SBORNÍK PŘÍSPĚVKŮ ze Studentské vědecké konference – Jsem mladý vědec! 10. – 11. 04. 2014, Národní technická knihovna v Praze Konference se konala v rámci projektu Otevřená věda III (reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0023)
www.otevrenaveda.cz
Studentská vědecká konference Jsem mladý vědec! 10. – 11. 04. 2014 Národní technická knihovna Technická 6 160 80 Praha 6 – Dejvice Projekt Otevřená věda III, ve kterém středoškolští a vysokoškolští studenti docházeli po dobu téměř dvou let na prestižní vědecké stáže do ústavů Akademie věd ČR a na pracoviště univerzit, nabídl mladým talentovaným vědcům příležitost prezentovat výsledky své vědecké činnosti.
10. 04. 2014 Vědy o živé přírodě a chemické vědy Příspěvky studentů středních a vysokých škol v oborech biologie a chemie 11. 04. 2014 Vědy o neživé přírodě Příspěvky studentů středních a vysokých škol v oborech fyzika, matematika, IT a technika Středoškolští studenti na konferenci vystoupili se svými odbornými příspěvky ve formě prezentace, nebo posteru. Měli celkem 15 minut na to, aby zaujali a přesvědčili odbornou porotu složenou z vědeckých pracovníků Akademie věd ČR a univerzit o své samostatné tvůrčí vědecké práci a ukázali, jakých výsledků v rámci své stáže dosáhli. Vysokoškolští studenti na konferenci představili pokročilejší výsledky vlastního vědeckého výzkumu formou odborných posterů. K účasti na konferenci se přihlásilo 95 studentů, z toho 81 středoškoláků (57 prezentací a 24 posterů) a 14 vysokoškoláků. Konference byla koncipována jako soutěžní přehlídka studentské vědecké činnosti. V závěru každého dne byly vyhodnoceny nejlepší příspěvky daného oboru. Konference byla určena pro odbornou veřejnost: vědecko-výzkumné pracovníky, pracovníky a pedagogy středních a vysokých škol, pracovníky firem, HR a PR pracovníky působící v oblasti základního i aplikovaného výzkumu, ale také pro laickou veřejnost: studenty, školní skupiny a širokou veřejnost. Tedy kromě středoškoláků a vysokoškoláků se konference zúčastnilo 100 návštěvníků. Studentská vědecká konference – Jsem mladý vědec! byla realizována v rámci projektu Otevřená věda III – popularizace přírodovědných a technických oborů a komunikace výzkumu a vývoje ve společnosti (reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0023), za finanční podpory ESF, Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky.
2
Obsah PROGRAM KONFERENCE – Jsem mladý vědec! ..........................................................................................................7 BIOLOGIE ................................................................................................................................................................15 Seznam prezentací SŠ – sekce biologie ....................................................................................................................18 01 Beranová Eliška: Rozšíření a dynamika hladin rostlinných hormonů typu cytokininů během vývoje rostlin ........ 18 02 Bočan Václav: Optimalizace metody měření vnitrobuněčného pH kvasinek ........................................................ 18 03 Bodláková Karolina: Vliv adipokinetických hormonů na aktivitu amyláz ve střevě švába Periplaneta americana19 04 Brichtová Eva: Animální model schizofrenii podobného chování potkanů: Vliv indukce psychotické epizody pomocí psychotomimetika dizocilpinu (MK-801) na pozdější chování ...................................................................... 19 05 Černý Vojtěch: Studium ochranného vlivu omega-3 polynenasycených mastných kyselin (n-3 PUFA) a oleje z červené palmy (RPO) u potkanů se změněnou hladinou tyreoidních hormonů nebo po chronické aplikaci statinů 20 06 Do Danka: Molekulární markery pro DNA Barcoding a fylogenezi Juncaceae ...................................................... 20 07 Hartmanová Aneta: Optimalizace a voltametrické stanovení léčiva Nitrofurantoinu .......................................... 21 08 Kabátová Anežka: Voltametrické stanovení 2-nitrofenolu na uhlíkové filmové elektrodě ................................... 21 09 Malinovská Jana: Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu ................................................ 22 10 Peřina Miroslav: Parametry křivek chlorofylové fluorescenční indukce v závislosti na fylogenetické příbuznosti rostlinných vzorků ...................................................................................................................................................... 23 11 Poulová Marie: Měření s Dopplerovým ultrazvukem ............................................................................................ 23 12 Pužejová Kateřina: Vliv velikosti těla samce slunéčka východního (Harmonia axyridis) na jeho reprodukční úspěch ........................................................................................................................................................................ 23 13 Rolečková Aneta: Stanovení genetické variability Toll-like receptoru 4 u evropských populací sýkory koňadry (Parus major).............................................................................................................................................................. 24 14 Slípková Gabriela: Vliv oplodnění samic klíštěte Ixodes ricinus na průběh sání a trávení hostitelské krve ........... 24 15 Šimčíková Lenka: Využití konfokální mikroskopie ve tkáňovém inženýrství srdeční chlopně ............................... 25 16 Urbanský Denis: Dlouhodobé klimatické změny, doba příletů a časování hnízdění konipasa bílého (Motacilla alba) na území České republiky, 1964–2013 .............................................................................................................. 25 17 Vanišová Klára: Jak dochází k přeměně zralého pylu v pylovou láčku................................................................... 26 18 Vojík Miroslav: Voltametrické stanovení léčiva Nimesulidu ................................................................................. 26 19 Vondráčková Michaela: Aktinový cytoskelet a jeho uspořádání v somatických embryích smrku......................... 27 20 Walterová Barbora: Osvojení si chirurgických a metodologických postupů v oblasti preklinického výzkumu závažných lidských onemocnění s využitím miniaturního prasete jako modelového organizmu .............................. 27 21 Zelíková Natálie: Vliv světla a denní doby na přenašeče auxinu z rodiny PIN ....................................................... 28 Seznam posterů SŠ – sekce biologie ........................................................................................................................29 01 Ambrozová Veronika: Zjišťování genetické predispozice k infekci syfilis .............................................................. 29 02 Bieláková Anna: Izolace inhibitorů P-glykoproteinu ze semen Schisandra chinensis ............................................ 29 03 Čandová Ludmila: Porovnání různých způsobů imobilizace ve vztahu k efektivitě magneticky modifikovaného celobuněčného biokatalyzátoru ................................................................................................................................. 30 04 Dohnálek Jan: Morfologická a cytogenetická charakterizace kříženců trav .......................................................... 30 05 Kanděrová Marie: Optimalizace detekce borelií v cílových tkáních hostitele ....................................................... 30 06 Kroulíková Zuzana: Hledání rybích transpozonů ................................................................................................... 31
07 Náhlík Vít: Charakterizace mutantních kmenů zelené řasy Desmodesmus akumulujících vysoké koncentrace prvků vzácných zemin (REEs) ..................................................................................................................................... 31 08 Nguyen Giang Quynh: Variabilita síhů na úrovni genomu .................................................................................... 32 09 Novotná Anna: Molekulární analýza genomu ryb ................................................................................................. 32 10 Pešová Michaela: Screening přírodních látek na schopnost překonat mnohočetnou lékovou resistenci ............ 33 11 Smolková Karolína: Obsahové látky v rostlinách rodu Iris..................................................................................... 33 12 Soukup Miroslav: Jak chutná hydrargyRUM? Aneb stanovení rtuti a speciační analýza jejích forem ve znečištěné oblasti ......................................................................................................................................................................... 34 13 Stuchlíková Šárka: Optimalizace kritérií pro hodnocení embryogenních kultur smrku ........................................ 34 14 Wohlrábová Lucie: Ovlivňují makrofágy infiltrující nádory progresi nebo regresi maligního melanomu u miniaturních prasat linie MeLiM? .............................................................................................................................. 35 Seznam posterů VŠ – sekce biologie ........................................................................................................................36 01 Brožová Viktorie: Korespondují molekulární markery a morfologická data? Fylogenetické a evoluční vztahy v řádu šáchorotvaré (Cyperales) ................................................................................................................................... 36 02 Brunclíková Lucie: Syntéza minoritních benzofenanthridinových alkaloidů ......................................................... 36 03 Dostálová Regina: Vliv resveratrolu na střevní mikrobiom člověka ...................................................................... 37 04 Gabrielová Nella: Mikrobi v nás – a pro nás? Aneb jak konzervační látky v potravinách ovlivňují střevní mikroflóru a vznik onemocnění.................................................................................................................................. 37 05 Machová Kamila: Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu ................................................ 38 06 Trčková Eva: Vliv střevní mikroflóry na vývoj roztroušené sklerózy ...................................................................... 38 07 Vymazal Ondřej: Studium účinku vybraných isochinolinových alkaloidů na nádorové buňky .............................. 39 CHEMIE ...................................................................................................................................................................40 Seznam prezentací SŠ – sekce chemie .....................................................................................................................42 01 Bufka Jiří: Syntéza derivátů chromoforu fluorescenčního proteinu ...................................................................... 42 02 Kolářová Lenka: Příprava bis{[1‘-(difenyl-fosfino)ferrocenyl]methyl}etheru ........................................................ 42 03 Kulhánek Jiří: Sluníčko v mikrovlnné troubě ......................................................................................................... 43 04 Kupková Květa: Příprava odsiřovacích katalyzátorů .............................................................................................. 43 05 Nezbedová Michaela: Studium vlastností borem dopované diamantové elektrody v přítomnosti vybraných surfaktantů ................................................................................................................................................................. 44 06 Ottenschlägerová Anita: Voltametrické stanovení genotoxického environmentálního polutantu 5-nitroindazolu ................................................................................................................................................................................... 44 07 Palkovský Martin: Syntéza funkcionalizovaných fosfonových kyselin – prekurzorů vrstevnatých fosfonátů kovů ................................................................................................................................................................................... 45 08 Smítalová Kateřina: Příprava a charakterizace Mo/C katalyzátorů ....................................................................... 45 09 Tomandlová Markéta: Klastrové stavební bloky se strukturou Archimédova antiprismatu pro přípravu nových koordinačních polymerů a jejich sorpční vlastnosti ................................................................................................... 46 10 Všianský Vít: Nanosoudky se schopností vázat anionty ........................................................................................ 46 11 Zelina Ondřej: Fyzikálně-chemické vlastnosti iontových kapalin .......................................................................... 46 Seznam posterů SŠ – sekce chemie .........................................................................................................................48 01 Hrnčířová Jana: Sledování obsahu kyseliny benzoové v potravinách pomocí kapilární elektroforézy .................. 48 02 Chadimová Veronika: Příprava a charakterizace vrstevnatých fenylfosfonátů ceričitých ..................................... 48
4
03 Muchová Pavlína: Analýza těkavých organických látek emitovaných bakteriemi zubního plaku ......................... 49 04 Říhová Lenka: Iontové kapaliny pro biosensoring ................................................................................................. 49 05 Tyle Ondřej: Teoretické modelování vlastností molekul ....................................................................................... 49 Seznam posterů VŠ – sekce chemie .........................................................................................................................51 01 Beránková Petra: Sonda pro analýzu těkavých organických látek zubního plaku ................................................. 51 02 Hudečková Edita: Deriváty bambus[6]urilu ........................................................................................................... 51 03 Kobza Michael: Analýza mikroorganismů pomocí hmotnostní spektrometrie typu time of flight ....................... 52 FYZIKA.....................................................................................................................................................................53 Seznam prezentací SŠ – sekce fyzika........................................................................................................................55 01 Brázdová Klára: Změny ve slunečních skvrnách v průběhu silných erupcí ............................................................ 55 02 Brichtová Lucie: Vývoj diodových laserů v blízké IČ oblasti a jejich spektroskopické aplikace ............................. 55 03 Fárník Tomáš: Optické experimenty: kvantová podstata světla a základní principy laserů .................................. 56 04 Gardošová Juliana: Astročástice – Rychle a Zběsile aka Mise Pierre Auger aneb Vliv druhu kosmické částice na pozici maxima atmosférické spršky a počet vzniklých mionů .................................................................................... 56 05 Herman Tomáš: Měření pravděpodobnosti reakcí neutronů s materiály důležitými pro aktivační detektory neutronů .................................................................................................................................................................... 56 06 Honsa Lukáš: Zkoumání dynamiky objemových změn v homogenních tuhých vzorcích interferometrickou metodou ..................................................................................................................................................................... 57 07 Kurfiřt Martin: Spektroskopická charakterizace supersonické expanze ................................................................ 57 08 Novotný Adam: Měření spekter neutronů pomocí metody doby letu.................................................................. 58 09 Pavelka Lukáš: Vliv vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu fotovoltaické proměny v tenkovrstvých solárních článcích ....................................................................................................................................................... 58 10 Theiner Ondřej: Použití robotických dalekohledů v moderní astrofyzice a následné zpracování napozorovaných dat .............................................................................................................................................................................. 59 11 Živná Natálie: Přeměna energie ve fotovoltaických článcích ................................................................................ 59 Seznam posterů SŠ – sekce fyzika ............................................................................................................................61 01 Klusáček Jan: Efektivní přeměna energie ve vícevrstvých fotovoltaických článcích.............................................. 61 02 Suchopárová Gabriela: Řešení struktury Ni3Si2 metodou elektronové difrakční tomografie ................................ 61 Seznam posterů VŠ – sekce fyzika ...........................................................................................................................62 01 Benc Marek: Detekce kosmického záření extrémně vysokých energií .................................................................. 62 MATEMATIKA A IT ..................................................................................................................................................63 Seznam prezentací SŠ – sekce matematika a IT .......................................................................................................65 01 Pogran Jakub: Užití dvou matematických modelů pro výpočet silových účinků působících na supersonicky obtékaný profil ........................................................................................................................................................... 65 02 Šebek Ondřej: Fuzzy modely vícekriteriálního hodnocení .................................................................................... 65 03 Vaněk Petr: Diferenciální počet nejen pro matematiky ........................................................................................ 66 04 Vondrák Martin: Statistická analýza ve čtyřpolních tabulkách ............................................................................. 66 05 Zeman František: Bezpečnostní rizika vznikající využíváním http cookies ............................................................ 67 Seznam posterů SŠ – sekce matematika a IT ...........................................................................................................68 01 Zachová Michaela: Maximální nebo minimální – optimalizace v praxi ................................................................. 68
5
TECHNIKA................................................................................................................................................................69 Seznam prezentací SŠ – sekce technika ...................................................................................................................71 02 Hemalová Lýdie: Detekce a analýza šachových diagramů..................................................................................... 71 03 Kufová Anna: Rezonanční ultrazvuková spektroskopie ......................................................................................... 72 04 Pfohl Tomáš: Kryogenní jeskynní karbonáty ......................................................................................................... 72 05 Šolcová Michaela: Sádrovec, surovina budoucnosti ............................................................................................. 73 06 Tajšlová Ivona: Paleomagnetismus a magnetostratigrafie .................................................................................... 73 Seznam prezentací SŠ – sekce technika ...................................................................................................................74 01 Frankl Lukáš: Vliv anizotropie sádrovce na rychlost průchodu ultrazvukových vln ............................................... 74 02 Kuchyňka Jaromír: Využití grafických karet pro náročné výpočty ......................................................................... 74 03 Půček Jan: Porézní polovodiče III a V .................................................................................................................... 75 Seznam prezentací VŠ – sekce technika ...................................................................................................................76 01 Jiří Rajnoch: Studium statických a dynamických deformačních modulů vybraných typů hornin .......................... 76 Listina výherců ........................................................................................................................................................77 Shrnutí ....................................................................................................................................................................78 Kontakty .................................................................................................................................................................79
6
PROGRAM KONFERENCE – Jsem mladý vědec!
7
8
9
10
11
12
13
14
Seznam příspěvků
BIOLOGIE Hodnotitelé sekce biologie: Mgr. Ondřej Lenz, Ph.D., Biologické centrum AV ČR, v. v. i. Mgr. Josef Lhotský, Univerzita Karlova v Praze RNDr. Jan Mourek, Ph.D., Univerzita Karlova v Praze
15
Seznam prezentací SŠ – sekce biologie 01 Beranová Eliška 02 Bočan Václav 03 Bodláková Karolina 04 Brichtová Eva
05 Černý Vojtěch
06 Do Hoang Diep 07 Hartmanová Aneta 08 Kabátová Anežka 09 Malinovská Jana 10 Peřina Miroslav 11 Poulová Marie 12 Pužejová Kateřina 13 Rolečková Aneta 14 Slípková Gabriela 15 Šimčíková Lenka 16 Urbanský Denis
17 Vanišová Klára 18 Vojík Miroslav 19 Vondráčková Michaela 20 Walterová Barbora
21 Zelíková Natálie
Rozšíření a dynamika hladin rostlinných hormonů typu cytokininů během vývoje rostlin Optimalizace metody měření vnitrobuněčného pH kvasinek Vliv adipokinetických hormonů na aktivitu amyláz ve střevě švába Periplaneta americana Animální model schizofrenii podobného chování potkanů: Vliv indukce psychotické epizody pomocí psychotomimetika dizocilpinu (MK-801) na pozdější chování Studium ochranného vlivu omega-3 polynenasycených mastných kyselin (n-3 PUFA) a oleje z červené palmy (RPO) u potkanů se změněnou hladinou tyreoidních hormonů nebo po chronické aplikaci statinů Molekulární markery pro DNA Barcoding a fylogenezi Juncaceae Optimalizace a voltametrické stanovení léčiva Nitrofurantoinu Voltametrické stanovení 2-nitrofenolu na uhlíkové filmové elektrodě Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu Parametry křivek chlorofylové fluorescenční indukce v závislosti na fylogenetické příbuznosti rostlinných vzorků Měření s Dopplerovým ultrazvukem Vliv velikosti těla samce slunéčka východního (Harmonia axyridis) na jeho reprodukční úspěch Stanovení genetické variability Toll-like receptoru 4 u evropských populací sýkory koňadry (Parus major) Vliv oplodnění samic klíštěte Ixodes ricinus na průběh sání a trávení hostitelské krve Využití konfokální mikroskopie ve tkáňovém inženýrství srdeční chlopně Dlouhodobé klimatické změny, doba příletů a časování hnízdění konipasa bílého (Motacilla alba) na území České republiky, 1964– 2013 Jak dochází k přeměně zralého pylu v pylovou láčku Voltametrické stanovení léčiva Nimesulidu Aktinový cytoskelet a jeho uspořádání v somatických embryích smrku Osvojení si chirurgických a metodologických postupů v oblasti preklinického výzkumu závažných lidských onemocnění s využitím miniaturního prasete jako modelového organizmu Vliv světla a denní doby na přenašeče auxinu z rodiny PIN
Seznam posterů SŠ – sekce biologie 01 Ambrozová Veronika 02 Bieláková Anna 03 Čandová Ludmila 04 Dohnálek Jan 05 Kanděrová Marie 06 Kroulíková Zuzana 07 Náhlík Vít 08 Nguyen Quynh Giang 09 Novotná Anna
Zjišťování genetické predispozice k infekci syfilis Izolace inhibitorů P-glykoproteinu ze semen Schisandra chinensis Porovnání různých způsobů imobilizace ve vztahu k efektivitě magneticky modifikovaného celobuněčného biokatalyzátoru Morfologická a cytogenetická charakterizace kříženců trav Optimalizace detekce borelií v cílových tkáních hostitele Hledání rybích transpozonů Charakterizace mutantních kmenů zelené řasy Desmodesmus akumulujících vysoké koncentrace prvků vzácných zemin (REEs) Variabilita síhů na úrovni genomu Molekulární analýza genomu ryb 16
10 Pešová Michaela 11 Smolková Karolína 12 Soukup Miroslav 13 Stuchlíková Šárka 14 Wohlrábová Lucie
Screening přírodních látek na schopnost překonat mnohočetnou lékovou resistenci Obsahové látky v rostlinách rodu Iris Jak chutná hydrargyRUM? Aneb stanovení rtuti a speciační analýza jejích forem ve znečištěné oblasti Optimalizace kritérií pro hodnocení embryogenních kultur smrku Ovlivňují makrofágy infiltrující nádory progresi nebo regresi maligního melanomu u miniaturních prasat linie MeLiM?
Seznam posterů VŠ – sekce biologie 01 Brožová Viktorie 02 Brunclíková Lucie 03 Dostálová Regina 04 Gabrielová Nella 05 Machová Kamila 06 Trčková Eva 07 Vymazal Ondřej
Korespondují molekulární markery a morfologická data? Fylogenetické a evoluční vztahy v řádu šáchorotvaré (Cyperales) Syntéza minoritních benzofenanthridinových alkaloidů Vliv resveratrolu na střevní mikrobiom člověka Mikrobi v nás – a pro nás? Aneb jak konzervační látky v potravinách ovlivňují střevní mikroflóru a vznik onemocnění Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu Vliv střevní mikroflóry na vývoj roztroušené sklerózy Studium účinku vybraných isochinolinových alkaloidů na nádorové buňky
17
Seznam prezentací SŠ – sekce biologie 01 Beranová Eliška: Rozšíření a dynamika hladin rostlinných hormonů typu cytokininů během vývoje rostlin Eliška Beranová*; Podkrušnohorské gymnázium, Most Ing. Václav Motyka, CSc.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Praha Vývoj i základní životní procesy rostlin jako komplexních mnohobuněčných organismů zajišťuje – analogicky s působením živočišných hormonů – systém hormonálních látek. Důležitými hormony rostlin (tzv. fytohormony) jsou cytokininy. Tyto látky už ve velmi nízkých koncentracích stimulují buněčné dělení, podporují rašení pupenů a naopak inhibují růst a vývoj kořenů, zpomalují stárnutí orgánů nebo ovlivňují příjem a využití živin či reakci rostlin na stresy. Rodina cytokininů zahrnuje několik desítek různých derivátů lišících se nejen svou chemickou strukturou, ale i biologickou funkcí. Cílem práce bylo stanovení výskytu jednotlivých metabolických forem cytokininů a sledování dynamiky jejich hladin u šesti vybraných jednoděložných i dvouděložných druhů rostlin (oves setý, len rakouský, kohoutek chalcedonský, mák východní, zvonek širokolistý a huseníček rolní) v průběhu jejich ontogeneze. Vzorky pletiv byly odebírány v několika vývojových fázích rostlin a analyzovány metodou HPLC/MS umožňující stanovení více než 25 derivátů cytokininů v jediném nástřiku na kolonu. Bylo zjištěno, že jednotlivé testované a systematicky poměrně vzdálené druhy rostlin (zástupci řádů Poales, Malpighiales, Caryophyllales, Ranunculales, Asterales a Brassicales) se výrazně liší v zastoupení jednotlivých cytokininových derivátů, jejichž koncentrace procházejí během vývoje poměrně výraznými a dynamickými změnami. Na konferenci bude prezentován souhrn získaných poznatků o výskytu a dynamice hladin jednotlivých forem cytokininů v průběhu ontogeneze a diskutováno možné zobecnění zjištěných trendů při regulaci růstových a vývojových procesů rostlin. [Výzkum byl realizován v rámci projektu Otevřená věda III s finanční podporou GAČR (P506/11/0774)]. Spolupracovali: RNDr. Lenka Záveská Drábková, Ph.D.; Botanický ústav AV ČR, v. v. i., Průhonice; Marie Korecká; Ing. Petre I. Dobrev, Ph.D.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Praha
02 Bočan Václav: Optimalizace metody měření vnitrobuněčného pH kvasinek Václav Bočan*; Podkrušnohorské gymnázium, Most Ing. Olga Zimmermannová, Ph.D.; Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i., Praha Jednou ze základních úloh živých organismů je zachování stálé koncentrace kationtů draslíku a protonů (pH) uvnitř buněk. Stanovení vnitrobuněčného pH je důležitým parametrem určujícím vitalitu a zdraví buňky. Modelovým organismem pro studium procesů probíhajících v eukaryotních buňkách je kvasinka Sacchromyces cerevisiae. Cílem stáže bylo optimalizovat metodu měření pH v buňkách S. cerevisiae pomocí pHluorinu. pHluorin je varianta zeleného fluorescenčního proteinu, jejíž fluorescenční vlastnosti se mění v závislosti na pH prostředí. Byly připraveny kmeny S. cerevisiae stabilně produkující pHluorin v cytoplasmě (tzn. gen kódující pHluorin byl integrován do genomu). U zkonstruovaných kmenů bylo ověřeno: (i) správná integrace genu pro pHluorin (pomocí PCR); (ii) exprese funkčního pHluorinu v cytoplasmě (pozorováním buněk ve fluorescenčním mikroskopu); (iii) fenotyp v porovnání s výchozím kmenem neobsahujícím pHluorin (sledováním růstu buněk na pevných médiích). V porovnání s buňkami exprimujícími pHluorin z mnohokopiového plasmidu exprese pHluorinu z genomu sice snížila celkovou intenzitu fluorescence buněk, ale výrazně zlepšila její homogenitu v rámci populace buněk jednoho kmene. Pro kmeny s integrovaným pHluorinem byl optimalizován postup měření vnitrobuněčného pH ve fluorescenčním readeru (příprava kalibrační křivky a měření vzorků) v těchto parametrech: množství buněk, koncentrace a doba působení digitoninu pro permeabilizaci buněk, růstové médium a typ destiček Elisa. Upravená metoda byla použita pro vytvoření univerzální kalibrační křivky, pomocí níž bylo určeno 18
vnitrobuněčné pH u pěti kmenů S. cerevisiae postrádajících geny kódující některé z transportních proteinů pro K+, Na+ a H+ plasmatické membrány nebo jejich regulátory. Naměřené hodnoty prokázaly úlohu studovaných proteinů v zajištění stabilní hodnoty pH cytoplasmy. Kmeny s integrovaným pHluorinem budou dále využívány ve studiu buněčných procesů souvisejících s transportem protonů a draslíku v eukaryotních buňkách a také k měření vnitrobuněčného pH na úrovni jednotlivých buněk v mikroskopu.
03 Bodláková Karolina: Vliv adipokinetických hormonů na aktivitu amyláz ve střevě švába Periplaneta americana Karolina Bodláková*; Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice prof. RNDr. Dalibor Kodrík, CSc.; Entomologický ústav, Biologické centrum AV ČR, v. v. i., České Budějovice Hmyz podobně jako ostatní živočichové řídí své životní funkce pomocí hormonů. U hmyzu je známo několik skupin hormonů, nejpočetnější jsou však neurohormony pocházející z buněk nervové tkáně. Mezi tyto hormony patří mimo jiné tzv. adipokinetické hormony, které mají v těle hmyzu řadu důležitých funkcí. Řídí především energetický metabolismus, připravují organismus na zátěžové situace a umožňují mu se s nimi vyrovnávat. Nedávno se zjistilo, že stimulují také činnost trávicí soustavy (Kodrík a kol., 2012, J. Insect Physiol.). Předkládaná práce se zabývá charakterizací trávících amyláz ze středního střeva (mesenteron) švába amerického Periplaneta americana a řízením jejich aktivity adipokinetickým hormonem označeným Peram-CAH-II, což je jednoduchý peptid skládající se z osmi aminokyselin. Na dospělých samcích tohoto švába pocházejících z laboratorního chovu Entomologického ústavu BC AVČR v Českých Budějovicích bylo nejprve testováno pH optimum izolovaných amyláz v rozmezí pH 1,7 až 10,7. Nejvyšší aktivita byla zaznamenána u pH 5,7. Dále se zjistilo, že teplotní optimum těchto amyláz testovaných v rozmezí 0°C-80°C činí 30°C. V těchto standardních podmínkách – pH 5,7 a 30o C – byly prováděny všechny další pokusy. Testovaný hormon byl vpraven do těla švába injekčně a po 24 hodinách působení došlo k vypitvání středního střeva, izolaci obsažených amyláz a k testu jejich aktivity za výše zmíněných pH a teplotních podmínek. Výsledky ukázaly, že aktivita amyláz izolovaných z hormonálně ošetřených jedinců byla mírně – asi 1,3 násobně – nicméně statisticky významně vyšší než u kontrol. Výsledky tedy naznačují, že adipokinetické hormony Peram-CAH hrají v trávení švába Periplaneta americana výraznou roli. Tyto výsledky budou dále rozvíjeny a někdy v budoucnu mohou přispět ke kontrole populací těchto významných hmyzích škůdců.
