMENT
s rizikem jejich předání, popř. s rizikem jejich přenosu na konkurenční podniky, spjaty nejsou; jsou zakotveny v podnikových rutinních postupech, v lidských dovednostech a vzájemných vztazích (viz např. [36, 68]). Tyto znalosti lze velmi účinně ochránit a jsou také konkurenčními podniky velmi obtížně napodobitelné [21]; představují proto významný zdroj konkurenční výhody. Učení praxí (tedy učení zkušeností, užíváním a opakováním) zvyšuje provozní zkušenost a tím přispívá ke snižování provozních nákladů (průkopnická studie viz [66]). Tato skutečnost byla potvrzena i studiemi z oblasti chemických výrob [35], ropných rafinerií [22] a farmaceutického průmyslu [48, 49]. Vztah mezi provozní zkušeností (tedy učením praxí) a provozními náklady mohou manažeři využít v rámci tvorby cenových strategií, při plánování výroby a potřeby výrobních faktorů, při řízení využívání podnikových kapacit a v rámci finančního plánování. Učení praxí a s tím související nižší provozní náklady mohou vyústit v konkurenční výhodu. Lze předpokládat, že výhoda spočívající v nižších nákladech může zabránit vstupu nových konkurentů do daného oboru podnikání a tím umožnit získání většího tržního podílu a tedy generování vyšších zisků. Tyto očekávané přínosy vyplývající z procesu učení praxí se však ne vždy v podnikatelské praxi potvrdily (viz např. [1]). To vedlo k hledání dalších pohledů na význam procesu učení pro tvorbu a udržení konkurenční výhody. Byly realizovány výzkumy, které měly potvrdit, že větší zkušenosti (tedy kvalitní proces učení) vedou k nadprůměrné výkonnosti. Další výzkumy ukázaly, že pokud se znalosti získané prostřednictvím procesu učení v rámci daného podniku přenesou mimo podnik (dojde tedy k šíření znalostí), získají část přínosů i tyto konkurenční podniky (viz např. [25, 27]). Hodnota zkušeností tak přechází na podniky s menšími zkušenostmi. Pokud probíhá šíření znalostí rychle, potenciál konkurenční výhody je zcela ztracen. Nepotvrdily se ani teorie, že podniky s vyšším podílem na trhu generují vyšší zisky, než podniky s nízkým tržním podílem (viz např. [19]). Postupně se objevují další odborné studie, které poukazují na význam engineeringu [21], experimentování [9], procesu řízení inovací [57], zlepšování kvality [26] a výcviku a školení pro zvyšování výkonnosti procesu učení. Význam lidských zdrojů pro tvorbu konkurenční výhody díky procesu učení je zesílen právě jejich spojením s tacitními znalostmi. Technické znalosti získané prostřednictvím učení praxí lze částečně zakotvit do podnikových procesů a postupů a do jejich kontrolních mechanismů. Nositelem zbývajících znalostí jsou zaměstnanci se svými vědomostmi a dovednostmi. Obecně lze konstatovat, že určité typy znalostí lze zakotvit do podnikových technologií a pracovních postupů; některé znalosti techniků a dalších provozních pracovníků získané díky opakování a zkušeností (např. pozorováním) je však třeba považovat za tacitní znalosti. Ty přispívají ke zkvalitnění procesu učení v podniku a umožňují hledat další zlepšení podnikových procesů a pracovních postupů. 2. 3 Řízení lidských zdrojů a konkurenční výhoda Lidský kapitál souvisí se znalostmi a dovednostmi lidských zdrojů. Kvalita lidského kapitálu v podniku je ovlivněna výběrem zaměstnanců, jejich dalším rozvojem a také způsobem, jakým jsou lidské zdroje v podniku využívány [32]. Výběr zaměstnanců, jejich rozvoj a využívání jsou součástí procesu řízení lidských zdrojů. Představují jednotlivé manažerské funkce (činnosti), které jsou v podniku realizovány s cílem zvyšování kvality lidského kapitálu (tzn. s cílem přizpůsobení lidských zdrojů potřebám a specifikům podniku tak, aby byly obtížně napodobitelné). Tyto manažerské funkce (činnosti) mohou tedy přispět k získání konkurenční výhody a její dlouhodobé udržitelnosti. V rámci první činnosti musí být identifikováni uchazeči z externího trhu práce, kteří mají základní předpoklady stát se produktivními zaměstnanci podniku. Lidský kapitál, jehož nositeli jsou noví zaměstnanci podniku, nesplňuje základní požadavek v oblasti přizpůsobení se podnikovým specifikům. Podnik musí proto pracovat na rozvoji nově přijatých zaměstnanců, investuje zdroje tak, aby se zlepšila produktivita nových zaměstnanců
54
Chemanagement21.indd 54
a zaměstnanci se postupně zapojili do podnikového procesu učení. Nábor a rozvoj lidských zdrojů však nejsou dostatečné pro získání konkurenční výhody, velmi důležité je jejich využití v rámci podniku. Pokud nejsou lidské zdroje efektivně využity, nebyl plně využit jejich potenciál (viz např. [24]). Současně je pro získání dlouhodobě udržitelné konkurenční výhody třeba, aby byl lidský kapitál ochráněn před konkurenčními podniky (viz např. [3]). Důležitou kategorií, která se profiluje v soudobém managementu je tzv. leadership, neboli vůdcovství. Leadership lze vnímat jako proces sociálního ovlivňování, kdy jeden pracovník je schopen si zajistit pomoc a podporu ostatních při plnění společných cílů. Není překvapující, že existuje řada pohledů, definic a klasifikací leadershipu. Za všechny lze uvést jako příklad definici formulovanou Clarkem [15]: „Leadership je proces, pomocí kterého pracovník ovlivňuje ostatní s cílem splnit vytýčený cíl a navést organizaci směrem, který je pro ni více kompaktní a srozumitelný“. V manažerské praxi, chemický průmysl nevyjímaje, nachází leadership uplatnění v situacích, které jsou úzce propojeny s podnikovou vizí, jako je tvorba strategie, formulování a realizace inovačních programů, rozhodování o strategických aliancích apod., případně v situacích, které vyžadují projev manažerské autority, jako je krizový management nebo prosazování zásadních změn v podniku. 2. 3. 1 Výběr lidských zdrojů Nově přijatý zaměstnanec musí být vyškolen tak, aby byl schopen se přizpůsobit novým pracovním požadavkům a novému prostředí. Školení je zaměřeno především na pro podnik specifické znalosti. Pracovník je postupně formován tak, aby se stal produktivním zdrojem v konkrétním prostředí a podmínkách daného podniku. Odborné zdroje uvádějí, že od pracovníka s vyšším vzděláním se očekává, že významněji přispěje k produktivnímu lidskému kapitálu [23]. Vyšší vzdělání by mělo zvýšit schopnost pracovníků získávat a využívat specifické podnikové znalosti, ale nemá přímou vazbu na konkurenční výhodu tehdy, pokud kvalifikované lidské zdroje jsou dostupné i pro konkurenční podniky. Konkurenční výhodu by podnik mohl získat, pokud by na trhu práce existovaly určité nedokonalosti zabraňující konkurenčním podnikům získat stejně kvalifikované lidské zdroje (viz např. [32]). Na lokálních trzích práce existuje zpravidla volný pohyb pracovních sil a všechny podniky tak mají stejný přístup k pracovníkům s odpovídajícím stupněm vzdělání. Pro trhy práce jsou však současně typické určité faktory, které způsobují nedokonalosti v oblasti pohybu pracovních sil; jedná se zejména o [20]: – náklady spojené s hledáním zaměstnání (náklady na nalezení takového pracovního místa, kde uchazeč bude vyhovovat stanoveným požadavkům a získá podle něj adekvátní odměnu za odvedenou práci), – nejistotu dosažení úspěchu v práci (užitečnost v nové práci a schopnost zapojení se do nového pracovního kolektivu nelze ověřit před nástupem na nové pracoviště), – sociální náklady (dochází k narušení stávajících sociálních vztahů pracovníka, k narušení sociálních vztahů jeho rodinných příslušníků, vznikají náklady související se stěhováním apod.). Z předchozího textu je zřejmé, že i v případě chemických podniků budou ovlivňovat situaci na trhu práce a tedy i výběr pracovníků nedokonalosti na trhu práce vyplývající především z lokality, kde podnik realizuje svoje podnikatelské aktivity, z infrastruktury, z kvality vzdělávacích systémů apod. Nedokonalosti na trhu práce, které mají souvislost s geografickým umístěním, poskytují, jak uvádí např. Barney [4], výhody podnikům, které provozují svoje podnikatelské aktivity v regionech s pracovníky s vyšším vzděláním, ochotnými pracovat za nižší mzdy, a mohou nepříznivě působit na podniky v regionech s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků. Pracovníci s vyšším vzděláním mají obecně schopnost učit se rychleji a budou tak více podporovat podnikový proces učení. Je však zřejmé, že úroveň vzdělání není dokonalým měřítkem pro posouzení potenciálu lidských zdrojů, protože zaměstnanci se stejným vzděláním vykazují v průběhu jejich zapojení do pracovních CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
6.10.2014 13:28:05
EKONOMIKA A MANAGEMENT
procesů rozdílnou produktivitu práce. Podniky mohou generovat konkurenční výhodu výběrem pracovníků, kteří jsou na trhu práce podhodnoceni – i když jejich identifikace byla spíše otázkou štěstí nebo šlo o náhodu [4]. Aby podnik dokázal mezi uchazeči identifikovat pracovníky, kteří budou přispívat k tvorbě konkurenční výhody, měl by mít v rámci výběrových řízení nastaveny hodnoticí mechanismy, umožňující výběr adeptů vhodných pro specifické prostředí daného podniku. Hodnoticí mechanismy by měly také umět identifikovat adepty se specifickými dovednostmi, které jsou pro podnik významné. Hodnoticí mechanismy by tedy měly sloužit ke komplexnímu hodnocení uchazeče; měly by poskytnout podklady pro posouzení úrovně všech potřebných znalostí a dovedností (kompetencí), včetně přístupu k řešení problémů, schopnosti týmové práce a schopnosti adaptace v novém pracovním prostředí. 2. 3. 2 Rozvoj lidských zdrojů a jejich využívání Po získání kvalitních lidských zdrojů je třeba v rámci procesu generování konkurenční výhody zajistit jejich další rozvoj prostřednictvím školení a dalšími investicemi do vzdělávání pracovníků. Tím podnik vytváří předpoklady pro rozvoj lidského kapitálu, který bude specifický pro daný podnik a obtížně napodobitelný a využitelný konkurenčními podniky (viz např. [37]), může tedy generovat dlouhodobě udržitelnou konkurenční výhodu. Školicí proces urychluje zvládnutí pracovních povinností a přispívá k růstu produktivity práce. Školicí proces zvyšuje současně tacitní znalosti, pracovníci se mohou aktivně zapojovat do procesu zlepšování složitých podnikových procesů a dochází ke zkvalitnění podnikového procesu učení. Tréninkové a školicí programy tak představují velmi významnou investici do lidského kapitálu. I kdyby konkurenční podniky převzaly školicí programy a iniciovaly proces školení podle vzoru podniku, dá se předpokládat, že dosažení jeho úrovně lidského kapitálu bude představovat dlouhodobý proces (viz např. [18]). Konkurenční výhoda může být generována v souvislosti s procesem učení tehdy, pokud jsou strategické lidské zdroje efektivně využívány v rámci daného podniku (viz např. [2]). Lidské zdroje nejsou v některých podnicích dostatečně využity (viz např. [24]); pro manažery nemusí být jednoduché správně identifikovat dovednosti zaměstnance a zapojit ho do pracovního procesu tak, aby optimálně svým působením přispíval ke zlepšení podnikové výkonnosti [59]. Přitom právě schopnost správně rozpoznat potenciál, který může zaměstnanec podniku poskytnout, a jeho optimální zapojení do pracovního procesu (v rámci odpovídajícího pracovního místa a jeho pracovní náplni) může přispět k tvorbě konkurenční výhody. Tato schopnost je velmi obtížně napodobitelná konkurenčními podniky; jde o komplex složitých sociálních vztahů, které se dále rozvíjejí tak, jak se zaměstnanec do pracovního procesu postupně zapojuje. Pokud podnik usiluje o zvýšení výkonnosti procesu učení, tak by měl v podniku podporovat vzdělávací aktivity a školicí programy a povzbuzovat zaměstnance v zapojení se do těchto aktivit a měl by vytvořit zaměstnancům i odpovídající časový prostor pro tyto aktivity. Velmi často je řešena také otázka, zda se podnik může vyhnout investicím do lidského kapitálu tím, že využije lidské zdroje konkurenčních podniků. V předchozím textu bylo několikrát zdůrazněno, že pro generování dlouhodobé konkurenční výhody je třeba, aby každý podnik disponoval svým specifickým lidským kapitálem. Podle Beckera [6] platí, že pokud zaměstnanec podniku, který je nositelem pro tento podnik specifického lidského kapitálu, přejde do jiného podniku, dokáže v novém pracovním prostředí využít pouze část svých získaných (předchozích) znalostí. V některých případech mohou předchozí získané znalosti, dovednosti a zkušenosti ztěžovat úspěšné zapojení pracovníka do nového pracovního prostředí. Mohou zpomalit jeho další rozvoj v nových pracovních podmínkách, což může nepříznivě působit i na celý stávající pracovní kolektiv a snižovat výkonnost procesu učení v novém podniku (viz např. [55]). Podle odborných zdrojů tak může proces přeškolování a rekvalifikací zpomalit vývoj lidského kapitálu v daném podniku a snížit výkonnost podnikového procesu učení (viz např. [54]). CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Chemanagement21.indd 55
