Laboratoř organické fotochemie
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.

Laboratoř organické fotochemie je zapojena do výzkumných projektů, které se zabývají vývojem fotoaktivovatelných sloučenin, fluorescenčních značek a molekulárních senzorů pro biologii, studiem mechanismů fotochemických reakcí a environmentální fotochemií. Multidisciplinární výzkumné projekty zahrnují organickou syntézu, molekulární spektroskopii, chemickou kinetiku, určování struktur organických molekul, časově rozlišenou spektroskopii a výpočetní chemii.

Laboratoř organické syntézy a medicinální chemie
doc. Mgr. Kamil Paruch, Ph.D., Mgr. Jakub Švenda, PhD.

Laboratoř se zaměřuje na vývoj syntetických metodologií a strategií pro přípravu netriviálních organických molekul pro aplikace v biomedicinálním výzkumu. Cílem jsou biologicky aktivní syntetické nebo přírodní látky, které obsahují zajímavý farmakofor a/nebo strukturní komplexitu představující výzvu pro moderní organickou syntézu. Aktivita připravených molekul je testována ve spolupráci s vynikajícími českými a zahraničními biology. Současné projekty se věnují přípravě malých molekul schopných ovlivňovat vybrané lidské kinázy, adenylyl cyklázy a nukleázy.

Laboratoř supramolekulární chemie
prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.

Skupina vyvíjí nové supramolekulární receptory, které jsou schopné ve své kavitě vázat malé molekuly a ionty. Zvláště nás zajímají dvě skupiny sloučenin: cucurbitutily a bambusurily. Tyto makrocycly jsou tvořeny stejným stavebním blokem, glykolurilem, ale interagují s velice odlišnými látkami. K výzkumu v oblasti cucurbiturilů přispíváme zejména v oblasti jejich modifikace a také přípravou molekulárních přepínačů vycházejících z těchto makrocyklů. Bambusurily byly vyvinuty v naší skupině v roce 2010. Později jsme ukázali, že bambusurily jsou velmi dobré receptory pro různé organické anionty a to jak ve vodě, tak i v organických rozpouštědlech. V současné době zkoumáme potenciál bambusurilů pro detekci a transport aniontů.​

Laboratoř atomové spektroskopie
prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.

Skupina se zaměřuje na základní výzkum interakce laserového záření pulsního laseru se vzorkem pro účely zavádění vzorku do zdroje indukčně vázaného plazmatu s detekcí iontů hmotnostní spektrometrií (LA-ICP-MS) nebo optickou emisní spektrometrií (LA-ICP-OES) a pro studium a využití laserem vzbuzeného výboje v atmosféře nad povrchem vzorku pro optickou emisní spektrometrii (LIBS). Analytické aplikace jsou založeny na vývoji nových, původních metod s využitím plazmové spektrometrie pro analýzu biologických, geologických a environmentálních materiálů a předmětů kulturního dědictví. Pro prvková stanovení v rozsahu od hlavních složek až po ultrastopové obsahy jsou využívány metody hmotnostní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu (ICP-MS), hmotnostní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu s laserovou ablací (LA-ICP-MS), atomové emisní spektrometrie se zdrojem ICP (ICP-OES), spektrometrie laserem buzeného plazmatu (LIBS) a rentgenfluorescenční spektrometrie s energiovou dispersí ED-XRF). Výzkumná témata představují prvková zobrazovaní biologických tkání s cílem monitorování vlivu protinádorových léčiv (LA-ICP-MS), studium použití kovových nanočástic pro imunoanalýzu (LA-ICP-MS), zobrazování distribuce prvků a izotopů v horninách a minerálech pro studium geochemických procesů (LA-ICP-MS, LIBS), vývoj programových nástrojů pro zpracování spektrálních dat a tvorbu obrazu, výzkum a vývoj nových metod pro přímou analýzu pevných vzorků geologických materiálů a pokročilých technologických materiálů (ED-XRF, LIBS, LA-ICP-MS). Výzkum je dále zaměřen na rozklad vzorků a jejich převod do roztoku s použitím moderních technologií (mikrovlnný rozklad, indukční tavení) pro analýzu ICP-OES, ICP-MS a AAS a pro přípravu vzorků pro pevnolátkovou analýzu (LA-ICP-MS, LIBS, ED-XRF). Základní výzkum je soustředěn na studium vlivu parametrů laserové ablace na distribuci částic aerosolu a jejich vaporizaci v plazmatu s důsledky pro frakcionaci prvků a izotopů a dále na studium vlastnosti ablatovaného povrchu včetně drsnosti a pokrytí nanočásticemi na distribuci aerosolu a analytický signál. LIBS je studován jako nová metoda pro imunoanalýzu s použitím nanočástic, pro studium bioakumulace nanočástic a kvantových teček v rostlinách. Pomocí atomové absorpční a fluorescenční spektrometrie je studována kontaminace antarktických biotických a abiotických vzorků.