04 Brichtová Eva: Animální model schizofrenii podobného chování potkanů: Vliv indukce psychotické epizody pomocí psychotomimetika dizocilpinu (MK-801) na pozdější chování Eva Brichtová*; Gymnázium Sokolov a KVC, Sokolov Doc. RNDr. Aleš Stuchlík, Ph.D.; Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i., Praha Schizofrenie je závažné duševní onemocnění provázené zkresleným vnímáním a reality, změnami myšlení a chování. Vyskytuje se průměrně u 1 % lidské populace. Animální modely slouží při zkoumání lidských nemocí, pomohou nám u zvířete vytvořit analogii symptomů nemoci a sledovat jejich vývoj při farmakologických či fyziologických manipulacích, umožňují také hledání nových léčebných přístupů. V naší práci jsme testovali farmakologický model schizofrenie založený na indukci psychotické epizody podáním MK-801 (non-kompetitivního antagonisty NMDA receptorů). Cílem bylo zjistit, zda při jednorázovém či krátkodobém podání vyšších dávek MK-801 potkanům kmene Long-Evans při testování pozdějším časovém intervalu dojde ke změnám kognitivních funkcí potkanů a jaký bude vliv na schopnost se úlohám učit. Testování modelu bylo provedeno v rotující aréně a Morrisově vodním bludišti. Práce ukázala, že při jednorázové aplikaci vyšší dávky (5mg/ml) MK-801 nebo po třech následných aplikacích nižší dávky (3mg/ml) MK-801 potkanům kmene Long-Evans 19
z chovů Fyziologického ústavu AV ČR byla pozorována signifikantní mortalita zvířat. Behaviorální deficit na rotující aréně byl s latencí 10 dnů pozorován rovněž; u třech opakovaných aplikacích nižší dávky se behaviorální změny dají interpretovat jako nejvýraznější. Při jednorázové aplikaci nižší dávky byly výsledky potkanů velmi dobré a změna kognitivních funkcí oproti kontrolním potkanům nebyla patrná. V Morrisově vodním bludišti, při testování provedeném 30 dnů po ukončení aplikace, nebyly změny pozorovány. Výsledky pouze částečně potvrzují údaje z literatury; mortalita v předešlých studiích prokázána nebyla. Je možné, že kmen Long-Evans ze zmíněného chovu není pro toto chronické uspořádání experimentu a aplikaci vysokých dávek nejvhodnějším. Práce byla podpořena grantem IGA MZ ČR NT13386.
05 Černý Vojtěch: Studium ochranného vlivu omega-3 polynenasycených mastných kyselin (n-3 PUFA) a oleje z červené palmy (RPO) u potkanů se změněnou hladinou tyreoidních hormonů nebo po chronické aplikaci statinů Vojtěch Černý*; Gymnázium Roudnice nad Labem, Roudnice nad Labem RNDr. Tomáš Soukup, CSc.; Fyziologický ústav AV ČR v. v. i., Praha Statiny snižující hladinu cholesterolu v krvi jsou jedny z nejprodávanějších léků na světě. U statinů jsou ale známy jejich negativní vedlejší účinky, včetně nepříznivého působení na kosterní svaly a senzitivní čití. V předkládané práci jsem zkoumal, zda se u pokusných potkanů kmenů Lewis, Wistar a spontánně hypertenzních potkanů (SHR) po aplikaci statinů neobjeví určité negativní změny v citlivosti na tepelný podnět a ve struktuře nebo složení kosterních svalů a zdali případné změny lze kompenzovat doplněním stravy o olej z červené palmy (RPO) nebo omega-3 polynenasycené mastné kyseliny (n-3 PUFA). Analyzoval jsem proto latenci odpovědi potkanů na tepelný podnět aplikovaný na plantu zadních končetin a procentuální zastoupení jednotlivých typů svalových vláken ve svalech m. soleus a m. extensor digitorum longus na základě histochemického a imunocytochemického barvení příčných řezů svalů. V další části práce jsem analyzoval potenciální vliv n-3 PUFA na složení svalů potkanů, u kterých změněná hladina tyreoidních hormonů již určité patofyziologické změny ve složení svalových vláken vyvolala. Opět jsem analyzoval procentuální zastoupení typů svalových vláken ve svalech m. soleus a m. extensor digitorum longus u potkanů kmenů Wistar a SHR. A předpokládal jsem, že změny způsobené změněnou hladinou tyreoidních hormonů se po aplikaci omega-3 mastných kyselin upraví. Z výsledků byl sice na první pohled patrný rozdíl v citlivosti na tepelný podnět mezi potkany kmene Wistar a SHR, potkani kmene SHR měli podle předpokladu vyšší citlivost. Dále jsem potvrdil výraznou rezistenci potkanů vůči statinům, neboť potkani i po dlouhodobé aplikaci statinů nevykazovali žádné signifikantní změny ve struktuře a složení svalů ani v citlivosti na tepelný podnět. Dále jsem potvrdil, že tyreoidní hormony mění zastoupení typů svalových vláken ve zkoumaných svalech a naopak statisticky významné účinky omega-3 mastných kyselin nebo RPO se mi nepodařilo plně prokázat.
06 Do Danka: Molekulární markery pro DNA Barcoding a fylogenezi Juncaceae Danka Do*; Gymnázium pod Svatou Horou, Příbram RNDr. Lenka Záveská Drábková, Ph.D.; Botanický ústav AV ČR v. v. i., Průhonice Druhová identifikace na základě morfologických znaků nemusí být v dnešní době dostačující, a proto se tedy pátrá po jiných sofistikovanějších metodách. DNA Barcoding je klíč k levné, snadné a poměrně rychlé identifikaci organismů. Celý princip spočívá ve čtení krátkých standardizovaných úseků, schopných od sebe odlišit organismy na úroveň daných taxonomických jednotek, proto tedy není nutné číst celý genom. Cílem projektu bylo ověření univerzality navržených markerů pro DNA Barcoding (v této práci regiony rpoC1, rpoB geny a psbA-trnH, psbK-psbI a atpH-atpF intergenové spacery), a to aplikací napříč taxony čeledi Juncaceae, a také i jejich případné využití pro fylogenetické studie. Pomocí metod molekulární biologie byly postupně získány sekvence DNA 20
vybraných taxonů. Následně byla data zpracovávána do podoby, kterou požadují programy pro konstrukci fylogramů. Ze získaných sekvencí byly sestaveny stromy, a to metodami maximum parsimony a neighbour-joining. Nejprve pouze za využití dat z jednotlivých úseků, pak i kombinace rpoC1 genu a psbA-trnH intergenového spaceru, a následně i spojením dat ze všech 5 úseků. Univerzalita markerů je také viditelná na úspěšnosti PCR, která dosahovala u rpoC1 86 %, u psbA-trnH 84 %, u atpF-atpH 78 %, u ostatních dvou v rozmezí 63-67%, což jsou poměrně vysoké hodnoty. Vzniklý strom rpoC1 genu vykazuje určitou polytomii uvnitř větve Luzula, stejně tak i psbA-trnH intergenový sapacer, spojením dat z obou úseků se tato polytomie ale vyřešila. Rozlišovací schopnost těchto dvou spojených úseků je dostatečná v mnoha případech až na druhovou úroveň, na úroveň sekcí je téměř úspěšná ve všech případech. AtpF-atpH intergenový spacer se jeví býti vhodným pro DNA Barcoding i fylogenetické studie, je dostatečně informativní a alignment není příliš složitý. Nevhodný je ale úsek rpoB, neboť se velmi nesnadno amplifikuje. Přehlédneme-li složitost alignmentu psbA-trnH, jsou úseky rpoC1, psbA-trnH, atpF-atpH (zvláště jejich vzájemné kombinace) pro DNA Barcoding a fylogenetické studie vhodné.
07 Hartmanová Aneta: Optimalizace a voltametrické stanovení léčiva Nitrofurantoinu Aneta Hartmanová*; Střední škola informatiky a služeb, Dvůr Králové nad Labem Mgr. Zuzana Krejčová; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Univerzitní výzkumné centrum UNCE „Supramolekulární chemie“, Katedra analytické chemie, UNESCO laboratoř elektrochemie životního prostředí Přestože je ochraně životního prostředí v poslední době věnována stále větší pozornost, antropogenní produkce látek znečišťujících životní prostředí má rostoucí trend. Mezi takovéto látky patří i farmaceutické přípravky, které se s močí dostávají do odpadních vod, a rovněž se stávají polutanty. Tyto skutečnosti ústí v rostoucí poptávku po metodách jejich stanovení, ke kterému se používají převážně chromatografické metody (Stokvis et al., 2005). Bylo však prokázáno, že voltametrické metody jim mohou úspěšně konkurovat (Yosypchuk et al., 2009). Předkládaná práce se zabývá voltametrickým stanovením Nitrofurantoinu (NF), který je využíván k léčbě infekcí močových cest. Nitrofurantoin byl vybrán pro svoje možné škodlivé účinky zejména na vodní ekosystémy. Elektrochemické chování látky bylo studováno pomocí technik stacionární voltametrie (DCV) a diferenční pulsní voltametrie (DPV) na stříbrné tuhé amalgámové elektrodě modifikované rtuťovým meniskem (m-AgSAE). Voltametrické chování NF o koncentraci 1x10-4 M bylo sledováno v katodické oblasti potenciálů v závislosti na pH prostředí (1-13), jako optimální pH bylo vybráno pH 7,0 pro obě metody. Ke snížení vlivu pasivace pracovní elektrody byly nalezeny vhodné regenerační potenciály. Ke zjištění optimálního složení základního elektrolytu byl využit spektrofotometr v UV/VIS oblasti, jako nejlepší prostředí se jeví směs methanolu a Brittonova-Robinsonova (BR) pufru v poměru 1:9. Tyto optimalizované podmínky byly použity k následnému proměření kalibračních závislostí. Stokvis, E.; Rosing, H.; Beijnen, J. H. Mass Spectrom. Rev., 2005, 24 (6). Yosypchuk, B.; Barek, J. Crit. Rev. Anal. Chem., 2009, 39 (3).
08 Kabátová Anežka: Voltametrické stanovení 2-nitrofenolu na uhlíkové filmové elektrodě Anežka Kabátová*; Gymnázium Říčany, Říčany Mgr. Tereza Rumlová; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Katedra analytické chemie, UNESCO laboratoř elektrochemie životního prostředí Zkoumaná látka 2-nitrofenol (2-NF) patří mezi pesticidy. Může být škodlivá jak pro vodní živočichy a ptáky, tak pro člověka - důsledkem její otravy mohou být např. onemocnění jater nebo cyanosa (Canov, 2013). Ke stanovení byla použita uhlíková filmová elektroda. Výhodami této elektrody jsou 21
především široké potenciálové okno v katodické i anodické oblasti, relativně nízký šum měření a netoxicita ve srovnání se rtuťovými elektrodami (Yosypchuk, 2006). Pro voltametrické stanovení 2-NF byly vybrány metody stacionární (DCV) a diferenční pulsní voltametrie (DPV). Pro stanovovanou látku bylo zjištěno ideální prostředí o pH 6,0 pro metodu DPV a o pH 5,0 pro metodu DCV. Výsledkem optimalizace reg. potenciálů byly hodnoty Ein= 0 mV; Efin= 0mV, které byly vkládány na elektrodu před měřením každé křivky. Byla sledována opakovatelnost měření deseti po sobě jdoucích záznamů na devíti různých naneseních uhlíkového filmu. Pomocí metod DCV a DPV byly proměřeny kalibrační závislosti v koncentračním rozmezí 2.10-6 až 1.10-4 mol/l. Ze získaných hodnot byla vypočítána mez stanovitelnosti (LOQ) 1,2.10-6 mol/l pro metodu DCV a 2,0.10-6 mol/l pro metodu DPV. Následně byla ověřena aplikovatelnost metody stanovení na modelové vzorky pitné vody. Měřením kalibračních závislostí v koncentračním rozmezí 2.10-6 až 1.10-4 mol/l byla získána LOQ 3.10-7 mol/l pro metodu DCV a 1.10-6 pro metodu DPV. Výsledky prokázaly, že námi vyvinutá metoda stanovení 2-NF dosahuje uspokojivých výsledků a je využitelná i pro měření v reálných vzorcích. YOSYPCHUK B., BAREK J., FOJTA M.: Electroanalysis 18, 1126 (2006) CANOV M., Nitroderiváty fenolu [online]. November 18, 2013. [vid 2014-03-04]. Dostupné z http://canov.jergym.cz/urbanski/u1+3/ch1d_10a.htm
09 Malinovská Jana: Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu Jana Malinovská*; Gymnázium Jírovcova, České Budějovice RNDr. Filip Husník; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Parazitologický ústav, České Budějovice a Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta, České Budějovice Skupiny hmyzu specializované na nutričně nevyvážené zdroje potravy (např. floém/xylém rostlin a krev obratlovců) jsou závislé na intracelulárních obligátně symbiotických bakteriích, které jim doplňují chybějící esenciální látky (esenciální aminokyseliny a B-vitamíny). Tyto vertikálně přenášené bakterie se vyvíjejí v koevoluci se svými hostiteli po stovky milionů let a intracelulární životní styl způsobil extrémní redukci jejich genomů. Stáž byla rozdělena na laboratorní část zaměřenou na rekonstrukci evoluce unikátní intrabakteriální symbiózy červců a bioinformatickou část zaměřenou na komplexní analýzu biosyntézy esenciálních aminokyselin endosymbiontů hmyzu. Základními laboratorními metodami práce byly izolace DNA, amplifikace genů pomocí PCR, enzymatické pročištění PCR produktů, ligace do plazmidů, transformace chemokompetentních E. coli, Sanger sekvenování a fylogenetické analýzy. Pro rekonstrukci drah biosyntézy esenciálních aminokyselin byly použity databáze Ecocyc, Metacyc a Kegg. Dráhy byly poté potvrzeny pomocí programů BLAST a HMMER. V rámci laboratorní části projektu byly osekvenovány hostitelské geny 28S rRNA s cílem určení druhů a bakteriální geny pomocí diagnostických primerů pro endosymbionty rodů Rickettsia, Wolbachia a Cardinium a pomocí univerzálních primerů pro primární a sekundární endosymbionty. Podařilo se identifikovat některé ze sekundárních endosymbiontů červců a většinu hostitelských druhů. Geny rodu Wolbachia byly zjištěny u 28,13% vzorků, rodu Cardinium u 3,45%. Geny rodu Rickettsia nebyly zjištěny u žádného ze zkoumaných vzorků. V bioinformatické části projektu byly vytvořeny vzorové dráhy biosyntézy aminokyselin u E. coli a na tyto dráhy byly namapovány přítomné geny 49 symbiontů hmyzu. Výsledky podporují hypotézy o úzké komplementaritě genomu symbionta s genomem hostitele, maximální redukci drah (např. ztráta malých podjednotek enzymů), nenáhodném rozdělení jednotlivých drah/genů mezi ko-symbionty a kontrole hostitele nad výrobou aminokyselin pomocí poskytování vstupních produktů nebo přebíráním prvního kroku syntézy.
22
10 Peřina Miroslav: Parametry křivek chlorofylové fluorescenční indukce v závislosti na fylogenetické příbuznosti rostlinných vzorků Miroslav Peřina*; Gymnázium Jakuba Škody, Přerov Mgr. Andrej Pavlovič, Ph.D.; Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Oddělení biofyziky, Olomouc Tato práce se zabývá měřením a analýzou křivek chlorofylové fluorescenční indukce. Emise fluorescence, tedy konkurenční proces k fotochemickým reakcím, je jednou z nejlepších, neinvazivních metod, která poskytuje množství informací o stavu fotosyntetického aparátu. Jedna z fluorescenčních metod je tzv. fluorescenční indukce, což je závislost fluorescence na čase během osvětlení vzorku, který byl předtím adaptovaný na tmu. Cílem práce bylo pomocí PEA-fluorometru a DUAL-PAM-100 spektrometru provést měření křivek různých rostlinných vzorků skrz celý fylogenetický systém. Následně byla provedena analýza a byla hledána souvislost mezi tvarem křivky, (popř. výskytem aditivních kroků) a postavením vzorku ve fylogenetickém systému. Výsledkem práce je souhrn křivek fluorescenční indukce a přenosové kinetiky I820, u nichž je v rámci každé vyšší fylogenetické skupiny zřetelně pozorovatelný posun. Nižší fylogenetické skupiny rostlin, konkrétně lišejníky, mechorosty, plavuně, kapradiny a nahosemenné se vyznačují přítomností specifické vlny, ohraničené aditivními kroky H a G. Klesající část této vlny dobře koreluje s křivkou přenosové kinetiky I820 a je spojena s rychlou reoxidací fotosystému I. U vyšších rostlin, tedy všech krytosemenných nebyla zmíněná vlna s aditivními kroky pozorována. Tento fakt souvisí i s tvarem křivky přenosové kinetiky I820 u krytosemenných rostlin, která nevykazuje žádnou reoxidační fázi. Tato fakta mohou vést k závěru, že kinetika přenosu elektronů v blízkosti fotosystému I se u různých fylogenetických skupin liší.
11 Poulová Marie: Měření s Dopplerovým ultrazvukem Poulová Marie*; Biskupské gymnázium, Žďár nad Sázavou Mgr. Daniel Vlk, CSc.; Masarykova univerzita v Brně, Lékařská fakulta, Brno Dopplerův ultrazvuk je velmi důležitým přístrojem v moderní medicíně, který slouží jako pomocná nebo jako samotná diagnostická metoda k zjišťování cévních onemocnění. Je založen na principu Dopplerova jevu, charakterizovaném změnou frekvence a vlnové délky při pohybu zdroje a přijímače zvukového vlnění, v případě Dopplerova ultrazvuku je zdrojem ultrazvukového vlnění sonda a přijímačem, od kterého se vlnění odráží, jsou pohybující se erytrocyty. Náplní mé práce bylo měření rychlosti toku krve pomocí Dopplerova ultrazvuku, měřila jsem maximální systolickou rychlost proudění krve a pulzační index na arteria radialis a posterior tibialis před zátěží a po zátěži. Zjistila jsem, že se hodnota rychlosti toku krve a pulzačního indexu po zátěži zvětšuje, výrazné zvětšení nastává ihned po zátěži. Další náplní práce bylo zjišťování změny maximální systolické rychlosti toku krve a pulzačního indexu před a po aplikaci energetického nápoje. Tento výzkum však nebyl díky nedostatku času dokončen, bude předmětem dalšího zkoumání.
12 Pužejová Kateřina: Vliv velikosti těla samce slunéčka východního (Harmonia axyridis) na jeho reprodukční úspěch Kateřina Pužejová*; Gymnázium Jírovcova, České Budějovice doc. RNDr. Oldřich Nedvěd CSc.; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Entomologický ústav, České Budějovice Slunéčko východní (Harmonia axyridis), je u nás považováno za invazní druh. Samičky se páří s více partnery (jsou promiskuitní) a je u nich možné sledovat určité preference při volbě partnera. Cílem naší práce bylo zjistit, jestli má velikost těla samečka vliv na jeho reprodukční úspěch. Předpokládali 23
jsme, že větší sameček bude mít vyšší podíl otcovství na potomstvu. Dva samečky slunéčka východního o rozdílné velikosti těla a různé barevné formě (succinea (světlá forma) a spectabilis (tmavá forma) jsme nechali volně pářit s panenskou samičkou. Postupně jsme odebírali vajíčka a larvy jsme chovali až k dospělcům. Na potomstvu jsme podle zbarvení určili, kdo byl čí otec. Po prostřídání různých kombinací samečků jsme spočítali, jak velikost těla ovlivnila počet zanechaného potomstva. Z celkem 33 rodin slunéček jsme získali dostatek jedinců a hypotéza se nám potvrdila. Větší samci mají oproti menším obvykle (na pravděpodobnostní hladině 0,019) výhodu většího počtu potomstva.
13 Rolečková Aneta: Stanovení genetické variability Toll-like receptoru 4 u evropských populací sýkory koňadry (Parus major) Aneta Rolečková*; Gymnázium Mozartova, Pardubice Mgr. Hana Bainová; Ústav biologie obratlovců AV ČR, v. v. i., Brno Toll-like receptory (TLRs) patří mezi receptory vrozené imunity, takže tvoří první obranu hostitele proti patogenům. U ptáků je popsáno 10 až 11 různých TLRs, přičemž každý z nich rozpoznává jiný typ patogenu. Během své stáže jsem se zaměřila na TLR4. Tento receptor rozpoznává lipopolysacharid (LPS) z buněčných stěn bakterií. Po navázání LPS na vazebné místo TLR4 se spustí signální kaskáda, která následně vyvolá imunitní reakci. Cílem mé stáže bylo popsat vazebný úsek TLR4 u 20 jedinců sýkory koňadry z ruské populace, stanovit genetickou variabilitu a porovnat tyto výsledky získané na sýkorách z Ruska s dříve publikovanými výsledky ze sýkor z ČR. Ze všech vzorků krve jsem vyizolovala DNA, optimalizovala podmínky PCR a následně naamplifikovala vybraný úsek. PCR jsem ověřila gelovou elektroforézou a PCR produkt přečištila, abych ho následně poslala ke komerčnímu osekvenování. Popsala jsem tak úsek TLR4 dlouhý 1329 nukleotidů zahrnující vazebnou oblast receptoru. Výsledkem stáže bylo zjištění, že se v mé populaci sýkor z Ruska na 10 pozicích mění nukleotid a z toho 5 záměn zapříčiní změnu aminokyseliny. Zkoumaní jedinci sdílejí 13 alel (na základě nukleotidové sekvence) a 7 haplotypů (na základě aminokyselinové sekvence). Předpoklad byl, že ruské sýkory mají jiné alely, než sýkory z ČR, což se nepotvrdilo. Z toho vyplývá, že na sýkory z Ruska i z Čech působí pravděpodobně stejné selekční tlaky ze strany bakterií. Tento výzkum byl podporován grantem GAČR P505/10/1871.
14 Slípková Gabriela: Vliv oplodnění samic klíštěte Ixodes ricinus na průběh sání a trávení hostitelské krve Gabriela Slípková*; SZŠ a VOŠZ České Budějovice, České Budějovice RNDr. Petr Kopáček, CSc.; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Parazitologický ústav, České Budějovice Klíště obecné Ixodes ricinus je krevsající ektoparazit, který je významným přenašečem klíšťové encefalitidy a lymeské boreliózy v Evropě. Jedním z možných cílů pro účinnou obranu proti klíšťatům je narušení fyziologického procesu sání a trávení hostitelské krve, která je jediným zdrojem živin pro tvorbu vajíček u dospělých samic. Trávení krve klíšťat zajišťuje soubor proteolytických enzymů, které představují vhodné kandidáty pro vývoj „proti-klíštěcí“ vakcíny. Z literatury je známo, že pro úplné dosátí dospělých samic je nutné jejich oplodnění samci, ke kterému dochází podle zažitých představ až v průběhu sání na hostiteli. Doposud ale nebylo známo, zda oplodnění samic ovlivňuje i aktivitu trávicích proteáz. V této práci bylo pomocí specifických fluorescenčních substrátů provedeno stanovení průběhu aktivit trávicích enzymů cathepsinu B, L,C a leguminu v homogenátech střev během sání samic I. ricinus. Tyto aktivity byly porovnány mezi panenskými a oplodněnými samicemi sajícími v přítomnosti samců. Bylo zjištěno, že aktivita všech testovaných trávicích proteáz je mnohonásobně vyšší u oplozených samic zejména v konečné fázi sání. Panenské samice, které sály bez přítomnosti samců, vážily několikrát méněnež oplozené samice. V dalším experimentu bylo prokázáno, že velká většina samic z přírody je schopná plného dosátí i bez přítomnosti samců. Tento 24
výsledek zjevně dokazuje, že v přírodě dochází k oplodnění samic ještě před sáním a současná přítomnost samců na hostiteli není nutná. Spolupracovala: Jitka Konvičková; Přírodovědecká fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, České Budějovice
15 Šimčíková Lenka: Využití konfokální mikroskopie ve tkáňovém inženýrství srdeční chlopně Lenka Šimčíková*; Gymnázium Františka Palackého Valašské Meziříčí, Valašské Meziříčí Mgr. Zuzana Burdíková, Ph.D.; Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i., Oddělení biomatematiky, Praha Aortální chlopeň se nachází na hranici výtokové části levé komory a aorty neboli srdečnice a brání zpětnému toku krve z velkého oběhu do levé komory. Uzavření či otevírání chlopní je v četných případech doprovázeno poruchami, které označujeme jako tzv. chlopenní vady. Tyto vady mohou být vrozené či získané, např. způsobeny bakteriální streptokokovou infekcí. Mezi nejčastější vady této chlopně můžeme řadit např.: zúžení chlopně (neboli stenóza) či chlopenní nedostatečnost (regurgitace). Poškozené chlopně lze v současnosti operativně léčit biologickými náhradami (z hovězího perikardu, vepřovou chlopní či lidskou chlopní neboli homograftem) či mechanickými náhradami. Ani jedna z těchto náhrad neodpovídá zcela vlastnostem zdravé chlopně. Proto je potřebné vyvíjet nové druhy chlopenních náhrad s využitím zejména autologních tkání. Jako vhodný se jeví lidský perikard. Histologicky můžeme chlopeň rozdělit na 3 části: laminu fibrosu, ve které převažují 2 typy kolagenu (typ I a III), spongiózu s hlavní složkou glykoaminoglykanů a laminu ventricularis obsahující především elastin. Zejména kolagen je zodpovědný za pevnost tkáně. Cílem této práce je detekování signálu kolagenu v srdeční chlopni a v perikardu s vizualizací pomocí dvoufotonové mikroskopie, konkrétně technikou snímání „second harmonic generation“ (SHG) a jeho následným srovnáním u člověka, prasete a krávy. Měření bylo provedeno na nativních vzorcích lidské chlopně a perikardu získaných z Institutu klinické a experimentální medicíny, vepřové chlopně a perikardu z jatek v Českém Brodu a hovězí chlopně a perikardu z jatek v Novém Boru. Tkáně byly hodnoceny z obou stran do hloubky asi 60 μm. Naše měření potvrdila třívrstvou organizovanou strukturu chlopní. Struktura, organizace a směr kolagenních vláken u perikardu je stranově rozdílná, naopak mezidruhové rozdíly nejsou veliké. Skenování pomocí SHG techniky umožňuje přímě hodnocení struktury, organizace, množství vláknitého kolagenu ve tkáni. Proto je velmi užitečným nástrojem tkáňového inženýrství aortálních chlopní. Spolupracovali: Mgr. Elena Filová, Ph.D.; Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i., Praha, RNDr. Ľubica Staňková, Ph.D.; Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR v. v. i., Praha, Mgr. Daniel Hadraba, Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR v. v. i., Praha, Ing. Zdeněk Švindrych, Ph.D.; Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR v. v. i., Praha, RNDr. Jan Pala, Ph.D., Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR v. v. i., Praha, RNDr. Martin Jáč, Ph.D.; Pedagogická fakulta Univerzity Palackého, Katedra biologie, Olomouc, Doc. MUDr. Lucie Bačáková, CSc., Oddělení biomateriálů a tkáňového inženýrství, Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i., Praha
16 Urbanský Denis: Dlouhodobé klimatické změny, doba příletů a časování hnízdění konipasa bílého (Motacilla alba) na území České republiky, 1964–2013 Denis Urbanský*; Slezské gymnázium, Opava Mgr. Peter Adamík, Ph.D.; Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Olomouc Práce se zabývá dlouhodobými klimatickými změnami, které se výrazně podílejí na časování příletů a hnízdění konipasa bílého (Motacilla alba) v České republice od roku 1964 až po současnost. Jedním 25
ze způsobů, jak zjistit tyto trendy, je použití dlouhých časových řad s pozorováním prvních ptačích příletů na hnízdiště a kroužkování mláďat. Konipas bílý byl v České republice takto poprvé analyzován. Zjistil jsem, že u konipasa nedošlo ke změně časování jeho příletů na hnízdiště, došlo ale k výraznému posunu k dřívějšímu hnízdění. Práce se také zabývá dlouhodobými změnami klimatu (průměrné měsíční teploty) v České republice a studuje jejich korelaci s fenologickými změnami u vybraného druhu. Tato problematika dále souvisí s průměrným počtem mláďat na hnízdo, který se odvíjí od počtu snůšek během roku, a jehož průměr během let stoupá. Tento fakt ale s sebou nese určitá rizika již se zmíněným dřívějším hnízděním.
