Chemická sekce Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze
Katedra analytické chemie Laboratoř elektrochemických analytických metod Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Jiří Barek, CSc. Výzkumné téma: • Vývoj nových metod stanovení stopových koncentrací zejména biologicky aktivních organických látek významných z hlediska ochrany životního prostředí a lidského zdraví (polutanty, chemické karcinogeny, léčiva, pesticidy, chirální látky) pomocí moderních separačních, spektrometrických a elektrochemických metod. • Vývoj nových typů pracovních elektrod, detektorů a kolon. Využití uhlíkových pastových elektrod pro vývoj nových voltametrických metod stanovení biologicky aktivních organických látek a pro elektrochemickou detekci v HPLC (pro stejný typ látek). • Vývoj sítotiskových elektrod na bázi netradičních elektrodových materiálů (diamantu podobný uhlík, borem dopovaný diamantový film, DNA modifikované senzory, atp.) a aplikace těchto senzorů pro vsádková stanovení. Vývoj metod pro in situ monitorování genotoxických a ekotoxických látek. Přístroje a techniky: • Přístroje pro HPLC-MS, CZE-MS, GC-MS, AAS, UV spektrometrii, FIA, polarografickou a voltametrickou stopovou analýzu, HPLC-ED, HPLC s DAD detekcí, atp. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Voltametrická a polarografická stanovení stopových množství organických sloučenin významných biologicky, ekologicky či toxikologicky v životním prostředí a v biologických tekutinách. Aplikace HPLC pro stanovení biologicky aktivních látek (např. karcinogenů) v životním prostředí, toxikologii a farmacii. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Lze uvažovat o komercializaci některých nových typů elektrod, detektorů, kolon, či přídavných zařízení pro AAS.
Laboratoř separačních analytických metod Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. Výzkumné téma: • Moderní vysokoúčinné a mikroseparační metody: kapilární elektroforéza, kapalinová chromatografie, mikrokolonová kapalinová chromatografie a jejich kombinace s technikami hmotnostní spektrometrie.
• Optimalizace separace a detekce enzymových substrátů a produktů pomocí kapilární elektroforézy (ve spolupráci s katedrou biochemie). • Optimalizace metody pro separaci a stanovení cyklenů připravených na katedře anorganické chemie s pomocí kapalinové chromatografie. • Příprava a testování kapilárních monolitických a náplňových kolon pro separace a stanovení různých analytů (např. cyklenů, bílkovin či peptidů) pomocí mikrokolonové kapalinové chromatografie. • Vývoj nových druhů derivatizace analytů pro jejich snadnou a citlivou UV/VIS detekci v mikrokolonové a kapalinové chromatografii. • Vývoj metod pro stanovení perfluorovaných organických kyselin v životním prostředí metodou plynové chromatografie. Vývoj metod komprehensivní plynové chromatografie (GC×GC, GC×GC-MS). • Vývoj mikroextrakčních metod pro účely analýzy životního prostředí. Vývoj analytických metod pro rychlou plynovou chromatografii. • Aplikace inverzní plynové chromatografie (IGC) pro charakterizace polymerních materiálů. Přístroje a techniky: • Přístroje pro HPLC, µHPLC a kapilární elektroforézu. Nově nainstalovaný µHPLC chromatograf s hmotnostním detektorem typu trojitý kvadrupól a stanice kapilární elektroforézy. • Plynové chromatografy vybavené FID a ECD detektory, GC-MS stanice s chemickou ionizací, nástřikem na kolonu a kryogenním modulátorem ZOEX pro komprehensivní GC (GC×GC). Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Mikroseparační metody, kapalinová chromatografie, kapilární elektroforéza a spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. • Plynová chromatografie, hmotnostní spektrometrie, kapilární elektroforéza. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Byla podána patentová přihláška na nový druh derivatizace analytů pro jejich snadnou a citlivou UV/VIS detekci v mikrokolonové a kapalinové chromatografii. • Čabala R., Bursová M.: „Vortex extraction tool for liquid-liquid microextraction“, P302841 (7. 12. 2011), Česká republika.