3 Závěr Lidský kapitál a proces učení může přispět k získání konkurenční výhody pouze tehdy, pokud má určité charakteristiky. Z předchozího textu je zřejmé, že lidský kapitál přispívá k získání a udržení konkurenční výhody především z toho důvodu, že je považován za nenapodobitelný, což vyplývá z jeho nehmotné, pro daný podnik specifické povahy. Lidský kapitál zapojený do podnikatelského procesu daného podniku představuje specifický zdroj, který je základem pro získávání znalostí prostřednictvím procesu učení a není snadno dosažitelný a využitelný konkurenčními podniky (viz např. [23]). Specifičnost lidského kapitálu je jednak produktem individuálního učení, jednak se vytváří a posiluje postupným procesem učení v rámci podniku. Lidský kapitál zapojený do podnikatelského procesu daného podniku může být díky jeho specifičnosti nákladné opětovně získat, jeho využití v konkurenčních podnicích může být také problematické. Konkurenční výhoda vyplývající z lidského kapitálu může být dlouhodobě udržitelná, protože lidský kapitál může být zdrojem dlouhodobé výhody v oblasti získávání, sdílení a šíření znalostí a tím přispívat k efektivnosti nejen v rámci např. životního cyklu jednoho produktu, ale i napříč několika generacemi produktů (viz např. [20]). Významným spolutvůrcem konkurenční výhody je leadership, resp. soustavná výchova k němu. Leadership umožňuje snazší prosazování myšlenek a konceptů, pro které podniky často nenacházejí dostatek podpory a mnohdy i odvahy. Aby mohla být hodnota lidského kapitálu konkurenčního podniku plně a rychle napodobena a podnik tím ztratil konkurenční výhodu, je třeba ve velmi krátkém čase získat, zajistit rozvoj a optimálně využít podnikový lidský kapitál. Podniky, vzhledem k pohybu lidských zdrojů, musí proto významně posílit tyto personální aktivity. Pokud podnik nedokáže zabránit napodobení svého lidského kapitálu, nemá pohyb lidských zdrojů vliv na výkonnost podniku. Disponuje-li však podnik specifickým lidským kapitálem, pak platí, že podnik při velkém pohybu lidských zdrojů utrpí významnou ztrátu oproti podniku, který má stabilní pracovní síly a lidský kapitál tak může být rozvíjen a optimálně využíván [20]. S odchodem pracovníků podnik ztrácí i jejich tacitní znalosti, novým pracovníkům přicházejícím do podniku tyto specifické znalosti chybějí a je třeba jim je dodat prostřednictvím procesu učení. Lidské zdroje, lidský kapitál i znalostní management mají velký význam i pro konkurenceschopnost chemických podniků. Pracovní prostředí, zájem podniku o zaměstnance a jejich rozvoj a kvalita managementu znalostních pracovníků a procesu učení patří mezi aspekty, které mají vliv na úspěch jejich podnikání. Schopnost udržet si kvalifikované zaměstnance, nastavení kvalitního managementu znalostí a efektivní proces učení, společně s odpovídající podnikovou kulturou, přispívají ke zvýšení atraktivity podniku jako zaměstnavatele a mohou generovat dlouhodobě udržitelnou konkurenční výhodu.
Literatura [1] ALBERTS W.W. The Experience Curve Doctrine Reconsidered. Journal of Marketing, 1989, 53, 3, 36–49. [2] AMIT R., SCHOEMAKER P. Strategic Assets and Organizational Rent. Strategic Management Journal, 1993, 14, 1, 33–46. [3] BARNEY J.B. Firm Resources and Sustained Competitive Advantage. Journal of Management, 1991, 17, 1, 99–120. [4] BARNEY J.B. Strategic Factor Markets, Expectations, Luck, and Business Strategy. Management Science, 1986, 32, 1231–1241. [5] BECK J., HLAVATÝ K. Management inovací v teorii, praxi a ve výuce. Praha: Vysoká škola manažerské informatiky a ekonomiky, 2007. ISBN 978-80-86847-27-6. [6] BECKER G. Human Capital. New York: National Bureau of Research, 1975. [7] BEDNAŘÍKOVÁ M., EHLOVÁ Z. Zaměstnanec – významný stakeholder v podniku chemického průmyslu. Maneko (Journal of Corporate Management and Economics), 2009, 1, 02/2009,
55
6.10.2014 13:28:05
EKONOMIKA A MANAGEMENT
109–117. [8] BLAKE G. Ten ‘Biggest’ Problems Technology Leaders Face. Research Technology Management, 1999, 42, 6, November – December, 13–14. [9] BOHN R.E. Noise and Learning in Semiconductor Manufacturing. Management Science, 1995, 41, 1, 31–42. [10] BRANHAM L. 7 skrytých důvodů, proč zaměstnanci odcházejí z firem. Praha: Grada, 2009. ISBN 978-80-247-2903-9. [11] BREMSER G.W., BARSKY N.P. Utilizing the Balanced Scorecard for R&D Performance Measurement. R&D Management, 2004, 34, 3, 231–238. [12] BROWN M.G., SVENSON R.A. Measuring R&D Productivity. Research–Technology Management, 1998, 41, 6, 30–35. [13] CHENHALL R.H., KALLUNKI J.P., SILVOLA H. Exploring the Relationships between Strategy, Innovation, and Management Control Systems: The Roles of Social Networking, Organic Innovative Culture, and Formal Controls. Journal of Management Accounting Research, 2011, 23, 99–128. [14] CHIESA V., FRATTINI F., LAZZAROTTI V., MANZINI R. Performance Measurement in R&D: Exploring the Interplay between Measurement Objectives, Dimensions of Performance and Contextual Factors. R&D Management, 2009, 39, 5, 488–519. [15] CLARK D. Concepts of Leadership. 2005 [Online] Available from: http://eclkc.ohs.acf.hhs.gov/hslc/tta-system/operations/ mgmt-admin/hr/leadership/ConceptsofLeade.htm [cit. 201409-08].
A. Performance Measurement in Industrial R&D. International Journal of Management Reviews, 2000, 2, 2, 111–144. [29] KERSSEN-VAN DRONGELEN I.C., BILDERBEEK J. R&D Performance Measurement: More than Choosing a Set of Metrics. R&D Management, 1999, 29, 35–46. [30] KISLINGEROVÁ E. A KOL. Nová ekonomika nové příležitosti? Praha: C.H. Beck, 2011. ISBN 978-80-7400-403-2. [31] KNOTT A.M. The Organizational Routines Factor Market Paradox. Strategic Management Journal, 2003, 24, 10, 929–943. [32] KOCH M.J., MCGRATH R.G. Improving Labor Productivity: Human Resource Management Policies Do Matter. Strategic Management Journal, 1996, 17, 5, 335–354. [33] KRÁL B. Duální vztah finančního a manažerského účetnictví. Český finanční a účetní časopis, 2006, 1, 1, 9–19. [34] LADO A.A., WILSON M.C. Human Resource Systems and Sustained Competitive Advantage: a Competency-Based Perspective. Academy of Management Review, 1994, 19, 4, 699–727. [35] LIEBERMAN M. The Learning Curve and Pricing in the Chemical Processing Industries. RAND Journal of Economics, 1984, 15, 2, 213–228. [36] LIEBESKIND J.P. Knowledge, Strategy, and the Theory of the Firm. Strategic Management Journal, 1996, Winter Special Issue, 17, 93–107. [37] MAHONEY J.T., PANDIAN R. The Resource-Based View within the Conversation of Strategic Management. Strategic Management Journal, 1992, 13, 5, 363–380.
[16] COLLINS J. Good to Great. London: Random House Business Books, 2001. ISBN 9780712676090.
[38] MAŘÍK M. A KOL. Metody oceňování podniku. Proces ocenění, základní metody a postupy. Ekopress, 2003. ISBN 80-86119-57-2.
[17] CROSSANT M.M., BEDROV I. Organizational learning and strategic renewal. Strategic Management Journal, 2003, 24, 11, 1087–1150.
[39] MCCARTHY I., GORDON B. Achieving Contextual Ambidexterity in R&D Organizations: a Management Control System Approach. R&D Management, 2011, 41, 3, 240–258.
[18] DIERICKX I., COOL K. Asset Stock Accumulation and Sustainability of Competitive Advantage. Management Science, 1989, 35, 12, 207–223.
[40] MLÁDKOVÁ L. Management znalostí. Praha: VŠE, 2005. ISBN 80-245-0878-8.
[19] DYER J.H. Collaborative Advantage. New York: Oxford University Press, 2000. [20] HATCH N.W., DYER J.H. Human Capital and Learning as a Source of Sustainable Competitive Advantage. Strategic Management Journal, 2004, 25, 1155–1178. [21] HATCH N.W., MOWERY D.C. Process Innovation and Learning by Doing in Semiconductor Manufacturing. Management Science, 1998, 44, 11, 1461–1477.
[41] MLÁDKOVÁ L. Moderní přístupy k managementu. Tacitní znalost a jak ji řídit. Praha: C. H. Beck, 2005. ISBN 80-7179-310-8. [42] MOWERY D., SILVERMAN B., OXLEY J. Strategic Alliances and Inter-firm Knowledge Transfer. Strategic Management Journal, 1996, Winter Special Issue, 17, 77–91. [43] NONAKA I., TAKEUCHI H. The Knowledge Creating Company: How Japanese Companies Create the Dynamics of Innovation. UK: Oxford University Press, 1995. ISBN 0-19-509269.
[22] HIRSCHMANN W.B. Profit from the Learning Curve. Harvard Business Review, 1964, 42, 1, 125–139.
[44] OECD. Analýza vzdělávací politiky 2001. (Přeloženo z anglického originálu Education Policy Analysis – 2001.). Praha: Ústav pro informace ve vzdělávání, 2002.
[23] HITT M.A., BIERMAN L., SHIMIZU K., KOCHHAR R. Direct and Moderating Effects of Human Capital on Strategy and Performance in Professional Firms: a Resource–Based Perspective. Academy of Management Journal, 2001, 44, 1, 13–28.
[45] PAPALEXANDRIS A., IOANNOU G., PRASTACOS G., SEDREQUIST K.E. An Integrated Methodology for Putting the Balanced Scorecard into Action. European Management Journal, 2006, 23, 2, 214–227.
[24] HUSELID M.A. The Impact of Human Resource Management Practices on Turnover, Productivity, and Corporate Financial Performance. Academy of Management Journal, 1995, 38, 3, 635-672.
[46] PEARSON A.W., NIXON W.A., KERSSSENS-VAN DRONGELEN I.C. R&D as a Business – what Are the Implications for Performance Measurement. R&D Management, 2000, 30, 4, 355–366.
[25] IRWIN D.A., KLENOW P.J. Learning-by-Doing Spill-overs in the Semiconductor Industry. Journal of Political Economy, 1994, 102, 6, 1200–1227.
[47] PETERAF M. The Cornerstone of Competitive Advantage: a Resource-Based View. Strategic Management Journal, 1993, 14, 3, 179–191.
[26] ITTNER C.D., NAGAR V., RAJAN M.V. An Empirical Examination of Dynamic Quality-Based Learning Models. Management Science, 2001, 47, 4, 563–578.