17 Vanišová Klára: Jak dochází k přeměně zralého pylu v pylovou láčku Klára Vanišová*; Gymnázium a obchodní akademie Mariánské Lázně, Mariánské Lázně Mgr. Jan Fíla; Ústav experimentální botaniky, AV ČR, v. v. i., Praha Ve výzkumu, na který tato práce navazovala, byly u tabáku (Nicotiana tabacum) ze zralého pylu a pylu aktivovaného po dobu 30-ti minut in vitro izolovány fosfoproteiny. Z nich pak byly vybrány tři potenciálně zajímavé – alfa a beta podjednotky komplexu vázajícího nascentní polypeptid (alfaNAC a betaNAC) a homolog proteinu regulovaného zráním (RRP). Tyto proteiny patří do skupiny translačních nebo transkripčních regulátorů. Cílem naší práce bylo lokalizovat dané proteiny v buňce. Pro tento účel jsme namnožili DNA sekvence proteinů z cDNA, získané z 4hodin aktivovaných pylových láček tabáku virginského (Nicotiana tabacum), pomocí PCR. Za pomoci Gateway klonování (Invitrogen) jsme jejich sekvence vnesli do cílového plazmidu. Tento plazmid obsahoval na 3´-konci sekvenci DNA pro zelený fluorescenční protein (GFP). Navázání GFP na proteiny našeho zájmu umožňuje jejich pozorování a lokalizaci pod fluorescenčním mikroskopem. Získané plazmidy jsme nechali namnožit v bakteriích E. coli a provedli jejich izolaci. Přečištěné plazmidy pak byly naneseny na zlaté kuličky, které jsme vstřelili do pokožkových buněk cibule. Zde došlo k expresi vneseného konstruktu, a bylo tak možné pozorovat proteiny pod fluorescenčním mikroskopem. Do současné doby jsme již do buněk transformovali plazmidy obsahující všechny tři geny, avšak zatím se nám podařilo v buňkách detekovat jen alfaNAC a RRP. Tyto proteiny se, podle očekávání, nacházely uvnitř buněk, v cytoplazmě. Jelikož betaNAC se nám v buňkách detekovat nepodařilo, v brzké době plánujeme opakovat transformaci plazmidu s betaNAC. Jelikož o funkci genů alfaNAC, betaNAC a RRP v rostlinách chybí stále mnoho údajů, budou v rámci výzkumu provedeny další experimenty odhalující jejich funkci.
18 Vojík Miroslav: Voltametrické stanovení léčiva Nimesulidu Miroslav Vojík*; Střední škola informatiky a služeb, Dvůr Králové nad Labem Mgr. Andrea Hájková; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Univerzitní výzkumné centrum UNCE „Supramolekulární chemie“, Katedra analytické chemie, UNESCO laboratoř elektrochemie životního prostředí, Praha Nimesulid (NM) je nový nesteroidní protizánětlivý lék. Používá se při léčbě chronické revmatoidní artritidy a zánětu močové a pohlavní soustavy (Starek et al., 2009). NM má snadno elektrochemicky redukovatelnou nitroskupinu a je spojován s jaterní toxicitou. Existuje několik analytických metod popsaných pro stanovení NM, ale většina potřebuje nákladné přístroje. Voltametrické metody jsou citlivé, selektivní, rychlé a hlavně levné (Ghavami et al., 2012). Nejprve byla pomocí UV-VIS spektrofotometrie sledována stabilita zásobního roztoku NM rozpuštěného v methanolu. Závislost voltametrického chování NM o koncentraci 1×10–4 mol/l na změně pH analyzovaného roztoku byla měřena pomocí DC voltametrie (DCV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované stříbrné pevné amalgamové elektrodě (m-AgSAE) v rozmezí pH 2 až 12,7 v prostředí methanol – Brittonův-Robinsonův (BR) pufr (3:7). Pro měření koncentračních závislostí bylo vybráno optimální pH 6,0 pro obě voltametrické metody. Pro dosažení co nejlepší opakovatelnosti výšky píku 26
byly nalezeny vhodné regenerační potenciály (Ereg,1 = –100 mV a Ereg,2 = –1400 mV). Metodami DCV a DPV na m-AgSAE bylo změřeno koncentrační rozmezí 1×10–5 až 1×10–4 mol/l v prostředí methanol – BR pufr o pH 6,0 (3:7). Nižší koncentrace NM byly měřeny bez přítomnosti methanolu až po nejmenší možnou měřitelnou koncentraci. Aplikace nově vyvinutých metod stanovení NM byla ověřena na modelových vzorcích pitné a říční vody. Starek, M.; Krzek, J. Talanta, 2009, 77. Ghavami, R.; Navaee. A. Microchim Acta, 2012, 176.
19 Vondráčková Michaela: Aktinový cytoskelet a jeho uspořádání v somatických embryích smrku Michaela Vondráčková*; Biskupské gymnázium Bohuslava Balbína, Hradce Králové Mgr. Kateřina Eliášová, Ph.D.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Praha Rostliny jsou mnohobuněčné organismy, jejichž buňky jsou pevně vázány na pozici v rostlinném těle buněčnými stěnami. Buňky sami se sice nemohou pohybovat, ale v jejich protoplastu probíhá mnoho dynamických procesů nutných k zachování všech jejich životních funkcí (Baluška a Mancuso, 2009). Zásadní roli v tomto procesu hraje cytoskelet – dynamická síť dvou proteinových polymerů, mikrotubulů a mikrofilament, které jsou ve vzájemné interakci. Aktinová mikrofilamenta hrají důležitou roli při vývoji embrya. Podílí se na buněčném dělení, protahování buněk a s tím související tvorbě buněčné stěny. Účastní se přesunu a polohování organel, přenosu signálů a buněčném metabolismu. Tato práce se zabývá porovnáváním 4 somatických embryogenních kultur Picea abies L. (Karst) lišících se svojí embryogenní kapacitou, respektive schopností kultury produkovat zralá embrya. Studium bylo zaměřeno na charakteristické morfologické a anatomické znaky daných linií, včetně uspořádání aktinových mikrofilament v suspenzorových a meristematických buňkách. Hodnocením těchto vlastností se práce snaží prokázat vliv na to, zda daná smrková kultura bude či nebude, schopná dokončit maturaci a vyklíčit v životaschopnou rostlinu. Pro porovnávání anatomické stavby embryí byly použity roztlakové preparáty barvené trypanovou modří, škrobová zrna byla zvýrazněna pomocí Lugolova roztoku, viabilita embryí byla stanovena pomocí dvojitého fluorescenčního barvení fluorescein – diacetátem (FDA) a propidium jodidem (PI), aktinová mikrofilamenta byla značena pomocí rhodamin – phalloidinu (Blancaflor, 2000). K pozorování roztlakového preparátu a škrobu byl použit transmisní světelný mikroskop Zeiss Jenaval vybavený digitální kamerou Nikon DS-5M. Preparáty obarvené fluorescenčními barvivy (FDA/PI, rhodamin) byly pozorovány pod konfokálním laserovým mikroskopem Zeiss LSM 5 Duo. Linie s vysokou embryogenní kapacitou měly podobnou anatomickou stavbu i podobné rozmístění škrobových zrn v meristematických i suspenzorových buňkách. V uspořádání aktinového cytoskeletu nebyl pozorován rozdíl mezi jednotlivými liniemi, zato byly vidět patrné rozdíly mezi uspořádáním aktinu v meristematických a suspenzorových buňkách. Sinclair A, Schenkel M, Mathur J: Signaling to the actin cytoskeleton during cell morphogenesis and pattering Edited by Baluška F, Mancuso S: Signaling in plants, Signaling and communication in plants. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009, 135 DOI: 10.1007/978-3540-89228-1_7
20 Walterová Barbora: Osvojení si chirurgických a metodologických postupů v oblasti preklinického výzkumu závažných lidských onemocnění s využitím miniaturního prasete jako modelového organizmu Barbora Walterová*; Gymnázium Jana Palacha, Mělník MVDr. Štefan Juhás, PhD.; Ústav živočišní fyziologie a genetiky, AV ČR, v. v. i., Liběchov
27
Miniaturní prase představuje jedinečný velký zvířecí model, který je pro svou anatomickou a fyziologickou podobnost s lidmi vhodný pro preklinické modelování různých onemocnění (Vodička et al., 2005). Ústav živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd v Liběchově má bohaté dlouholeté zkušenosti s chovem a reprodukčním výzkumem miniaturních prasat. Intenzivní mezinárodní spolupráce vedla k vytvoření transgenního miniprasečího modelu Huntingtonovy nemoci na tomto ústavu. Miniaturní prase také slouží pro nácvik nových operačních miniinvazivních postupů s použitím endoskopie. Jedním z nich je také použití metodiky POEM (Peroral Endoscopic Myotomy) pro léčbu achalázie jícnu. Tento příspěvek se v tomto ohledu zabývá popisem vědecké práce s experimentálním modelem miniaturního prasete, odběrem a zpracováním tělesných tekutin a vzorků, jejich zpracováním, histologickým a imunohistochemickým vyšetřením s použitím sofistikovaných virtuálních mikroskopických zařízení. Dále je příspěvek zaměřen na lepší informovanost široké veřejnosti o novém chirurgickém zákroku POEM pro léčbu achalázie jícnu. V rámci stáže byl také vytvořen dotazník monitorující veřejné mínění při rozhodování se mezi dvěma standardně používanými chirurgickými přístupy léčby achalázie jícnu a nově zaváděnou metodou POEM. V průběhu stáže jsem si také prakticky osvojila víceré metodické postupy používané při in vivo modelování jako je odběr kožních biopsií, kostní dřeně, cerebrospinální tekutiny a vzorků z miniaturních prasat. Vodicka P, Smetana K Jr, Dvoránková B, Emerick T, Xu YZ, Ourednik J, Ourednik V, Motlík J. The miniature pig as an animal model in biomedical research. Ann N Y Acad Sci. 2005 May;1049:161-71.
21 Zelíková Natálie: Vliv světla a denní doby na přenašeče auxinu z rodiny PIN Natálie Zelíková*; Gymnázium Říčany, Říčany RNDr. Jiří Libus, Ph.D.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Praha Auxin patří mezi fytohormony, které se zásadně podílí na růstu a vývoji rostliny. Pro funkce auxinu jsou rozhodující rozdíly v jeho koncentraci v různých částech rostliny (gradienty koncentrace). Toho je dosahováno především aktivním transportem auxinu přes cytoplazmatickou membránu pomocí bílkovinných přenašečů. Orientovaný, tzv. polární, transport auxinu zajišťují přenašeče z rodiny PIN. O některých je známo, že reagují na množství světla a s tím také na střídání dne a noci. Cílem mého projektu je zjistit, jaký vliv mají tyto faktory na koncentraci proteinů PIN. K jejich zviditelnění jsem využila markerové linie huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) produkující zelený fluorescenční protein GFP společně se sledovaným přenašečem (např. rostlinky s markerem PIN1:GFP tvoří fluorescenční protein s PIN1). Rostlinky byly postupně odebírány z kultivační místnosti - s režimem 16 hodin světlo 8 hodin tma - v průběhu čtyřiadvacetihodinového cyklu každé dvě hodiny. Fluorescenci GFP jsem pozorovala na konfokálním mikroskopu a kvantifikovala na získaných obrázcích. Pozornost jsem věnovala přenašečům PIN1 a PIN3. Zatímco koncentrace přenašeče PIN1 byla poměrně stabilní, u PIN3 jsem zpozorovala změny v závislosti na denní době.
28
Seznam posterů SŠ – sekce biologie 01 Ambrozová Veronika: Zjišťování genetické predispozice k infekci syfilis Veronika Ambrozová*; Gymnázium Brno, Brno doc. MUDr. David Šmajs, Ph.D.; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta, Brno Syfilis je infekční onemocnění, které způsobuje bakterie Treponema pallidum. Vrozená imunitní odpověď lidského organismu při setkání s touto bakterií zatím není dostatečně prozkoumána. Někteří autoři hledali jednonukleotidové polymorfismy (SNPs) v sekvenci DNA, jež kóduje receptory, které jsou klíčové pro imunitní reakci proti patogenu Treponema pallidum. Hypotézou bylo, že pokud člověk má v daném úseku vybraný SNP, je vůči bakterii Treponema pallidum odolnější než ostatní jedinci. Byla nalezena asociace mezi přítomností SNP Arg753Gln (rs5743708) v genu pro Toll-like receptor 2 (TLR 2) a sníženou četností výskytu onemocnění syfilis (Musilová, 2012). Ve své práci jsem se zaměřila na určování frekvence výskytu tohoto SNP v populaci, který by mohl ovlivňovat odolnost jedinců vůči syfilis. Pracovala jsem se vzorky DNA náhodně získanými od zdravých jedinců z populace (skup. A: 25 vzorků) a také od skupiny lidí, kteří jsou riziku nákazy často vystavováni (skup. B: 29 vzorků). Za účelem zjištění pořadí bází v genu pro TLR 2 jsem používala metody molekulární biologie – PCR, elektroforézu, sekvencování DNA Sangerovou metodou. Osekvencovala jsem úseky DNA od 12 jedinců (7 ze skup. A a 5 ze skup. B). V žádné ze zkoumaných sekvencí se daný polymorfismus nenacházel. Na základě těchto výsledků je patrné, že se SNP Arg753Gln (rs5743708) v genu pro TLR 2 v české populaci často nevyskytuje. V důsledku toho bude nutno vyšetřit v rámci plánované příští studie větší množství vzorků DNA různých jedinců. MUSILOVÁ, Jana. Genetická analýza predispozice k lidským infekčním chorobám. Brno, 2012. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Brno. Vedoucí práce doc. MUDr. David Šmajs, Ph.D.
02 Bieláková Anna: Izolace inhibitorů P-glykoproteinu ze semen Schisandra chinensis Anna Bieláková*; Gymnázium Židlochovice, Židlochovice Mgr. Jiří Slanina, Ph.D.; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta, Biochemický ústav, Brno Jednou z komplikací léčby rakoviny je vznik rezistence nádorových buněk na cytostatika. Příčinou rezistence je nejčastěji zvýšená exprese membránových proteinů, tzv. ABC přenašečů, zejména P-glykoproteinu, který je schopen exportovat cytostatika z nádorových buněk. Inhibitory P-glykoproteinu by mohly překonat rezistenci nádorových buněk na cytostatika a být přínosem pro terapii nádorových onemocnění. Některé lignany, které jsou obsaženy ve klanoprašce čínské Schisandra chinensis, byly popsány jako látky schopné inhibovat P-glykoprotein. V odborné práci jsem se věnovala izolaci těchto sloučenin na základě jejich schopnosti zvyšovat akumulaci cytostatika doxorubicinu v rezistentních buňkách lidské leukemie HL60. Cílem práce je pomocí postupné frakcionace extraktu nalézt nejúčinnější sloučeniny. K separaci extraktu jsem používala kapalinovou chromatografii na koloně s alkylovaným silikagelem a semipreparativní vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii (HPLC). Díky těmto metodám se nám podařilo izolovat frakce bohaté na lignany, které zvýšovaly akumulaci doxorubicinu v rezistentních nádorových buňkách HL60. Přítomnost lignanů v aktivních frakcích byla potvrzena pomocí HPLC spojené s hmotnostní spektrometrií.
29
03 Čandová Ludmila: Porovnání různých způsobů imobilizace ve vztahu k efektivitě magneticky modifikovaného celobuněčného biokatalyzátoru Ludmila Čandová*; Gymnázium České Budějovice, České Budějovice Ing. Miroslava Šafaříková, Ph.D.; Ústav nanobiologie a strukturní biologie CVGZ AV ČR, v. v. i., Oddělení nanobiotechnologie, České Budějovice Základem mé práce bylo provedení a vzájemné porovnání různých způsobů imobilizace buněk Saccharomyces cerevisiae na magnetické mikro- a nanočástice. Cílem pak bylo nalézt způsob nejefektivnější z hlediska zachování funkčnosti dvou vybraných buněčných enzymů (katalázy a invertázy) a opakovatelnosti použití takto imobilizovaných buněk jako celobuněčného biokatalyzátoru. Kataláza slouží v buňce k rozkladu peroxidu vodíku za vzniku kyslíku a vody. Její aktivita byla měřena na základě procentuálního úbytku peroxidu vodíku ve vzorku o dané počáteční koncentraci po proběhnutí enzymatické reakce. Invertáza štěpí disacharid sacharózu na monosacharidy fruktózu a glukózu. Její aktivita byla měřena na základě množství glukózy ve vzorku po proběhnutí enzymatické reakce. Aktivita obou těchto enzymů v imobilizovaných buňkách byla vždy také porovnána s jejich aktivitou v buňkách volných. Mezi testované způsoby imobilizace patřila enkapsulace buněk do alginátového gelu, jejich kovalentní navázání na magnetický chitosan pomocí aktivace a zesítění glutaraldehydem a aplikace nanočástic kyselé, citrátové a alkalické magnetické kapaliny (ferrofluidu). Díky imobilizaci lze buňky používat jako celobuněčný biokatalyzátor opakovaně a použití magnetického nosiče navíc imobilizovaným buňkám propůjčuje schopnost reagovat na přítomnost vnějšího magnetického pole, čímž mizí náročnost jejich izolace z heterogenní směsi po proběhnutí enzymatické reakce. Nejefektivnějším způsobem imobilizace pro zachování katalázové aktivity se ukázala být modifikace citrátovým ferrofluidem. Takto modifikované buňky navíc vykazují vysokou stálost a i po opakovaném použití zůstává jejich aktivita neměnná (70% pokles množství peroxidu vodíku ve vzorku po 1 hodině enzymatické reakce).
04 Dohnálek Jan: Morfologická a cytogenetická charakterizace kříženců trav Jan Dohnálek*; Gymnázium Olomouc – Hejčín, Olomouc RNDr. David Kopecký; Ph.D.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Olomouc – Holice Cílem mého projektu bylo posoudit vliv jednotlivých chromozomů kostřavy luční (Festuca pratensis Huds.) substituovaných v tetraploidním jílku mnohokvětém (Lolium multiflorum Lam.) na agronomické vlastnosti těchto kříženců. Tito kříženci byly čtyřikrát fenotypováni ve stejných intervalech jednoho měsíce od února do června ve čtyřech základních znacích: počet listů, výška rostliny, šířka a tloušťka listů. Selekce vhodných kříženců byla provedena mým lektorem RNDr. Davidem Kopeckým, Ph.D. metodou fluorescenční in situ hybridizace na metafázních chromozomech, kterou jsem si vyzkoušel již na vybraných hybridech. Fenotypování substitučních linií nepotvrdilo zlepšení agronomických vlastností u daných rostlin. Rostliny s nahrazenými chromozómy byly navíc výrazně náchylnější k padlí travnímu a rzi travní. Infekce těmito chorobami mohla ovlivnit samotné výsledky. Z tohoto důvodu by bylo vhodné se v příštím výzkumu zaměřit na odolnost substitučních linií k biotickým a abiotickým stresům a rovněž fenotypovat rostliny v přirozených (polních) podmínkách v různých lokalitách a při zachování fenotypování v průběhu vegetačního období.
05 Kanděrová Marie: Optimalizace detekce borelií v cílových tkáních hostitele Marie Kanděrová*; SZŠ a VOŠZ České Budějovice, České Budějovice RNDr. Helena Langhansová PhD.; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Parazitologický ústav, České Budějovice 30
Přímý průkaz přítomnosti spirochet lymeské boreliózy v organismu se nejčastěji provádí pomocí průkazu DNA borelií v hostitelských tkání pomocí polymerázové řetězové reakce v reálném čase (real-time PCR). Princip této metody je založen na mnohonásobné replikaci nukleových kyselin a jejich následné detekci. Savčí tkáně však obsahují množství inhibitorů, které s reakcí v různých krocích interferují, ovlivňují tak senzitivitu metody a mohou vést až k falešně negativním výsledkům. Naším cílem bylo nalézt vhodné podmínky a optimalizovat reakci tak, aby byl minimalizován vliv inhibitorů na reakci a byla tak zajištěna optimální citlivost. Pro tento účel jsme izolovali DNA z vybraných tkání laboratorní myši kmene C57BL/6 (močový měchýř, srdce, kloub, kůže) a ze spirochet Borrelia afzelii. Boreliová DNA pak byla smíchána se zvyšujícím se množstvím myší tkáňové DNA a byl pozorován vliv inhibitorů. Pro další pokusy pak byla vybrána pouze DNA z myší kůže, kde byl vliv inhibitorů nejvýraznější. V dalším kroku byly vybrány tři běžně dostupné látky (bovinní sérový albumin, dimethylsulfoxid, MgCl2) s potenciálem neutralizovat účinek inhibitorů na PCR reakci. Tyto byly následně přidány k testovaným vzorkům a vyhodnocen jejich vliv na průběh PCR reakce. BSA byl přidán v koncentracích 2 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml. Během mé stáže se nám podařilo zjistit, že BSA, který je v laboratořích běžně dostupný, neutralizuje vliv inhibitorů na PCR reakci již při nejnižší použité koncentraci. Tento poznatek bude v budoucnu aplikován při rutinním stanovení borelií ve vzorcích myších tkání v této laboratoři. Dále jsme došli k závěru, že DMSO (2 %) a MgCl2 (25 mM), které jsou v některých publikacích rovněž uváděny jako účinné neutralizátory inhibitorů, nemají na inhibitory přítomné v našem typu vzorků vliv.
06 Kroulíková Zuzana: Hledání rybích transpozonů Zuzana Kroulíková*; Gymnázium Česká Lípa, Česká Lípa Mgr. Radka Symonová, Ph.D.; Ústav živočišné fyziologie a genetiky, AV ČR, v. v. i., Laboratoř genetiky ryb, Praha Role transpozonů v evoluci genomu ryb. Náplní stáže bylo osvojení si základních laboratorních molekulárně-biologických metod používaných ke studiu DNA. Předmětem zkoumání byli zástupci rodu Coregonus (síh) čeledi Salmonidae (lososovití), v jejichž genomu můžeme studovat transpozony skupiny Rex. Transpozony (TE = transposable elements) jsou úseky DNA schopné samostatného pohybu a množení v rámci genomu hostitele a jsou předmětem intenzivního zkoumání, protože jde o evolučně velmi důležité entity s potenciálem razantního zásahu do genomu hostitele. V rámci stáže jsem měla možnost přímo se podílet na autentickém výzkumu a vyzkoušet si práci vědce. Výsledkem stáže bylo osvojení si základních laboratorních postupů při práci s DNA. Nabyla jsem nových znalostí z oblasti molekulární biologie a biologie transpozonů. Dále jsem získala praktické zkušenosti prací v laboratoři a prací s počítačovým softwarem. Vlastním výsledkem je analýza TE síhů s perspektivou využití mých výsledků v dalších experimentech např. FISH (fluorescent in situ hybridization) tj. mapovní TE na chromozomech síha či DNA sekvenace získaných PCR produktů. Děkuji mé lektorce Radce Symonové za vstřícnost, trpělivost a přátelský vztah, Laboratoři genetiky ryb ÚŽFG, AV ČR, v. v. i. za umožnění stáže a všem pracovníkům laboratoře za ochotu vždy pomoci.
07 Náhlík Vít: Charakterizace mutantních kmenů zelené řasy Desmodesmus akumulujících vysoké koncentrace prvků vzácných zemin (REEs) Vít Náhlík*; Gymnázium České Budějovice, České Budějovice RNDr. Milada Vítová, Ph.D.; Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i., Třeboň Prvky vzácných zemin (REEs - rare earth elements) tvoří skupinu chemicky velmi podobných prvků společně obsažených v jedné hornině. REEs jsou důležitou součástí průmyslových produktů, zejména elektronických zařízení. V současné době jejich spotřeba a využití v moderních technologiích stále roste. Tím i stoupá poptávka po možných recyklačních postupech. Ve vhodných koncentracích podporují REEs fyziologické funkce rostlin a jsou využívány jako hnojivo v zemědělství. Cílem projektu 31
je charakterizace kmenů zelené řasy Desmodesmus quadricauda, získaných pomocí chemické mutageneze, schopných růst na vysokých koncentracích REEs. Provedli jsme sérii růstových experimentů a testů toxicity s několika mutantními kmeny Desmodesmus quadricauda. Stanovili jsme index akutní toxicity EC50. Ukázalo se, že koncentrace REEs < 20 μmol L-1 podporují růst kmenů, zatímco koncentrace vyšší (> 50 μmol L-1) jsou pro buňky toxické. Tyto kmeny mohou být dále použity pro výzkum toxicity, akumulace a případně recyklace REEs.