Laboratoř bioanalytické instrumentace
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.

Výzkum skupiny se zaměřuje na vývoj přístrojů a metod pro rychlejší a citlivější bioanalýzu. Používáme hmotnostní spektrometrii pro zobrazování biologických tkání, kapilární elektroforézu spojenou s hmotnostní spektrometrií nebo laserem indukovanou fluorescencí pro separace. Zabýváme se také bioanalytickými aplikacemi nanočástic.

Laboratoř luminiscenčních metod
doc. Mgr. Petr Táborský, Ph.D.

Výzkumná skupina je v současnosti zapojená do celé řady interdisciplinárních projektů v oblastech na pomezí analytické, medicinální, fyzikální chemie a biochemie. Kromě luminiscenční spektroskopie v našem výzkumu využíváme různé spektroskopické, mikroskopické a separační techniky.

Laboratoř separačních metod
doc. RNDr. Jiří Urban, Ph.D.

Laboratoř se zaměřuje na vývoj nových separačních metod využitelných pro dělení nízko- a vysokomolekulárních látek. Využívá monolitické stacionární fáze na bázi organických polymerů, jejichž povrch cíleně modifikují vhodnými funkčními skupinami. Věnují se také vývoji nových experimentálních uspořádání pro vícerozměrnou chromatografickou analýzu.

Laboratoř aplikované kvantové chemie
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.

Výzkumná skupina se aktuálně věnuje čtyřem oblastem výzkumu:

  • Mechanismus bromoborace alkynů: Kvantově-chemické studium možných reakčních cest; založeno na úzké spolupráci s experimentalisty. Tematicky na pomezí fyzikální a organické chemie.
  • Diels-Alderovy reakce vedoucí ke vzniku derivátů forskolinu: Studium reakčních cest a analýza orbitálních interakcí. Založeno na úzké spolupráci s experimentální skupinou doc. Kamila Parucha a dr. Jakuba Švendy. Tematicky na pomezí fyzikální a organické chemie.
  • Strukturní studium hybridních silikofosfátů: Identifikace strukturních modelů, vztahy mezi strukturou a NMR parametry, vliv koordinačního okolí Si a P v prekurzorech na tvorbu center SiO6 v polymerních silikofosfátech. Založeno na úzké spolupráci se skupinou Prof. Jiřího Pinkase a dr. Aleše Stýskalíka. Tematicky na pomezí fyzikální, anorganické a materiálové chemie.
  • Interakce thioredoxin reduktázy s komplexy Au s ohledem na katalytickou aktivitu enzymu. Založeno na analýze publikovaných experimentálních dat a v úzké spolupráci s teoretickou skupinou prof. Jaroslava V. Burdy, UK Praha. Tematicky na pomezí fyzikální chemie a biochemie.
Laboratoře biofyzikální chemie a elektrochemie
Vedoucí: prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.

Výzkum Laboratoří biofyzikální chemie a bioelektrochemie (LABIFEL) je orientován na studium elektrochemických transformací biologicky a medicínsky významných látek (proteinů, oligonukleotidů, nukleových kyselin, a jejich fragmentů) v roztocích a na nabitých fázových rozhraních pomocí elektrochemických a spektrálních metod. Pochopení redoxních a adsorpčních mechanismů studovaných biomolekul dává možnost sofistikovaně vyvíjet elektrochemické senzory (biosenzory) s použitím nových elektrodových materiálů (nanočástice, nanokompozit, polymer) a nových elektrochemických procedur, včetně námi vyvinuté eliminační voltametrie (Elimination Voltammetry with Linear Scan – EVLS).