[48] PISANO G.P. Knowledge, Integration, and the Locus of Learning: an Empirical Analysis of Process Development. Strategic Management Journal, 1994, Winter Special Issue, 15, 85–100.
[27] JARMIN R.S. Learning by Doing and Competition in the Early Rayon Industry. RAND Journal of Economics, 1994, 25, 3, 441–454.
[49] PISANO G.P. Learning-before-Doing in the Development of New Process Technology. Research Policy, 1996, 25, 1097–1119.
[28] KERSSENS-VAN DRONGELEN I., NIXON B., PEARSON
56
Chemanagement21.indd 56
[50] PORTER M.E. Competitive Advantage. Creating and Sustaining Superior Performance. New York: Free Press, 1985. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
6.10.2014 13:28:06
EKONOMIKA A MANAGEMENT
[51] REED R., DEFILLIPPI R. Causal Ambiguity, Barriers to Imitation, and Sustainable Competitive Advantage. Academy of Management Review, 1990, 15, 1, 88–102. [52] RUMELT R.P. Toward a Strategic Theory of the Firm. In LAMB R. (ed.) Competitive Strategic Management. New York: Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1984, 556–570. [53] SENGE P.M. Pátá disciplína. Teorie a praxe učící se organizace. Praha: Management Press, 2007. ISBN 978-80-7261-162-1. [54] SHAFER S.M., NEMBHARD D.A., UZUMERI M.V. The Effects of Worker Learning, Forgetting, and Heterogeneity on Assembly Line Productivity. Management Science, 2001, 47, 12, 1639–1653. [55] STARBUCK W.H. Unlearning Ineffective or Obsolete Technologies. International Journal of Technology Management, 1996, 11, 7/8, 725–737. [56] TEECE D.J., PISANO G.P., SHUEN A. Dynamic Capabilities and Strategic Management. Strategic Management Journal, 1997, 18, 7, 509–533. [57] TERWIESCH C., BOHN R. Learning and Process Improvement during Production Ram-pup. International Journal of Production Economics, 2001, 10, 1–19. [58] TIPPING J.W., ZEFFREN E., FUSFELD A.R. Assessing the Value of your Technology. Research-Technology Management, 1995, September–October. [59] TOMER J.F. Organizational Capital: The Path to Higher Productivity and Well-being. New York: Praeger, 1987. [60] TRUNEČEK J. Management znalostí. Praha: C. H. Beck, 2004. ISBN-80-7179-884-3. [61] TRUNEČEK J. Znalostní podnik ve znalostní společnosti. Praha: Professional Publishing, 2003. ISBN 80-86419-35-5. [62] VEBER J. A KOL. Management. Základy, moderní manažerské přístupy, výkonnost a prosperita. Praha: Management Press,
2012. ISBN 9788072612000. [63] VNOUČKOVÁ L. Fluktuace a retence zaměstnanců. Praha: Adart, 2013. ISBN 978-80-904645-9-9. [64] WERNER B.M., SOUDER W.E. Measuring R&D Performance - U.S. and German Practices. Research Technology Management, 1997, 40, 3, May–June, 28–32. [65] WERNERFELT B. A Resource-Based View of the Firm. Strategic Management Journal, 1984, 5, 171–180. [66] WRIGHT T. Factors Affecting the Cost of Airplanes. Journal of Aeronautical Sciences, 1936, 3, 4, 122–128. [67] ZAHRA S.A., GEORGE G. Absorptive Capacity: a Review, Reconceptualization and Extension. Academy of Management Review, 2002, 27, 2, 185–203. [68] ZANDER U., KOGUT B. Knowledge and the Speed of the Transfer and Imitation of Organizational Capabilities: an Empirical Test. Organization Science, 1995, 6, 1, 76–92.
Abstract HUMAN CAPITAL AND LEARNING – ORIGIN OF COMPETITIVE ADVANTAGE? Summary: Human capital is often assumed to contribute to gaining and retaining competitive advantage. Especially for this reason it is considered inimitable which ensues from its intangible, and from a company point of view, specific nature. Investments into human capital may thus heavily impact company learning process as well as its performance. Recruitment and selection of human resources, their incorporation and utilization in working process as well as their further development through education and training, in combining with knowledge management, influence learning process and consequently company performance and competitiveness. Nevertheless some cases exist where exploitation of external human resources can decrease company learning process efficiency. The paper deals with the significance of human capital as well as company learning process for company competitiveness in specific conditions of the chemical industry. Key words: Human capital, learning, competitive advantage
STAV CHEMICKÉHO PRŮMYSLU ČR V ROCE 2013 NOVÁK L.1, SOUČEK I.2, ŠPAČEK M.3 1 Svaz chemického průmyslu ČR,
[email protected] 2 Vysoká škola chemicko-technologická (VŠCHT), Praha,
[email protected] 3 Vysoká škola ekonomická v Praze (VŠE), Praha,
[email protected] Článek je zpracován na základě podkladů poskytnutých sekretariátem SCHP ČR a s použitím Zprávy o vývoji chemického průmyslu v ČR v roce 2013. V úvodním slově prezidenta Svazu chemického průmyslu ČR v této zprávě se uvádí, že: „...výsledky chemického průmyslu v ČR v r. 2013 byly významně ovlivněny vývojem v domácí i zahraniční ekonomice1. Přestože se situace v průběhu roku zlepšovala, dvě z agregací odvětví chemie skončily v červených číslech: ... rafinérské zpracování ropy, vzhledem k celoevropským problémům v tomto oboru, a ... chemický průmysl, díky slabší domácí poptávce. Naopak ve farmacii ..., kde po mnoha letech trvalého růstu, a to i v době recese, se situace zhoršila a tržby v roce 2012 meziročně poklesly, loni tržby znovu vzrostly o téměř 4 %. Příznivě se vyvíjela situace v gumárenském a plastikářském průmyslu, díky růstu poptávky v navazujících odvětvích, především v automobilovém průmyslu.“ Výsledky chemickém průmyslu2 v roce 2013 lze shrnout takto: – solidní meziroční nárůst většiny průmyslových a finančních ukazatelů v porovnání s rokem 2012 v odvětví CZ Nace 22.0 (zvýšení tržeb o 2,7 %, pokles počtu pracovníků o 0,5 %); naopak výrazný propad tržeb v oboru CZ Nace 19.2 – rafinérské zpracování ropy (pokles tržeb o více než 9 %) a rovněž ve výrobě chemických látek (CZ Nace 20.0) o 2,6 %; Snížení počtu zaměstnanců ve velké chemii o 0,6 %; zotavení ve farmaceutickém průmyslu (nárůst tržeb o 3,7 %, ovšem z nižšího základu); – vývoz z odvětví chemie vzrostl proti roku 2012 o více než 5 %, stejně jako dovoz. Díky tomuto vývoji vysoké záporné saldo chemie meziročně vzrostlo o 5,5 mld. Kč na minus 111,8 mld. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Chemanagement21.indd 57
Kč. Podíl vývozu na celkových tržbách odvětví velké chemie v roce 2013 dosáhl 71,7 % (v roce 2012 67,1 %), přičemž nejvyšší byl v odvětví CZ Nace 21 (126,1 %), naopak nejnižší v CZ Nace 19.2 (26,8 %); – nepříznivě se v roce 2013 vyvíjel finanční ukazatel účetní přidaná hodnota, neboť díky nižším tržbám meziročně klesl o více než jeden procentní bod. Významnějšího nárůstu PH bylo dosaženo pouze v odvětví CZ Nace 22.0 , zatímco výrazný propad naopak vykázal obor rafinérské zpracování ropy (–19,7 %) a také odvětví chemického průmyslu (–5,6 %). Dokončení na další stránce
57
6.10.2014 13:28:06
EKONOMIKA A MANAGEMENT
1 Charakteristika chemického průmyslu v České republice a jeho postavení ve světě Základní ukazatele chemického průmyslu v ČR3 dosažené v r. 2013 uváděné ve Výroční zprávě Svazu chemického průmyslu ČR jsou uvedeny za všechny 4 agregace v tabulce č. 4. Významnou pozici českého chemického průmyslu ve zpracovatelském průmyslu ČR, vyjádřenou jako jeho podíl v % na základních ekonomických ukazatelích v r. 2012 a 2013, vyjadřuje obr. 1, kdy se váha chemického průmyslu pohybuje v rozmezí 10–16% dle jednotlivých ukazatelů.
12 firem z TOP 30 chemických firem pocházelo z Asie a realizovaly tržby za 1 550 mld. EUR, což představovalo 55,7 % z celkového obratu TOP 30 a 49,6 % z celosvětových tržeb. 11 subjektů z TOP 30 byly evropské, které generovaly 20,9 % z obratu TOP 30 a 18,6 % z celosvětového obratu. ČR se v roce 2012 podílela na tržbách globálního chemického průmyslu (bez farmacie) cca 0,25 %. Obr. 2 – Tržby EU v r. 2012: 558 mld. EUR (bez farmacie)
Obr. 1 – Podíly chemického průmyslu na základních ukazatelích zpracovatelského průmyslu ČRv r. 2012 a 2013
V ČR je obchodní bilance v chemickém průmyslu trvale vysoce záporná (viz níže), přičemž v roce 2013 záporné saldo meziročně vzrostlo o 5,5 mld. Kč na minus 111,8 mld. Kč. V odvětví CZ-Nace 20 (chemický průmysl bez farmacie) v roce 2013 dosáhlo záporné saldo hodnoty minus 65,2 mld. Kč a bylo o 4,9 mld. Kč vyšší než v předcházejícím roce, ve farmaceutickém průmyslu (CZ Nace 21) činilo v roce 2013 záporné saldo minus 39,4 mld. Kč a meziročně naopak pokleslo o 3,8 mld. Kč.
Poznámka: b.c. = běžné ceny [1]
1.2 Postavení a srovnání chemického průmyslu v ČR s chemickým průmyslem v Evropě (dle Nace 20) Pozice chemického průmyslu ČR činí 1,4 % z celkových tržeb vůči EU ve srovnatelném pojetí (CZ Nace 20.0 – v rámci podílu ostatní). Největším producentem chemikálií v EU-27 zůstává nadále SRN (tržby 161,1 mld. EUR, podíl na tržbách EU-27 necelých 29 %), následovaná Francií, Nizozemskem a Itálií (viz obr. 2). Vývoj světového chemického průmyslu v uplynulých 10 letech sice naznačuje, že EU zůstává lídrem ve světových tržbách, avšak region postupně ztrácí vůči Číně a Asii (bez Japonska). Podíl EU-27 na světovém obratu chemie za toto období klesl o 12,7 procentních bodů, hlavně díky dynamickému růstu chemického průmyslu v Číně a Indii. Objem tržeb EU sice ve sledovaném období stoupal, s výjimkou krizového roku 2009, avšak tržby v ostatním světě, zejména v Asii, rostly rychlejším tempem. Objem světových tržeb chemického průmyslu vzrostl za posledních 20 let více než o 80 %.
Ukazatel kapitálové investice/tržby dosahuje v Číně a dalších rozvojových zemích daleko vyšší hodnoty než ve zbytku světa. V samotné Číně tento ukazatel vzrostl z 11,5 % v roce 2006 na 14,1 % v roce 2012. Přitom všechny významné chemické produkční země v letech 2006–2012 zvyšovaly svoji kapitálovou intenzitu s výjimkou EU a Korejské republiky. V roce 2012 nejnižší kapitálové intenzity dosahovala EU (3,4 %), zatímco v USA to bylo 5,4 %, v Japonsku 5,6 % a v Ruské federaci 7,1 %. I zde ČR zaostává. Poměr nákladů na výzkum a vývoj k tržbám v chemickém průmyslu EU-27 (tedy intenzita VaV) se postupně zhoršil z 2,2 % v roce 2006 na 1,6 % v roce 2012. V Japonsku byl tento ukazatel v roce 2012 na úrovni 4,1 %, tedy více než dvakrát vyšší než v EU a v USA, Čína v tomto ukazateli výrazně zaostává jak za USA tak i za EU. I zde ČR zaostává přes otevřenou disponibilitu financování EU inovačních programů, zejména s průmyslovými aplikacemi.