08 Nguyen Giang Quynh: Variabilita síhů na úrovni genomu Quynh Giang Nguyen*; Gymnázium, Cheb Mgr. Zuzana Majtánová; Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i., Liběchov Evropští síhové rodu Coregonus, sladkovodní ryby z čeledi lososovitých (Salmonidae), jsou široce rozšířenou skupinou obývající tekoucí i stojaté vody severní polokoule. Tato studie je zaměřena druhy C. peled, C. renke a C. warmanii u nichž byla provedena analýza genetické variability pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH). FISH je metoda umožňující fyzicky mapovat DNA sekvence na chromozomy příbuzných linií organismů a odhalit tak jejich stabilitu či diverzifikaci vzniklou působením evolučních procesů. Užitečným a často používaným markerem pro studium genetické variability jsou geny ribozomální geny (rDNA). Tyto geny se vyskytují ve velkém počtu kopií a poskytují informaci o evolučních vztazích a genomové struktuře organismů. Geny 28S rDNA byly amplifikovány pomocí metody polymerázové řetězcové reakce (PCR) a následně druhově specificky mapovány na metafázní chromozomy výše zmíněných druhů. Experimenty odhalily mezidruhovou variabilitu v počtech a pozicích na chromozomech. U druhu C. peled byly pozorovány 4 lokusy, u C. renke 12 lokusů a u C. wartmanii 6 lokusů 28S rDNA. U všech tří druhů byly signály pozorovány převážně v pericentromerických oblastech akrocentrických chromozomů. Výsledky potvrdily předchozí hypotézu o diferenciaci rDNA mezi jednotlivými druhy evropských síhů a jsou porovnány s dostupnými daty u druhů C. albula či C. fontanae.
09 Novotná Anna: Molekulární analýza genomu ryb Anna Novotná*; Gymnázium Jablonec, Jablonec nad Nisou Mgr. Lukáš Choleva, Ph.D.; Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i., Laboratoř genetiky ryb, Liběchov Moje stáž byla zaměřena na molekulární analýzu rybího genomu, který představuje „zakonzervovaný“ genom našich dávných předků a umožňuje poodhalit mechanismy evoluce vedoucí ke zvyšování komplexity prvních obratlovců. Počet popsaných druhů ryb dosahuje ke 40,000 a existují různé linie s různou, někdy zásadně odlišnou evoluční historií, například ve smyslu prodělaných celogenomových duplikací. Ty mohou mít dalekosáhlé následky ve struktuře a fungování genomu. Pouze u zlomku ryb je o struktuře genomu více známo. Jednou z důležitých součástí genomu jsou repetitivní sekvence, které pravděpodobně představují následky dávných celogenomových duplikací. Ačkoliv do nedávné doby byly považovány za „odpadní DNA“ (Pray et al., 2008), v současné době přibývá důkazů o obrovském významu repetitivních sekvencí, zejména v regulaci genové exprese. Cílem stáže byla charakterizace specifické frakce repetitivní DNA ryb. Stáž zahrnovala seznámení s oborem, který mění dosavadní biologii. Dále jsem si vyzkoušela na vlastní kůži metody izolace a kvantifikace DNA, amplifikace vybraných frakcí DNA pomocí PCR a jejich využití jako fluorescenční sondy. Stáž mi také zprostředkovala možnost podílet se na realném výzkumu a stát se členem vědeckého týmu Laboratoře genetiky ryb, kde budou výsledky mé práce dále využity. Zjistila jsem, že u druhu Schistura pridii (Nemacheilidae, Cobitoidea, Cypriniformes) se vyskytují non-LTR retrotranspozony dosud neznámého zařazení. Vzhledem k jejich potenciálnímu vlivu na strukturu a fungování genomu (Symonová et al., 2013) bude pokračovat další výzkum těchto mobilních elementů. 32
Pray, L. et al. 2008 Transposons, or jumping genes: Not junk DNA? Nature Education 1(1):32 Symonová, R. et al. 2013 Genome differentiation in a species pair of coregonine fishes: an extremely rapid speciation driven by stress-activated retrotransposons mediating extensive ribosomal DNA multiplications. BMC Evolutionary Biology 2013, 13:42
10 Pešová Michaela: Screening přírodních látek na schopnost překonat mnohočetnou lékovou resistenci Michaela Pešová*; Gymnázium Boskovice, Boskovice doc. MUDr. Iva Slaninová, Ph.D.; Masarykova univerzita v Brně, Lékařská fakulta, Biologický ústav, Brno Mnohočetná léková rezistence je v současné době velkým problémem při léčbě nádorových onemocnění. Hlavní příčinou mnohočetné lékové rezistence je zvýšená exprese ABC-transportérů, což sou transmembránové pumpy, které pumpují molekuly léčiv do extracelulárního prostoru. To způsobuje, že akumulace cytostatik v buňce se snižuje, a tím se snižuje také jejich účinnost. Naším cílem tedy bylo najít inhibitor těchto ABC-transportérů, který by dokázal zvýšit akumulaci cytostatik v buňce nebo dokonce zvrátit mnohočetnou lékovou rezistenci tím, že zablokujeme právě transmembránové pumpy. Extrakty, se kterými jsme pracovali, nám připravoval Biochemický ústav LF MU. Extrakty byly získávány ze Schisandry chinensis, která se využívala již v tradičním čínském léčitelství, a dnes víme, že obsahuje mnoho biologicky účinných látek, mimo jiné je bohatá na obsah lignanů, které by mohly být použity i v protinádorové terapii. Nejprve jsme vytipované frakce testovali za použití průtokového cytometru na akumulaci doxorubicinu v buňkách. Používali jsme buněčné linie HL-60/MDR1, u kterých byl nadprodukován P-glykoprotein, což je transmembránové přenašeč patřící do skupiny ABC-transportérů. Podle získaných výsledků jsme vybrali zajímavé frakce, které byly dále rozfragmentovány a postup se opakoval. Tímto postupem jsme se snažili najít nejúčinnější subfrakce, které by prokazatelně zvyšovaly akumulaci cytostatik v buňkách. Naším cílem je nalezení chemicky čistých látek, která budou vykazovat vysokou účinnost v blokování P-glykoproteinových pump či dokonce zvrátí mnohočetnou lékovou resistenci. Dané látky by poté mohla být použity k dalšímu studiu a využity v protinádorové terapii právě v kombinaci s cytostatiky.
11 Smolková Karolína: Obsahové látky v rostlinách rodu Iris Karolína Smolková*; Gymnázium Zlín – Lesní čtvrť, Zlín Ing. Pavol Kaššák; Mendelova univerzita v Brně, Zahradnická fakulta, Ústav zelinářství a květinářství, Lednice Díky celé řadě chemických látek, které v sobě obsahují, jsou zástupci celosvětově rozšířeného rodu Iris hojně využíváni v léčitelství a kosmetice. Předmětem stáže bylo tedy kapkovými testy zjistit přítomnost těchto látek u určených druhů kosatců a následně pomocí spektrofotometru kvantifikovat obsah flavonoidů a fenolů v jednotlivých částech rostliny. Flavonoidy v přírodě fungují jako barviva a tělu jsou prospěšné ze dvou důvodů – jednak pro své antioxidační účinky, jednak pro své pozitivní působení na cévní systém, kde zpevňují cévní stěny. Nejvyšší obsah flavonoidů jsme naměřili u kořene rostliny Iris pseudacorus, a to ve všech třech vzorcích. Fenoly se používají mimo jiné k dezinfekci a výrobě některých léčiv (kyselina acetylsalicylová). Nadměrné působení látek z této početné skupiny na organismus však může zapříčinit řadu zdravotních problémů v závislosti na konkrétní chemikálii. Nejvyšší obsah fenolů byl naměřen opět u kořene rostliny Iris pseudacorus, ve všech třech vzorcích. K dalším látkám, jejichž přítomnost byla testována, patřily alkaloidy, glykosidy, chinony, proteiny, saponiny, steroidy, terpenoidy a třísloviny (taniny). Přítomnost proteinů a steroidů v rostlinách kapkovými testy prokázána nebyla.
33
12 Soukup Miroslav: Jak chutná hydrargyRUM? Aneb stanovení rtuti a speciační analýza jejích forem ve znečištěné oblasti Miroslav Soukup*; Střední průmyslová škola, Česká Lípa RNDr. Jan Kratzer, Ph.D.; Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., Oddělení stopové prvkové analýzy, Praha Rtuť je toxický prvek, jehož obsah v životním prostředí se přísně sleduje. Zvýšený výskyt rtuti v lidském těle může být způsoben amalgámovými plombami, nebo konzumací potravin s vyšším obsahem rtuti (zejména ryb). Ryby jsou známými bioakumulátory rtuti, proto se v nich rtuť může vyskytovat ve větším než povoleném množství, hlavně u dravých ryb. Konzument ryb, může mít několikanásobně vyšší koncentraci rtuti v krvi než člověk, který ryby nejí. Zabýval jsem se stanovením celkového obsahu rtuti v rybí tkáni (játra, svalovina, gonády) a v říčním sedimentu pomocí atomové absorpční spektrometrie (AAS). Na spektrometru AMA-254 bylo prováděno celkové stanovení obsahu rtuti. Dále jsem se zaměřil i na tzv. speciační analýzu rtuti, tj. stanovení jejích forem ve vzorcích rybí tkáně (anorganicky vázaná rtuť a methylrtuť). Tyto dvě formy rtuti se výrazně liší svou toxicitou. Speciační analýza byla prováděna metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) s detekcí pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS). Vzorky ryb byly odebrány z povodí Tiché Orlice a Králického potoka, kde byla uvolňována rtuť, která se používala v bývalé továrně Tesla Králíky při výrobě zářivek. Výsledky z let 2013 a 2012 budou diskutovány s těmi z předchozích let. V celé oblasti dochází k postupnému poklesu obsahu rtuti v rybí tkáni (místy až desetinásobně), což souvisí s uzavřením bývalé továrny. Speciační analýza rtuti prokázala, že rtuť se v rybí tkáni vyskytuje převážně jako methylrtuť (70-90 % celkového obsahu Hg) a to nezávisle na tom, zda ryba žila v prostředí čistém nebo rtutí kontaminovaném.
13 Stuchlíková Šárka: Optimalizace kritérií pro hodnocení embryogenních kultur smrku Šárka Stuchlíková*; Gymnázium J. K. Tyla, Hradec Králové RNDr. Zuzana Vondráková, CSc.; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Praha Somatická embryogeneze je proces vývoje embrya z tělních, neboli somatických buněk. Embryogenní kultura se odvozuje z nezralých zygotickych embryí. Její vývoj je regulován fytohormony a skládá se několika fází. Jako cíle práce jsme si stanovily porovnání vlastností 5 embryogennich linií smrku v průběhu celého procesu somatické embryogeneze. Z toho jsme vycházely v druhé části práce, ve které jsme vybíraly linie vhodné pro další práci. Třetí část práce měla za cíl ověřit aplikaci auxinu a antiauxinu na vybrané linie. Kultura byla pěstována na živných agarových médiích se složením podle Gupta, Durzan (1982). Pro pozorování struktur byly používány roztlakové preparáty obarvené trypanovou modří. Snímky jsme snímaly pomocí světelného mikroskopu, nebo binokulární lupy a následně jsme je zpracovávaly v programu NIS Elements. V první části jsme sledovaly rozdíly mezi jednotlivými liniemi, přičemž jsme se zaměřily hlavně na kvalitu embryí, výnos embryogenní kultury a schopnost embryí klíčit. Zároveň jsme mohly pozorovat celý proces embryogeneze od indukce až po vznik klíčních rostlin. Na základě stanovení kritérií velikosti výnosu a dynamiky vývoje jsme vybrali dvě kontrastní linie. Na těchto dvou kontrastních liniích jsme ověřovaly působení auxinu tím, že jsme před začátkem maturace kulturu předpěstovali na médiu bez obsahu auxinu, popřípadě jsme aplikovaly inhibitor působení auxinu PCIB. U obou kultur jsme pozorovaly reakci na změnu hladiny auxinu. U dobře se vyvíjející kultury byla embrya kvalitnější a u hůře se vyvíjející kultury se dokončil vývoj embryí. Zjistily jsme tedy, že v raných stádiích somatické embryogeneze není možné stanovit kriteria, která by zaručovala budoucí správný vývoj. Odstranění auxinu před začátkem maturace mělo na obě linie pozitivní vliv.
34
14 Wohlrábová Lucie: Ovlivňují makrofágy infiltrující nádory progresi nebo regresi maligního melanomu u miniaturních prasat linie MeLiM? Lucie Wohlrábová*; Gymnázium Mimoň, Mimoň RNDr. Vratislav Horák, CSc.; Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i., Liběchov Cílem mé práce je zjistit, zda makrofágy (buňky podílející se na přirozené imunitě) ovlivňují progresi nebo regresi nádorů. Miniaturní prasata MeLiM (Melanoma-bearing Libechov Minipig) jsou speciální linií prasat s dědičnou formou melanomu. Zajímavostí je, že po období progrese nádoru spojené s tvorbou metastáz, nastupuje spontánní regrese nádoru vedoucí k úplnému vyléčení. Hlavní použitou metodou bylo imunohistochemické barvení, které funguje tak, že na protein, jež makrofág obsahuje, se naváže specifická (primární) protilátka. Na tuto protilátku se naváže další (sekundární) protilátka obsahující fluorescenční barvivo, jež lze pozorovat ve fluorescenčním mikroskopu. Tak lze stanovit distribuci a koncentraci makrofágů v řezu jak progredujícího tak regredujícího nádoru. Při pokusech bylo zjištěno, že v případě progredujícího nádoru se větší počet makrofágů nachází pod epidermis a hlouběji v řezu se vyskytují rozptýleně jen v malém množství. Naproti tomu ve spontánně regredujícím nádoru jsou makrofágy rozptýlené pravidelně a jejich množství je výrazně vyšší než u progredujícího nádoru. Tyto výsledky naznačují, že makrofágy mohou být jedním z typu imunitních buněk, který je zodpovědný za spontánní regresi melanomu u miniaturních prasat linie MeLiM.
35
Seznam posterů VŠ – sekce biologie 01 Brožová Viktorie: Korespondují molekulární markery a morfologická data? Fylogenetické a evoluční vztahy v řádu šáchorotvaré (Cyperales) Viktorie Brožová*; Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta RNDr. Lenka Záveská Drábková, Ph.D.; Botanický ústav AV ČR, v. v. i., Průhonice Čeleď Juncaceae patřící do řádu Cyperales zahrnuje osm rodů a 450 druhů. V rámci této čeledi se kosmopolitně vyskytují rody Luzula a Juncus. Rody Distichia, Oxychloë a Patosia rostou v Jižní Americe a na tomtéž kontinentu a zároveň na Novém Zélandu se pak nacházejí rody Marsippospermum a Rostkovia. Tyto jihohemisférové rody dokonce tvoří geneticky podpořený celek, nazývaný SouthHemisphereClade (SHC), do kterého mimo zmíněné druhy spadá ještě Juncus lomatophyllusa J. capensis. Nově vyčleněný rod Oreojuncus roste pouze na severní polokouli. Na základě morfologických dat se čeleď Juncaceae dělilí v rámci rodu Juncus na dva podrody a ty ještě na deset sekcí, zatímco rod Luzula je členěn na tři podrody a dále pak na sedm sekcí. Nyní řešíme otázku, zda morfologická data, na jejichž základě je klasifikace čeledi postavena, korespondují s molekulárními markery či nikoli. Tento projekt se zabývá podrobnějším a důkladnějším pochopením vztahů v rámci řádu Cyperales. K tomu slouží genetická data jednotlivých druhů z čeledi Juncaceae, z příbuzných čeledí. První komplexní analýzy zahrnující více než 350 taxonů z těchto čeledí byly provedeny pro gen RuBisCO (rbcL). Jejich výsledkem je podpoření nového, geneticky odlišeného rodu Oreojuncus a potvrzení dříve publikovaných vztahů v rámci rodů Luzula, Juncus a SHC. Jedním z hlavních cílů je rozlišit vztahy mezi jednotlivými druhy u rodu Luzula. Tento cíl se již částečně zdařil, výsledky jsou ale zatím stále málo podpořené (nízký JS a BS). Také v rámci čeledi Cyperaceae se podařilo podpořit hlavní skupiny, pozice některých taxonů však zůstává nevyřešena. Abychom získaly analýzy s vyšší vypovídací hodnotou, provedeme podobné analýzy na základně dat intergenových spacerů trnL-trnF, psbA-trnH a dalších genů: atpA a rpoC1.
02 Brunclíková Lucie: Syntéza minoritních benzofenanthridinových alkaloidů Lucie Brunclíková*; Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Farmaceutická fakulta, Brno Mgr. Jiří Slanina, Ph.D.; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta, Brno Benzofenanthridonové alkaloidy jsou významné přírodní látky s širokým spektrem léčebného účinku. Například sanguinarin, alkaloid hojně zastoupen v rostlině Sanguinaria canadensis, je v současné době zkoumán pro jeho schopnost indukovat v nádorových buňkách apoptózu. Kromě sanguinarinu existuje celá řada benzofenanthridinových alkaloidů s podobnými vlastnostmi, u nichž se předpokládá ještě silnější antitumorální aktivita (macarpin a další), ty jsou však v rostlinách zastoupeny minoritně a jejich separace je obtížná. Cílem toho projektu bylo zaměřit se na syntetickou přípravu těchto těžce dostupných benzofenanthridinových alkaloidů. Existuje několik cest, jak syntetizovat tyto látky. Jednou z nich je samozřejmě totální syntéza z jednoduchých sloučenin. Tato metoda však zahrnuje mnoho reakčních kroků a je časově náročná. Práce se zaměřuje na syntézu minoritních alkaloidů z komerčně dostupného sanguinarinu v několika krocích. Primárním krokem syntézy je převedení sanguinarinu jako kvartérní báze na neutrální molekulu oxysanguinarinu, která následně snadněji podléhá substitučním reakcím na kondenzovaném aromatickém kruhu. Tuto oxidaci je možno provést známou metodou pomocí ferrikyanidu draselného. Tímto způsobem však bylo dosaženo nižších výtěžků než alternativní oxidací pomocí peroxidů vodíku. V současné době se snažíme o zefektivnění oxidace peroxidem vodíku, případně o nalezení další efektivní metody získání oxysanguinarinu, než přejdeme k vlastní substituci aromatického kruhu. Syntéza čistých minoritních benzophenanthridinových alkaloidů by umožnila vyhnout se jejich náročné separaci z rostlinných extraktů. Chemickou cestou můžeme vytvořit i nová 36
analoga benzofenanthridinových alkaloidů, která se v rostlinách nevyskytují, čímž se otevírá nový prostor pro výzkum.
03 Dostálová Regina: Vliv resveratrolu na střevní mikrobiom člověka Bc. Regina Dostálová*; Univerzita J. E. Purkyně, Přírodovědecká fakulta, Ústí nad Labem RNDr. Kateřina Fliegerová, CSc.; Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i., Praha Resveratrol (trans-3,5,4´-trihydroxystilben) je přirozeně se vyskytující fytoalexin s prokazatelně pozitivními účinky na lidský organismus. Jedná se o polyfenolickou látku s antimikrobiálními účinky, působící jako antioxidant a imunomodulans. Resveratrol má také velmi významný terapeutický vliv na nádorové buňky ve smyslu zvýšení jejich zranitelnosti k chemoterapii a zvýšení citlivosti k radioterapii. Vzhledem k prokázanému vlivu na činnost genů produkujících látku surtuin („geny dlouhověkosti“) bývá označován jako „moderní elixír mládí“. Do současnosti však nebyl prostudován jeho vliv na mikrobiom zažívacího traktu, jakožto součásti imunologického systému člověka. Cílem stáže bylo sledovat vliv této látky na složení bakteriální populace tlustého střeva. Tři dobrovolníci konzumovali 80 mg resveratrolu 3 x denně po dobu 10 dní a byl u nich sledován vliv resveratrolu na celkový bakteriální profil stolice. Z fekálních vzorků byla pomocí kitu PowerSoil DNA isolation kit (MoBio, USA) izolována genomická DNA za jednotlivá experimentální období, a bakteriální profil u vzorků z kontrolního a experimentálního období byl porovnán metodou denaturační gradientové gelové elektroforézy (DGGE).
04 Gabrielová Nella: Mikrobi v nás – a pro nás? Aneb jak konzervační látky v potravinách ovlivňují střevní mikroflóru a vznik onemocnění Nella Gabrielová*; Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové, Hradec Králové MUDr. Tomáš Hrnčíř, Ph.D.; Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i., Laboratoř imunologie a gnotobiologie, Nový Hrádek Střevní mikrobiota, neboli tzv. „zapomenutý orgán“ (O‘Hara and Shanahan, 2006), hraje zásadní roli v otázce zdraví a nemoci. Dle posledních výzkumů celosvětově narůstající počet autoimunitních onemocnění úzce souvisí se změnami ve složení evolučně stabilních bakteriálních společenství střeva. Domníváme se, že jistou dysmikrobii mohou navozovat konzervační látky obsažené ve stravě, a tím podmiňovat nejen místní ale i systémové imunitní odpovědi organismu a vznik onemocnění. Cílem našich in vitro experimentů bylo prokázat u běžně užívaných potravinových aditiv schopnost potlačit růst střevních bakterií. Z konzervačních látek s antimikrobiálním účinkem jsme vybrali šest nejčastějších – benzoát sodný, dusitan sodný, siřičitan sodný, sorban draselný, EDTA a propionan draselný. Bezmikrobní myši C57BL/6 byly ve věku jednoho měsíce gaváží osazeny čerstvou střevní mikroflórou zdravého lidského dárce. Z jejich stolice jsme izolovali 21 anaerobních bakterií, následně kultivovaných na TGY agaru. U bakterií jsme pak zjišťovali minimální inhibiční koncentraci (MIC) nutnou k zabránění růstu střevních bakterií jak jednotlivými, tak kombinacemi aditiv. Dále jsme vyizolovali jejich DNA, amplifikovali pomocí PCR, purifikovali na agarózovém gelu a z něj extrahovaný PCR fragment odeslali k sekvenaci. Během in vivo experimentů jsme C57BL/6 myším osazeným lidskou mikroflórou dodávali v pitné vodě běžná aditiva v ekvivalentním množství k maximálnímu dennímu příjmu v lidské populaci. Efekt na mikroflóru jsme analyzovali amplifikací a vysokovýkonným sekvenováním hypervariabilních oblastí 16SrDNA genů bakterií, výsledky jsme srovnali s RDP databází. Závěry experimentů svědčí o odlišném ovlivnění růstu jednotlivých bakterií vybranými konzervanty. Jejich působením tak může být narušen poměr zastoupení dílčích bakterií v mikrobiomu. V rámci in vivo experimentů pokračujeme ve zkoumání účinků aditiv na vznik Crohnovy choroby u predisponovaných jedinců.
37
05 Machová Kamila: Extrémně redukované genomy symbiotických bakterií hmyzu Kamila Machová*; Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta, České Budějovice RNDr. Filip Husník; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Parazitologický ústav, České Budějovice a Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta, České Budějovice Cíle práce byly shrnout předchozí studie týkající se horizontálního genového přenosu (HGT) z bakterií do hmyzu, testovat metody pro vyhledávání tohoto přenosu a analyzovat geny kódující tRNA a rRNA modifikují enzymy v genomech endosymbiotických bakterií hmyzu. Informace o přenosu genů z bakterií do hmyzu jsem 21 studií a zahrnula je do souhrnné tabulky obsahující 64 druhů hmyzu. HGT byl dosud zaznamenán u následujících řádů: Coleoptera, Diptera, Hemiptera, Hymenoptera a Lepidoptera. Počet přenesených genů se pohybuje od nuly po celý bakteriální chromozom. Přestože byl HGT zaznamenán u mnoha druhů hmyzu, zatím neexistuje univerzálně používaná metoda pro jeho detekci. Ověřila jsem použití následující metody: sekvence proteinů hmyzu jsem srovnala se sekvencemi DNA z databáze NCBI (metoda BlastX) a geny bakteriálního původu jsem vytřídila pomocí programu MEGAN. Tuto metodu lze použít, ale její hlavní nevýhodou je její výpočetní náročnost. Většina nalezených úseků byly hypotetické proteiny. U zbývajících nebylo snadné rozlišit, zda se jedná o přenos či kontaminaci. Nicméně bakteriální původ nalezených genů pro syntézu riboflavinu byl potvrzen předchozími studiemi. Pro analýzu ztrát genů pro modifikace jsem použila dvě vzájemně doplňující se metody: i) srovnání proteinových sekvencí těchto enzymu u modelového organismu Escherichia coli s databází všech proteinových sekvencí (proteomů) endosymbiontů (BlastP), ii) vytvořením shluků sekvencí odpovídajících si genů endosymbiontů pomocí programu OrthoMCL. Jak jsem předpokládala, mnoho genů ztratili všichni endosymbionti. Žádný z genů se nezachoval u všech endosymbiontů, ale dva geny byly konzervovány vždy alespoň u jednoho z endosymbiontů žijících v konkrétním hostiteli. U rodů Buchnera a Tremblaya byly některé geny zachovány u všech druhů kromě druhu žijícího společně s dalším symbiontem, který tyto gen obsahuje. Tyto poznatky podporují hypotézu o spolupráci mezi symbionty v rámci jednoho hostitele.
06 Trčková Eva: Vliv střevní mikroflóry na vývoj roztroušené sklerózy Eva Trčková*; Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové, Hradec Králové MUDr. Lucia Hrnčířová; Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i., Laboratoř imunologie a gnotobiologie, Nový Hrádek Celosvětový nárůst počtu autoimunitních onemocnění a alergií je s největší pravděpodobností podmíněn změnou životního stylu v posledním století. Zatímco změny genomu vyžadují delší časový interval, střevní mikroflóra je daleko variabilnější systém. Je ovlivněna např. antibiotiky, stresem, ale zejména dietou. Změněné poměry jednotlivých složek komenzální mikroflóry nebo přítomnost prozánětlivých kmenů můžou u geneticky predisponovaných jedinců způsobit rozvoj závažných autoimunitních onemocnění, jako je třeba Crohnova choroba, ulcerózní kolitida nebo roztroušená skleróza. Cílem tohoto výzkumu je posoudit vliv střevní mikroflóry na rozvoj a průběh roztroušené sklerózy. K tomuto účelu jsme použili myší model experimentální autoimunitní encefalomyelitidy (EAE), což je standardní model pro výzkum roztroušené sklerózy. EAE jsme indukovali u dvou laboratorních myších kmenů, kontrolních myší C57BL/6 a geneticky modifikovaných Nod2-deficitních myší, které mají sníženou produkci antibakteriálních peptidů v ileu. Důsledkem je pak nedostatečná kontrola střevní mikroflóry a změny jejího složení. Pro studium vlivu střevní mikroflóry byly myší kmeny převedeny do bezmikrobního prostředí a následně selektivně osazovány kompletní komenzální mikroflórou či vybranými kmeny (např. Bacteroides thetaiotaomicron, Bacillus subtilis, SFB). U experimentálních myší jsme hodnotili tyto parametry: klinické skóre (stupeň paralýzy), histologii míchy (lymfocytární infiltrát a demyelinizace) a lymfocytární populace ve spádových cervikálních uzlinách (regulační versus prozánětlivé lymfocyty). Naše data ukazují, že přítomnost střevní mikroflóry je nezbytnou podmínkou rozvoje EAE, 38
a že některé komenzální baktérie jsou schopny samy o sobě podstatně zvýšit citlivost ke vzniku EAE. Dalším výstupem je, že Nod2-deficitní myši, které mají poruchu tvorby defenzinů, jsou citlivější ke vzniku EAE než kontrolní myši C57BL/6, a to pravděpodobně díky porušené regulaci střevní mikroflóry.