Laboratoř spektrometrických analytických metod Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Petr Rychlovský, CSc. Výzkumné téma: • Generování těkavých sloučenin pro potřeby atomových spektrometrických metod. Vývoj a konstrukce elektrochemických generátorů hydridů (As, Se, Sb), těkavých par rtuti a těkavé formy kadmia. • Speciační analýza arsenu v on-line uspořádání pomocí spojení vysokoúčinné kapalinové chromatografie, generování arsenovodíku a jeho derivátů a atomové absorpční spektrometrie.
• Vývoj nových analytických metod spektrofotometrického a spektrofluorimetrického stanovení celkového množství antioxidantů v různých matricích. Přístroje a techniky: • Mikrovlnné rozkladné zařízení, spektrofotometry a spektrofluorimetry, atomové absorpční spektrometry, pístová a peristaltická čerpadla a příslušné ventily pro využití v kontinuální průtokové, injekční průtokové nebo sekvenční průtokové analýze. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Spektrometrické metody, především atomová absorpční spektrometrie, generování těkavých sloučenin, vývoj metod a technik úprav vzorku a rozkladů biologických materiálů před spektrální analýzou. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Lze uvažovat o komercializaci některých nových typů generátorů těkavých derivátů analytů.
Katedra anorganické chemie Laboratoř koordinační a bioanorganické chemie Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Ivan Lukeš, CSc. Výzkumné téma: • Koordinační chemie iontů přechodných kovů a lanthanoidů ve vodném prostředí, syntéza a studium nových makrocyklických ligandů a jejich komplexů, které mohou být využity v biologii nebo medicíně. • Základní výzkum látek, které mohou být používány jako kontrastní látky pro tomografii magnetické resonance (MRI – Magnetic Resonance Imaging) nebo jako nosiče radionuklidů kovů pro radiodiagnostické metody (SPECT – Single Photon Emission Computer Tomography, PET – Positron Emission Tomography) nebo pro radioterapii. Přístroje a techniky: • Laboratoř je plně vybavena běžným zařízením pro syntézy látek i přípravu jejich komplexů. Na chemické sekci jsou dostupné NMR 300, 400 a 600 MHz stanice, UV-VIS a IR MAS spektrometry a rentgenový difraktograf s CCD detektorem. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Poradenství v oblasti návrhu a syntézy ligandů a jejich komplexů (organofosforová chemie, chemie makrocyklů, kontrastní látky pro magnetickou rezonanci, radiofarmaka, stanovení konstant stability – potenciometrie, speciace ve vodných roztocích). Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • I. Lukeš, P. Hermann: "Novel Chelating Agents of Tetraazacyclododecanemethylphosphonictriacetic Acid Derivatives and Their Conjugates, Their Synthesis and Use as Diagnostic and Therapeutic Agents" PCT Int. Appl. WO03008394 (2003).
• I. Lukeš, L. D. Quin: "Direct Reaction of Phosphorus Acids with the Hydroxy Group on the Surface of Solids" US-Patent 5,756,792 (1998). • I. Lukeš, R. Bartoníček, P. Zelenka, M. Šíp: "Způsob výroby sodné soli kyseliny nitriltrimethylenfosfonové" Autorské osvědčení 265354 (1990), Česká republika. • R. Bartoníček, I. Lukeš, J. Němcová, P. Zelenka: "Směsný inhibitor koroze se sekvestračním a dispergačním účinkem" Autorské osvědčení 259097 (1990), Česká republika. • Design a syntéza makrocyklických ligandů a jejich komplexů – využítí v medicíně a preklinickém výzkumu: kontrastní látky pro magnetickou resonanci (MRI), radiofarmaka pro pozitronovou emisní tomografii (PET), terapie nádorů pomocí radiofarmak, značení buněk určených pro transplantace, zobrazování a terapie kostních metastáz, kombinované (PET/CT, MRI/PET, MRI/optické metody, PET/optické metody) kontrastní látky; syntéza organofosforových sloučenin.