Tab. 1 – Vývoz, dovoz, bilance v roce 2012 a 2013 Základní ukazatele vývozu, dovozu a bilance zahraničního obchodu v agregace/obor
Vývoz 2012
2013
13/12
2012
2013
13/12
2012
2013
Rafinérské zpracování ropy
33 651
32 297
96,0
51 513
56 628
109,9
–17 862
–24 331
Výrobky chemického prmyslu
151 191
157 717
104,3
211 452
222 879
105,4
–60 261
–65 162
v mil. Kč
Dovoz Index v %
v mil. Kč
Saldo Index v %
v mil. Kč
v tom: – základní chemikálie
86 521
87 297
100,9
123 263
126 296
102,5
–36 742
–38 742
Výrobky farmaceutického průmyslu
33 652
38 703
115,0
76 726
76 877
100,6
–43 186
–39 398
Gumárenské a plast. výrobky
143 264
151 452
105,7
128 237
134 363
104,8
+15 027
+17 089
– zboží z pryže
72 042
73 074
101,4
43 148
42 148
97,9
+28 894
+30 838
– zboží z plastů
71 222
78 378
110,0
85 089
92 127
108,3
–13 867
–13 749
361 758
380 169
105,1
453 190
467 069
105,1
–106 282
–111 802
2 869
2 990
104,2
2 406
2 473
102,8
+463
+517
v tom:
Výrobky chemického průmyslu celkem Zahr. obchod ZP celkem v mld. Kč
58
Chemanagement21.indd 58
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
6.10.2014 13:28:06
EKONOMIKA A MANAGEMENT
2 Vývoj produkčních a ekonomických ukazatelů chemického průmyslu ČR 2.1 Výroba a spotřeba
zatímco rafinérské zpracování ropy poprvé po několika letech skončilo v červených číslech. Jestliže v chemickém průmyslu jako celku klesly v roce 2013 meziročně tržby o 1,6 p.b., ve zpracovatelském průmyslu ČR naopak mírně vzrostly o 1,4 p.b.
Nejvyšší dynamiky růstu tržeb dosáhly v roce 2013 agregace farmaceutického průmyslu a gumárenského a plastikářského průmyslu,
Domácí spotřeba v běžných cenách v chemickém průmyslu meziročně mírně klesla o 0,4 %, resp. 3,2 mld. Kč, na 642,2 mld. Kč.
Tab. 2 – Zaměstnanost, produktivita práce, průměrné mzdy v chemickém průmyslu v roce 2013 Počet pracovníků
Produktivita práce z tržeb b.c.
Agregace/obor
Prům. měsíční mzda
z přidané hodnoty
Index 13/12
tis. Kč/měsíc
Index 13/12
tis. Kč/měsíc
Index 13/12
Kč
Index 13/12 %
1 457
102,0
8 270
86,7
136
74,7
35 071
98,6
Chemický a farm. pr.
36 473
99,1
499
89,7
109
90,1
29 950
101,5
Gumárenský a plast. pr.
75 738
99,5
301
102,7
86
100,0
23 780
101,6
113 668
99,4
513
93,2
94
91,2
25 100
100,6
1 045 578
98,3
326
101,6
77
101,3
24 874
101,2
osob Rafinérské zprac. ropy
Chemický pr. celkem Zpracov. pr. ČR celkem
Tab. 3 – Hmotné investice v chemickém průmyslu v ČR
Agregace
Zpracování ropy Chemie a farmacie
Hmotné investice v mil. Kč
Hmotné investice celkem v %
celkem
tržeb v b.c.
2012
2013
2012
471
676
0,4
2013 0,6
8 579
9 909
4,6
5,4
Gumárenský a plastikářský průmysl
11 656
11 481
5,3
5,0
Chemický průmysl celkem
20 706
22 066
3,8
4,2
Tab. 4 – Přehled vybraných hospodářských ukazatelů chemického průmyslu v ČR za rok 2013 Zpracování ropy Ukazatel
Jedn.
Chemický a farmaceutický průmysl
Gumárenský a plastikářský průmysl
Chemický průmysl celkem
Zpracovatelský průmysl v ČR celkem
2013
Index 13/12 %
2013
Index 13/12 %
2013
Index 13/12 v %
2013
Index 13/12 v %
2013
Index 12/11 %
Tržby z průmyslové činnosti
mil. Kč b.c.
120 497
91,0
182 023
98,4
227 865
102,7
530 385
98,4
3 413 713
101,4
Vývoz (CZ - CPA)
mil. Kč b.c.
32 297
96,0
196 420 4 370
106,3
151 452
105,7
380 169
105,1
2 989 891
104,2
Dovoz (CZ - CPA)
mil. Kč b.c.
56 628
109,9
300 980
104,4
134 363
104,8
491 971
105,1
2 472 916
102,8
Počet pracovníků (průměr)
osob
1 457
102,0
36 473
99,1
75 738
96,9
113 668
99,4
1 045 578
98,3
Měsíční mzda (průměr)
osob
1 457
102,0
36 473
99,1
75 738
96,9
113 668
99,4
1 045 578
98,3
Tržby v b.c. na 1 pracovníka za měsíc
Kč
35 071
98,6
29 950
101,5
23 780
101,6
25 100
100,6
24 874
101,2
Přidaná hodnota na 1 prac. za měsíc (b.c.)
tis. Kč
8 270
86,7
499
89,7
301
102,7
513
93,2
326
101,6
Přidaná hodnota na 1 prac. za měsíc (b.c.)
tis. Kč
136
74,7
109
90,1
86
100,0
94
91,2
77
101,3
Hmotné investice
mil. Kč b.c.
676
113,3
9 909
115,3
11 481
98,5
22 066
106,6
179 173
100,9
Přidaná hodnota
mil. Kč
1 992
80,3
39 976
94,4
64 478
102,7
106 446
98,9
801 589
101,8
Produktivita práce z přidané hodnoty
tis. Kč
1632
74,7
1308
90,1
1032
100
1128
91,2
924
101,3
Vývoz i dovoz zahrnuje veškerý export a import v CZ CPA za celou ČR (nejedná se tedy o přímý vývoz a dovoz)
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Chemanagement21.indd 59
59
6.10.2014 13:28:06
EKONOMIKA A MANAGEMENT
V roce 2013 se vývozní výkonnost velké chemie zvýšila meziročně poměrně výrazně, a to o 4,6 p.b., zatímco u zpracovatelského průmyslu jen o 2,4 p.b. Největšího růstu bylo dosaženo ve farmaceutickém a v chemickém průmyslu. I v rafinérském zpracování ropy a v gumárenském a plastikářském průmyslu tento ukazatel meziročně vzrostl o 1,4 p.b., resp. o 1,9 p.b. Krytí spotřeby dovozem se zvýšilo v roce 2013 také poměrně výrazně, o 4,1 p.b. na 76,6 %. Obrat zahraničního obchodu s produkty chemického průmyslu v důsledku nastupující globální konjunktury meziročně vzrostl v roce 2013 o 42,3 mld. Kč na 872,1 mld., tj. o 5,1 %. Základní ukazatele vývozu, dovozu a obchodní bilanci uvádí tabulka č. 1. Bilance zahraničního obchodu s výrobky chemického průmyslu v r. 2013 zůstala i nadále vysoce záporná (–111,8 mld. Kč) a v porovnání s rokem 2012 negativní saldo vzrostlo o cca 5,5 mld. Kč. Příznivě se ve sledovaném období vyvíjelo saldo u výrobků odvětví CZ-Nace 22, což platí především o oboru gumárenské produkty, kde má ČR vysoce aktivní obchodní bilance (v roce 2013 +30,8 mld. Kč), hlavně zásluhou vývozu pneumatik. Postupně naopak klesá pasivní saldo v oboru zboží z plastů. Nepříznivě se v posledních letech vyvíjelo záporné saldo zahraničního obchodu s léčivy, když po přechodném mírném poklesu v roce 2010, v roce 2011 toto saldo vzrostlo na minus 43,2 mld. Kč, v roce 2012 o dalších 328 mil. Kč, teprve v roce 2013 kleslo na 39,4 mld. Kč. Dominantním teritoriem pro vývoz i dovoz produktů chemického průmyslu do ČR zůstaly i v r. 2013 země EU-27. Vývoz do ostatního světa meziročně stoupl pouze o 1,6 %, zatímco dovoz o 6,1 %, což zhoršilo záporné saldo v tomto seskupení o téměř 4 %. Obr. 3 – Struktura zahraničního obchodu s vybranými zeměmi EU v roce 2013 (v mld. Kč)
2.2 Zaměstnanost, produktivita a mzdy Zaměstnanost v chemickém průmyslu v roce 2013 klesla proti r. 2012 o 0,6 % (683 osob), zatímco ve zpracovatelském průmyslu to bylo o 1,7 % (–17 776 osob). I význam jednotlivých odvětví z pohledu produktivity práce je rozdílný, viz tabulka 2. Kromě toho je nezbytné zdůraznit, že na rozdíl od zpracovatelského průmyslu, kde došlo k proporcionálnímu poklesu tržeb i přidané hodnoty, je pokles tržeb v chemickém průmyslu doprovázen výraznějším poklesem nejen přidané hodnoty, ale zejména produktivity práce z přidané hodnoty. To neznamená nic jiného, než podniky v chemickém průmyslu se jen s obtížemi adaptovaly na změny v tržních podmínkách, které stály za poklesem tržeb (viz tab. 4). 2.3 Investice Hmotné investice v chemickém průmyslu v r. 2013 zaznamenaly, přes některá úsporná a racionalizační opatření, meziroční růst o téměř o 7 % na 22,1 mld. Kč. Velmi nízká míra investic nadále trvala v oboru rafinérské zpracování ropy (676 mil. Kč při meziročním zvýšení o cca 40%), naopak zvýšenou investiční aktivitu vykázalo odvětví chemického a rafinérského průmyslu (+15,5 %). Objem investic v odvětví gumárenského a plastikářského průmyslu meziročně nepatrně klesl (–1,5 %). Objemy hmotných investic v jednotlivých agregacích jsou uvedeny v tabulce č. 3. Zajímavé srovnání nabízí i meziroční změna tržeb ve vztahu ke změně brutto investic. Zatímco v sektoru zpracovatelského průmyslu růst tržeb mírně předbíhal růst investic, bylo tomu v sektoru chemického průmyslu právě naopak. Růst hmotných investic byl v poměrně zásadním rozporu s poklesem tržeb. Je zřejmé, že sektorově se snížil obrat aktiv, což neznamená nic jiného, že firmy méně intenzívně využívají svůj dlouhodobý hmotný majetek. Z krátkodobého hlediska nemusí toto vychýlení ze „zlatých pravidel financování“ nic znamenat, nicméně pokud by se tento jev dlouhodobě opakoval, musí firmy věnovat využití svého investičního majetku zvýšenou pozornost (viz tab. 4).
3 Shrnutí současného stavu chemického průmyslu ČR
Obr. 4 – Struktura zahraničního obchodu se zeměmi mimo EU v roce 2013 (v mld. Kč)
60
Chemanagement21.indd 60
Souhrnně lze říci, že vývoj chemického průmyslu ČR odpovídá vývoji chemického průmyslu v Evropě. Obecně lze konstatovat, že stále sehrává jednu z nejvýznamnějších rolí v českém průmyslu a zachovává své tradiční postavení, i když zaostává s investiční intenzitou a výdaji na výzkum nejenom za evropskými konkurenty, ale zejména za globálními hráči, kteří dnes působí zejména v asijském regionu. Chceme-li zachovat (případně posílit) postavení „české“ chemie v globálnějším kontextu (uvědomujíc si, že kromě podniků skupiny Agrofert, jsou všichni významnější hráči tohoto odvětví vlastněni zahraničními vlastníky: PKN Orlen, Wanhua, Hexion aj,), pak toho lze dosáhnoutt právě prostřednictvím zlepšení zejména těchto ukazatelů, čemuž lze napomoci i efektivním využíváním Evropských fondů, sloužících právě pro zavádění inovací a zlepšení konkurenčního postavení evropských kapacit. Chemický průmysl patří mezi „energointenzivní“ sektory, tzn. mezi ty, které závisí na dodávkách energií (elektřina, ropa, plyn) a také na jejich cenách. Specifikou ČR je neúměrná podpora zdrojů „obnovitelné energie“, obzvláště pak fotovoltaických instalací. Na podporu obnovitelných zdrojů platí ČR kolem 44 miliard Kč (2013). Tyto platby na podporu obnovitelných zdrojů, které nejsou kompenzovány státem (na rozdíl např. od Německa), činí chemický průmysl ČR méně konkurenceschopný i v rámci EU. Dalším momentem je pak energetická soběstačnost a zajištění dodávek ropy a plynu pro ČR i celou EU. Fenoménem je těžba břidličného plynu (a ropy) v USA a Kanadě. Některé prameny pokládají těžbu z břidlic za další průmyslovou revoluci. Faktem je, že cena plynu v USA je zhruba třikrát nižší než ceny dosahované v EU. Pro USA a Kanadu to znamená posílení konkurenceschopnosti, vytvoření příznivého investičního prostředí, návrat chemického průmyslu, posílení pozic všech navazujících průmyslů, tvorbu pracovních míst. Proto by měly být maximálně urychleny rozhovory o Mezinárodní transatlantické obchodní dohodě s USA (TTIP). Také bychom měli znovu otevřít otázku možné prospekce a těžby břidličného plynu a ropy v EU a ČR. CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
6.10.2014 13:28:07
EKONOMIKA A MANAGEMENT
Poznámky:
4 Literatura
Z těch vnějších lze uvést v prvé řadě nepříznivou finanční situaci v EU-27 vyvolanou poklesem konjunktury v některých zemích a snižováním poptávky v zahraničí. Z vnitřních faktorů pak se jednalo zejména o slabou domácí poptávku po chemikáliích v některých navazujících zpracovatelských odvětvích.