07 Vymazal Ondřej: Studium účinku vybraných isochinolinových alkaloidů na nádorové buňky Ondřej Vymazal*; Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno doc. MUDr. Iva Slaninová, Ph.D.; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta, Biologický ústav, Brno Látky izolované z rostlin zaujímají významné postavení mezi léky používanými v terapii nádorů, infekcí, ale i jiných nemocí. Látky často využívané k tomuto účelu jsou alkaloidy. Isochinolinové alkaloidy tvoří velkou skupinu přírodních látek izolovaných z rostlin například čeledi dřišťálovité (Berberidaceae) nebo mákovité (Papaveraceae). Do této skupiny patří několik všeobecně známých alkaloidů s významnými biologickými účinky (kodein, morfin, papaverin). Screening alkaloidů na antiproliferační aktivitu na nádorových buněčných liniích stojí na počátku hledání nových léků. Látky s významnou cytotoxicitou by mohly například sloužit jako nová chemoterapeutika. U látek, které vykazují významnou toxicitu na nádorové buňky, se mechanismus účinku studuje podrobněji – typ buněčné smrti, aktivace signálních drah. V práci jsme se zaměřili na benzo(c)fenantridinové alkaloidy (makarpin, chelirubin, sanguirubin, sanguinarin, cheleritrin, chelidonin), protoberberinové alkaloidy (koptisin, berberin), protopinové alkaloidy(protopin, stylopin) a extrakty z vlaštovičníkovce (Stylophorum lasiocarpum), ve kterých jsou tyto alkaloidy obsažené. Podrobněji jsme studovali toxicitu dvou enantiomerů protoberberinového alkaloidu (+/-) stylopinu. Cytotoxicitu jsme testovali pomocí kolorimetrického MTT testu na nádorové buněčné linii A375 (buňky lidského maligního melanomu) a U2OS (buňky lidského osteosarkomu). Výsledky ukázaly významnou cytotoxicitu benzo(c)fenantridinových alkaloidů, které patrně nejvíce zodpovídají za toxicitu extraktů. Hodnocení cytotoxicity stylopinu bylo obtížné z důvodu jeho špatné rozpustnosti, proto nebylo možné dospět k jednoznačnému závěru. Benzo(c)fenantridinové alkaloidy vykazují primární fluorescenci. Tohoto jevu jsme využili ke studiu dynamiky alkaloidů v buňkách HL60 (buňky lidské promyelotické leukémie) normálních a nadprodukujících P-glykoprotein (membránový ABC-transportér zodpovídající za mnohočetnou lékovou resistenci). Intenzitu fluorescence jsme detekovali na průtokovém cytometru. Výsledky ukazují, že alkaloidy jsou pumpovány z buněk a na rezistentní buňky nadprodukující P-glykoprotein působí méně toxicky.
39
Seznam příspěvků
CHEMIE Hodnotitelky sekce chemie: Mgr. Lucie Ruppenthalová, Ústav geoniky AV ČR, v. v. i. Mgr. Lucie Maixnerová, Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
40
Seznam prezentací SŠ – sekce chemie 01 Bufka Jiří 02 Kolářová Lenka 03 Kulhánek Jiří 04 Kupková Květa 05 Nezbedová Michaela 06 Ottenschlägerová Anita 07 Palkovský Martin 08 Smítalová Kateřina 09 Tomandlová Markéta 10 Všianský Vít 11 Zelina Ondřej
Syntéza derivátů chromoforu fluorescenčního proteinu Příprava bis{[1‘-(difenyl-fosfino)ferrocenyl]methyl}etheru Sluníčko v mikrovlnné troubě Příprava odsiřovacích katalyzátorů Studium vlastností borem dopované diamantové elektrody v přítomnosti vybraných surfaktantů Voltametrické stanovení genotoxického environmentálního polutantu 5-nitroindazolu Syntéza funkcionalizovaných fosfonových kyselin – prekurzorů vrstevnatých fosfonátů kovů Příprava a charakterizace Mo/C katalyzátorů Klastrové stavební bloky se strukturou Archimédova antiprismatu pro přípravu nových koordinačních polymerů a jejich sorpční vlastnosti Nanosoudky se schopností vázat anionty Fyzikálně-chemické vlastnosti iontových kapalin
Seznam posterů SŠ – sekce chemie 01 Hrnčířová Jana 02 Chadimová Veronika 03 Muchová Pavlína 04 Říhová Lenka 05 Tyle Ondřej
Sledování obsahu kyseliny benzoové v potravinách pomocí kapilární elektroforézy Příprava a charakterizace vrstevnatých fenylfosfonátů ceričitých Analýza těkavých organických látek emitovaných bakteriemi zubního plaku Iontové kapaliny pro biosensoring Teoretické modelování vlastností molekul
Seznam posterů VŠ – sekce chemie 01 Beránková Petra 02 Hudečková Edita 03 Kobza Michael
Sonda pro analýzu těkavých organických látek zubního plaku Deriváty bambus[6]urilu Analýza mikroorganismů pomocí hmotnostní spektrometrie typu time of flight
41
Seznam prezentací SŠ – sekce chemie 01 Bufka Jiří: Syntéza derivátů chromoforu fluorescenčního proteinu Jiří Bufka*; Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Praha Ing. Petr Štěpánek; Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i., Praha V práci se zabýváme syntézou a spektroskopickým rozborem derivátů chromoforu fluorescenčního proteinu. Cílem je porozumět jeho spektrálním vlastnostem a možnosti jejich ovlivnění okolním prostředím. Dosud byly syntetizovány dva modelové deriváty chromoforu a charakterizovány pomocí několika spektroskopických metod: nukleární magnetické rezonance (NMR), Ramanovy optické aktivity (ROA) a magnetického cirkulárního dichroismu (MCD). U těchto a dalších derivátů budou spektrální vlastnosti použity k získání informací o geometrii a elektronové struktuře. Vzhledem k tomu, že fluorescenční protein je cenný nástroj v biologických zobrazovacích technikách, bylo by přínosné, kdyby se povedly cílené modifikace vlastností fluorescenčního proteinu. To by vedlo k rozšíření okruhu aplikací, např. lepší viditelnosti při zobrazování. Také je žádoucí, aby se v organismu neodbourával dříve, než se naváže na konkrétní místo buňky. V současné době jsou spektra interpretována pomocí teoretických výpočtů. Spolupracovali: Jaroslav Šebestík a Petr Bouř; Skupina Molekulové spektroskopie, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i., Praha
02 Kolářová Lenka: Příprava bis{[1‘-(difenyl-fosfino)ferrocenyl]methyl}etheru Lenka Kolářová*; Gymnázium Hranice, Hranice Prof. RNDr. Petr Štěpnička; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze, Praha Cílem práce je příprava nového fosfinoferrocenového donoru, bis{[1‘-(difenylfosfino)ferrocenyl]methyl}etheru, jeho strukturní charakterizace a studium koordinačních vlastností tohoto ligandu v jeho komplexech s jednomocnou mědí. Ferrocen, tj. bis(η5-cyklopentadienyl) železnatý komplex, je jednou z organokovových sloučenin, které se běžně nazývají sendvičové molekuly, a to díky své charakteristické struktuře. Tento oranžový železnatý komplex je zajímavý také z hlediska svých redoxních vlastností. Je možné jej vratně oxidovat za vzniku modrého ferrocenia (P. Zanello, 1995). Ferrocen je díky své elektronové bohatosti a snadné derivatizaci nadějným stavebním blokem v přípravě ligandů. Fosfinoferrocenové ligandy jsou zajímavé ze sterického hlediska díky své konformační variabilitě (Ch. Elschenbroich, A. Salzer, 1992) a především jako dobré donory elektronů, které nacházejí uplatnění v katalýze organických reakcí zprostředkovaných komplexy přechodných kovů. Koordinační chemii jednomocné mědi bylo věnováno mnoho pozornosti především díky fotochemickým (O. Horváth, 1994) a katalytickým vlastnostem jejích komplexů (S. Díez-González, 2011). V rámci této práce byl ze známého 1‘-(difenylfosfino)ferrocen-1karbaldehydu (P. Štěpnička, T. Baše, 2001) redukcí boranem připraven 1‘-(difenylfosfino)-1(hydroxymethyl)ferrocen–boran (1:1) (P. Štěpnička, I. Císařová, 2013), z něhož byl kondenzací a následnou deprotekcí připraven žádaný produkt v dostatečném výtěžku a čistotě. Připravený ligand byl charakterizován pomocí nukleární magnetické rezonance, rentgenové difrakce na monokrystalu, elementární analýzy, hmotnostní spektroskopie a infračervené spektroskopie. Ligand byl následně použit v přípravě komplexů s jednomocnou mědí. Dosud se podařilo připravit monokrystaly některých směsných halogenidových komplexů měďných a jejich struktura byla stanovena metodami rentgenové strukturní analýzy. Spolupracoval: Bc. Martin Zábranský; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze, Praha
42
P. Zanello in Ferrocenes: Homogeneous Catalysis, Organic Synthesis, Materials Science, ed. A. Togni, T. Hayashi, VCH, Weinheim, 1995, kapitola 7, pp. 317 – 430; Ch. Elschenbroich, A. Salzer, Organometallics, VCH, Weinheim, 1992; O. Horváth, Coord. Chem. Rev., 1994, 135/136, 303; S. DíezGonzález, Catal. Sci. Technol., 2011, 1, 166; P. Štěpnička, T. Baše, Inorg. Chem. Commun., 2001, 4, 382; P. Štěpnička, I. Císařová, Dalton Trans., 2013, 42, 3373.
03 Kulhánek Jiří: Sluníčko v mikrovlnné troubě Jiří Kulhánek*; Gymnázium Mozartova, Pardubice Dr. Ing. Vladimír Církva; Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha Základní ideou tohoto projektu bylo propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie. Vytvořila se tak nová vědní oblast: Mikrovlnná fotochemie, která otevřela široké možnosti využití poznatků jak z chemie, tak z fyziky. Zabývali jsme se zejména výbojkami sirnými. Pásové emisní spektrum sirné bezelektrodové výbojky bylo velmi podobné spektru viditelného světla, tj. slunečnímu záření, což je jedna z hlavních výhod sirných výbojek ve srovnání například s výbojkami rtuťovými. Hlavním úkolem byla příprava nových sirných bezelektrodových výbojek, jejich výroba a kolorimetrická měření a také zjišťování vlivu různých parametrů lamp, jako například množství síry, přítomnost spirály nebo tlak uvnitř výbojky na konečný výkon výbojky. Získané výsledky mají značný význam nejen pro rozšíření vědeckého poznání, ale rovněž mohou nalézt význam i v průmyslových fotochemických procesech, či v metodách degradace nežádoucích polutantů životního prostředí.
04 Kupková Květa: Příprava odsiřovacích katalyzátorů Květa Kupková*; Gymnázium Mimoň, Mimoň Mgr. Luděk Kaluža, Ph.D.; Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha Cílem práce bylo připravit odsiřovací katalyzátory na bázi sulfidu molybdeničitého pomocí různých prekurzorů, metod impregnace, s použitím aktivního uhlí jako nosiče; dále zjistit jakým způsobem ovlivní nanesení prekurzoru a aktivace katalyzátoru redukční sulfidací specifický povrch. Dále byly zkoumány saze jako alternativní nosič. Byly připraveny vzorky odsiřovacích katalyzátorů impregnací nosiče aktivního uhlí vodným roztokem heptamolybdenanu amonného, vodnou suspenzí oxidu molybdenového a methanolovým roztokem molybdenyl acetylacetonátu. Vzorky katalyzátorů byly vysušeny na vakuové rotační odparce a část vzorků byla podrobena redukční sulfidaci (nasíření) směsí sirovodíku a vodíku. Aktuální obsah Mo v katalyzátorech po vysušení byl orientačně stanoven metodou elektronové mikroskopie. Jednoduchou průtokovou metodou fyzisorpce dusíku ze směsi dusíku v heliu byl na nosiči a vzorcích po vysušení i po redukční sulfidaci stanoven specifický povrch. Bylo zjištěno, že povrch nosiče aktivního uhlí byl 919 m2 g-1 a že po nanesení molybdenových sloučenin MoO3, (NH4)6Mo7O24 a C10H14O6Mo vykazovaly vzorky v daném pořadí specifický povrch 383; 532 a 39 m2g-1. Po redukční sulfidaci se specifický povrch katalyzátorů připravených z MoO3, (NH4)6Mo7O24 a C10H14O6Mo částečně zvýšil a stoupl v daném pořadí na hodnotu 494; 613 a 635 m2 g1 . Dále byly zkoumány saze jako nový alternativní nosič. Byly impregnovány vodnou suspenzí oxidu molybdenového (MoO3). U všech vzorků bylo zřejmě dosaženo nasyceného adsorpčního množství, avšak neznáme jeho hodnotu. Hmotnostní bilance nemohla být provedena. Ani po dekantaci a centrifugaci nebylo možno kvantitativně oddělit impregnované saze od MoO3. Vzorky sazí byly podrobeny elektronové mikroskopii, která orientačně stanovila množství adsorbovaného MoO3. Tento údaj byl dán do souvislosti s hodnotami povrchů sazí (získané volumetrickou metodou). Graf ukazuje, že mezi velikostí povrchu a množstvím sorbovaného oxidu molybdenového není přímá úměrnost.
43
05 Nezbedová Michaela: Studium vlastností borem dopované diamantové elektrody v přítomnosti vybraných surfaktantů Michaela Nezbedová*; SOŠ veterinární Hradec Králové – Kukleny, Hradec Králové Mgr. Jaroslava Zavázalová; Univerzitní výzkumné centrum UNCE „Supramolekulární chemie“, UNESCO laboratoř elektrochemie životního prostředí, Univerzita Karlova v Praze, Katedra analytické chemie, Přírodovědecká fakulta, Praha V poslední době se jako elektrodový materiál testuje borem dopovaný diamant (BDD), který je pro elektrochemika atraktivní díky své mechanické i chemické stabilitě, malé náchylnosti k pasivaci elektrodového povrchu, širokému potenciálovému oknu, nízkému zbytkovému proudu a biokompatibilitě. Předmětem projektu byla elektrochemická charakterizace borem dopované diamantové filmové elektrody v přítomnosti vybraného surfaktantu (povrchově aktivní látky) pomocí voltametrických metod. Po základním seznámení s chováním BDD elektrody pomocí cyklické voltametrie bylo provedeno testování odezvy BDD v přítomnosti čtyř vybraných látek (1-aminonaftalen, 2-aminobifenyl, 4-amino-3-nitrofenol, benzofenon-3) a tří surfaktantů (dodecylsulfát sodný, hexadecyltrimethylamonium bromid, TritonX-100). Úspěšný nárůst výšky píku byl zaznamenán u látky benzofenon-3 v kombinaci s kationtovým surfaktantem hexadecyltrimethylamonium bromid. Pro tuto dvojici látek byl dále studován vliv základního elektrolytu a vliv koncentrace surfaktantu na výšku píku benzofenonu-3. Za optimálních podmínek byla změřena kalibrační závislost a určena mez detekce.
06 Ottenschlägerová Anita: Voltametrické stanovení genotoxického environmentálního polutantu 5-nitroindazolu Anita Ottenschlägerová*; Gymnázium Plzeň, Plzeň Mgr. Vít Prchal; Univerzitní výzkumné centrum UNCE „Supramolekulární chemie“, UNESCO laboratoř elektrochemie životního prostředí, Univerzita Karlova v Praze, Katedra analytické chemie, Přírodovědecká fakulta, Praha 5-Nitroindazol (5-NI) je derivát indazolu používaný jako výchozí látka pro syntézu různých organických sloučenin a antibiotik. Jeho deriváty ukázaly silnou toxicitu proti parazitům z řádu Trypanosoma způsobujícím velkou řadu onemocnění jak u hospodářských zvířat, tak u člověka. 5-Nitroindazol je potvrzeným mutagenem pro bakteriální kultury [1]. Stanovení 5-NI bylo již provedeno pomocí polarografických technik [2], ale vzhledem k obavám z toxicity kapalné rtuti je žádoucí vyvinout metodu nepoužívající tento potenciálně toxický kov. Tato práce se zabývala voltametrickým stanovením 5-NI pomocí diferenční pulzní voltametrie s nově připravenou pevnou bizmutovou pracovní elektrodou. Bylo nalezeno optimální pH pro stanovení 5-NI – pH = 8.0. Dále byla změřena kalibrační závislost v deionizované vodě a vypočteny limity detekce (LD) a kvantifikace (LQ) ze směrnice kalibrační přímky. Byly zjištěny následující výsledky – LD = 0,13 µmol L-1 a LQ = 0,42 µmol L-1. Opakovatelnost stanovení při nejnižší koncentraci byla 10,9 %, z pěti po sobě jdoucích měření. Kalibrační závislost 5-NI byla lineární v celém zkoumaném rozsahu. Tato metoda bude později aplikována na reálné vzorky pitné a říční vody. W. A. Vance, H. S. Okamoto, Y. Y. Wang: Mut.Res. 173, 169-176 (1986). V. Němcová, P. Šimůnková, J. Barek, V. Vyskočil, J. Zima: „Polarographic and Voltammetric Determination of Mutagenic 5- nitroindazole at Mercury Electrodes“; Poster PO-10; 15. Österreichische Chemietage, Graz, Rakousko.
44
07 Palkovský Martin: Syntéza funkcionalizovaných fosfonových kyselin – prekurzorů vrstevnatých fosfonátů kovů Martin Palkovský*; Gymnázium Jakuba Škody, Přerov Ing. Jan Svoboda, Ph.D.; Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i., Praha Fosfonáty kovů nacházejí uplatnění jako adsorbenty a katalyzátory, materiály pro uchovávání plynů a jejich separaci, jako protonové vodiče, materiály pro biotechnologie nebo antikorozní ochranu. Náplní mé práce byla příprava a charakterizace nových difunkčních fosfonových kyselin a jejich fosfonátů kovů. Difunkční fosfonátové ligandy mohou tvořit můstky vedoucí ke tvorbě zesíťovaných systémů obsahujících kavity, jejichž velikost lze ovlivňovat jak délkou skeletu ligandu tvořícího můstek, tak jeho koncentrací ve směsi s jiným ligandem, který nemůže můstek tvořit, ale může do systému vnášet další funkční skupinu zodpovědnou za následné vlastnosti takto připravené pevné sítě. Tyto látky lze považovat za obdobu zeolitů, aplikačně významnou skupinu pevných porézních látek. Práce pojednává o syntéze a charakterizaci difunkčních fosfonových kyselin s rozličným typem sekundární funkční skupiny a rovněž chemické struktury původního skeletu. Byly prováděny vícekrokové syntézy kyselin primárně odvozených od benzenu (např.: benzen-1,4-difosfonová kyselina, 4-nitrofenylfosfonová kyselina, 4-aminofenylfosfonová kyselina, 4-karboxyfenylfosfonová kyselina, 4-sulfofenylfosfonová kyselina, 4-jodofenylfosfonová kyselina), ale rovněž i od xylenu či bifenylu (4,4´-difosfonomethylbenzen, bifenyl-4,4‘-difosfonová kyselina). Některé z takto připravených sloučenin byly podrobeny dalším reakcím za účelem vytvoření dikyselin s delším řetězcem. Mezi takto připravené sloučeniny patří například azobenzen-4,4‘-difosfonová kyselina nebo azoxybenzen-4,4‘-difosfonová kyselina. K prolongaci chemického řetězce byl využit Sonogashira coupling, jež byl aplikován na 4-jodofenylfosfonovou kyselinu. Důvodem syntézy dikyselin s delším řetězcem je hypotéza, že delší můstky v signifikantní míře prospěšně ovlivňují žádanou tvorbu kavit a zesíťování systému. Některé kyseliny byly neutralizovány na své soli – fosfonáty kovů. Připravené estery kyselin byly chromatograficky čištěny, charakterizovány 1H NMR spektra a nasledne hydrolyzovány a titrovány. K charakterizaci kyseliny 4-sulfofenylfosfonové a diethyl 4-jodo-fenylfosfonátu byla použita rovněž energiove disperzní rentgenový fluorescenční mikroanalýza. Připravené kyseliny byly titrovány, čímž byla potvrzena jejich čistota a rovněž byly stanoveny hodnoty koncentračních disociačních konstant.
08 Smítalová Kateřina: Příprava a charakterizace Mo/C katalyzátorů Kateřina Smítalová*; Gymnázium, Pardubice Ing. Gulková Daniela, CSc.; Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha MoCo katalyzátory jsou využívány k odsiřování paliv. Charakterizují se specifickým povrchem a sorpcí kyslíku. V rámci této práce byly připraveny prekurzory těchto katalyzátorů. Metodou chemisorpce kyslíku byly kvantitativně změřeny aktivní místa těchto prekurzorů, které byly dříve ve skupině připraveny suspenzivní impregnací a roztokovou impregnací. Všechny vzorky bylo nutno předem nasulfidovat. Byly porovnávány rozdíly mezi absorbovaným množstvím kyslíku u vzorků připravených z různých prekurzorů Mo na stejném nosiči a také rozdíly mezi vzorky na různých nosičích. Při užití oxidu molybdenového, heptamolybdenanu amonného a molybdenyl acetylacetonátu na stejném nosiči byly v tomto pořadí naměřeny absorpce 80,92; 59,20 a 49,22 µmol O2/gkat. Při nanášení oxidu molybdenového na saze s různým povrchem byly naměřeny hodnoty 1,24; 6,47 a 25,33 µmol O 2/gkat. Při nanášení heptamolybdenanu amonného na další nosič byla naměřena absorpce 12,67 µmol O2/gkat. Bylo zjištěno, že nejvyšší sorpci kyslíku mají vzorky připravené z oxidu molybdenového a že sorpce má tendenci růst se zvětšujícím se povrchem nosiče.
45
09 Tomandlová Markéta: Klastrové stavební bloky se strukturou Archimédova antiprismatu pro přípravu nových koordinačních polymerů a jejich sorpční vlastnosti Markéta Tomandlová*; Dvořákovo gymnázium, Kralupy nad Vltavou Mgr. Tomáš Baše, Ph.D.; Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i., Husinec-Řež Tato práce pojednává o přípravě nových stavebních bloků, jejichž základní strukturní jednotkou je para-dikarba-closo-dekaboran (1,10-C2B8H10) se strukturou odvozenou od čtvercového Archimédova antiprismatu a para-dikarba-closo-dodekaboran (1,12-C2B10H12) se strukturou odvozenou od pentagonálního antiprismatu. Tyto karboranové stavební bloky byly použity jako výchozí látky pro přípravu dikarboxylových kyselin jakožto vhodných ligandů pro koordinační polymery, trojrozměrné polymerní porézní sloučeniny s potencionálním využitím např. při uskladnění plynných látek. Jednou z dříve připravených sloučenin tohoto typu je struktura s označením MOF-5, jejíž organickou část tvoří kyselina tereftalová. Výsledná struktura je dokonale kubická, k čemuž přispívá lineární uspořádání karboxylových skupin v kyselině tereftalové a oktaedrální okolí jednotlivých koordinačních center ve struktuře. Oproti tomu je známo, že koordinační polymery s dikarboxylovou kyselinou para-dikarba-closo-dodekaboranu (1,12-(COOH)2-1,12-C2B10H10) nevytvářejí kubickou strukturu z důvodu sterických nároků karboranového klastru. Proto jsme se rozhodli připravit méně prostorově náročné klastrové stavební bloky para-dikarba-closo-dekaboranu (1,10-C2B8H10) se strukturou odvozenou od čtvercového antiprismatu a provést porovnání jejich prostorových nároků. Tyto ligandy byly dále použity k přípravě koordinačních polymerů s Co 2+, Zn2+, Cu2+ a La3+ ionty v kovových centrech. Sorpční studie byly prováděny zejména s koordinačními polymery s Co2+ ionty z důvodu jejich větší stability. Tyto látky mohou být zahřívány až na teplotu 300 °C aniž by docházelo k degradaci jejich skeletu. Zároveň u nich byl naměřen specifický povrch převyšující 1000 m2/g a vysoká sorpční kapacita pro vodík.
10 Všianský Vít: Nanosoudky se schopností vázat anionty Vít Všianský*; Gymnázium Matyáše Lercha, Brno doc. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.; Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno Bambusurily jsou makrocyklické látky, složené z glykolurilových jednotek propojených methylenovými můstky, které tvoří stabilní komplexy s anionty. V této práci je uvedena nová metoda detekce záporně nabitých částic v roztoku za využití NMR spektroskopie a těchto aniontových receptorů. Bambusuril je schopen upravovat svůj tvar v závislosti na velikosti a vlastnostech v něm uzavřeného aniontu. Jeho komplexy s různými anionty jsou od sebe rozlišitelné na NMR spektrech, po proběhnutí analýzy lze tedy dokázat, které anionty roztok obsahoval. Byly tabelovány hodnoty chemických posunů pro prázdný makrocyklus a jeho komplexy s 16 různými anionty. Podle těchto hodnot lze po naměření NMR spektra roztoku s neznámým aniontem či anionty a malým přídavkem makrocyklu velmi rychle zjistit, o které záporně nabité částice se jednalo. Prezentována je také syntéza příslušných makrocyklů. Pro účely stanovování aniontů se nejvíce osvědčil dodekabenzylbambus[6]uril, kvůli jeho lepší rozpustnosti oproti bambus[6]urilům substituovaným jinou funkční skupinou. Příprava makrocyklu použitelného pro představenou metodu detekce aniontů není příliš náročná a vychází z naprosto základních, dobře dostupných chemikálií.
11 Zelina Ondřej: Fyzikálně-chemické vlastnosti iontových kapalin Ondřej Zelina*; SPŠ chemická akademika Heyrovského a Gymnázium, Ostrava Mgr. Roman Witasek; Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Katedra chemie, Ostrava
46
Předmětem zkoumání této studentské vědecké stáže byly iontové kapaliny (dále IL). Výzkum volně navazuje a rozšiřuje poznatky z předchozího vyšetření [1]. Cílem stáže bylo stanovení fyzikálně chemických vlastností vybraných "nových" IL, u kterých tyto konstanty ještě nebyly zjištěny, přičemž byla stanovena jejich rozpustnost ve zvolených rozpouštědlech, pH vodných roztoků, teplota tání a u fluorovaných IL také obsah fluoridů. Pro látky označované jako IL je charakteristické, že se skládají z organického kationtu a anorganického nebo organického aniontu. Jedná se o vysoce viskózní látky, které jsou vysoce termostabilní (podle složení 350-450°C), obvykle s nízkou toxicitou a jsou nehořlavé. Mají velmi dobré solvatační vlastnosti, velké teplotní rozmezí, ve kterém jsou kapalné a prakticky nulovou tenzi par, z čehož plyne jejich malá těkavost [1]. Význam iontových kapalin spočívá v tom, že mohou nahradit organická rozpouštědla, která jsou velmi těkavá, v důsledku čehož dochází k znečišťování životního prostředí. Iontové kapaliny mohou být také použity k separaci plynných i kapalných směsí, čehož lze využít například v chromatografii [1]. [1] BURGET, David. Příprava a charakterizace fluorovaných iontových kapalin. Ostrava, 2012. Bakalářská práce. VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ – TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. Vedoucí práce doc. Ing. Petr Pánek, CSc.