Laboratoř organoprvkové chemie a katalýzy Vedoucí týmu: Doc. RNDr. Petr Štěpnička, PhD. Výzkumné téma: • Příprava nových ferrocenových ligandů a studium jejich strukturních a koordinačních vlastností. Zabýváme se chemií funkčních derivátů fosfinů odvozených od ferrocenu, především pak ferrocen fosfinokarboxylových kyselin. Sloučeniny tohoto typu, které kombinují různé donorové skupiny, jsou všestranné a vysoce proměnlivé ligandy schopné koordinace na téměř jakýkoli přechodný kov a to v rozličných koordinačních módech, včetně semilabilních. Zvláštní pozornost je věnována použití připravených sloučenin v katalýze synteticky důležitých organických reakcí. Přístroje a techniky: • Pro charakterizaci nových sloučenin syntetizovaných v naší skupině kombinujeme standardní techniky měření v pevné fázi (rentgenová difrakce) a spektrální metody (NMR, IR, UV-VIS a MS) spolu se speciálními technikami jako jsou elektrochemické metody a 57 Fe Mössbauerova spektroskopie napomáhajícími pochopení změn ve studovaných strukturách pro další vývoj ligandů. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř chemie pevných látek a nanomateriálů Vedoucí týmu: Doc. RNDr. Ivan Němec, PhD. Výzkumné téma: • Příprava a charakterizace nových krystalických materiálů pro nelineární optiku, především pro generaci druhé harmonické vlny, založených na vodíkem vázaných (např. soli či
kokrystaly) organických dusík obsahujících bází. Příprava a charakterizace protonových vodičů. • Příprava nových nanočástic na bázi oxidů železa a perovskitů pro magnetické a optické aplikace. Příprava magnetických nanočástic a nanokompozitů a materiálů vhodných pro scintilační detektory. Přístroje a techniky: • Připravené materiály jsou charakterizovány kombinací difrakčních (rentgenostrukturní analýza) a spektroskopických metod (FTIR, FT-Ramanova, NMR, UV-VIS-NIR, hmotnostní spektrometrie). Interpretace spektroskopických dat je založena na kvantově chemických výpočtech. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Vibrační spektroskopie - expertízy a analýzy v oblastech výtvarného umění, průmyslových výrobků a farmaceutických produktů. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Analýza vzorků pro Národní památkový úřad.
Laboratoř fotochemie a supramolekulární chemie porfyrinoidů Vedoucí týmu: Doc. RNDr. Jiří Mosinger, PhD. Výzkumné téma: • Chemie a fotochemie porfyrinoidů, generaci singletového kyslíku, host-guest interakce, supramolekulární fotoaktivní systémy, nové fotoaktivní nanomateriály a aplikace v oblasti fotodynamické terapie a fotodesinfekce s potenciálním uplatněním v medicíně, záchytu světla a detekci. • Charakterizace zesilovačů vhodných pro fotodynamickou terapii, autoagregaci, tvorbu komplexů s biologicky relevantními (DNA, proteiny) či transportními (cyklodextriny, kalixareny) molekulami a samoutváření fází v roztoku. Výzkum světlem indukovaných procesů přenosu elektronu/energie v těchto systémech a vzniku a reaktivity singletového kyslíku v roztocích. • Příprava a charakterizace fotodesinfekčních materiálů založených na singletový kyslík produkujících zesilovačích obsažených v polymerních nanovláknech. Zjistili jsme, že funkcionalizované nanotkaniny založené na polymerních nanovláknech jsou vhodné k výrobě oděvů s baktericidními a virucidními povrchy po ozáření viditelným světlem. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Mosinger J., Jirsák O., Mosinger B., Mareš L.: System containing at least one layer of nanofibers and the method of nanofibers production. PV 2006-432, PS3477 CZ (2006).