[1] http:// www.schp.cz [2] Výroční zpráva o vývoji chemického průmyslu v ČR za rok 2013 [3] Informace Eurostat [4] Informace Cefic [5] ČSÚ
1
Do odvětví chemického průmyslu jsou zahrnuty čtyři agregace: rafinérské zpracování ropy (CZ Nace 19.2), chemický průmysl (CZ Nace 20), farmaceutický průmysl (CZ Nace 21) a gumárenský a plastikářský průmysl (CZ Nace 22) [1].
2
Výroční zpráva za rok 2013 [2] vychází ze souhrnných údajů Českého statistického úřadu, podkladů Ministerstva průmyslu a obchodu, celních statistik, zahraničních statistických údajů zpracovávaných Cefic a z vlastních odborných odhadů a zjištění. Pokud jsou uváděny údaje za r. 2012, jsou přepočteny na metodiku a strukturu platnou v roce 2013. Ve statistice chemického a zpracovatelského průmyslu jsou uváděny výsledky za všechny podnikatelské subjekty, stejně jako v případě přidané hodnoty a hmotných investic. Údaje o zahraničním obchodu zahrnují veškeré vývozy a dovozy produktů v CZ-CPA (Standardní klasifikace produkce).
3
Abstract DEVELOPMENT OF CZECH CHEMICAL AND REFINERY INDUSTRY IN 2013 Summary: The article deals with the development of Czech chemical, refining and pharmaceutical industry in 2013. It highlights all important aggregate indicators by which the efficiency of chemical, refining and pharmaceutical industry can be assessed. Typically sales, profit, investments, value added and labour productivity are chosen as benchmarks for year-on-year comparison of individual sectors of industry. The article also provides explanation for current results of chemical, refining and pharmaceutical industry in the Czech Republic. Key words: Czech chemical, refining, pharmaceutical industry.
KONFERENCE PRŮMYSLOVÁ TOXIKOLOGIE A EKOTOXIKOLOGIE 2014 Ve dnech 5.–7. 5. 2014 se v hotelu Dlouhé stráně v Koutech nad Desnou uskutečnil 41. ročník konference Průmyslová toxikologie a ekotoxikologie. Jedná se o tradiční akci pořádanou Výzkumným ústavem organických syntéz v Rybitví, která v několika posledních letech sloužila zejména zainteresovaným odborníkům z chemického průmyslu k výměně aktuálních informací a praktických zkušeností s implementací směrnice REACH. Na pořádání letošního ročníku konference se spolupodílela i Fakulta chemicko-technologická Univerzity Pardubice, což s sebou přineslo několik organizačních novinek. Akce byla rozdělena do sekcí nazvaných: Legislativa; Ekotoxikologie; Toxikologie a Analytika. O úvodní slovo v každé ze sekcí byl požádán některý z významných odborníků na danou problematiku.
soké školy Báňské v Ostravě otevřel sekci Toxikologie. Jeho přednáška se jmenovala „Toxikologie ve světě nejistot – vystačíme se současnými paradigmaty?“. Následovaly přednášky zaměřené např. na alternativní testy toxicity (BCOP, HET-CAM), toxicitu nanomateriálů (TiO2) a atmosférických aerosolů. Závěrečný den akce pak zahájil Prof. RNDr. Jiří Barek, CSc. Univerzity Karlovy v Praze příspěvkem nazvaným „Možnosti a omezení moderních elektroanalytických metod v environmentální analýze“. Různým aspektům analýzy vzorků životního prostředí Obr. – Nově zařazená poster sekce na 41. ročníku konference Průmyslová toxikologie a ekotoxikologie
Přednášky z oblasti legislativy zahájil Ing. Pavel Forint Ph.D. z Ministerstva životního prostředí svým příspěvkem nazvaným „Operační program Životní prostředí – programové období 2014“. Kromě tradičního okruhu otázek týkajících se směrnice REACH byla první den jednání zmíněna např. i témata norem v oblasti nanomateriálů, biocidů a odpadů. Druhý den konference odstartovala přednáška Prof. RNDr. Luďka Bláhy, Ph.D. z Masarykovy univerzity v Brně věnovaná ekotoxicitě směsí chemických látek. V rámci sekce Ekotoxikologie byly dále předneseny např. příspěvky o ekotoxických účincích nanomateriálů, o vlivu huminových kyselin na vymývání polycyklických aromatických uhlovodíků z půdy nebo o využití in-vitro biotestů pro hodnocení toxického potenciálu atmosférických polutantů. Prof. RNDr. Pavel Danihelka, CSc. z VyCHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Chemanagement21.indd 61
a toxikologických či ekotoxikologických vzorků byly věnovány i další přednášky v sekci Analytika. Závěrečnou tečku za programem konference pak tvořily příspěvky na téma správná laboratorní praxe a úskalí její výuky na vysokých školách. Z nastíněných obrysů programu je zřejmé, že se organizátorům konference podařilo oslovit široké spektrum odborníků ze státní správy, chemického průmyslu i akademické obce, kteří tak měli unikátní možnost výměny znalostí, zkušeností a postojů týkajících se ochrany zdraví a životního prostředí před účinky toxických látek a také dopadům jednotlivých ochranných opatření na fungování chemického průmyslu. K zavedeným zvyklostem konference patří široký prostor pro diskusi nad jednotlivými příspěvky, který byl i v letošním roce hojně a plodně využíván. Živá debata se následně odehrávala i při neformálně laděném společenském programu (raut, opékaní buřtů). Mezi významné účastníky akce pak patřili i studenti vysokých škol, kteří se aktivně podíleli zejména na zdárném průběhu nově zařazené posterové sekce. 41. ročník konference Průmyslová toxikologie a ekotoxikologie je tedy zdárně za námi, za což patří dík zejména všem jejím aktivním účastníkům, na 42. ročník, který proběhne ve dnech 11.–13. 5. 2015 jsou srdečně zváni všichni, kteří se o zmíněnou problematiku zajímají. doc. Miloslav POUZAR, Ph.D. Univerzita Pardubice, Fakulta chemicko-technologická
61
6.10.2014 13:28:07
AKTUÁLNĚ
UNIVERZITA PARDUBICE ZAHAJUJE DVĚ VELKÉ INVESTIČNÍ AKCE Univerzita Pardubice zahájila podpisem smluv o dílo na provedení staveb Centra materiálů a nanotechnologií a Výukového areálu Polabiny dvě významné investiční akce, které pomohou dokončit modernizaci areálu univerzity v centru města a dobudovat vzdělávací infrastrukturu v univerzitním kampusu v Pardubicích - Polabinách. Univerzita Pardubice získala na počátku loňského roku z evropských strukturálních fondů v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace, v prioritní ose 4, oblasti podpory 4.1 Infrastruktura pro výuku na vysokých školách spojenou s výzkumem a v rámci výzvy 2.4 Modernizace stávající infrastruktury pro výuku spojenou s výzkumem, dalších 175 miliónů korun, které využije spolu se svými vlastními zdroji na dokončení moderní infrastruktury a zázemí vysoké školy. Centrum materiálů a nanotechnologií Počátkem března loňského roku, kdy Univerzita Pardubice obdržela rozhodnutí o přidělení finančních prostředků z OP VaVpI a výzvy 2.4 Modernizace stávající infrastruktury pro výuku spojenou s výzkumem na projekt Centrum materiálů a nanotechnologií (CEMNAT), byly zahájeny přípravné a projektové práce, které právě zahajovanou stavbou umožní rekonstrukci a obnovu poslední části rozsáhlého objektu univerzity v centru města Pardubic, jeho dvorního traktu na náměstí Čs. legií. Během jednoho roku tu vznikne moderní vědecké a laboratorní zázemí pro rozvoj zejména materiálového výzkumu, který má v Pardubicích dlouholetou tradici a kterým se řadí mezi špičková pracoviště mezinárodního významu. „Nové zázemí umožní zvýšit kvalitu vzdělávání studentů a realizovat inovace magisterských a doktorských materiálově orientovaných studijních programů, a to zejména dvou našich technicky a přírodovědně orientovaných fakult – nejstarší Fakulty chemicko-technologické, kde má materiálový výzkum dlouholetou tradici, a nejmladší Fakulty elektrotechniky a informatiky, kde nové zázemí posílí rozvoj pěstovaných technických disciplín,“ zdůrazňuje rektor Univerzity Pardubice prof. Ing. Miroslav Ludwig, CSc. Projekt je orientován především na modernizaci vzdělávací infrastruktury pro výchovu studentů, a to zejména v doktorských studijních programech, která je na Univerzitě Pardubice neodmyslitelně spojena s výzkumem pokročilých materiálů a nanotechnologií. V průběhu realizace projektu dojde jak k zásadní rekonstrukci a modernizaci poslední části objektu univerzity na náměstí Čs. legií, tak k jeho vybavení novými moderními přístroji právě pro materiálový výzkum. Výukový areál Polabiny V prioritní ose 4, oblasti podpory 4.1 Infrastruktura pro výuku na vysokých školách spojenou s výzkumem a v rámci výzvy 2.4 Modernizace stávající infrastruktury pro výuku spojenou s výzkumem získala Univerzita Pardubice na jaře loňského roku finanční dotaci ve výši 79 mil. Kč na řešení projektu Výukový areál Polabiny (VAP).
62
Monit5.indd 62
Jeho cílem je zlepšit podmínky a zázemí pro přípravu vysoce kvalifikovaných odborníků v oblasti netechnologických inovací. Nová infrastruktura odpovídající kvalitativním i kvantitativním standardům světových vysokoškolských institucí, která vznikne rekonstrukcí a modernizací objektu univerzity pocházejícího z konce 60. let minulého století v srdci univerzitního kampusu, by měla po dokončení pokrýt potřeby pěstovaných společenskovědních a ekonomických oborů univerzity, zčásti též oborů technických, a sloužit zejména třem fakultám univerzity – Fakultě filozofické, Fakultě ekonomicko-správní a Dopravní fakultě Jana Pernera. V areálu vznikne 6 poslucháren a dalších 8 laboratoří pro výuku spojenou s výzkumem, pro výuku předmětů s využitím informačních technologií a pro výuku cizích jazyků s využitím moderní audiovizuální techniky. K dispozici budou pracovny pro studenty doktorských studijních programů a jejich školitele a pro jejich výzkumnou činnost, studovna sloužící zároveň jako zasedací místnost a dvě specializovaná pracoviště informačních technologií. Nové prostory budou vybaveny moderní počítačovou a prezentační technikou, která je nezbytným technickým předpokladem modernizace výuky a která navíc umožní efektivní sdílení informačních a komunikačních technologií, jimiž univerzita již disponuje. Zároveň dojde v areálu k vybudování i odpočinkové zóny ve vnitřním atriu s možností občerstvení a k propojení tohoto modernizovaného objektu se sousedícími univerzitními budovami.