Laboratoř syntézy nanoslitin
prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Skupina se zabývá teoretickým a experimentálním studiem nanočástic kovů a jejich slitin. V teoretické oblasti se zabývá predikcí fázových diagramů nanoslitin a zejména jejich ověřováním. V experimentální oblasti se zabývají syntézou a charakterizací nanočástic.

Výzkumná skupina kvantově-mechanického modelování materiálů
prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc.

Vědecká činnost skupiny je orientována na teoretické studium elektronové struktury a mechanických i magnetických vlastností materiálů obsahujících rozlehlé poruchy (hranice zrn, antifázové a mezifázové hranice). Zabýváme se také studiem vlastností povrchů a povrchových jevů. Vycházíme zde ze základních rovnic kvantové mechaniky, což nám umožňuje hlubší pochopení vnitřní stavby materiálů a souvislostí mezi jejich strukturou a technicky důležitými vlastnostmi.

Výzkumná skupina ledové (foto)chemie a (foto)fyziky
Vedoucí: doc. Mgr. Dominik Heger, Ph.D.

Skupina se věnuje výzkumu fyzikálně-chemických vlastností ledů a jejich interakcí s přítomnými látkami, racionální optimalizací procesu mrazení pro bezztrátovou kryo- a lyoprotekci biochemicky významných látek. Dále se zabýváme objasněním chování látek v ledové matrici pomocí spektroskopických, elektrochemických a mikroskopických technik a v neposlední řadě také chemickou aktinometrií se zaměřením na toky fotonů procházejících ledem. Uplatnění našeho základního výzkumu směřuje k užitečnosti pro farmaceutické mrazení a pro environmentální vědy.

Výzkumná skupina termodynamického modelování materiálů
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D.

Skupina se zabývá modelováním fázových diagramů komplexních kovových soustav, které jsou zajímavé jak z hlediska materiálového výzkumu, tak fyzikálně-chemických vlastností. Mezi studované materiály patří termoelektrika, materiály s potenciálním využitím pro uchovávání vodíku, speciální oceli atd. Ze studovaných fází věnujeme pozornost sigma a Lavesovým fázím, které významně ovlivňují mechanické vlastnosti materiálů. Mezi problémy, které mají spíše význam z teoretického hlediska, patří modelování za nízkých teplot či optimalizace a hledání vhodných modelů, které by plně vystihovaly fyzikální podstatu a chování fází.

Laboratoř syntézy materiálů a jejich prekurzorů
prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.

Výzkumná skupina připravuje a studuje mesoporézní materiály s velkým povrchem – fosfokřemičitany, organokřemičitany, metalokřemičitany a metalofosforečnany (Al, Ti, Zr, Sn, Zn) – a z nich odvozené anorganicko-organické hybridní materiály. Používáme k tomu námi vyvinutou syntetickou metodu založenou na nehydrolytických sol-gelových reakcích, které jsou unikátní v tom, že probíhají za vyloučení vlhkosti a jsou založeny na snadné eliminaci malých molekul, jako esterů kyseliny octové, acetamidů, silylhalogenidů a alkylaminů. Tyto reakce vedou k materiálům s vysoce homogenní distribucí komponent. Na základě těchto reakcí a s použitím neionogenních templátů připravujeme dobře definované porézní xerogely. Také syntetizujeme anorganicko-organické molekulární stavební jednotky na bázi kubických metalosilikátů (např. sferosilikát (Me3Sn)8Si8O20) a zabudováváme je do porézních sítí pomocí reakcí s alkykovy nebo halogenidy kovů a následným crosslinkováním s bifunkčními silylchloridy. Tyto reakce vedou k dobře definovaným katalytickým centrům zabudovaným v porézních silikátových matricích.

Tyto produkty jsou pak testovány jako heterogenní katalyzátory chemických přeměn, jako je dehydratace ethanolu, výroba butadienu a valorizace oxidu uhličitého. Snažíme se připravit vylepšené katalyzátory pomocí detailní charakterizace materiálů, s porozuměním vztahů mezi strukturou a reaktivitou, ovlivněním acidobazických a redoxních vlastností katalyzátorů. K tomu používáme pokročilé charakterizační metody, jako jsou adsorpce N2, Ar a H2O, prvkové mapování v TEM (STEM-EDS), NMR spektroskopie v pevné fázi a rentgenové fotoelektronové spektroskopie.