Centrum molekulových a krystalových struktur Vedoucí týmu: RNDr. Ivana Císařová, CSc. Výzkumné téma: • Přístroje a techniky: • Rentgenový difraktometr s CCD detektorem. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Řešení struktur pevných látek pomocí difrakce rentgenového záření. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Katedra biochemie Laboratoř struktury a funkce biomolekul Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. Výzkumné téma: • Struktura a hmotnostní spektrometrie multiproteinových komplexů s ligandy účastnících se nádorového rozpoznávání a biotransformace. Rekombinantní exprese v prokaryotických i eukaryotických expresních systémech, charakterizace proteinů v roztoku, krystalizace a rentgenová krystalografie proteinů. • Hmotnostní spektrometrie biochemicky významných makromolekul. Identifikace proteinů, mapování disulfidických můstků, glykosylace a dalších post-translačních modifikací proteinů. Výzkum struktury proteinů s pomocí síťovacích činidel, H/D výměny a dalších pokročilých MS technik. • Molekulové modelování biomolekul. Homologní modelování, in silico ligand docking, výpočty interakčních energií. Přístroje a techniky: • Kompletní vybavení pro rekombinantní expresi a purifikaci proteinů jak v mikrobiálních systémech (E. coli), tak savčích buněčných liniích (HEK293): třepačky, laminární boxy, inkubátory, CO2 inkubátory, CO2 třepačka, místnost pro tkáňové kultury, FPLC a HPLC stanice, UV-VIS spektrofotometry, analytická ultracentrifuga, proteinový sekvenátor, stanice rezonance povrchového plazmonu (SPR), hmotnostní spektrometry (MALDI-TOF, ESI, FT-ICR, ad.), na spolupracujících pracovištích je trvale zajištěn přístup ke krystalizačním robotům, RTG difraktometrům a NMR spektrometrům. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství:
• Poradenství či služby v oblastech rekombinantní exprese a purifikace proteinů a jejich analýzy pomocí sedimentace v analytické ultracentrifuze, hmotnostní spektrometrie, rezonance povrchového plazmonu či řešení jejich struktury pomocí rentgenové krystalografie či NMR. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: • Rozbeský D., Vaněk O., Žůrek V. Bezouška K.: „Rozpustná forma myšího receptoru přirozených zabíječských buněk NKR-P1A a způsob její rekombinantní přípravy“. P302311 (23. 2. 2011), Česká republika.
Laboratoř molekulární karcinogenese a vývoje léčiv Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Marie Stiborová, DrSc. Výzkumné téma: • Biochemie molekulární karcinogenese, genotoxicity a enzymů determinujících vývoj a redukci procesů maligní transformace. Studie participace specifických mechanismů poškození DNA na cytoxicitě cytostatik vůči lidským chemosensitivním a chemoresistentním neuroblastomům. Studium participace biotransformačních enzymů na vývoji ledvinného selhání a nádorů močových cest vyvolaných aristolochovou kyselinou. • Struktura klíčových enzymů biotransformace. Studium interakcí potravních doplňků s léčivy a nutrigenetiky. • Spektrální metody v karcinogenezi (UV-VIS absorpční spektrofotometrie a spektrofluorimetrie). • Struktura a funkce senzorových proteinů a hem obsahujících senzorových domén. Přístroje a techniky: • HPLC stanice, UV-VIS spektrofotometry a spektrofluorimetry, hmotnostní spektrometrie Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Izolace mikrosomálních enzymů z přirozených tkání a studium metabolismu a metabolitů xenobiotik (např. tvorba DNA aduktů). Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř biochemie rostlinných regulací Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Helena Ryšlavá, CSc. Výzkumné téma: • Rostliny a stres. Metabolické změny v rostlinách za stresových podmínek: aktivita a exprese klíčových enzymů rostlinného metabolismu, metabolismus sacharidů, metabolismus dusíkatých látek. • Studium vlastností enzymů: fosfoenolpyruvátkarboxylasa, NADP-malátdehydrogenasa (dekarboxylační), β-N-acetylhexosaminidasa • Studium vlastností léčivých rostlin, biochemie sekundárních metabolitů.