například speciální laboratoř s novým kryo-elektronovým mikroskopem FEI Titan Krios, který umožňuje studovat struktury a prostorové uspořádání izolovaných komplexů bílkovin a nukleových kyselin až na úroveň atomů. V celém areálu Univerzitního kampusu Bohunice je umístěno osm centrálních laboratoří s řadou prvotřídních přístrojů jako spektrometry nukleární magnetické rezonance (NMR), které slouží pro studium 3D struktury látek na atomární úrovni, hmotnostní spektrometry pro sledování genetiky a proteomiky rostlin nebo speciální elektroencefalograf (EEG) pro studium mozku. Obr. – Vstupní budova výzkumného centra CEITEC
»»www.upce.cz
CEITEC OTEVŘEL PAVILONY PRO PŘÍRODNÍ VĚDY A MEDICÍNU Dva nové pavilony pro práci vědeckých týmů zaměřených na výzkum biologicky významných molekul, evoluce a genetické výbavy rostlin, ale i lidské mysli a zdraví člověka otevřel v srpnu Středoevropský technologický institut CEITEC v Univerzitním kampusu Bohunice Masarykovy univerzity (MU) v Brně. Vědci tak mohou začít naplno využívat špičkově vybavené laboratoře a unikátní přístroje, kterými disponuje jen několik pracovišť na světě. Další čtyři pavilony, které budou v rámci společného projektu CEITEC sloužit zejména materiálovým vědám a pokročilým technologiím se staví v areálu Vysokého učení technického (VUT) a budou dokončeny v roce 2015. Pro Masarykovu univerzitu má otevření CEITEC MU mimořádný význam. „Otevřením těchto dvou pavilonů se symbolicky i fakticky propojil a uzavřel celý areál kampusu pro přírodní vědy a medicínu. Nové prostory a sdílené laboratoře zajistí další rozvoj úspěšných vědeckých týmů a umožní mladým vědcům zapojit se již v době studia do špičkového výzkumu. Dokončení tohoto rozvoje řádně a včas navíc dokazuje schopnost Masarykovy univerzity efektivně řídit a spravovat tak rozsáhlé projekty,“ řekl rektor MU Mikuláš Bek. V nově otevřených pavilonech získali vědci téměř 7 000 m² prostor pro bádání i výuku. Větší z pavilonů má atypický eliptický půdorys se zastřešeným atriem. V pavilonu se nachází
Nové prostory v kampusu slouží pro výzkumné programy: Strukturní biologie, Genomika a proteomika rostlinných systémů, Molekulární medicína a Výzkum mozku a lidské mysli a částečně pro program Pokročilé nanotechnologie a mikrotechnologie. Největším z nich je Strukturní biologie, která se zabývá studiem struktury a také funkcí biologicky významných molekul, k nimž patří hlavně bílkoviny a nukleové kyseliny. Vědci v tomto programu se konkrétně věnují například kontrole kvality RNA nebo zkoumání virů. Program Genomika a proteomika rostlin může do budoucna přinést mimo jiné odpovědi na otázky efektivnějšího využití rostlin jako obnovitelného zdroje materiálů a biologicky účinných látek. Molekulární medicína se zaměřuje na objasnění mechanismů vzniku, ale i na šíření závažných chorob a hledání metod jejich prevence i terapie. Program Výzkum mozku a lidské mysli se pak soustředí na studium epilepsie či Parkinsonovy choroby, ale například i na příčiny agresivního chování řidičů. Stavba dvojice pavilonů pro CEITEC MU trvala dva roky a stála 440 milionů korun. Dalších 950 milionů korun pak bylo investováno do vybavení, zejména přístrojů. Veškeré náklady jsou hrazeny z projektu CEITEC. Celkový rozpočet projektu je 5,246 miliard korun, z toho výše příspěvku EU činí 4,459 miliard korun a výše příspěvku státního rozpočtu 786 milionů korun. Hlavním zdrojem financování projektu je Evropský fond pro regionální rozvoj, z něhož se čerpá prostřednictvím Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace,
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:53:10
AKTUÁLNĚ
prioritní osa č. 1 – Evropská centra excelence, který řídí Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR. Unikátnost projektu CEITEC, do kterého jsou zapojeny čtyři brněnské univerzity a dva brněnské výzkumné ústavy, spočívá v propojení výzkumu a vývoje v oblasti věd o živé přírodě a pokročilých materiálů a technologií. „CEITEC udělal další významný krok směrem k vytyčenému cíli a věřím, že naše výsledky ocení i široká veřejnost. Dokončení budov části CEITECu v kampusu Masarykovy univerzity, kde budou bádat odborníci z oblasti věd o živé přírodě, poskytne zázemí k realizaci vědeckých projektů, které povedou k podpoře a zajištění zdravějšího a produktivnějšího života celé naší společnosti,” řekl ředitel institutu CEITEC Markus Dettenhofer. »»www.ceitec.cz
SPOLUPRÁCE VÝZKUMU A PRŮMYSLU V OBLASTI ZELENÉ CHEMIE Skupina ALMAC oznámila svoji účast v projektu zabývajícím se tvorbou nových chemických látek biologickou cestou. Dalšími partnery jsou za akademickou sféru Univerzita Bangor (Wales) a za průmysl firma Hockley International (výrobce a vývozce průmyslových chemických látek). Grant ve výši 1 milionu liber je specificky zaměřen na výzkum nových chemických látek vyrobených pomocí enzymů z nedostatečně využívaných přírodních olejů, které jsou dostupné na trhu. ALMAC v současné době provádí výzkum a vývoj v laboratořích v Severním Irsku a bude spolupracovat na projektu s vědci z univerzity College of Natural Sciences a fa Hockley po dobu tří let. Profesor Tom Moody, vedoucí biokatalýzy a chemie izotopů ve skupině ALMAC, řekl: „ALMAC získal značné technologické zkušenosti a odborné znalosti z oblasti enzymů v uplynulém desetiletí a spolupráce v této oblasti výzkumu je důležitá zejména pro rozvoj postupů v tomto odvětví. Náš tým vědců vítá, že může pracovat na tomto projektu. Jsme si vědomi příležitosti pro výzkumné pracovníky v celém průmyslu a v akademické obci a možnosti pro těsnější spolupráci, sdílení znalostí a dovedností umožňujících skutečně vynikající výzkum, který může mít význam nejen v rámci tohoto projektu, ale také v Anglii.“ Frank Howard, majitel Hockley International dodává: „Těšíme se na zahájení tohoto významného tříročního projektu v biologické syntéze spolu se skupinou ALMAC a Bangor University, který slibuje, že bude velmi vzrušující a vědecky náročný pro nás všechny.“ »»www.almacgroup.com
LETECKÉ PALIVO Z LIGNOCELULÓZY Hlavním úkolem v oblasti biopaliv je získat více pokročilých paliv než je ethanol z kukuřice nebo paliva na bázi bionafty a jejich využití v dopravě. Kombinovaný univerzitní tým pod vedením George Hubera, profesora chemického a biologického inženýrství na University of Wisconsin (USA), se zabývá vývojem technologie určené k přeměně lignoceluló-
zové biomasy na náhradní letecké palivo pomocí katalytické chemie. Tento slibný přístup klade důraz na všestrannost lignocelulózy jako suroviny. Výsledky byly nedávno shrnuty J. Q. Bondem z Univerzity v Syracusách v časopise Energy & Environmental Science. Lignocelulózová biomasa je bohatý přírodní zdroj, který obsahuje nejedlé části zemědělských plodin, jakožto i trávu, dřeviny a další. Podle amerického ministerstva energetiky jsou Spojené státy schopny trvale produkovat 1,6 miliardy tun lignocelulózy ročně jako průmyslové suroviny. Lignocelulóza může být zpracována za vzniku různých pohonných hmot a komoditních chemikálií. Současné technologie však nejsou s ropou konkurenceschopné. Huberův tým představuje komplexní přístup k zefektivnění zpracování biomasy pro výrobu leteckých paliv. Navržená technologie závisí na efektivní výrobě furfuralu a kyseliny levulové ze sacharidů, které jsou běžně přítomné v lignocelulózové biomase. Tyto dvě sloučeniny jsou pak transformovány do směsi chemických látek, které jsou k nerozeznání od základních složek leteckých pohonných hmot z ropy. Technologie byla vyvinuta vzájemnou mezi univerzitní spoluprací, a to kombinací odborných znalostí z oblasti zpracování biomasy, vývoje katalyzátorů, reakčního inženýrství a modelování procesů. Ekonomická analýza naznačuje, že na základě současného stavu techniky, jsou uhlovodíková letecká paliva vyráběna za minimální prodejní cenu 4,75 dolarů za galon. Práce naznačuje, že zvýšením účinnosti čištění odpadních vod a snížením nákladů na katalyzátor se tato částka sníží na 2,88 dolarů za galon. Tento výsledek je příkladem dobře navržené spolupráce. Jednotliví výzkumní pracovníci se někdy zaměřují příliš úzce na problémy, které mohou vyřešit pomocí vlastních stávajících dovedností. Rafinace biomasy je komplexní a letecká paliva založená na biosložkách jsou obtížné cíle. Podle názoru autorů je jediný smysluplný způsob, jak tyto výzvy řešit, a tím je strategické partnerství. »»www.chemeurope.com/en/news/148164/ fueling-aviation-with-hardwoods.html
STORA ENSO POSTAVÍ PILOTNÍ JEDNOTKU NA ZPRACOVÁNÍ BIOMASY V návaznosti na nedávnou akvizici americké biotechnologické společnosti Virdia, investuje finská společnost Stora Enso 32 milionů EUR do pilotní jednotky a vývoje zařízení, které budou postaveny v Racelandu (Louisiana, USA). V závodě bude průmyslově ověřena nově získaná technologie extrakce a separace vyvinutá společností Virdia, která umožňuje zpracování celulózové biomasy, jako je dřevo nebo zemědělské odpady, které jsou převáděny do formy vysoce rafinovaných cukrů. Investice slouží k ověření použitelnosti technologie v průmyslovém měřítku v budoucnosti pro případné využití i v některých dalších celulózkách firmy Stora Enso. Pilotní jednotka bude umístěna v blízkosti stávajících plantáží cukrové třtiny a jako surovinu bude používat odpadní řízky z třtiny. Cukrová třtina je udržitelná, geneticky nemodifikovaná surovina, která si nekonkuruje
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Monit5.indd 63
s potravinami. Bude použita k výrobě vysoce čistých pětiuhlíkových cukrů, a to zejména xylózy. Tyto cukry budou konvertovány a zpracovány pro další použití, například v potravinách a prostředcích osobní péče. „Tato investice je dalším krokem v naší strategii pro nové trhy a aplikace. Umožní to ověření technologie vyvinuté firmou Virdia a její použitelnosti pro různé druhy biomasy. Naším cílem je vyvíjet a uvádět na trh cenově efektivní obnovitelná řešení, která dobře pokryjí identifikované potřeby trhu a zvýší přidanou hodnotu našich současných celulózových toků,„ říká Juan Carlos Bueno, EVP, Stora Enso – Biomateriály. Pilotní jednotka v Racelandu plánuje uvedení do provozu počátkem roku 2017. »»www.storaenso.com
JSOU ROZLOŽITELNÉ PLASTY SKUTEČNĚ ROZLOŽITELNÉ? Biologicky rozložitelné plasty (ať už z obnovitelných zdrojů, jako je PLA, PHA, TPS nebo jiné, nebo z ropy, jako je PBAT, PBS apod.) nabízejí výhody pro určité aplikace, například v zemědělství (mulčovací fólie atd.), domácnosti (tašky pro sběr bioodpadu) a mnoho dalších. Zda jsou tyto biologicky rozložitelné plasty řešením proti odhazování odpadů je jiná diskuse. Na celém světě se nyní vede velká diskuze o takzvaných oxo-rozložitelných plastech. Tyto produkty jsou tradiční (nerozložitelné) plasty jako PE, PP, PET, atd. smísené s malým procentem doplňkové látky. Firmy uvádějí takové výrobky na trh, aby vyhověly nároku na biologickou rozložitelnost, ale odborníci si stěžují na chybějící, vědecky podložené důkazy od neutrální nezávislé laboratoře nebo certifikačního orgánu. Tak dlouho, jak takové důkazy chybí, kritici pochybují o úplné biologické rozložitelnosti a nazývají tyto produkty oxo-fragmentovatelné. Organic Waste Systems a Institute of Polymer Technology nyní plánují multiklientskou studii o těchto takzvaných oxo-rozložitelných plastech. V návaznosti na výzkum OWS pro Plastics Europe (2013) je plánován komplexní laboratorní testovací program. Laboratorní testy potvrdí nebo vyvrátí biologickou rozložitelnost těchto produktů. V první fázi budou abioticky testovány rozložitelné plastové výrobky dostupné na trhu. Ve druhé fázi budou fragmentované části využity pro další testování biologické rozložitelnosti v souladu s mezinárodně uznávanými ISO a ASTM normami. Stále je možné se zúčastnit této studie. Náklady na tuto studii se odhadují na 10 000 až 20 000 EUR na jednoho zúčastněného partnera, v závislosti na počtu zúčastněných společností. »»www.ows.be
Mnoho dalších novinek a zajímavostí najdete on-line na www.chemagazin.cz
63
29.9.2014 7:53:11
VELETRHY A KONFERENCE
29.9.–3.10.2014, Výstaviště Brno
MSV 2014 – 56. mezinárodní strojírenský veletrh je komplexem šesti veletrhů: IMT – Mezinárodní veletrh obráběcí a tvářecí technologie, FOND-EX – Mezinárodní veletrh slévárenské techniky, WELDING – Mezinárodní veletrh svařovací techniky, PROFINTECH – Mezinárodní veletrh technologií pro povrchové úpravy, PLASTEX – Mezinárodní veletrh plastů, pryže a kompozitů. Pořádá: Veletrhy Brno, a.s. I: www.bvv.cz 30.9–2.10 2014, Messezentrum Nürnberg
POWTECH/TechnoPharm 2014
POWTECH – přední veletrh technologií práškových a sypkých hmot Zanedlouho se uskuteční největší světový veletrh, kde se představí největší světoví producenti technologií, analýzy a zacházení s látkami práškové a sypké povahy se svými novinkami. Výstava se zaměří na vybavení pro drcení, mletí, míchání, prosévání a screening, filtraci, sdružování a granulaci, dávkování, vážení, plnění a vyprazdňování, dopravu a zároveň na kompletní on/off line charakterizaci částic. Přivítá přes 700 vystavovatelů z více jak 25 zemí. TechnoPharm Přední evropský veletrh technologií sterilních výrob pro farmacii, kosmetiku a potravinářství představí mimo jiné i 60 odborníků, kteří pohovoří o nejmodernějších trendech v oblasti sériování ve farmacii. Řadu přednášek uvede specialista na orodispenzivní tablety Prof. Dr. Jörg Breitkreutz, ředitel Institutu farmaceutické technologie a biofarmacie na Univerzitě Düsseldorf a předseda Společnosti pro farmaceutickou technologii (která je i honorárním sponzorem výstavy TechnoPharm). Svou přednášku přednese 1. října v 13,30 hod. „Program je předem koordinován s APV (International Association for Pharmaceutical Technology), která dává tradičně záštitu nad veletrhem TechnoPharm jako její honorární sponzor,“ sděluje Willy Viethen, Exhibitions Director z NürnbergMesse. Pořádá: NürnbergMesse GmbH I: www.powtech.de; www.technopharm.de Oficiální zast. norimberských veletrhů v ČR: PROveletrhy, s.r.o. E:
[email protected] 6.–8.10.2014, Paris Nord Vilepinte
CPhI Worldwide 2014
Událost č. 1 ve farmaceutické branži Pařížské setkání farmaceutů z celého světa CPhI Worldwide 2014 v sobě zahrnuje kromě nejúspěšnější přehlídky výrobců a dodavatelů farmaceutických lučebnin, API, excipientů, finalizačních komponent léků, kontraktačních služeb, technologie balení a identifikace i několik dalších příležitostí: Pre-Connect Congress 2014 (pouze 6.10.2014) – kde vystoupí bývalí přední
64
Semin.indd 64
manažeři farmaceutických firem a vlivné osobnosti, které dávají možnost nahlédnout do aktuálních problémů v oblasti léčiv a bio přípravků.