47
Seznam posterů SŠ – sekce chemie 01 Hrnčířová Jana: Sledování obsahu kyseliny benzoové v potravinách pomocí kapilární elektroforézy Jana Hrnčířová*; Gymnázium Jaroslava Vrchlického, Klatovy RNDr. Tomáš Křížek, Ph.D.; Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Praha Kyselina benzoová (na etiketách potravin ji můžete najít pod označením E 210), p-hydroxybenzoová a její estery (E 214, E 215, E 218, E 219), sorbová (E 200) se přidávají do potravin jako konzervanty. Prodlužují dobu, po kterou je vhodné potraviny konzumovat a chrání potraviny před mikroby, které by mohly způsobit předčasné kažení potraviny. Jejich obsah musí být regulován, protože ve větším množství mohou způsobovat u citlivějších lidí zdravotní problémy. Všechny tři kyseliny se snadno ionizují a absorbují UV záření, a proto je vhodnou metodou k jejich současnému stanovení kapilární elektroforéza. Kapilární elektroforéza se řadí mezi elektromigrační separační metody. Tato metoda je velmi účinná a při měření nám stačí velmi malé množství vzorku, řádově nano až pikolitrové objemy (KAŠIČKA 1997). V mé práci jsem nejprve pracovala na vývoji a optimalizaci podmínek metody pro stanovení kyseliny benzoové, p-hydroxybenzoové a sorbové. To přestavuje například upravování pH základního elektrolytu nebo koncentrací jeho složek. Následně jsem stanovila opakovatelnost, linearitu, meze detekce a kvantifikace vyvinuté metody. Metodu jsem použila pro stanovení kyseliny benzoové, p-hydroxybenzoové a sorbové ve vzorcích hořčice a brusinek. KAŠIČKA Václav. Teoretické základy a separační principy kapilárních elektromigračních metod. Ústav organické chemie a biochemie, Akademie věd České republiky, 1997. 320 s.
02 Chadimová Veronika: Příprava a charakterizace vrstevnatých fenylfosfonátů ceričitých Veronika Chadimová*; Gymnázium Vysoké Mýto, Vysoké Mýto Dr. Ing. Klára Melánová; Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i., Praha Fenylfosfonáty kovů jsou hybridní anorganicko-organické sloučeniny, v nichž je atom kovu koordinován k fosfonátové funkční skupině. Fosfonáty čtyřmocných kovů patří mezi nejstabilnější. Mezi nejlépe popsané patří fosfonáty zirkoničité, které by mohly být využity například jako sorbenty, iontové vodiče nebo katalyzátory. Cílem této práce bylo najít vhodnou metodu pro přípravu vrstevnatého fenylfosfonátu ceričitého a dalších para-substituovaných fenylfosfonátů. Fenylfosfonáty ceričité byly připraveny reakcí síranu ceričitého či dusičnanu ceričitoamonného s kyselinou fenylfosfonovou za různých reakčních podmínek. V závislosti na teplotě přípravy vznikají tři typy vrstevnatých sloučenin, které byly charakterizovány práškovou rentgenovou difrakcí, termogravimetrií, energiově disperzní rentgenovou mikroanalýzou, elementární analýzou a Ramanovou spektroskopií. Za laboratorní teploty vzniká hydratovaný fenylfosfonát ceričitý se vzdáleností vrstev (basal spacing) 15,5Å, který má žlutou barvu. Při použití hydrotermální syntézy vznikají bílé bezvodé fenylfosfonáty ceričité, při 100° C se vzdálenost vrstev pohybuje v rozmezí 14,8-15Å a při 180° C vzniká fáze se vzdáleností vrstev 15,6Å, která může být doprovázena malým množstvím fáze s nižším basal spacingem nebo monazitem (CePO4). Para-substituované byly připraveny reakcí síranu ceričitého či dusičnanu ceričitoamonného se kyselinou p-karboxyfenylfosfonovou, p-sulfofenylfosfovou, 1,4-benzendifosfonovou a 4,4’-bifenyldifosfonovou.
48
03 Muchová Pavlína: Analýza těkavých organických látek emitovaných bakteriemi zubního plaku Pavlína Muchová*, Gymnasium Kladno, Kladno Mgr. Kristýna Sovová; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR v. v. i., Praha Cílem stáže bylo identifikovat a kvantifikovat těkavé látky uvolňované ze zubního plaku. Detekce těchto látek by mohla umožnit včasnou diagnostiku počínajícího vzniku zubního kazu v ústní dutině. K ověření této hypotézy byla použita metoda hmotnostní spektrometrie, reprezentovaná dvěma technikami, GC/MS (plynová chromatografie-ve spojení s hmotností detekcí) a SIFT-MS (hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty). Pro účely tohoto experimentu bylo vybráno 10 dobrovolníků různých věkových skupin. Látky pocházející ze zubního plaku patřily do skupiny lehkých organických sloučenin – aldehydů, organických kyselin, aj. Spolupracovala: Petra Beránková, Farmaceutická fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové, Hradec Králové LOESCHE, WALTER J. a CHRISTOPHER KAZOR. Microbiology and treatment of halitosis. Periodontology 2000. 2002, vol. 28, issue 1, s. 256-279. DOI: 10.1034/j.1600-0757.2002.280111.x.; ROSS, BM, N DADGOSTAR, M BLOOM a L MCKEOWN. The analysis of oral air using selected ion flow tube mass spectrometry in persons with and without a history of oral malodour. International Journal of Dental Hygiene. 2009, vol. 7, issue 2, s. 136-143. DOI: 10.1111/j.1601-5037.2008.00316.x.; FLEMMIG, Thomas F. a Thomas BEIKLER. Control of oral biofilms. Periodontology 2000. 2011, vol. 55, issue 1, s. 9-15. DOI: 10.1111/j.1600-0757.2010.00383.x
04 Říhová Lenka: Iontové kapaliny pro biosensoring Lenka Říhová*; Gymnázium Vrchlabí, Vrchlabí RNDr. Jaroslav Žádný; Ústav chemických procesů, AV ČR, v. v. i., Praha Iontové kapaliny díky své komptabilitě s biomolekulami představují látky vhodné pro konstrukci moderních elektrochemických senzorů. Zavedením helicenového motivu do iontových kapalin se zlepší převod biochemické reakce na elektrický signál. Práce byla zaměřena na syntézu nových derivátů [7]helicenu, které slouží jako prekurzory pro přípravu takovýchto iontových kapalin. Komerčně dostupný 9-bromo[7]helicen byl převeden na 9-(trimethylsilylethynyl)[7]helicen za podmínek Sonogashirova kaplingu (Žádný, 2013). Tento produkt byl odchráněn za vzniku 9-ethynyl[7]helicenu. Následná anti-Markovnikova adice bromu na trojnou vazbu, pomocí Schwartzova činidla, poskytla 9-(2-bromovinyl)[7]helicen, jakožto vhodný prekurzor pro syntézu iontových kapalin na bázi helicenu obsahující vinylimidazolový motiv. Pomocí DFT výpočtů byla studována struktura nové iontové sloučeniny a porovnávána s již existující imidazoliovou solí odvozenou od 2-methyl[6]helicenu. Připravené produkty byly charakterizovány konvenčními analytickými metodami (NMR, MS). Spolupracovali: Ing. Tomáš Strašák, PhD.; Dr. Ing. Vladimír Církva; Ing. Jan Storch, Ph.D.; Ústav chemických procesů, AV ČR, v. v. i., Praha
05 Tyle Ondřej: Teoretické modelování vlastností molekul Ondřej Tyle*; Gymnázium Písek, Písek Dr. Vladimír Sychrovský; Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i., Praha Zabývali jsme se teoretickými výpočty vlastností molekuly diethylfosfát. Cílem bylo získat přesné 49
závislosti NMR spektroskopických parametrů na struktuře pro interpretaci NMR spekter v nukleových kyselinách. NMR spektroskopie (nukleární magnetická rezonance) je metoda zkoumající přechody mezi stavy jaderných spinů molekuly v magnetickém poli. Studovaná molekula se umístí do supravodivého magnetu, kde na ní působí velmi silné a vysoce homogenní statické magnetické pole (viz obrázek vpravo). Toto pole v molekule orientuje spiny atomových jader. S pomocí dalších magnetických polí a složitého počítačového zpracování lze získat NMR spektroskopické parametry, které citlivě závisí na geometrickém uspořádání molekuly. Výpočtem těchto parametrů lze interpretovat experimentální data a určit strukturu molekuly. Vypočtené NMR parametry byly statisticky zpracované a jejich výsledné průměrné hodnoty reflektují vibrační pohyby studované molekuly. Jako příklad je zde uvedena 2J(P,C) štěpící konstanta udávaná v jednotkách Hertz, která citlivě závisí na uspořádání atomů v okolí fosfátové skupiny. Z výsledků je patrné, že zahrnutí vibračních pohybů molekuly při výpočtu NMR parametrů vede ke zlepšení shody s experimentem. Získané poznatky a závislosti NMR parametrů budou sloužit pro jejich přesnou strukturní interpretaci v nukleových kyselinách.
50
Seznam posterů VŠ – sekce chemie 01 Beránková Petra: Sonda pro analýzu těkavých organických látek zubního plaku Petra Beránková*; Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta, Hradec Králové Mgr. Kristýna Sovová; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i., Praha K identifikaci a stanovení těkavých organických látek uvolňovaných z plaku na povrchu zubu byly použity dvě analytické metody: plynová chromatografie s hmotnostní detekcí, GC/MS a hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty, SIFT-MS. GC/MS byla využita pro kvalitativní analýzu stopových plynů ve vzorku zubního plaku. SIFT-MS následně umožnila kvantifikaci identifikovaných látek. Jedná se o poměrně novou analytickou metodu, která je založena na chemické ionizaci stopových plynů pomocí tří prekurzorových iontů H3O+, NO+ a O2+. Výhodou této techniky je možnost kvantifikace plynné látky v reálném čase, limit detekce této metody je 1 ppbv. Pro usnadnění lokalizace byla vyvinuta sonda. Jako materiál byl použit vosk, který je inertní a neinterferuje s monitorovanými látkami. Pro simulaci zubního chrupu byly vlastnosti sondy ověřeny na milimetrovém papíru. Měřením na SIFT-MS jsme zjistily, že nejvíce zastoupené plynné látky v okolí zubního plaku jsou vyšší aldehydy (pentanal, heptanal) a organické kyseliny jako kyselina máselná, octová a hexanová. Pomocí sondy připojené na SIFT-MS a znalosti vybraných látek by mohla tato metoda umožnit včasnou lokalizaci vyšší koncentrace výše zmíněných látek a případně i zlepšit včasnou diagnostiku počínajícího zubního kazu v ústní dutině.
02 Hudečková Edita: Deriváty bambus[6]urilu Edita Hudečková*; Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno doc. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.; Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno Bambus[6]uril je organická makrocyklická sloučenina, která byla v roce 2010 objevena vědci z Masarykovy univerzity (Švec, 2010). Struktura této sloučeniny vychází z již známých sloučenin – cucurbiturilu a hemicucurbiturilu. Bambus[6]uril se skládá z šesti glykolurilových jednotek propojených methylenovými můstky. Velmi důležitou vlastností této molekuly jsou její supramolekulární schopnosti. Molekula je schopna vytvářet hostitelské interakce. Díky této vlastnosti může být využita jako dopravní prostředek. Syntéza této molekuly se skládá ze tří kroků. Nejprve je nutná příprava meziproduktů 4,5-dihydroxyimidazolidin-2-onu a 2,4-dimethylglykolurilu. V rámci stáže byly přípravy meziproduktů této syntézy optimalizovány. Cílem bylo izolovat meziprodukty v co největších výtěžcích a v požadované čistotě. Ke kvantitativní a kvalitativní identifikaci získaných produktů byla použita metoda nukleární magnetické rezonance. Otázkou zůstává využití bambus[6]urilu. Předpokládá se, že by mohl uplatněn ve farmaceutickém průmyslu jako již zmíněný dopravní prostředek pro různé typy léčiv. Komplexy bambus[6]urilu s léčivy by měly být lépe rozpustné a měly by dopravit léčivo na požadované místo bez zasažení trávicího traktu. Dále jej lze využít k čištění kapalin od solí nebo při diagnostice nemoci cystická fibróza. Příspěvek je zaměřen na přiblížení zmíněných supramolekulárních vlastností bambus[6]urilu a důkladný rozbor jednotlivých kroků přípravy BU[6]. ŠVEC, Jan, Marek NEČAS a Vladimír ŠINDELÁŘ. Bambus[6]uril. Angewandte Chemie International Edition, Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2010, roč. 49, č. 13, s. 2378-2381. ISSN 14337851.
51
03 Kobza Michael: Analýza mikroorganismů pomocí hmotnostní spektrometrie typu time of flight Michael Kobza*; Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno Ing. Jiří Šalplachta, Ph.D.; Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., Brno Dnešní doba vyžaduje rychlé a spolehlivé nástroje pro identifikaci mikroorganismů, protože tradiční metody zaberou spousty času a četně dávají ne příliš přesné výsledky, které jsou mnohdy závislé na počtu jednotek parazita v dané hmotnostní jednotce. Při optimálním zpracování vzorku k analýze, dokáže MALDI-TOF MS* rychlou a specifickou identifikaci na základě specifických fingerprintů (identifikujících „otisků“). Nutnost zrychlit analýzu mikroorganismů v medicínské i komplexní laboratorní praxi má pozitivní přínos pro rychlejší a více specifickou léčbu nebo rychlý zásah výkonných orgánů k odstranění kontaminovaného produktu z běžně dostupného obchodního trhu. Díky MALDI-TOF MS můžeme spolehlivě ukazovat a vyhodnocovat naměřená hmotnostní spektra mikroorganismů, ale stále se vyskytuje problém s rozlišením spekter taxonomicky příbuzných organismů. V naší stáži jsme se zaměřili především na možnosti identifikace kvasinek rodu Candida a bakterií rodu Staphylococcus. Byly testované různé způsoby přípravy vzorků s ohledem na jednoznačnou identifikaci analyzovaných mikroorganismů. Vzorky byly sbírkové kmeny poskytnuté Mikrobiologickým ústavem Lékařské fakulty Masarykovy univerzity při Fakultní nemocnici U sv. Anny v Brně. Při studiu výsledných spekter v závislosti podmínek přípravy a úschovy vzorku pro zmíněnou analýzu, za uživatelského nastavení přístroje, jsme dokázali zjistit nové možnosti k analýze daných mikroorganismů a najít adresné fingerprinty pro daný mikroorganismus. *Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time Of Flight Mass spectrometry. Jedná se o fyzikální analytickou metodu, při které se analyzovaný vzorek spojí s matricí, nanese k analýze na kovovou desku, která se vloží do přístroje k analýze. Laserem se vzorek převede do iontové podoby a na základě doby letu a velikosti částic m/Z vidíme naměřené hodnoty. Ve výsledku vidíme spektra pro peptidy a bílkoviny, ale tuto metodu lze použít i k analýze nízkomolekulárních látek nebo nukleových kyselin.
52
Seznam příspěvků
FYZIKA Hodnotitelé sekce fyzika: RNDr. Soňa Ehlerová, Astronomický ústav AV ČR, v. v. i. RNDr. Petr Zacharov, Ph.D., Ústav fyziky a atmosféry AV ČR, v. v. i.
53
Seznam prezentací SŠ – sekce fyzika 01 Brázdová Klára 02 Brichová Lucie 03 Fárník Tomáš 04 Gardošová Juliana
05 Herman Tomáš 06 Honsa Lukáš 07 Kurfiřt Martin 08 Novotný Adam 09 Pavelka Lukáš 10 Theiner Ondřej 11 Živná Natálie
Změny ve slunečních skvrnách v průběhu silných erupcí Vývoj diodových laserů v blízké IČ oblasti a jejich spektroskopické aplikace Optické experimenty: kvantová podstata světla a základní principy laserů Astročástice – Rychle a Zběsile aka Mise Pierre Auger aneb Vliv druhu kosmické částice na pozici maxima atmosférické spršky a počet vzniklých mionů Měření pravděpodobnosti reakcí neutronů s materiály důležitými pro aktivační detektory neutronů Zkoumání dynamiky objemových změn v homogenních tuhých vzorcích interferometrickou metodou Spektroskopická charakterizace supersonické expanze Měření spekter neutronů pomocí metody doby letu Vliv vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu fotovoltaické proměny v tenkovrstvých solárních článcích Použití robotických dalekohledů v moderní astrofyzice a následné zpracování napozorovaných dat Přeměna energie ve fotovoltaických článcích
Seznam posterů SŠ – sekce fyzika 01 Klusáček Jan 02 Suchopárová Gabriela
Efektivní přeměna energie ve vícevrstvých fotovoltaických článcích Řešení struktury Ni3Si2 metodou elektronové difrakční tomografie
Seznam posterů VŠ – sekce fyzika 01 Benc Marek
Detekce kosmického záření extrémně vysokých energií
54
Seznam prezentací SŠ – sekce fyzika 01 Brázdová Klára: Změny ve slunečních skvrnách v průběhu silných erupcí Klára Brázdová*; Biskupské gymnázium ve Žďáru nad Sázavou, Žďár nad Sázavou Mgr. Michal Švanda, Ph.D.; Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov Sluneční skvrny jsou útvary vyskytující se v silném magnetickém poli. Siločáry tohoto magnetického se však vypínají vysoko do vyšších vrstev atmosféry – chromosféry a koróny. Když dojde k napnutí těchto siločar v koronálních smyčkách a k jejich následné rekonexi, uvolní se velké množství energie – dochází k erupci. Silné sluneční erupce (třídy M a X) hrají důležitou roli v celkovém charakteru aktivní oblasti, jehož studium je náplní této práce. Kosovichev a Zharková (2001, ApJ 550, L105) analyzovali silnou sluneční erupci z 14. 6. 2000. Autoři rozdělili aktivní oblasti, v níž došlo k této erupci, do menších oblastí, které poté analyzovali – zjišťoval vývoj indukce magnetického pole a celkového jasu vybraných oblastí. Podobnou analýzu jsme aplikovali na větší vzorek erupcí, které byly klasifikovány jako bílé se sílou M 5,7 až X2,1. Všechny tyto erupce byly situovány v oblastech, ve kterých byla soustředěna skupina menších slunečních skvrn kolem jedné (případně dvou) větších skvrn. S nástupem bílé erupce klesá magnetická intenzita a roste jas. Jakmile dosáhne jas maxima, indukce magnetického pole typicky dosahuje minima. Během závěrečné fáze erupce naopak jas oblasti klesá a indukce magnetického pole roste. Ve finálním stavu se indukce ustaluje na hodnotách podobných výchozím, ale jas je nižší. Plocha slunečních skvrn v průběhu erupce klesá, ale po erupci se vrací do výchozího stavu.
02 Brichtová Lucie: Vývoj diodových laserů v blízké IČ oblasti a jejich spektroskopické aplikace Lucie Brichová*; První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové Mgr. Ondřej Votava, Ph.D.; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i., Praha Práce byla rozdělena do dvou částí, a to na charakterizaci diodových laserů a na jejich následnou aplikaci při spektroskopickém výzkumu. Cílem první části bylo stanovit charakteristiky (proudové charakteristiky, určení prahových proudů a diferenciálních účinností) nově sestrojeného diodového laseru s vnějším rezonátorem. Pro něj byl zjištěn vhodný přelaďovací rozsah s odpovídajícími hodnotami prahového proudu. Tyto výsledky mohli být posléze použity při sestavení nového, lépe nastavitelnějšího laseru a pro vylepšení použitých komponentů laserového zařízení. Druhá část práce se zabývala konverzí nukleárních spinových izomerů molekuly vody v plynné fázi. Jednalo se o izomery para H2O a ortho H2O. Bylo měřeno, jak se mění poměry mezi těmito izomery za velmi nízkých teplot. K tomu byla využita supersonická komora, do které se adiabaticky rozpínala plynná směs vody a nosného plynu argonu a docházelo tak k jejímu ochlazování. Pomocí spektroskopické detekce bylo posléze možné určit zastoupení obou izomerů vody v této expanzi. Cílem této části bylo zjistit, jestli dochází ke konverzi mezi zmíněnými izomery či nikoliv. Práce jedné z vědeckých skupin z ETH Zürich tvrdí, že za určitých podmínek (a tvorbě klastrů) má docházet k přeměně veškerých molekul vody na izomer para H2O (Tanner et al., 2013). Bylo však ověřeno, že se mezi nimi zachovává rovnovážný poměr 3:1. MANCA TANNER, Carine, Martin QUACK a David SCHMIDIGER. Nuclear Spin Symmetry Conservation and Relaxation in Water (1 H 2 16 O) Studied by Cavity Ring-Down (CRD) Spectroscopy of Supersonic Jets. The Journal of Physical Chemistry A. 2013-10-03, vol. 117, issue 39, s. 10105-10118. DOI: 10.1021/jp400958f.
55
03 Fárník Tomáš: Optické experimenty: kvantová podstata světla a základní principy laserů Tomáš Fárník*; Gymnázium Pierra de Coubertina, Tábor Mgr. Michal Fárník, Ph.D., DSc.; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i., Praha Ideou prováděných experimentů bylo sestavit aparatury sloužící jako zkušební a výukové pro nové studenty, kteří ještě nebyli seznámeni s drahými laboratorními přístroji, aby pochopili jejich základní principy a fungování. Zmíněnými aparaturami byly Michelsonův interferometr a Mřížkový spektrometr. Obě jsou běžnou součástí laserů používaných v laboratoři Molekulové a klastrové dynamiky. Na Michelsonově interferometru se také ukazuje kvantová i vlnová podstata světla. Spektrometr je součástí resonátoru a barvivových laserů. Na interferometru byla ukázána a následně vysvětlena interference světla. Na polopropustném zrcadle se paprsek dělí na dvě části, které po zpětném odražení spolu konstruktivně a destruktivně interferují, což tvoří tzv. interferenční kroužky. Na spektrometru byly prováděny experimenty za účelem změření vlnových délek, a to jak dvou laserů, tak viditelného světla. Paprsek totiž dopadá na mřížku, která každou vlnovou délku odráží jinam. Z úhlu mezi dopadajícím a odraženým paprskem se následně dají délky lehce spočítat. Obě aparatury byly úspěšně sestaveny. Na Michelsonově interferometru byl dokázán vlnový i kvantový charakter světla. Interference se sice dokazuje vlnově, ale foton je v obou ramenech aparatury přítomen s určitou pravděpodobností, nemůže se totiž rozdělit napůl. Měření se spektrometrem také proběhla úspěšně. Kromě měření vlnových délek lze tento princip uplatnit i k jejich zesilování, a to použitím dvojice mřížek.
04 Gardošová Juliana: Astročástice – Rychle a Zběsile aka Mise Pierre Auger aneb Vliv druhu kosmické částice na pozici maxima atmosférické spršky a počet vzniklých mionů Juliana Gardošová*; OPEN GATE – gymnázium a základní škola, s.r.o., Říčany u Prahy RNDr. Petr Trávníček, Ph.D.; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Cílem práce bylo zjistit, jaký vliv má druh kosmické částice na pozici maxima atmosférické spršky a počet vzniklých mionů, které vznikají při rozpadu kosmických částic. Původním předpokladem bylo, že čím je kosmická částice těžší, tím je vyšší počet vzniklých mionů, při čemž pozice maxima atmosferické spršky se bude přibližovat k zemskému povrchu. K vyhodnocení této hypotézy byla využita data ze simulací programu Conex. Na vyhodnocení daných simulací byl použit program ROOT. Ten musel být upraven tak, aby zpracoval data požadovaným způsobem. Během vyhodnocování se měnil poměr částic těžších a částic lehčích. Upravená data byla znázorněna v grafech, ze kterých pak bylo možné vyčíst trend změny výše zmíněných závislých proměnných. Počet vzniklých mionů se – podle předpokladu – zvětšoval přímo úměrně se zvětšujícím se poměrem těžších částic. Pozice maxima atmosférické spršky se ovšem v rozporu s předpokladem vzdalovala od Země se zvyšující se hmotností.
05 Herman Tomáš: Měření pravděpodobnosti reakcí neutronů s materiály důležitými pro aktivační detektory neutronů Tomáš Herman*; Gymnázium Brno – Řečkovice, Brno RNDr. Vladimír Wagner, CSc.; Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., Oddělení jaderné spektroskopie, Husinec-Řež Aktivační detektory neutronů jsou malé kousky velmi čistého materiálu z jednoho prvku a většinou i monoizotopické. Pokud je vystavíme proudu neutronů, dochází v nich k reakcím, jejichž následkem vznikají radioaktivní jádra. Tyto vzorky jsou potom proměřeny na spektrometru gama. Vyhodnocením naměřených spekter zjistíme přesné množství neutronů, které vzorkem prošly. To je velmi důležité pro řadu zařízení, kde se využívají intenzivní toky neutronů. Například u jaderných reaktorů, lze 56
pomocí aktivačních detektorů zjistit, které části reaktoru jsou nejvíce zatěžovány tokem neutronů. U teprve vyvíjených systémů jaderných transmutorů řízených urychlovačem, musíme velmi přesně znát neutronové pole v různých místech uvnitř zařízení i v reaktorové hale a jejím okolí. Pokud budeme schopni tyto systémy v budoucnu využívat, mohli bychom s jejich pomocí do značné míry vyřešit problém jaderného odpadu. Dalším využitím aktivačních metod s využitím spektrometrie gama je analýza materiálů. Známe-li přesně nějaké neutronové pole a vystavíme mu neznámy vzorek látky, můžeme zjistit jeho přesné složení. Výhodou oproti chemické analýze je, že lze rozlišit i různé izotopy stejného prvku, stačí mnohem menší vzorek a v řadě případů je tato metoda řádově citlivější. Abychom mohli provádět všechna tato vyhodnocení, musíme nejdříve znát pravděpodobnosti reakcí mezi neutrony a izotopy prvků, které plánujeme pro aktivační detektory využívat. Tyto pravděpodobnosti jsou zatím známy jen pro velmi omezené množství prvků. Ve své práci jsem se zabýval právě měřením pravděpodobností reakcí neutronů s yttriem, pro které je málo provedených měření. Po vyhodnocení naměřených dat jsem získal hodnoty pravděpodobností reakcí yttria pro danou energii neutronů. V současné době probíhá měření dalších sérií vzorků, na jejichž zpracování se také podílím.