Přístroje a techniky: • Extrakce metabolitů a enzymů, kapalinová chromatografie, měření aktivity enzymů. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř biochemie reprodukce Vedoucí skupiny: RNDr. Jiří Liberda, Ph.D. Výzkumné téma: • Biochemie a složení spermatu, vliv zastoupení spermadhezinů na fertilitu, veterinární aplikace. Přístroje a techniky: • Kapalinová chromatografie, nativní červená elektroforéza, fluorescenční mikroskop. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Analýza plodnosti kanců. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř proteas lidských pathogenů Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Jan Konvalinka, CSc. Výzkumné téma: • Analýza struktury, aktivity a inhibice medicinálně relevantních proteas a dalších enzymů jakožto farmaceutických cílů. • Strukturně - funkční analysa a inhibice mutantů HIV proteasy vzniklé pod selekčním tlakem u HIV-pozitivních pacientů léčených inhibitory proteasy. • Exprese, buněčná lokalizace, struktura, funkce a inhibice glutamátkarboxypeptidasy II, neuropeptidasy a rakovinného markeru. • Serinová racemasa z lidského mozku: neočekávaná role D-aminokyseliny v centrálním nervovém systému. Přístroje a techniky: • Vybavení pro molekulární biologii a rekombinantní expresi proteinů v bakteriálních expresních systémech a hmyzích buněčných liniích, FPLC a HPLC stanice, diferenční skenovací mikrokalorimetr, isotermální titrační mikrokalorimetr, stanice rezonance povrchového plazmonu.
Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Syntéza peptidů, proteolýza, proteinové inženýrství, biochemie retrovirů, proteolýza a regulace, neuropeptidasy a metabolismus neurotransmiterů, medicinální chemie. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Laboratoř asociujících polymerů Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Karel Procházka, DrSc. Výzkumné téma: • Struktura, dynamika a funkční vlastnosti molekulárních, supramolekulárních a kompozitních systémů. • Nové molekulární systémy pro pokročilé aplikace prospěšné pro zdraví a šetrné k životnímu prosředí. • Konformační a asociační chování nových hydrofilně-hydrofiliních a amphifilních blokových polyelektrolytů. Termodynamické a kinetické aspekty. • Nanočástice na bázi komplexů hydrofilních blokových polyelektrolytů s iontovými surfaktanty. • Nanočástice na bázi komplexů blokových polyelektrolytů s novými gemini surfaktanty jako potenciální nosiče léčiv. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř biofyzikální chemie Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. Výzkumné téma: • Molekulární mechanismy, kterými může být regulována funkce proteinů. Obzvláště se zabýváme 14-3-3 proteiny - rodinou vysoce konzervovaných dimerních regulačních proteinů. Pro pochopení detailů regulace aktivity a funkce protein-proteinových komplexů používáme jak biofyzikální, tak biochemické přístupy. • Úloha proteinu 14-3-3 na regulaci funkce fosducinu.
• Studium interakce 14-3-3 proteinu s regulátorem G-proteinové signalizace RGS3. • Příprava a strukturní analýza komplexu ASK-1 se 14-3-3 proteinem. Přístroje a techniky: • Fluorescenční spektroskopie, rentgenová krystalografie, analytická ultracentrifugace, hmotnostní spektrometrie, izotermální titrační kalorimetrie, modelování struktury proteinů, rekombinantní exprese proteinů, cílená mutageneze. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř elektromigračních separačních procesů Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Bohuslav Gaš, CSc. Výzkumné téma: • Počítačové modelování elektromigračních separací peptidů, bílkovin a jiných biomolekul. • Sjednocený model (dynamické) chirální separace v kapilární zónové elektroforóze a integrované softwarové řešení. • Cyklofruktany a jejich deriváty jako nové chirální selektory pro kapalinovou chromatografii a kapilární elektroforézu. • Stanovení konstant stability kapilární elektroforézou a jejich využití pro optimalizaci separací. Přístroje a techniky: • Kapilární elektroforéza, kapalinová chromatografie. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř povrchově zesíleného Ramanova rozptylu Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc. Výzkumné téma: • Chemické procesy podporované účinky laserového záření v systémech s plasmonickými kovovými nanočásticemi. • Ovlivňování povrchem-modifikovaných optických procesů molekul a polovodičových kvantových teček plasmonovými resonancemi souborů kovových nanočástic.
Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř speciálních polymerů Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc. Výzkumné téma: • Speciální katalytické procesy a materiály. • Nové katalytické procesy přípravy organických materiálů pro fotoelektroniku. • Polyelektrolytové konjugované dynamery: příprava, konstituční dynamika a funkční vlastnosti materiálů nového typu. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř teoretické a výpočetní chemie Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Jiří Fišer, CSc. Výzkumné téma: • Počítačové studium nanomateriálů založených na fulerenech. • Studium struktury a dynamiky povrchu ledu za přítomnosti příměsí a atmosférických polutantů pomocí molekulových simulací. • Kvantová chemie na kvantových počítačích. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty:
•
Katedra organické chemie Laboratoř katalýzy v organické syntéze Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Martin Kotora, CSc. Výzkumné téma: • Výzkum je zaměřen do několika oblasti, které zahrnují jak vývoj nových metodik založených na využití komplexů přechodných kovů, tak jejich aplikaci v syntéze různých sloučenin. Jednotlivé projekty týkají například syntéz nových chirálních Lewisových bází pro využití v enantioselektivních reakcích, syntéz přírodních a biologicky aktivních sloučenin, přípravy derivátů ferrocenu, syntéz substituovaných karboranů, studia vlastností a využití Dewarových benzenů, a aktivace málo reaktivních C–C vazeb. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Vývoj nových reakcí katalyzovaných přechodnými kovy. • Využití metodologie použití kovů a přechodných kovů v organické syntéze (syntéza látek s potenciálním medicinálním využitím, jako virostatik, steroidů, cytostatik, atd.). • Syntéza nových organických katalyzátorů a jejich využití při enantioselektivní syntéze. • Chemie ferrocenu a Dewarových benzenů. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř sacharidů Vedoucí skupiny: Prof. RNDr. Tomáš Trnka, CSc. Výzkumné téma: • V naší skupině se zabýváme již více než 20 let syntézou monosacharidů substituovaných různými substituenty, např. halogeny, aminoskupinou, thioskupinou, kyanoskupinou, atd. Tyto sacharidy používáme i k syntézám modifikovaných oligosacharidů. • V současnosti jsme se zaměřili ve spolupráci s Prof. Wernerem Reutterem z FU v Berlíně na syntézu inhibitorů GNE. Cílem je bližší poznání funkce Neu5Ac v glykokonjugátech, obzvláště pak role této kyseliny na povrchu nádorových buněk, kde ovlivňuje jejich interakci s buňkami imunitního systému. • Pro separaci enantiomerů rozličných aminokyselin, aminoalkoholů, aminosacharidů a dalších chirálních aminů jsme vyvinuli vysoce citlivou metodu založenou na derivatizaci aminosloučeniny o-ftaldialdehydem a různými 1-thiomonosacharidy jako 1-thioglukosou, thiogalaktosou a thiomanosou.
Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř bioorganické a medicinální chemie nukleových kyselin Vedoucí skupiny: Doc. Ing. Michal Hocek, CSc., DSc. Výzkumné téma: • Návrh a syntéza modifikovaných derivátů a analogů nukleobází, nukleosidů, nukleotidů a nukleových kyselin a jejich aplikace v nejrůznějších oblastech biomedicinálních věd (farmakochemie, biochemie, chemická biologie, bioanalýza, atd.). • Vývoj základních metodik syntéz těchto modifikovaných biomolekul s využitím nejmodernějších metod (např. reakce katalyzované komplexy přechodných kovů nebo enzymově katalyzované reakce). • Studium biologické (zejména protinádorové a protivirové) aktivity připravených nových nukleobází, nukleosidů a nukleotidů ve spolupráci s několika akademickými pracovišti a farmaceutickým průmyslem. • Několik společných projektů se zahraničními partnery je zaměřeno na chemickou biologii nukleových kyselin (např. studium substrátové specificity a selektivity DNA polymeras). • Nejnovější tematikou skupiny jsou funkcionalizované nukleové kyseliny nesoucí různé zajímavé a užitečné funkční skupiny připojené k nukleobázi a jejich aplikace v bioanalýze (např. diagnostika mutací DNA), chemické biologii a nanotechnologiích. • Skupina je součástí Gilead Sciences & IOCB Research Center (společného výzkumného centra ÚOChB AV ČR s farmaceutickou firmou Gilead Sciences). Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: Vývoj nových postupů syntézy modifikovaných nukleobází a nukleosidů. Medicinální chemie analogů nukleobází a nukleosidů. Návrh a syntéza nových C-nukleosidů pro chemickou biologii. Syntéza modifikovaných nukleosidtrifosfátů a polymerázová příprava funkcionalizovaných nukleových kyselin. • Nové postupy redoxního či fluorescenčního značení DNA pro bioanalytické aplikace. • Chemická biologie nukleových kyselin s modifikovanými bázemi.
• • • •
Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř supramolekulární chemie Vedoucí skupiny: Doc. RNDr. Jindřich Jindřich, CSc. Výzkumné téma: • Vývoj nových metod syntézy derivátů cyklodextrinů a praktickým využitím těchto derivátů v oblastech jako jsou separační metody, nové materiály nebo chemosenzory. • Příprava C3 symetrických stavebních jednotek schopných samoskladby za vzniku např. nekovalentního dendrimeru či molekulární sítě na vhodných površích. • Příprava chemosenzorů na bázi cyklodextrinů využívajících změn fluorescence navázaných molekul. • Příprava selektivně multifunkcionalizovaných derivátů cyklodextrinů jako vysoce účinných kontrastních látek pro zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) v medicíně. • Studium reakcí v mikroreaktoru v přehřátém vodném roztoku - nové typy hydrolyzačních reakcí. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř výzkumu reakčních mechanismů Vedoucí skupiny: Doc. Mgr. Jana Roithová, Ph.D. Výzkumné téma: • Výzkumný program laboratoře je zaměřen na studium elementárních kroků v organických a organokovových reakcích pomocí metod hmotnostní spektrometrie, iontové spektroskopie a kvantové chemie. Cílem je prohlubování celkového porozumění reakčním mechanismům a formulování nových obecných konceptů v organické a organokovové reaktivitě. Přístroje a techniky: • Vývoj a konstrukce vlastních nových typů analyzátorů průběhu a reakčního mechanismu chemických reakcí využívajících kombinace hmotnostní spektrometrie s iontovou spektroskopií. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty:
• Unikátní přístroje vyvinuté pro sledování meziproduktů a přechodných stavů chemických reakcí.