21.10.2014, KC Novodvorská Praha
iCSE – spojuje výrobce léčiv s podpůrnými službami (klinické testy, zakázkový výzkum a výroba, biotechnologie, IT služby) a nabízí prostředí pro rozvoj obchodu, spolupráce a školení.
Seminář z cyklu Aktuální legislativa k nebezpečným směsím IX/2014.
InnoPack – přináší prodejcům i odběratelům novinky na poli balení a průmyslové farmacie a obchodní příležitosti prostřednictvím globálního fóra. P-MEC – je přehlídkou farmaceutického strojírenství, vybavení a technologií určenou odpovědným manažerům.
Tvorba expozičních scénářů; povinnosti účastníků v dodavatelském řetězci vyplývající z legislativy
Program: – expoziční scénáře, – změny nařízení CLP, zejména klasifikace nebezpečnosti pro ŽP, – povinnosti účastníků v dodavatelském řetězci, – diskuze a dotazy, – nový znalostní portál CHEMSAT – praktická ukázka www.chemsat.cz.
CPhI Worldwide 2014 hostí 2 500 vystavovatelů a očekává se 35 000 návštěvníků ze 140 zemí.
Organizuje: MEDISTYL, spol. s r. o. I: www.medistyl.cz
I: www.cphi.com/
Nebezpečné chemické látky a směsi
14.–16.10.2014, KijevExpoPlazza, Kijev, Ukrajina
7. International Forum Complex Support of Laboratories 5. Intl. Medical Forum – Inovace v medicíně 3. Intl. Healthcare Travel Expo – expozice zdravotní turistiky 5. Intl. PHARMPROM – výstava farmaceutických technologií Intl. CleanTechExpo – specializovaná výstava techniky čistých prostor Hlavní ukrajinské fórum analytické a laboratorní techniky, farmaceutické techniky a doprovodné specializované výstavy, pokrývající průmyslové, vědecké a klinické aplikace. Loňského ročníku se zúčastnilo 310 vystavovatelů z 18 zemí (včetně ČR) a navštívilo ji 7 892 návštěvníků. Veletrh je podporován ukrajinskou vládou a tamními profesními svazy. Pořádá: LTM, Kijev E:
[email protected] I: www.labcomplex.com 15.–16.10.2014, Hotel Populus, Praha
7. ročník konference inovativní a sanační technologie ve výzkumu a praxi Programové bloky: – inovativní sanační technologie, – pilotní ověření inovativních sanačních technologií, – matematické modelování, – technologie ukládání vysoce toxických a radioaktivních odpadů, – membránové technologie,
22.–23.10.2014 a 5.–6.11.2014, SZÚ Praha
Kurz o nařízení (ES) č. 1272/2008 (CLP) – klasifikace a označování nebezpečností pro zdraví. Již po jedenácté připravil Státní zdravotní ústav pro pracovníky z firem, především výrobce, dovozce, distributory chemických látek/směsí, kteří provádějí klasifikaci, navrhují označení, vypracovávají bezpečnostní listy, dále pro následné uživatele, kteří s látkami/směsmi na svých pracovištích nakládají, odborný kurz o klasifikaci a označování látek a směsí podle nařízení CLP. Obsah kurzu: – základní informace o nařízení (ES) č. 1272/2008, jednotlivé hlavy nařízení, – stručně novely nařízení CLP, – přílohy I – VII nařízení, – klasifikaci a označování látek a směsí – jednotlivé třídy nebezpečnosti pro zdraví doplněné o konkrétní příklady (např. akutní toxicita včetně použití vzorce; žíravost/dráždivost pro kůži; vážné poškození očí / podráždění očí; senzibilizace a další třídy nebezpečnosti), – porovnání s klasifikací z hlediska účinků zdraví podle vyhlášky č. 402/2004 Sb., – označení a štítky nebezpečných látek a směsí, – porovnání s klasifikací nebezpečnosti pro zdraví podle systému GHS Spojených národů (UN), – velký důraz je kladen na vysvětlení a procvičení problematiky pomocí konkrétních příkladů a na novou klasifikaci a označení nebezpečnosti pro zdraví, – podle času informace o bezpečnostním listu a nařízení CLP.
– nové metody čištění vod, – biotechnologie. Pořádá: Vodní zdroje Ekomonitor spol. s r.o., Chrudim ve spoluráci s VŠCHT v Praze, TU v Liberci, Ústavem pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace, Univerzity Komenského v Bratislavě, FChT Univerzity Pardubice a Bioanalytika CZ, s.r.o. I: www.ekomonitor.cz
Podrobný program i přihlášku najdete na níže uvedeném webu. Pořádá: Státní zdravotní ústav Kontaktní osoba: MUDr. Trávníčková T: 267 082 673 E:
[email protected] I: www.szu.cz/tema/pracovni-prostredi/aktuality
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:54:35
VELETRHY A KONFERENCE
22.–23.10.2014 nebo 3.–4.12.2014 Praha
Praktický kurz – škola HPLC
Přednášející: doc. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D., FaF UK v Hradci Králové, Mgr. Michal Douša, Ph.D., Zentiva Praha, Ing. Lukáš Plaček, Ph.D., Pragolab s.r.o. Orientační program: Praxe v HPLC: Instrumentace v HPLC, mobilní fáze, kolony, příprava stroje pro analýzy. Praktická část – průtok, tlak, rozdíl gradientu MeOH a ACN, geometrie kolon vs. průtok, typy kapilár, analýza modelové směsi. Troubleshooting: Přednášky, cvičení a simulace – problémy systémového tlaku a základní linie, problémy retenčního času a plochy píku, problémy chromatogramu. Vývoj chromatografické metody: Vývoj metody od A do Z. Praktická část – separace směsí neutrálních, kyselých a bazických látek. Pomoc při řešení konkrétních HPLC úkolů a problémů účastníků.
Praktická cvičení: Praktické cvičení v interpretaci hmotnostních spekter II. Laboratorní cvičení na GC-MS. Pokročilejší postupy, optimalizace analýzy. Ladění hmotnostního spektrometru. GC-MS v životním prostředí. Interpretace hmotnostních spekter EI část III. (spektra základních typů sloučenin – alkoholy, estery, aminy, heterosloučeniny, halogenované sloučeniny,…). Techniky vyhodnocování chromatogramů GC-MS (TIC, extrahované chromatogramy – fragmentogramy, SIM, vyhledávání stopových množství určitých sloučenin, identifikace a kvantifikace při SCAN a SIM). Zkušenosti s akreditací ČIA. Cena kurzu: 8.000 Kč bez DPH. Cena zahrnuje kurzovné, studijní materiály a obědy. Kurzovné je možné uhradit převodem, po ukončení přednášek bude všem účastníkům vystavena faktura a certifikát. Pořádá: Pragolab s.r.o. I: www.pragolab.cz/udalosti/detail/40
Praktická část bude prováděna na HPLC systému Ultimate 3000, Thermo-Dionex.
10.–11.11.2014 Seč u Chrudimi
Pořádá: Pragolab s.r.o. I: www.pragolab.cz/udalosti/detail/39
Redakce časopisu CHEMAGAZÍN ve spolupráci s Ústavem chemie a technologie makromolekulárních látek Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice si Vás dovoluje pozvat k účasti na této konferenci.
10.–12.11.2014 Praha
Škola GC-MS
Přednášející: doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc., VUT v Brně, doc. Ing. Ivan Víden, CSc., VŠCHT v Praze, RNDr. Pavel Kořínek, Ph.D., Kamil Petrus, Pragolab s.r.o. Orientační program: Úvod do hmotnostní spektrometrie – popis a základní fyzikální principy. Konstrukční detaily – iontový zdroj, analyzátor, detektor, vakuový systém, elektronika. Spojení GC-MS a jeho praktické aspekty (interface, techniky ionizace a jejich specifika, využívané analyzátory a jejich charakteristické rysy, režimy detekce). Základní fragmentační pravidla a mechanismy (Stevensonovo pravidlo, pravidlo ztráty největšího alkylu, α-štěpení iniciované radikálovým centrem, δ-štěpení iniciované radikálovým centrem, i-štěpení). Interpretace hmotnostních spekter část I: Spektra s nízkým rozlišením (molekulární ion, fragmentové ionty, prvky skupin A, A+1, A+2, dusíkové pravidlo, určení elementárního složení, počtu dvojných vazeb a cyklů, charakteristické ionty a série) Praktická cvičení: Praktické cvičení v základní interpretaci hmotnostních spekter I. Laboratorní cvičení na GC-MS: Základní postupy a parametry. Přednášky: Chemická ionizace. Specifika spekter při použití chemické ionizace (CI). Pokročilá interpretace hmotnostních spekter EI část II: přesmykové reakce, specifika interpretace hmotnostních spekter s vysokým rozlišením. Aspekty spojení GC a MS (neutrální šum, pozadí, vliv koncentrace analytů, …). Práce s knihovnami hmotnostních spekter (NIST, Wiley).