Další oblastí je chemická syntéza nano a mikrovláken pomocí elektrostatických zvlákňovacích postupů. Připravujeme vlákna siliky, oxidů kovů, sulfidů a elementárních kovů. WS2 nanovlákna jsou složena z nanostruktur na bázi anorganických fullerenů. Termolytické, sonochemické a redukční reakce používáme k přípravě nanočástic kovů, slitin, směsných oxidů kovů a fosfátů. Získané materiály jsou zajímavé pro své chemické, katalytické a magnetické vlastnosti.

Laboratoř syntézy kovových komplexů a koordinačních polymerů
prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.

Výzkum je zaměřen na syntézu nových polytopických ligandů a jejich použití pro konstrukci polyjaderných fosfonátových komplexů přechodných kovů a lanthanoidů a funkčních koordinačních polymerů se zajímavými vlastnostmi (magnetické, porézní, luminiscentní). Nově derivatizované fosfonátové ligandy jsou pak použity pro přípravu molekulárních stavebních bloků na bázi metalofosfonátů. Syntézy poskytují homo- a heterometalické fosfonátové komplexy s polyjadernými centry, jako jsou {Co7}, {Co12}, {Ni8}, {CoxDy}, x = 6,7,9, {Co2Ln4}, {LnZn9}, {LnZn9}, Ln = Gd, Tb, Dy. Molekulární produkty jsou charakterizovány rentgenovou strukturní analýzou na difraktometru Rigaku. Infračervená (IR) spektra jsou měřena na spektrometru Bruker Tensor T27 s ATR modulem a Ramanova spektra na spektrometru Horiba Scientific LabRam HR Evolution s mikroskopem Olympus. Termická analýza (TG/DSC) je prováděna na přístroji Netzsch STA 449C Jupiter spojeném s IR spektrometrem. GC/MS měření jsou prováděna na chromatografu Thermo Scientific Trace GC Ultra spojeném s hmotnostním spektrometrem TSQ Quantum XLS. Roztoková NMR spektra jsou měřena na spektrometru Bruker Avance IIITM 500 MHz s 5mm BBFO sondou.

Pozornost je také věnována robustním architekturám MOF, které mohou být využity jako matrice pro krystalizaci malých molekul (jako tzv. krystalické houby). Další směry výzkumu zahrnují hledání funkčních vztahů mezi komplexy kovů a organickými makrocykly a molekulárními klipsy. S použitím rotační anody ve dvojvlnovém rentgenovém difraktometru jsme schopni určit struktury velmi malých krystalků a krystalů velmi složitých systémů s velkými základními buňkami.

Laboratoř strukturní chemie
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.

Výzkumná skupina se zabývá rozvojem nukleární magnetické rezonance (NMR) umožňující stanovit vazebné a prostorové uspořádání atomů v molekulárních a supramolekulárních systémech. Věnujeme se vývoji teoretických konceptů i praktickým aplikacím. Předmětem výzkumu jsou zejména biologicky aktivní koordinační komplexy přechodných kovů zahrnující protinádorová metaloléčiva na bázi platiny a ruthenia a kontrastní látky pro MRI diagnostiku obsahující ionty vybraných lanthanoidů. Připravované komplexní sloučeniny jsou dále studovány v kombinaci s makrocyklickými nosiči vedoucí ke vzniku supramolekulárních inkluzních systémů s vyšší efektivitou biologického účinku. Pro určení a predikci NMR posunů stavebních atomů paramagnetických koordinačních sloučenin, vazebné afinity metaloléčiv k transportním nosičům a supramolekulárního uspořádání komplexních systémů jsou v rámci našeho výzkumu využívány vedle experimentální NMR spektroskopie také metody DFT výpočetní chemie a molekulového modelování.

Používáte starou verzi internetového prohlížeče. Doporučujeme aktualizovat Váš prohlížeč na nejnovější verzi.

Další info