Laboratoř organické syntézy Vedoucí skupiny: Ing. Aleš Machara, Ph.D. Výzkumné téma: • Náš vědecký zájem cílí ke dvěma nezávislým tématům. Projekt s blízkým vztahem k medicinální chemii zahrnuje návrhy a přípravu látek schopných inhibovat samoskladbu strukturních proteinů viru HIV-1 a je prováděn v těsné spolupráci s biochemiky. • Úsilí na poli katalýzy se týká především tvorby vazeb uhlík – uhlík. Toto téma je rozvíjeno se zřetelem na tzv. nanokatalýzu. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř ekochemie organických sloučenin, fytoremediace, značených sloučenin a radiofarmak Vedoucí skupiny: Doc. Ing. Stanislav Smrček, CSc. Výzkumné téma: • Studium osudu organických sloučenin pronikajících do ekosystému a možnosti jejich odstranění pomocí rostlinných biotechnologií (fytoremediace). Studované látky jsou především z oblasti farmak a jejich metabolitů, případně organické sloučeniny z produktů spotřební chemie. • Syntéza a biosyntéza izotopicky značených organických sloučenin (např. s izotopickým uhlíkem, vodíkem, sírou, jodem), jejich aplikace v chemických, farmakologických a biologických studiích (např. metabolické experimenty). Syntéza radiofarmak pro lékařskou diagnostiku i terapii. Přístroje a techniky: • Kapalinový scintilační počítač, kapalinový chromatograf s detektorem radioaktivity, elektronický autoradiografický systém, HPGe gama spektrometr. Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Techniky práce s radioaktivním materiálem, možnosti poradenství v oboru syntézy a analýzy radiofarmak a v oboru environmentální radioaktivity. Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty:
• Analýza prekurzorů radiofarmak pro ÚJV a.s. Řež jako komerční služba.
Laboratoř konstituční dynamické chemie Vedoucí skupiny: Ing. Dušan Drahoňovský, Ph.D. Výzkumné téma: • Výzkum je zaměřen na design, syntézu a studium interakcí molekul, které mohou tvořit dynamické systémy, jejichž konstituci a evoluci lze ovlivňovat fyzikálními a chemickými stimuly. Cílem naší práce je poznávání a popis molekulárních dynamických systémů na úrovni interakcí molekul, tvorby a samoskladby supramolekulárních struktur a dynamických kombinatoriálních systémů. • Reverzibilní reakce karbonylových sloučenin s nukleofily – příprava trifluormethyl ketonů a jejich koordinační chemie, reverzibilní reakce s nukleofily, tvorba hemiacetalů, stabilizace self-assembly struktur, dynamické polymery. • Fluorofilita jako selekční faktor reverzibilních reakcí perfluoralkylovaných sloučenin. • Dynamické polymery založené na reverzibilní tvorbě iminové vazby. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Laboratoř organokatalýzy a enantioselektivní syntézy Vedoucí skupiny: RNDr. Jan Veselý, Ph.D. Výzkumné téma: • Vývoj nových syntetických metod pro přípravu enantiomerně čistých látek z jednoduchých a snadno dostupných výchozích sloučenin za využití katalýzy malými organickými molekulami. Cílem je nejen vývoj nových metod ale též jejich aplikace pro přípravu biologicky aktivních sloučenin. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
Katedra učitelství a didaktiky chemie Vedoucí katedry: Prof. RNDr. Hana Čtrnáctová, CSc. Výzkumné téma: • Výzkumná a vývojová činnost ve všech úrovních chemického vzdělávání ve spolupráci s chemickými pracovišti a institucemi zabývajícími se chemickým vzděláváním v ČR i v zahraničí. • Vzdělávání nadaných žáků, e-learning, tvorba a použití ICT a multimédií ve výuce chemie (především biochemie), tvorba a použití multimediálních, interaktivních, vzdělávacích programů (Adobe Flash). • Využití intrumentální techniky a experimenty podporované počítačem ve výuce chemie, stereoskopie ve výuce chemie. • Modelování chemických struktur a procesů v chemickém vzdělávání, flexibilní a interaktivní počítačové programy v chemickém vzdělávání. • Aktivizační metody ve výuce chemie, projektové vyučování, kooperativní metody práce, komunikace, diskuse, práce s texty a s PC, tvořivost, funkční gramotnost, řešení problémů, prezentace výsledků projektu. • Verbální a neverbální prostředky chemického vzdělávání, aplikace pedagogickopsychologických intervencí v chemickém vzdělávání, učební úlohy v chemii: tvorba úloh, sestavování, ověřování a vyhodnocování testů. Přístroje a techniky: • Odborné expertízy, dovednosti a možnosti poradenství: • Příležitosti k přenosu technologií, udělené patenty: •