VII. konference pigmenty a pojiva
Jejím cílem je umožnit setkání odborníků z praxe, pracovníků z výzkumných institucí a vysokých škol chemického zaměření a studentů vysokých škol. Konference je zaměřena na aplikovaný výzkum z oblasti pigmentů, a to jak organických tak i anorganických, pojiv pro nátěrové hmoty a podobné materiály a aditiv pro různé systémy povrchových úprav kovových a stavebních materiálů pomocí organických i anorganických povlaků a nátěrových hmot. Tematická oblast pigmentů zahrnuje antikorozní pigmenty, barevné pigmenty a plniva, popř. další speciální typy pigmentů a plniv. Oblast pojiv se týká jak anorganických, tak i organických a hybridních pojiv určených pro výrobu nátěrových a stavebních hmot. Pozornost bude věnována také aditivům nezbytným pro formulaci nátěrových a stavebních hmot. Třetí tematický blok konference bude zaměřen na nanomateriály a novinky z oblasti povrchových úprav. Připraveno je téměř 30 přednášek a poster prezentací. Sponzorem společenského večera konference, který bude obohacen ochutnávkou vín, je společnost Synthesia, a.s., světový výrobce organických pigmentů a barviv. Partnery konference jsou: dodavatel FT-NIR a dalších spektrálních přístrojů firma Nicolet CZ, s.r.o. a výrobce laboratorních mísicích systémů Hauschild & Co KG. Své prezentace zde dále budou mít společnosti Biesterfeld Silcom s.r.o., Fryauf Filmix s.r.o., Shepherd Color International Austria
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Semin.indd 65
GmbH a PRECHEZA a.s. Na mediální podpoře se dále podílí portál Nátěrové hmoty.cz, odborný server Povrchová úprava a Asociace výrobců nátěrových hmot ČR, která zde připomene své 20. výročí založení. Program konference a seznam přednášek je dostupný na web stránkách. Pořádá: CHEMAGAZÍN s.r.o. Předseda org. výboru: T. Rotrekl E:
[email protected] I: www.pigmentyapojiva.cz 11.–12.11.2014 Ramada Hotel, Bad Soden, Německo
XVII. Workshop – POROTEC – ÚPRAVA PORÉZNÍCH MATERIÁLŮ Společnost POROTEC GmbH pořádá každé dva roky workshop o charakterizaci jemných práškových a porézních materiálů. Během kurzu můžete očekávat výměnu zkušeností, znalostí a myšlenek mezi laboratorními experty z akademické a průmyslové sféry, stejně jako intenzivní diskuze o nejnovějších poznatcích. I: www.pragolab.cz/udalosti/detail/34 2.–3.12.2014 The Square, Brusel, Belgie
9th European Bioplastics Conference
Materiály na bázi bioplastů a jejich produkty jsou čím dál více předmětem podnikání a bioekonomiky v Evropě. Obnovitelné suroviny, snížení emisí skleníkových plynů a odlišné zacházení s odpady dává bioplastům šanci na budoucí chování producentů a spotřebitelů. Je to znatelné při mnoha příležitostech, kde se prezentují. Jedním u nich je i letošní, již 9. Evropská konference o bioplastech, která se bude zabývat legislativou bioplastů v Evropě pod heslem: Zasaďme se o efektivnější zdroje Evropy! Konference bude prezentovat Evropský trh bioplastů a představí jeho nové trendy. Jeho program zahrnuje perspektivy obnovitelných zdrojů 2. a 3. generace a bude se také zabývat třeba značením bioplastů. I: http://en.european-bioplastics.org/conference/home/programme 23.–25.2.2015 Barcelona, Spanělsko
Shaping Aesthetics & Performance – 9th European Additives & Colors Conference Společnost plastikářských inženýrů (SPE) sdružující kolem 16 000 odborníků z více než 84 zemí zprostředkovává vědecké a inženýrské znalosti. Její divize Additives & Color Europe (ACE) organizuje titulní konferenci každé dva roky. Jejím posláním je seznámit účastníky s nejnovějšími poznatky na poli : – aditiv a pigmentů a master batch, – aditiva a barvy pro “smart plastics”, – 3D tiskové materiály, – nanotechnologie, – “cool” barvy. Pořádá: SPE I: www.4spe.org/ace15
65
29.9.2014 7:54:36
VELETRHY A KONFERENCE
OHLÉDNUTÍ ZA KONFERENCÍ ISSS 2014 20th International Symposium on Separation Sciences (ISSS 2014) se uskutečnilo v pražském hotelu DAP ve dnech 30. srpna až 2. září 2014 a bylo již jubilejním, dvacátým, konaným v této sérii pod záštitou Středoevropské skupiny pro separační vědy (CEGSS). CEGSS sdružuje chromatografické (a elektroforetické) skupiny chemických společností z 11 členských zemí: Bosna a Hercegovina, Česká republika, Chorvatsko, Itálie, Maďarsko, Polsko, Rakousko, Rumunsko, Slovensko, Slovinsko a Ukrajina. ISSS symposia jsou věnována pokroku v oblasti separačních věd, především – ale nejenom – v zemích střední Evropy. Po jedenáctém ISSS v Pardubicích v r. 2005 se letošní 20. ISSS konalo podruhé u nás, tentokrát v Praze, za předsednictví Aleše Horny a Pavla Jandery. Spoluorganizátory symposia byly Odborná skupina chromatografie a elektroforézy ČSCH a firma RADANAL. Letos do Prahy přijelo 200 odborníků ze 34 zemí z celého světa. Symposium se zaměřilo na nové trendy v rozvoji chromatografie a elektroforézy, včetně miniaturizovaných separací na čipech a kapilárních monolitických separačních médiích, netradičních detekčních metod, vícerozměrných separací, na aplikace separačních technik v oblastech přírodních a bioanalyticky významných látek, farmaceutické a klinické analýzy, analýzy potravin,
polymerů i průmyslových produktů. Program byl rozdělen do devíti přednáškových a dvou posterových sekcí. Přední světoví odborníci v oblasti separačních věd, prof. Lindner z Vídně, prof. Švec z Berkeley (Kalifornie), prof. Sandra z Kotrijku (Belgie) a prof. Schoenmakers z Amsterdamu přednesli plenární přednášky o selektivitě v chromatografii, monolitických separačních médiích, vícerozměrné kapalinové chromatografii a využití plynové a kapalinové chromatografie při analýze metabolitů v ledvinách pacientů s chronickým onemocněním. Zajímavých bylo i dalších 34 přednášek, většinou přednesených zvanými renomovanými přednášejícími. Těžiště konference spočívalo na prezentaci 138 posterů, prezentovaných ve dvou odpoledních sekcích. Jako tradičně na ISSS symposiích byla zvláštní pozornost zaměřena na mladé odborníky v oblasti separací (do 35let), kteří platili zvláštní snížené vložné a pro něž byla uspořádána soutěž o nejlepší poster sponzorovaná Odbornou skupinou chromatografie a elektroforézy ČSCH. Vítězství si odnesla Barbora Jankovičková z Univerzity Pardubice za poster „Benefits of immunomagnetic separations for epitope identification in clinically important protein antigens“. Novinkou letošního ISSS symposia byla přednášková sekce mladých, kde šest nadějných vědců soutěžilo o cenu, kterou
věnoval děkan FChT Univerzity Pardubice, prof. Lošťák. Jako nejlepší byla vyhodnocena přednáška Sinéad Currivan (opět z Univerzity Pardubice) s názvem „Towards the production of highly efficient polymeric monolithic columns for HILIC separations of small molecules“. Obr. – Poster sekce na ISSS 2014
Firmě RADANAL se podařilo zajistit i pestrý společenský program s hudebním vystoupením mladých muzikantů, projížďkou na lodi po Vltavě s rautem, konferenční večeří, přivítací party na úvod a závěrečným přípitkem. Doufáme, že účastníci 20th ISSS byli v Praze spokojeni, i přes ne zcela optimální počasí. Příští 21. ISSS symposium se bude konat za rok ve Slovinsku. Pavel JANDERA, předseda CEGSS pro rok 2014,
[email protected]
INDC PRAHA 2014 Společnost RADANAL s.r.o. uspořádala ve dnech 2.–5. září 2014 v pražském hotelu DAP další ročník mezinárodní konference INTERNATIONAL NUTRITION & DIAGNOSTIC CONFERENCE (INDC2014). Jejím hlavním cílem je setkání špičkových odborníků z oblasti medicíny, klinické biochemie, potravinářství, výživy a analytické chemie. Tradičně se hledala spojitost mezi výživou a lidským zdravím, přičemž všechny prezentované výsledky a názory byly hodnoceny profesionálními vědci, výzkumníky a lékaři z celého světa. Úvodního slova se při „opening ceremony“ ujal pan doc. Ing. Aleš Horna, CSc., společně s panem doktorem Petrem Tláskalem – členem Společnosti pro výživu. Dalšími významnými společnostmi, spojenými s touto událostí, byla Česká Společnost klinické biochemie, Společnost pro probiotika a prebiotika a Institut Nutrice a Diagnostiky. Záštitu nad konferencí převzali ministr školství, mládeže a tělovýchovy České republiky PhDr. Marcel Chládek, MBA a poslanec parlamentu Pharm. Dr. Jiří Skalický, PhD. Dle ohlasu účastníků se vědeckému výboru konference podařilo
66
Semin.indd 66
vytvořit odborný a zároveň poutavý program. Do Prahy se sjelo 302 delegátů, z toho více než 200 zahraničních, ze 44 zemí všech kontinentů světa. Během čtyř dnů odborného programu zaznělo 47 přednášek, které doprovázely bohaté diskuse. Vysokou úroveň si zachovala také posterová sekce s prezentací 168 plakátových sdělení. Nutno podotknout, že odborníci na výživu se stále více shodují na významu probiotik pro lidské zdraví, a proto se do Prahy dostavila celá řada světově uznávaných odborníků, jako je např. prof. Helena Tlaskalová-Hogenová z Mikrobiologického ústavu AVČR, dr. Volker Rush z Institutu pro integrativní biologii. Dále přednášeli prof. Mirek Macka z Tasmánské univerzity a prof. Martin O. Bergö ze Sahlgrenského onkologického centra ve Švédsku. I letošním tradičním blokem přednášek byla sdělení týkající se zdravotních aspektů pití piva a vína, kde jedním z přednášejících byl i prof. Milan Šamánek. Další blok byl věnován zdravotním aspektům zdravé výživy na imunitní systém a zdraví. Hlavním představitelem byl prof. Igor Bondarenko z Centra pro hygienu a veřejné zdraví ze
St. Petersburgu, Rusko. Konferenci doprovázela také výstava firem vyrábějících analytické přístroje, potraviny pro zdravou výživu a klinickou diagnostiku. Jednoznačným závěrem celé konference je, že samotná konzumace vitamínů, antioxidantů a zdravých potravin nestačí k tomu, aby člověk byl zdravý. Výživa se dnes stává mezioborovou vědou a její praktické uplatnění je nemožné bez týmové spolupráce odborníků na životní prostředí, zemědělskou produkci, potravinářskou technologii, výživu a metabolismus a klinickou diagnostiku, která je založena na odborné znalosti moderní analytické chemie. Závěrem bychom velmi rádi poděkovali všem zúčastněným a zároveň vás pozvali na další ročník 15. mezinárodní konference věnované vztahům mezi výživou a lidským zdravím INDC2015, která se bude konat v hotelu DAP v Praze 6 ve dnech 5.–8. října 2015. Více informací najdete na internetových stránkách www.indc.cz. Ing. Štěpánka VOBORNÍKOVÁ a Ing. Lucie NĚMCOVÁ, Ph.D., Institut Nutrice a Diagnostiky Pardubice
CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
29.9.2014 7:54:36
Frankfurt am Main · 15 – 19 June 2015
➢ World Forum and Leading Show for the Process Industries
➢ 3,800 Exhibitors from 50 Countries ➢ 170,000 Attendees from 100 Countries
Be informed. Be inspired. Be there. www.achema.de CHEMAGAZÍN • Číslo 5 • Ročník XXIV (2014)
Semin.indd 67
67
29.9.2014 7:54:36
EZ-produkty od Merck Millipore Usnadněte si práci v mikrobiologické laboratoři! EZ-Pak® Dispenser Curve: pro rychlé, bezdotykové dávkování sterilních membrán EZ-Fit™ Manifold: pro Vaši kontrolu nad riziky kontaminace � EZ-Fit™ Filtration units: pro rychlou a pohodlnou membránovou filtraci kapalných vzorků � EZ-Stream™ Pump: pro odtok filtrovaných kapalin přímo do odpadu � EZ-Fluo™: pro rychlou, nedestruktivní mikrobiální detekci, založenou na fluorescenčním barvení � �
www.merckmillipore.cz, www.mecomm.cz www.merckmillipore.sk, www.mecomm.sk