06 Honsa Lukáš: Zkoumání dynamiky objemových změn v homogenních tuhých vzorcích interferometrickou metodou Lukáš Honsa*; Gymnázium Jírovcova, České Budějovice RNDr. Karel Roháček, CSc.; Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Ústav molekulární biologie rostlin, České Budějovice Rozměry tuhých vzorků lze přesně měřit pomocí interference koherentních světelných vln. Vyhodnocením interferogramů se stanoví změny rozměru vzorku zjištěním dráhového rozdílu světelných vln z jejich fázového rozdílu. Cílem naší práce bylo studovat dynamiku expanze a kontrakce jednoduchých tuhých objektů – v tomto případě barevných papírových segmentů. V řádu mikrometrů jsme zjišťovali změnu tloušťky vzorků a dynamiku průhybu v závislosti na uchycení v měřící komůrce a na jejich absorpci. Měření jsme provedli pomocí originální aparatury (CZ patent č. 301826) na obdélníkových páscích bílého, zeleného, červeného a modrého papíru (tl. 0,2 mm, 8 cm2) s a bez průsvitné plastové podložky, která v prvním případě měla bránit spodnímu průhybu vzorků. Každé měření trvalo 30 min, z toho 2 min záznam klidového stavu, 8 min expozice světlem (ozářenost 700 μmol/m2s v ploše 1,3 cm2), 20 min relaxace. Výsledky jsme doplnili ještě o vzorek zeleného papírového terče (tl. 0,2 mm, cca 24 cm2) s a bez plastové podložky. Výsledky: Pásky s fixací podložkou po zapnutí světla zvětšily svou tloušťku o 750-530-370-170 nm v pořadí modrý(MP)-červený(ČP)-zelený(ZP)-bílý(BP). Následoval pokles v důsledku radiálního šíření tepla papírem a jeho „měknutí“. Největší změna nastala u ZP. Vypnutí světla způsobilo skokovou kontrakci a navození nového klidového stavu. Měření bez podložky vykázalo exponenciální nárůst po zapnutí světla a exponenciální relaxaci po jeho vypnutí. Největší změny u MP. Zelený terč s podložkou měl podobný průběh jako u pásků, pouze s větší dynamikou (1,9 μm nárůst vs. 2,7 μm pokles vzhledem k počátku záznamu). Bez podložky byla dynamika největší – průhyb vzhůru o 14 μm na světle a relaxace k počáteční hodnotě. V další práci se zaměříme na pochopení jevu „měknutí“ papíru na světle.
07 Kurfiřt Martin: Spektroskopická charakterizace supersonické expanze Martin Kurfiřt*; Střední uměleckoprůmyslová škola sklářská, Železný brod Bc. Vít Svoboda; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i., Oddělení chemie iontů a klastrů, Praha Můj příspěvek se týká studia supersonických expanzí pomocí vysoce rozlišené laserové spektroskopie. Supersonická expanze je proces, při kterém plyn expanduje z prostředí o vyšším tlaku 57
do prostředí o tlaku nižším přes úzkou štěrbinu. Tímto procesem je možné plyn ochladit na velice nízké teploty, řádově desítek K, a přesto jej udržet v plynném skupenství na dobu potřebnou pro spektroskopická měření. V důsledku toho dochází ke značnému zjednodušení interpretace měřených rotačně-vibračních spekter a je možné dosáhnou velmi vysokého rozlišení. Během mé stáže jsem provedl několik měření rotačně-vibračních spekter jednoduchých polárních látek v plynném skupenství (H2O, NH3, CH3OH) ze kterých jsem určil základní charakteristiky expanze směsi zkoumané látky a nosného plynu (Ar, He). Základními měřenými veličinami byla teplota expanze, kterou jsem vyhodnotil z Dopplerovy analýzy spekter a intenzita absorpce laserového záření zkoumanými molekulami. V mých experimentech jsem studoval vliv koncentrace výchozích složek na expanzi a v neposlední řadě jsem tak také optimalizoval geometrické parametry experimentu. V mém příspěvku popíši princip supersonické expanze, výhody pramenící z jejího použití ve srovnání s klasickou spektroskopií v plynné fázi. Stručně popíši unikátní aparaturu pro měření vysoce rozlišených spekter v supersonických expanzích vyvinutou na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského a na závěr budu diskutovat dosažené výsledky.
08 Novotný Adam: Měření spekter neutronů pomocí metody doby letu Adam Novotný*; Gymnázium Vincence Makovského se sportovními třídami, Nové Město na Moravě Ing. Mitja Majerle Ph.D.; Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., Husinec-Řež Metoda TOF (=time-of-flight) patří mezi metody sloužící k určení energetických spekter různých částic. Spočívá v tom, že částice s vyšší energií, což odpovídá vyšší rychlosti, dorazí k danému detektoru v kratším čase. Tato metoda je užitečná především pro určení energetických spekter neutronů, u nichž se přesná energie dá změřit obtížně. Metoda TOF se využívá v dnešní době například v CERNu, v kterém se pracuje na projektu nTOF, nebo v IRMM, na projektu GELINA. Tyto projekty se zaměřují na jaderné reakce vytvořené neutrony, jejichž energie se dá právě díky této metodě zjistit. Cílem mé práce bylo určit energetické spektrum neutronů pocházejících ze zdroje neutronů PuBe, který je složen z radioaktivního plutonia a beryllia. V tomto zdroji dojde k jaderné reakci, jejíž produkty jsou částice neutron a foton. V okolí zdroje PuBe byly umístěny dva rychlé scintilační detektory, ve kterých se po příletu částice vytvořily elektronické signály. V krátkém časovém horizontu (během několika nanosekund) jeden detektor zachytil neutron a druhý foton. Z časů příletu těchto částic se dalo určit energii daného neutronu. Opakováním tohoto postupu jsem určil energetické spektrum neutronů. Metoda TOF se dnes také zavádí na neutronových generátorech na ÚJF v Řeži, s kterými jsem měl možnost se seznámit. Sám jsem měl příležitost přihlédnout experimentu, kdy bylo na tamějším cyklotronu úspěšně naměřeno spektrum neutronů z reakce protonu s lithiem pro určitou energii.
09 Pavelka Lukáš: Vliv vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu fotovoltaické proměny v tenkovrstvých solárních článcích Lukáš Pavelka*; Gymnázium Říčany, Říčany Ing. Peter Pikna; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Základním cílem mé stáže bylo zkoumání vlivu vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu jeho absorpce a následně generace a kolekce volných nosičů náboje v polovodičovém materiálu. Za tímto účelem jsem měřil účinnost pasivace (zlepšování elektrických vlastností materiálu) plasmovou hydrogenací tenkovrstvých křemíkových solárních článků. Aby bylo možné toto měření provést a následně interpretovat jeho výsledky, bylo potřeba nejprve důkladně pochopit principy fotovoltaiky. Proto byla jejich výkladu a experimentálnímu ověření věnována první část stáže. Pozornost byla věnována především vlivu prostředí (intenzita světla, teplota) na volt-amperovu (VA) charakteristiku solárního článku (základní popis vlastností článku) a na možnosti měření této charakteristiky. V druhé části stáže již proběhla samotná měření účinnosti pasivace. Aby byla 58
posouzena kvalita pasivace v různých vrstvách solárního článku, byl článek osvětlován předem určenými částmi světelného spektra. Tento postup využil skutečnosti, že se různé vlnové délky záření absorbují v různých hloubkách materiálu, v našem případě v křemíku. K selekci jednotlivých částí spektra byly použity barevné filtry, jejichž kombinace byly vybrány na základě spektrografických měření. Snahou bylo jednoznačně vymezit určitý rozsah vlnových délek, které by se vzájemně při použití různých filtrů nepřekrývaly. Zvoleny byly tři různé úseky spektra, absorbující se ve vrchní, prostřední a spodní části materiálu článku. Vybranými spektry byly ozařovány dva solární články – pasivovaný a nepasivovaný článek. U obou článků byly měřeny VA charakteristiky, ovšem ne klasickou metodou (kdy se měří přímo napětí a elektrický proud článku), ale pomocí metody Suns-Voc, kdy se v průběhu krátkého záblesku (cca 10 ms) měří fotodiodou intenzita dopadajícího záření a napětí naprázdno na článku. Tato metoda umožňuje změřit VA charakteristiku bez vlivu sériového odporu článku a vodičů. Získané hodnoty byly následně porovnány. Z výsledků je patrné, že pasivace zlepšila elektrické vlastnosti článku (určované hodnotou napětí naprázdno - Voc) ve všech jeho vrstvách. Pasivace navíc srovnala rozdílnou kvalitu solárního článku (Voc) v jednotlivých hloubkách z čehož jsem usoudil, že pasivace působí v celém objemu článku.
10 Theiner Ondřej: Použití robotických dalekohledů v moderní astrofyzice a následné zpracování napozorovaných dat Ondřej Theiner*; Gymnázium Jírovcova, České Budějovice RNDr. Mgr. Jan Štrobl; Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov Robotickým dalekohledem se dá nazvat téměř každý dalekohled, který je vybaven motory a je se sám schopen namířit na uživatelem definované souřadnice. Ještě o něco výše je kategorie autonomních robotických dalekohledů, respektive celých autonomních observatoří, kde není člověka vůbec zapotřebí. Autonomní robotické observatoře mají v dnešní astrofyzice široké uplatnění, neboť kromě vysoké efektivity, nízkých provozních nákladů a schopnosti okamžité reakce mohou být umístěny téměř kdekoliv na Zemi - i tam, kde by člověk pozorovat nemohl. Astronomický ústav AV ČR, v. v. i. vlastní a provozuje dva špičkové autonomní robotické dalekohledy BART a D50, které jsou v současnosti mimo jiné zapojeny i do projektu celosvětové sítě robotických dalekohledů EU FP7 GLORIA. Za dobu své existence napozorovaly tyto dalekohledy obrovská množství dat, která ale většinou ještě nebyla plně zpracována. I když existuje mnoho programů pro vyhodnocování astronomických snímků, nenašel jsem ani po konzultaci s mým lektorem program, který by byl schopen alespoň částečně vyhodnocovat velké objemy snímků zcela automaticky. V rámci mé stáže jsem tedy měl tedy za úkol navrhnout a následně zrealizovat metodu, kterou by bylo možné vykreslovat světelné křivky vybraných objektů z dlouhodobého hlediska, přičemž důraz byl kladen hlavně na automatizaci. Za tímto účelem jsem využil spojení vlastního programu v jazyce Java, nazvaného AstroFoto, databáze MySQL a freewarového programu MuniWin, kde AstroFoto společně s MuniWinem extrahuje ze snímků data, která jsou pak dále vyhodnocována v databázi.
11 Živná Natálie: Přeměna energie ve fotovoltaických článcích Natálie Živná*; První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové RNDr. Antonín Fejfar, CSc.; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Cílem práce bylo seznámit se s tématem fotovoltaika především v oblasti fyziky a otestovat články za netradičních podmínek. Proběhlo několik měření, které především poukazovala na účinnost článků a na vlivy, které ji snižují. Na začátku byla sepsána rešerše současného stavu oboru, kde bylo i osvětleno téma fotovoltaiky o něco víc podrobně. Celkem bylo provedeno několik měření, z nichž čtyři byla připojena do projektu. Data se měřila pomocí různých přístrojů: Keithley 2401, luxmetr od Lutronu LX-02, testovací článek od Solartecu s.r.o. s rozměry 29,4 x 12,3 milimetrů. Do přístroje Keithley, který nastavuje pracovní bod článku a měří proud, byl zapojen testovací článek, který byl 59
vystaven osvitu halogenovou žárovkou v reflektoru a byl měřen za různých podmínek, například s filtrem vody, zakrytý nebo delší dobu vystavený světlu. Článek byl testován při přímém osvětlení nebo při osvětlení přes filtry: sklo nebo přes vodní filtr (akvárium naplněné vodou). Ze začátku článek měřený bez filtru ukázal účinnost nejvyšší, ale rychle klesala dolů. Druhé měření, přes sklo prázdného akvária, ukázalo velmi podobný výsledek jako bez filtru. Měření, které probíhalo přes vodní filtr, ukazovalo zprvu nižší hodnoty, než u prvních dvou měření, ale nakonec jeho účinnost, vlivem zahřívání, klesala ze všech nejméně, díky rozptylu vody. Článek, který byl umístěn pod akvárium s vodou, ukázal nejlepší výsledek. Celý tento výzkum by časem mohl vést k hlubšímu výzkumu a vzniku nového typu článků, který by se dal používat pod vodou, aniž by došlo k jeho degradaci. Spolupracovala: Mgr. Lada Kacálková, Ph.D.; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha
60
Seznam posterů SŠ – sekce fyzika 01 Klusáček Jan: Efektivní přeměna energie ve vícevrstvých fotovoltaických článcích Jan Klusáček*; Gymnázium Žďár nad Sázavou, Žďár nad Sázavou RNDr. Martin Ledinský, Ph.D.; Fyzikální ústav AV ČR v. v. i., Praha Jeden z úkolů dnešní fyziky je nalézt efektivní zdroj elektrické energie, který by mohl pomoci k zásobování lidstva energií v budoucnu. Jedním z hlavních adeptů na takovýto zdroj je fotovoltaická přeměna slunečního záření. K vývoji moderních fotovoltaických modulů je třeba plně porozumět základním principům fotovoltaické přeměny a proto mým úkolem bylo sestavit model, který demonstruje princip a výhody vícevrstvých fotovoltaických článků. Jedná se o selektivní absorpci slunečního záření v jednotlivých článcích, která umožňuje efektivnější využití energie fotonů. To nám umožní porozumět následným fundamentalním ztrátám při absorpcí fotonů. Tyto ztráty nejvýznamněji ovlivňují celkové účinnost fotovoltaického článku. Příspěvek je věnován zejména učitelům fyziky a lektorům, kteří by chtěli zajímavou a snadno uchopitelnou problematiku vícevrstvých slunečních článků zařadit do své vyuky. To si žádá velký důraz na názornost a zároveň i jednoduchost způsobu předání informací o tomto jevu. Součástí mojí prezentace je tedy předvedení dvou modelů vícevrstvých fotovoltaických článků, jednoho zaměřeného zejména na názornost a druhého spiše na jednoduchost (proveditelnost v polních podmínkách učitele fyziky) a na upoutání pozornosti publika.
02 Suchopárová Gabriela: Řešení struktury Ni3Si2 metodou elektronové difrakční tomografie Gabriela Suchopárová*; Gymnázium Karla Čapka, Dobříš Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Elektronová difrakce je krystalografickou metodou pro výzkum atomární a molekulární struktury krystalických látek. Narozdíl od běžnější metody rentgenové difrakce lze elektronovou difrakci použít i pro analýzu krystalu submikrometrových rozměrů. Cílem mé práce byla strukturní analýza nanodrátku silicidu niklu Ni3Si2. Tento materiál je na hostitelském pracovišti zkoumán v rámci širšího projektu analýzy nanoobjektů silicidů přechodných kovů s ohledem na jejich aplikace v nanoelektronice. V první řadě jsme v elektronovém mikroskopu našli ve vzorku vhodný krystal, poté jsme provedli difrakční experiment. Data z difrakce spolu s dalšími soubory (například snímky krystalu) jsme zpracovali v programech Jana2006 (Petříček et al. 2006), PETS (Palatinus 2011) a Superflip (Palatinus & Chapuis 2007). Při zpracování dat jsme nejprve nalezli rozměry základní buňky krystalu, poté jsme určili intenzity jednotlivých difraktovaných svazků, a následně jsme na jejich základě určili symetrii krystalu a rozmístění atomů v základní buňce. Výsledkem byl mimo jiné model struktury dané látky. Závěrečným krokem analýzy byla interpretace struktury. Hlavním výsledkem analýzy bylo, že dříve publikovaná struktura tohoto materiálu (Pilstroem 1961) je v podstatě správná, ale autoři udělali chybu při určení symetrie krystalu, a místo správné prostorové grupy Cmcm jej popsali v grupě Cmc21. Z hlediska strukturního je rozdíl malý, ale znamená, že tento materiál nemůže vykazovat piezoelektrické nebo pyroelektrické vlastnosti. Palatinus, L. & Chapuis, G. (2007). J. Appl. Cryst. 40, 786–790.; Palatinus, L. (2011). PETS – program for analysis of electron diffraction data. Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha, Česká republika; Petříček, V., Dušek, M. & Palatinus, L. (2006): The crystallographic computing system JANA2006 Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha, Česká republika; Pilstroem, G. (1961): Acta Chemica Scandinavica, 15, 893-902
61
Seznam posterů VŠ – sekce fyzika 01 Benc Marek: Detekce kosmického záření extrémně vysokých energií Marek Benc*; Univerzita Hradec Králové, Hradec Králové RNDr. Martina Boháčová, Ph.D.; Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Každou sekundu dopadá na jeden metr čtvereční zemské atmosféry více jak deset tisíc nabitých částic přilétajících z vesmíru. Tento jev se nazývá kosmické záření. Částice kosmického záření mají svůj původ nejen ve sluneční soustavě, ale i ve více či méně odlehlých částech okolního vesmíru. Některé k nám putují i z těch nevzdálenějších galaxií. Extrasolární zdroje kosmického záření jsou povětšinou procesy katastrofického charakteru: výbuchy supernov, akreční disky a výtrysky v okolí černých děr a neutronových hvězd, záblesky gama, apod. Energetické spektrum kosmického záření se pohybuje od 109 eV až po 3.2 x 1020 eV (nejenergetičtější detekovaná částice). Částice nad E=1018 eV neboli částice extrémních energií, jsou pro nás stále záhadou. Četnost těchto částic je velice nízká (1 částice na 1 km2 povrchu za rok) a rapidně klesá se zvyšující se energií, což klade velké nároky na efektivitu detekce. Kosmické částice při průchodu atmosferou vytvářejí spršku sekundárních částic, kterou je možné detekovat sítí povrchových scintilačních nebo Čerenkovových detektorů anebo fluorescenčními teleskopy. Fluorescenční technika je ale použitelná jen za jasných bezměsíčných nocí a statistika je tedy omezená. Nová metoda detekce využívající izotropní emisi sekundárních částic v mikrovlnné oblasti by mohla statistiku detekce výrazně zvýšit. Jedním z experimentů, které se snaží prozkoumat vlastnosti mikrovlnné emise relativistických částic v laboratorních podmínkách je experiment AMY.
62
Seznam příspěvků
MATEMATIKA A IT Hodnotitel sekce matematika a IT: Mgr. Ondřej Kreml, Ph.D., Matematický ústav AV ČR, v. v. i.
63
Seznam prezentací SŠ – sekce matematika a IT 01 Pogran Jakub 02 Šebek Ondřej 03 Vaněk Petr 04 Vondrák Martin 05 Zeman František
Užití dvou matematických modelů pro výpočet silových účinků působících na supersonicky obtékaný profil Fuzzy modely vícekriteriálního hodnocení Diferenciální počet nejen pro matematiky Statistická analýza ve čtyřpolních tabulkách Bezpečnostní rizika vznikající využíváním http cookies
Seznam posterů SŠ – sekce matematika a IT 01 Zachová Michaela
Maximální nebo minimální – optimalizace v praxi
64
Seznam prezentací SŠ – sekce matematika a IT 01 Pogran Jakub: Užití dvou matematických modelů pro výpočet silových účinků působících na supersonicky obtékaný profil Jakub Pogran*; Gymnázium pod Svatou Horou, Příbram Ing. David Šimurda, Ph.D.; Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i., Praha Supersonické proudění neboli proudění při nadzvukových rychlostech, a jeho účinky na obtékaná tělesa jsou stále předmětem zájmu mnoha vědeckých pracovišť, protože znalost této problematiky nachází široké uplatnění ve vnější i vnitřní aerodynamice. Příkladem může být návrh tvaru trupu vojenských letadel, která se dnes běžně pohybují supersonickými rychlostmi. Z vnitřní aerodynamiky jmenujme například návrh lopatkování posledních stupňů nízkotlakých dílů parních turbín velkého výkonu. Pro tyto účely se používají různé matematické modely popisující chování stlačitelné tekutiny při supersonickém proudění. Existují, jak komplexní modely, jejichž řešení je časově poměrně náročné, tak i modely jednodušší zohledňující pouze nejdůležitější vlastnosti supersonického proudění. A právě takové dva modely byly použity pro určení odporové síly působící na supersonicky obtékaný profil. Konkrétně se jednalo o profil ramene sondy, která se využívá ve vysokorychlostním aerodynamickém tunelu k měření parametrů supersonického proudu vystupujícího z rovinných lopatkových mříží. K určení odporové síly pomocí prvního modelu, který sestává ze středovaných Navierových-Stokesových rovnic a modelu turbulence, byl využit komerční řešič. Druhý model vycházející z linearizované potenciální rovnice proudění stlačitelné tekutiny a teorie šikmých rázových vln byl implementován do vlastního programu a jím získané výsledky byly porovnány s výsledky komerčního řešiče. Bylo dosaženo poměrně dobré kvalitativní shody v rozložení Machova čísla na povrchu profilu, ale hodnoty odporové síly se liší. Pro korektní posouzení použitelnosti obou modelů se plánuje v dalším pokračování stáže výsledky ověřit experimentálně.
02 Šebek Ondřej: Fuzzy modely vícekriteriálního hodnocení Ondřej Šebek*; Masarykovo gymnázium, Příbor RNDr. Ondřej Pavlačka, Ph.D.; Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Olomouc Fuzzy modely vícekriteriálního hodnocení jsou kombinací modelů vícekriteriálního hodnocení a tzv. fuzzy čísel, které byly matematiky zavedeny pro přesnější matematické vyjádření kvalitativních kritérií a nejasných hodnot. V podstatě se jedná o skupinu čísel, z nichž každému se přiřazuje určitá váha na škále od 0 do 1. Cílem realizované stáže bylo ověřit praktické možnosti využítí metody fuzzy modelů vícekriteriálního hodnocení v evaluaci výuky na střední škole z pohledu studentů. K naplnění výzkumného cíle byl využit matematický program FuzzME. Sběr dat proběhl v únoru 2014 na Masarykově gymnáziu v Příboře. Výzkumný soubor tvořilo 20 studentů. Potenciální využití studie spatřujeme v oblasti zpětné vazby pro vyučující. Vycházeli jsme z předpokladu, že matematické vyjádření kvalitativních kriterí by mohlo pomoci postihnout takové poměrně obtížně zachytitelné jevy v pedagogické práci, jako jsou například výklad látky, nezaujatost, či srozumitelnost. Snažili jsme se sestavit soubor otázek tak, aby obsahoval především taková témata, která by učitelům na základě získané zpětné vazby posílit silné stránky nebo umožnila do výuky zakomponovat případná konkrétní vylepšení. Dosavadní výsledky, které rozebíráme v prezentaci, naznačují, že použitá metoda může nalézt ve zkoumané oblasti praktické uplatnění.
65
03 Vaněk Petr: Diferenciální počet nejen pro matematiky Petr Vaněk*; Gymnázium Mikuláše Koperníka, Bílovec doc. RNDr. Josef Zedník, CSc.; Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědná fakulta, Olomouc Název naší stáže „Užití matematiky v současné praxi“ napovídá, že se jedná pro bližší zkoumání o velmi rozsáhlé téma. Začátky spolupráce s panem doc. RNDr. Josefem Zedníkem, CSc. směřovaly k obohacení znalostí z konkrétních oblastí matematiky, jakými jsou teorie množin, teorie grup a teorie svazů, které můžeme považovat za základ pro každého matematika. Následovaly oblasti matematiky, jejichž využití může opravdu pozorovat v reálném životě. Zmínit bych mohl teorii grafů, díky které dnes můžeme analyzovat chod dopravy nebo tvořit efektivní počítačové sítě, a teorii her, která pomocí analýzy dat vytváří nejvhodnější strategie pro řešení konfliktů v mnoha oblastech lidského bádání. V rámci stáže jsme se hlouběji zaměřili především na diferenciální počet a jeho užití, a proto jsme této problematice věnovali náš příspěvek. Diferenciálním počtem se již před více jak 350 lety zabýval Isaac Newton (1643 – 1727) a matematik Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 – 1716). Ve své době si však zajisté nedokázali představit, jak velký dopad na lidstvo bude mít právě jejich objev. Cílem našeho snažení bylo zmapovat využití tohoto počtu v dnešním světě a také jej názorně prokázat. Užití diferenciálního počtu můžeme pozorovat v makroekonomii, mikroekonomii, businessu, ale také například v předpovědních modelech počasí nebo při měření okamžité rychlosti automobilů. V rámci stáže jsem nabyl znalostí v oboru diferenciálního počtu funkcí více proměnných a vázaných extrémech funkcí, díky kterým jsem schopný pomocí parciálních derivací a Lagrangerových multiplikátorů použít Cobb-Douglasovu produkční funkci. Zmíněné metody využíváme k minimalizaci nákladů produkce firmy, při dané úrovni výstupu, a maximalizovat tak zisk, což je pro mikroekonomii velice přínosné.
04 Vondrák Martin: Statistická analýza ve čtyřpolních tabulkách Martin Vondrák*; Slovanské gymnázium Olomouc, Olomouc Doc. RNDr. Karel Hron, Ph.D.; Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Olomouc Analýza vztahu mezi dvěma statistickými znaky patří mezi základní úkoly při statistickém zpracování dat. V případě diskrétních statistických znaků, které mohou nabývat pouze konečně mnoho hodnot (realizací), lze tento problém vyjádřit ve formě pravděpodobnostní tabulky, respektive tzv. kontingenční tabulky, která obsahuje četnosti realizací jednotlivých kombinací hodnot statistických znaků. Například takto můžeme studovat vztah mezi barvou očí a barvou vlasů v dané populaci. K analýze nezávislosti mezi statistickými znaky lze v rámci teorie kontingenčních tabulek přistupovat několika možnými způsoby: Pearsonovým chí-kvadrát testem, poměrem šancí a Fisherovým faktoriálovým testem. Kromě toho, lze také uvažovat situaci, kdy máme k dispozici celý soubor kontingenčních tabulek a chceme analyzovat nezávislost dvou statistických znaků tohoto souboru. V takovém případě se používá teorie tzv. kompozičních tabulek, založená na použití Aitchisonovy geometrie kompozičních dat. Testování nezávislosti se následně provádí pomocí známého t-testu. Cílem projektu je na základě simulací porovnat vlastnosti testů nezávislosti znaků v rámci čtyřpolních tabulek, tj. v případě, kdy každý ze statistických znaků může nabývat pouze dvou hodnot. Srovnání testů pro kontingenční tabulky je navíc doplněno o analýzu vlastností testu pro kompoziční tabulky. Anděl, J., Základy matematické statistiky. MATFYZPRESS, Praha, 2005; Fačevicová, K., Hron, K., Todorov, V, Guo, D., Templ, M., Logratio approach to statistical analysis of 2x2 compositional tables. Journal of Applied Statistics, přijato k tisku.
66
05 Zeman František: Bezpečnostní rizika vznikající využíváním http cookies František Zeman*; Gymnázium Olomouc – Hejčín, Olomouc RNDr. Tomáš Sochor, CSc.; Ostravská univerzita v Ostravě, Přírodovědecká fakulta, Ostrava Http cookie je textový řetězec, který je www serverem uložen na počítači uživatele. Tato data jsou při každé další návštěvě téhož serveru prostřednictvím prohlížeče odeslána zpět na server a tím je identifikován konkrétní webový prohlížeč. Tento příspěvek popisuje, co jsou to http cookies, k čemu jsou určeny, jak bývají v praxi používány, jakým způsobem s nimi pracují prohlížeče a jaká rizika jejich užívání představuje. Cílem práce bylo zjistit, jaká nebezpečí představuje pro uživatele případné odcizení cookie souborů uložených prohlížečem v počítači a znázornit jak jednoduše může dojít k jejich zneužití. Bylo provedeno několik testů, ve kterých byl demonstrován jednoduchý způsob, jak lze v případě získání určitých cookies tato data zneužít k přístupu k různým uživatelským účtům poškozeného. Ačkoliv používání http cookies často zvyšuje pohodlí při běžném používání Internetu, uživatel se vystavuje riziku v případě, že by tyto soubory byly odcizeny a zneužity. Uživatel by tedy měl být obezřetný a nepoužívat cookies na serverech, kde by v případě získání kontroly nad účtem cizí osobou hrozilo odcizení citlivých dat či způsobení jiné závažné škody.
67
Seznam posterů SŠ – sekce matematika a IT 01 Zachová Michaela: Maximální nebo minimální – optimalizace v praxi Michaela Zachová*; Biskupské gymnázium, Žďár nad Sázavou prof. RNDr. Roman Šimon Hilscher, DSc.; Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Ústav matematiky a statistiky, Brno Cílem stáže bylo seznámení se s problematikou využití matematické analýzy při hledání optimálních hodnot týkajících se určení nejpřijatelnějších objemů některých objektů, drah či vzniku duhy. Důležitým bodem bylo pochopení základů diferenciálního a integrálního počtu a jejich využití při studiu extrémů funkcí, kterými se tato práce zabývala. Jako příklad mohu uvést vymrštění projektilu v gravitačním poli Země. Tento projektil je samozřejmě vystřelen z nějakého bodu o výšce h, pod nějakým úhlem ẞ a s počáteční rychlostí v0. Daný objekt dle fyzikálních zákonů po určité době dopadne na zem v nějaké vzdálenosti od místa, ze kterého byl vystřelen. Mým úkolem bylo určit vztahy mezi faktory (výška odpalu, úhel a počáteční rychlost), které na objekt působí a ovlivňují tak i jeho výsledný dopad, a následně definovat a zakreslit funkci dané situace do grafu. Následnou aplikací derivace jsem schopná určit optimální hodnoty faktorů, při kterých docílím maximální možné vzdálenosti, do které je možné projektil vystřelit. Určím tak tedy nevýhodnější podmínky. Samotná práce ale neobsahuje pouze konkrétní případy, zabývala jsem se také obecnými principy odvozování derivací goniometrických, logaritmických a exponenciálních funkcí.
68
Seznam příspěvků
TECHNIKA Hodnotitel sekce technika: doc. Ing. Jan Klusák, Ph.D., Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
69
Seznam prezentací SŠ – sekce technika 01 Fojtík Pavel 02 Hemalová Lýdie 03 Kufová Anna 04 Pfohl Tomáš 05 Šolcová Michaela 06 Tajšlová Ivona
SAIM for Facebook Detekce a analýza šachových diagramů Rezonanční ultrazvuková spektroskopie Kryogenní jeskynní karbonáty Sádrovec, surovina budoucnosti Paleomagnetismus a magnetostratigrafie
Seznam prezentací SŠ – sekce technika 01 Frankl Lukáš 02 Kuchyňka Jaromír 03 Půček Jan
Vliv anizotropie sádrovce na rychlost průchodu ultrazvukových vln Využití grafických karet pro náročné výpočty Porézní polovodiče III a V
Seznam prezentací VŠ – sekce technika 01 Rajnoch Jiří
Studium statických a dynamických deformačních modulů vybraných typů hornin
70
Seznam prezentací SŠ – sekce technika 01 Fojtík Pavel: SAIM for Facebook Pavel Fojtík*; Purkyňovo gymnázium, Strážnice Ing. Malina Lukáš; Vysoké učení technické v Brně, Brno V mém projektu pojednávám o problematice zabezpečení informačních systémů, zaměřuji se však především na mobilní, relativně mladou platformu Android. V rámci projektu pak vzniklo několik aplikací s implementací kryptografických prvků. Prvky moderní kryptografie byly použity i pří vývoji softwaru SAIM for Facebook. Tato aplikace umožňuje uživateli šifrovat odesílané zprávy a naopak dešifrovat zprávy uživatelem přijaté. To vše v uživatelsky přívětivém grafickém rozhraní pomocí několika dotyků. Cílem tohoto snažení je vytvořit bezpečný software s víceúrovňovým zabezpečení umožňující uživatelům komunikovat na nejrozšířenější sociální síti bezpečněji. Vývoji samotné aplikace předcházelo testování jednotlivých prvků moderní kryptografie, porovnávání rychlosti a spolehlivosti algoritmů a vyhodnocování nejvhodnějších nástrojů pro následnou implementaci. Samotný vývoj byl prováděn v prostředí Eclipse. Testování a ladění bylo pak realizováno pommocí AVD emulátoru pro toto vývojového prostředí, a to konkrétně na konfiguraci odpovídající nejnovějšímu zařízení nesoucí označení nexus 5. Pro komunikaci se servery facebooku bylo použito aktuálního, oficiálního SDK vydáveného společností Facebook pro mobilní platformu android, umožňující po autorizaci tříd přistupujících k serverové části aplikace a přidružení Apy keye v podobě hexadecimálního stringu přistupovat k příslušným funkcím. Aplikace má velký potenciál, stále je však co zlepšovat a vyvíjet. Doufám tedy, že v budoucnu budu moct na tuto práci navázat dalším výzkumem a vyvinout tak vskutku silný nástroj, který poslouží milionům uživatelů po celém světě.
02 Hemalová Lýdie: Detekce a analýza šachových diagramů Lýdie Hemalová*; Gymnázium, Střední pedagogická škola, Obchodní akademie a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Znojmo, Znojmo Mgr. Jindřich Soukup; Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, v. v. i., Praha Digitálnímu zpracování a indexaci obrázků a textů je v současné době věnováno velké úsilí. My jsme se zaměřili na zpracování šachových diagramů. Možnými aplikacemi může být digitalizace sbírek starých šachových mistrů či online záznam notace při hraní šachů na internetu. Vyvinuli jsme program, který má za cíl automaticky rozpoznat a následně zpracovat šachové diagramy. V první fázi program testuje, zda obrázek na vstupu je skutečně šachový diagram, v druhé fázi pak za přispění uživatele rozpoznává jednotlivé figurky na šachovnici. Výstupem je šachová notace aktuální pozice na šachovnici. První část programu využívá metodu strojového učení s učitelem – rozhodovací stromy. Použitými příznaky jsou počet čtvercových oblastí s uniformní barvou u obrázků (které získáváme pomocí detekce hran, prahování a morfologických operací), příznak založený na Fourierově transformaci, který testuje pravidelnost obrázku a příznak založený na detekci šikmých linií pomocí Houghovy transformace, který se využívá v případě, že diagram používá k označení černých polí šrafování. V druhé části programu označí uživatel na obrázku šachovnici, jejíž políčka následně po drobných úpravách (prahování či změna měřítka) porovnáváme s referenčními figurkami, které považujeme za vzorové. Výstupem je zápis aktuální pozice ve Forthysově-Edwardsově notaci. Úspěšnost první části programu na testovací množině se pohybuje nad 80 %. Druhá část algoritmu byla testována na záznamu online hry na serveru www.sscr.premiumchess.net a na těchto datech funguje bezchybně.
71
03 Kufová Anna: Rezonanční ultrazvuková spektroskopie Anna Kufová*; Gymnázium Mikuláše Koperníka, Bílovec Ing. Hanuš Seiner, Ph.D.; Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i., Praha Rezonanční ultrazvuková spektroskopie (RUS) je metoda, která se využívá pro měření mechanických vlastností (elastické koeficienty, jejich závislost na jiných fyzikálních veličinách, hledání defektů,…) materiálů. Vzorek je umístěn ve vakuované komůrce, kde do něj z jedné strany střílí laserový paprsek, díky čemuž se zahřívá, roztahuje a smršťuje, čímž se rozvibruje. Každý materiál reaguje na zásah laserovým paprskem určitou vibrací, která má specifickou dobu trvání a frekvenci, což je závislé na jedinečných vlastnostech materiálu. Stejně jako zvon po úderu jeho srdcem vysílá zvukové vlnění určité frekvence, tak materiál, do něhož střílí laser, vysílá taktéž vlnění, avšak pro lidské ucho neslyšitelné – ultrazvukové vlnění (20 kHz a víc), jehož parametry jsou následně detekovány laserem na druhé straně vzorku. Experiment je řízen počítačem, který umožňuje další zpracovávání výsledků. Cílem mé stáže bylo vyzkoušet si experimentální techniku RUS na netradičních vzorcích (hlavičky šroubků, matičky, korálky,…). Každý ze vzorků byl nejprve vybroušen, pak umístěn do komůrky, bylo nutno vymezit síť bodů, kde jej má laserový paprsek zasahovat, a pak se teprve provedl řízený experiment. Počítačovým vyhodnocením byla určena amplituda kmitání vzorku v závislosti na frekvenci. Graf této závislosti vždy obsahuje výrazné píky, které odpovídají rezonancím vzorku v určitých frekvencích. Soubor jejich hodnot tvoří spektrum kmitání vzorku. Experiment byl doplněn modelováním spekter daných vzorků pomocí počítačových numerických metod. Získali jsme tedy dvěma různými způsoby spektra pro jednotlivé vzorky. Jejich porovnáním jsme zjistili, že jsou si v mnoha rysech podobné a zaručují tak správnost postupů. MAYNARD, Julian. Resonant Ultrasound Spectroscopy [online]. Physics Today, 1996, roč. 49, č. 1 [cit. 2014-03-09]. ISSN 0031-9228.
04 Pfohl Tomáš: Kryogenní jeskynní karbonáty Tomáš Pfohl*; Gymnázium & SOŠPg Liberec Jeronýmova, Liberec Mgr. Michal Filippi, Ph.D.; Geologický ústav AV ČR, v. v. i., Praha V naší práci jsme se zabývali studiem doposud málo prozkoumaného fenoménu – kryogenních jeskynních karbonátů. Rešerše literatury a studium depositních vzorků přineslo řadu zajímavých zjištění, která specifikovala cíl naší práce – zdokumentování pravděpodobného dvougeneračního charakteru vybraných vzorků. Vzorky nalezené na území ČR a SR byly podrobeny několika metodikám, konkrétně binokulárnímu pozorování a studiu v polarizovaném světle, dále skenovací elektronové mikroskopii zahrnující metodu BSE a SEI a nakonec rentgen-difrakční analýze. Výsledky těchto instrumentálních metod spolu vzájemně korelují v otázce možného dvougeneračního charakteru studovaných vzorků a přináší tak nový pohled na kryogenní karbonáty. Kryogenní jeskynní karbonáty nacházejí uplatnění při zpřesňování paleoklimatických záznamů, kdy určením stáří daného vzorku pomocí geologických datovacích metod zjistíme také průběh klimatu na daném území. Vznik a výskyt kryogenního karbonátu je totiž téměř výlučně spojen s hloubkovým promrzáním země (vytvářením permafrostu), které je typické pro období glaciálů. Doposud byly vzorky kryogenních karbonátů použité pro datování chápány spíše jako jednogenerační, což mohlo značně zkreslit vypočtené stáří. Zjištění, které přináší tato práce, může napomoci k selektivnějším analýzám jeskynních kryogenních karbonátů a tím následně k přesnějším interpretacím při posuzování klimatických výkyvů v období glaciálů.
72
05 Šolcová Michaela: Sádrovec, surovina budoucnosti Michaela Šolcová*; Gymnázium Olgy Havlové, Ostrava Ing. Eva Plevová, Ph.D.; Ústav geoniky AV ČR, v. v. i., Ostrava Sádrovec je jednoklonný nerost, jehož odrůdy známe též jako mariánské sklo, alabastr či selenit. Podle Mohrovy stupnice má tvrdost 1,5-2. Vznikl převážně vysrážením ze slaných vod. V České republice najdeme největší ložiska sádrovce v Kobeřicích, v minulosti byl těžen také v Kateřinkách. V Kateřinkách započala hlubinná těžba v roce 1849 vykopáním jámy na pravém břehu řeky Opavy, později se těžba přesunula i na levý břeh. Roku 1956 byl otevřen povrchový lom v Kateřinkách. Obě oblasti byly zřejmě pod řekou propojeny překopy a v letech 1961-1963 docházelo k regulovanému prosakování vody. V roce 1964 vytryskl příliš silný pramen vody, který se již nepodařilo zastavit, a definitivně zaplavil sádrovcový lom. Vzniklo tak dnes nazývané Stříbrné jezero. Na jeho březích dnes stále nalezneme pozůstatky sádrovce. Pár let před zatopením Kateřinek proběhl geologický průzkum dalších potenciálních ložisek na těžbu sádrovce a jako alternativou pro otevření lomu byly zvoleny Kobeřice, kde byl také roku 1960 otevřen povrchový důl, a byly vyhloubeny hlubinné jámy, které byly ovšem později zavřeny z technických důvodů. Lom dodával kusy sádrovce do českých a slovenských cementáren a do výrobny sádry ve Štítině. V roce 1983 Kobeřice dosáhly rekordního výkonu, kdy těžba představovala 710 522 tun za rok. Dnes má lom zásoby sádrovce ještě na 200 let z důvodu přerušení odběru sádrovce cementárnami. Pomocí metody infračervené spektroskopie jsme stanovili složení a kvalitu sádrovce v různých částech profilu.
06 Tajšlová Ivona: Paleomagnetismus a magnetostratigrafie Ivona Tajšlová*; Gymnázium Karla Čapka, Dobříš Mgr. Petr Schnabl, Ph.D.; Geologický ústav AV ČR, v. v. i., Laboratoř paleomagnetismu, Průhonice Paleomagnetismus je vědní obor zabývající se zbytkovým magnetickým polem v horninách. V rámci stáže jsem se setkala s metodami, jak určit magnetické pole z hornin. Nejprve jsem se dozvěděla, že hornina musí být zbavena sekundární magnetizace, být demagnetizována, a poté je možné sledovat, jak byla hornina natočena vůči magnetickým pólům, když vznikala. Postupů, jak horninu demagnetizovat je více. Poznala jsem také spoustu nových pojmů a informací ohledně magnetického pole Země a o druhohorách. Magnetostratigrafické metody by nám sami o sobě nedávali tak určité informace, kdybychom neznali či nenašli zkameněliny ze stejných vrstev hornin. Tím je tedy nutné znát alespoň některé zkameněliny pro daná období typická. Poznání amonitů a hlavonožců je tedy také podstatné v rámci výzkumu. Provedením složkové analýzy jsme zjistili, že Tunis se pootočil o 27° proti směru hodinových ručiček. Magnetostratigrafické metody jsou velmi přesné, ale doplňkové, sami o sobě by nám tak cenné informace nedali.
73
Seznam prezentací SŠ – sekce technika 01 Frankl Lukáš: Vliv anizotropie sádrovce na rychlost průchodu ultrazvukových vln Lukáš Frankl*; Gymnázium Olgy Havlové v Ostravě, Ostrava Dr. Ing. Pavel Konečný; Ústav geoniky AV ČR, v. v. i., Ostrava Cílem práce bylo ověřit závislost anizotropie (laminace) sádrovce na rychlost průchodu ultrazvukových vln. Na základě teoretických poznatků se dalo očekávat, že rychlost průchodu ultrazvukových vln kolmých ke směru laminace sádrovce bude menší, než v případě rovnoběžného průchodu, tj. ve směru laminace. Měření na konkrétních vzorcích sádrovce potvrdilo tento teoretický předpoklad. Rychlost průchodu ve směru kolmém ke směru laminace je průměrně o 16% nižší než při průchodu ultrazvuku ve směru rovnoběžném. Při následném zpracování výsledků měření byl rovněž ověřen vliv objemové hmotnosti vzorku na rychlost průchod ultrazvuku. V souladu s teoretickými předpoklady je rychlost průchodu ultrazvuku přímo úměrná hustotě vzorku. Závislost rychlosti průchodu ultrazvukových vln na směr laminace byla u některých vzorků výraznější. Bližší zkoumání těchto vzorků odhalilo vyšší obsah karbonátů a ostatních příměsí. Proto lze soudit, že vliv anizotropie sádrovce se projevuje zejména v případě, že vzorek má vyšší obsah karbonátů či organických sloučenin a přechody jednotlivých vrstev sádrovce jsou tak znatelnější. Tento poznatek poukazuje na dvojí vznik sádrovce. Usazené sádrovce jsou znečištěné příměsemi, sádrovec krystalický je čistý.
02 Kuchyňka Jaromír: Využití grafických karet pro náročné výpočty Jaromír Kuchyňka*; Purkyňovo gymnázium Strážnice, Strážnice Ing. Jan Hajný, Ph.D.; Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Brno Informace nabývají v dnešním světě plném počítačů stále důležitější roli. Myšlenky převedené do podoby nul a jedniček jsou zapisovány, šířeny, zpeněžovány, a proto také v některých případech, bohužel, kradeny. Aby se zabránilo takovémuto úniku informací do nesprávných rukou, dochází k navrhování a tvorbě bezpečnostních systémů. Jedním z těchto systémů je šifrování dat. Kryptografie, jakožto oblast úzce související s informačními systémy, je v současnosti na vzestupu. Díky novým technologiím, jež se stále překotně vyvíjejí, dosahují nové hardwarové komponenty vlastností, které byly ještě před pár lety nemyslitelné. Pro kryptologii znamenal tento posun nutnost reflektovat situaci. Byly tvořeny postupy, šifry a programy, s nimiž bylo možné maximalizovat výpočetní potenciál moderních zařízení. K dosáhnutí většího stupně bezpečnosti šifrování je potřeba využívat operace s velmi velkými čísly, které následně znemožňují útočníkovi prolomit šifru v „rozumném“ čase. To ovšem samozřejmě vede k vyšším časovým nárokům, jež musí odrážet výpočetní výkon hardwaru. Ukazuje se, že využití grafických karet může být krokem správným směrem pro dosáhnutí nižších časových požadavků šifrování. Hlavní činnost této práce je tudíž směřována na zprovoznění, testování a zhodnocení knihovny CUMP, vytvořené pro využití výkonu grafických karet značky NVIDIA podporujících architekturu CUDA. Použitím této knihovny urychlíme celkový výpočet jeho rozdělením na velké množství mezivýpočtů, které jsou počítány paralelně. Výsledky práce jsou zpracovány v dokumentu, v němž lze nalézt podrobný návod, jak uvést veškerý potřebný software spolu s knihovnou do chodu. Obsahuje ale také srovnání naměřených hodnot získaných na procesoru AMD Phenom II X2 555 a na grafické kartě NVIDIA GeForce GT 640.
74
03 Půček Jan: Porézní polovodiče III a V Jan Půček*; Gymnázium Kladno, Kladno Ing. Jan Grym, Ph.D.; Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i., Praha Cílem práce byla příprava polovodičových substrátů GaAs, které by vyhovovaly praktickému využití v epitaxním růstu se dvěma hlavními směry uplatnění. V heteroepitaxním růstu s mřížkovým nepřizpůsobením, kdy se předpokládá, že porézní vrstva zvyšuje poddajnost substrátu. Toto řešení by mělo umožnit integrovat různé materiály na jednom substrátu, což je jeden ze zásadních směrů, kterými se ubírá současný polovodičový průmysl. A dále v možnosti oddělit epitaxní strukturu od substrátu s možností opakovaně použít substrát, případně snížit hmotnost struktury, což je důležité např. v koncentrátorových solárních článcích pro kosmické aplikace. Leštěné substráty pro epitaxi mají subnanometrovou drsnost povrchu. Výsledná porézní struktura by měla co nejméně zasáhnout povrch substrátu, vytvořit v něm relativně malý počet vstupních otvorů (pitů), které lze snadno epitaxně zarůst, a současně vytvořit vysoce porézní oblast s řízenou tloušťkou těsně pod povrchem, která by zaručila poddajnost substrátu nebo umožnila následné oddělení vrstvy. Takovéto porézní substráty GaAs jsem připravoval elektrochemickým leptáním ve vodném elektrolytu HF+KI. Kontrolu nad stavem povrchu i charakterem porézní vrstvy jsem získal následujícím postupem. Na počátku experimentu byl vzorek po krátkou dobu vystaven vysoké proudové hustotě, která umožnila nastavit požadovanou hustotu pitů a zachovat nízkou drsnost povrchu mezi nimi. Dále pokračovalo leptání nízkou proudovou hustotou. V tomto režimu je pak tloušťka porézní vrstvy lineárně závislá na čase leptání. Velká hustota pórů byla docílena volbou vhodného složení elektrolytu tak, aby docházelo k častému větvení pórů. Vzorky jsem studoval rastrovací elektronovou mikroskopií a mikroskopií atomárních sil. Ze studia vývoje porézní struktury v čase lze dojít k závěru, že se kolem pitů nejprve vytváří malé domény, které při vhodném nastaveni všech parametrů postupně vytvoří homogenní porézní vrstvu. Získané porézní struktury měly drsnost povrchu do 2 nm, definovanou hustotu pitů a hloubku pórů a vykazovaly porozitu přibližně 40 % při průměru pórů kolem 50 nm, což jsou parametry vhodné pro následný epitaxní růst.
75
Seznam prezentací VŠ – sekce technika 01 Jiří Rajnoch: Studium statických a dynamických deformačních modulů vybraných typů hornin Jiří Rajnoch*; Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Ostrava Dr. Ing. Pavel Konečný; Ústav geoniky AV ČR, v. v. i., Ostrava Cílem stáže je porovnat různé metody a jejich výsledky při stanovování statických a dynamických deformačních modulů pružnosti. Tyto metody mají využití především v průmyslu a to zejména ve stavebnictví a v hornictví. Pro měření byly vybrány vzorky různých typů hornin z ČR: vzorky žuly, z lokality Žulová, pískovce z Hornoslezské pánve a mramoru, z lomu Lipová. V práci jsou porovnány metody jak z hlediska přístrojového vybavení a časové náročnosti, tak z hlediska výsledků měření. Samotné měření je prováděno na zkušebních tělíscích tvaru válečků stanovením první vlastní frekvence kmitání zkušebního tělíska, pomocí měření rychlostí průchodu ulrazvukových vln a na základě měření deformací během tlakového namáhaní. Nakonec provedeme srovnání námi naměřených výsledků všech metod a vyhodnotíme je.
76
Listina výherců 1. místo biologie SŠ
Miroslav Peřina
(prezentace) Název příspěvku: Parametry křivek chlorofylové fluorescenční indukce v závislosti na fylogenetické příbuznosti rostlinných vzorků Stáž: 1.77 Měření křivek chlorofylové fluorescenční indukce v závislosti od fylogenetické příbuznosti rostlin Škola: Gymnázium Jakuba Škody, Přerov, 3. ročník SŠ Pracoviště: Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Oddělení biofyziky; Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého, Olomouc Lektor: Mgr. Andrej Pavlovič, PhD.
1. místo chemie SŠ
Vít Všianský
(prezentace) Název příspěvku: Nanosoudky se schopností vázat anionty Stáž: 2.06 Nanosoudky se schopností vázat anionty Škola: Gymnázium Matyáše Lercha, Brno, 3. ročník SŠ Pracoviště: Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno Lektor: doc. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.
1. místo fyzika SŠ
Lukáš Pavelka
(prezentace) Název příspěvku: Vliv vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu fotovoltaické proměny v tenkovrstvých solárních článcích Stáž: 3.28 Vliv vlnové délky dopadajícího záření na efektivitu fotovoltaické proměny v tenkovrstvých solárních článcích Škola: Gymnázium Říčany, Říčany, 4. ročník SŠ Pracoviště: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Lektor: Ing. Peter Pikna
1. místo matematika a IT SŠ Jakub Pogran (prezentace) Název příspěvku: Užití dvou matematických modelů pro výpočet silových účinků působících na supersonicky obtékaný profil Stáž: 4.22 Proudění vzduchu při subsonických, transsonických a supersonických rychlostech experimentální výzkum s podporou počítačových simulací Škola: Gymnázium pod Svatou Horou, Příbram, 4. ročník SŠ Pracoviště: Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i., Praha Lektor: Ing. David Šimurda, Ph.D.
77
1. místo technika SŠ
Jan Půček
(poster) Název příspěvku: Porézní polovodiče III-V Stáž: 7.13 Příprava a charakterizace nanomateriálů Škola: Gymnasium Kladno, Kladno, 8. ročník SŠ Pracoviště: Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i., Praha Lektor: Ing. Jan Grym, Ph.D.
1. místo vysokoškolský poster
Eva Trčková
(poster) Název příspěvku: Vliv střevní mikroflóry na vývoj roztroušené sklerózy Stáž: 1.40 Faktory vnějšího prostředí a jejich vliv na rozvoj alergií a autoimunitních onemocnění Škola: Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové, 3. ročník VŠ Pracoviště: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i., Laboratoř imunologie a gnotobiologie, Nový Hrádek Lektor: MUDr. Lucia Hrnčířová
Shrnutí Konkurence soutěžících a jejich kvalitních příspěvků byla velká. Všichni účastníci konference si v závěru dne zaslouženě odnesli certifikát o absolvování stáže v rámci projektu Otevřená věda III a také nové tričko s emblémem Otevřené vědy a konference „Jsem mladý vědec“. A pak už zbýval pouze prostor pro vyhlášení vítězů. Výherci v jednotlivých kategoriích si odnesli věcné ceny: odborné knihy, laboratorní plášť Otevřené vědy a praktickou tašku, ale především právo účasti a prezentace svého příspěvku na mezinárodní soutěži. Výherci se tak s Otevřenou vědou vypravili na mezinárodní olympiádu udržitelného rozvoje INESPO. 6. ročník mezinárodní soutěže se letos uskutečnil v nizozemském Haagu. Více o soutěži: http://www.inespo.org/
78
Kontakty Vydalo: Středisko společných činností AV ČR, v. v. i. Divize vnějších vztahů, Odbor projektů a grantů Národní 1009/3 110 00 Praha 1
Počet stran: 79 Vydavatel (SSČ AV ČR, v. v. i.) nenese zodpovědnost za obsah příspěvků v tomto sborníku. Autoři jsou u všech příspěvků řádně zveřejněni. Text neprošel jazykovou korekturou. Foto: Jan Tichy Photography, archiv Odboru projektů a grantů, © SSČ AV ČR, v. v. i.
www.otevrenaveda.cz
Tato elektronická publikace vznikla v rámci projektu Otevřená věda III – popularizace přírodovědných a technických oborů a komunikace výzkumu a vývoje ve společnosti (reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0023), za finanční podpory ESF, Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky.
79
80
