VÝZKUM A VÝVOJ
Laboratoř vznikla jako součást mezinárod- ního projektu, účastní se ho pět týmů z ČR a Koreje Referenční laboratoř se bude zabývat demon- strací, testováním a dalším vývojem měření v re- žimu CPEM (Correlative Probe-Electron Micros- copy). Tato metoda je vyvinuta firmou NenoVi- sion a propojuje signál z mikroskopu atomárních sil (AFM) a rastrovacího elektronového mikro- skopu (SEM) do výsledného komplexního sou- boru dat a jeho obrazové vizualizace korelující vybrané morfologické, chemické, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti. Aplikace této metody sahají od přírodních věd po analýzu po- lovodičů a nanomateriálů. Pro otevření laboratoře byla klíčová spolu- práce s brněnskou firmou Nenovision . Ta stojí za vývojem specializovaného AFM modulu, který laboratoř získala v rámci spolupráce na společ- ném projektu TACOM. Modul AFM byl vyvinut právě pro integraci do SEM, kde s pomocí po- kročilého elektronického a softwarového řízení lze zkoumaný vzorek zobrazovat oběma přístroji zároveň. SEM mikroskop byl dodán firmou Zeiss . Referenční laboratoř vznikla na FEL v roce 2023 jako součást mezinárodního projektu TA- COM podpořeného grantovou agenturou TAČR. Projekt byl zahájen v březnu loňského roku a účastní se ho celkem pět týmů z České repu- bliky a Koreje. Zatímco korejská strana se sou- středí především na vývoj tzv. AirSEM mikro- skopu pro Life Sciences (rastrovacího elektro- nového mikroskopu pro zkoumání biologických vzorků mimo vakuum), česká strana intenzivně pracuje na výzkumu a vývoji korelativní SEM-AFM mikroskopie. Jedním z cílů projektu je posílení spolupráce ve výzkumu a průmyslovém vývoji mezi Českou republikou a Koreou, které má na- pomoci vývoji, propojení a širšímu komerčnímu uplatnění těchto metod. V rámci projektu TACOM spolupracuje skupina prof. Bohuslava Rezka na katedře FEL ČVUT na výzkumu a vývoji nových metod korelativní mik- roskopie. Referenční laboratoř slouží pro demon- straci a testování měření v režimu CPEM. Mimo tuto metodu se v laboratoři nacházejí i další pří- stroje pro korelativní měření, zejména mutifunkční optický mikroskop, který obsahuje Ramanův spektrometr, fotoluminiscenční spektrometr, mik- roskop atomárních sil, Kelvinovskou mikroskopii, měření elektrické vodivosti, a skenovací mikro- skop v blízkém optickém poli. » https://fel.cvut.cz/cs NOVÝ BEZPRECEDENTNÍ A VELMI KREATIVNÍ PŘÍSTUP K SYNTÉZE AMIDŮ Nové možnosti návrhu nových amidů, látek všudypřítomných ve světě organických slouče- nin, navrhli vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) a Ústavu molekulární a translační medicíny Univerzity Palackého ve spolupráci s kolegy z Univerzity v Groningenu a Jagellonské univerzity v Kra- kově . Díky revoluční metodě, která využívá jedi- nečné vlastnosti izokyanidů, překonali dosavadní hranice syntézy amidů a otevřeli nové možnosti v organické chemii. Studii nedávno publikoval prestižní časopis Nature Communications . Amidy se nacházejí v peptidových řetězcích, proteinech, léčivech a různých funkčních materiá-
a podpořit tak výsledky svého výzkumu v ob- lasti přírodních věd či zkoumání elektronických komponent. Pro studenty to je také skvělá příle- žitost se seznámit se špičkovými zařízeními sou- časné mikroskopie. Nová laboratoř tak přispěje k tomu, aby se na pracovní trh dostávali vysoce specializovaní odborníci, po kterých je poptávka zejména ze strany firem působících v oblastech biomedicíny, nanomateriálů, elektronických sou- částek, polovodičů nebo baterií, “ uvádí prof. Bo- huslav Rezek, vedoucí katedry fyziky FEL ČVUT, který tým laboratoře korelativní mikroskopie vede. Obr.: Ing. Markéta Šlapal Bařinková v la- boratoři korelativní mikroskopie (Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT)
MIKROBIÁLNÍ UPCYKLACE ODPADNÍHO PET Každý den vyhazujeme horu použitých plas- tových lahví, ale tento problém by mohli za nás snadno vyřešit mikrobi. Časopis ACS Central Science prezentuje práci vědců, kteří uvádějí, že vyvinuli bakterii E.coli schopnou požírat plasty a účinně tak měnit odpadní polyetylentereftalát (PET) na kyselinu adipovou, která se používá k výrobě nylonových materiálů, léků a vonných látek. Tým vědců, mezi nimiž byl i Stephen Wa- llace, již dříve vyvinul kmen E.coli , který měnil hlavní složku starých PET lahví, kyselinu terefta- lovou, na chutnější a cennější látku: vanilkovou aromatickou sloučeninu vanilin. Současně jiní výzkumníci zplodili mikroby, kteří metabolizují kyselinu tereftalovou na rozličné malé molekuly, včetně tzv. krátkých kyselin. Wallace a nový tým z Edinburghské univerzity proto chtěli rozšířit bio- syntetické dráhy E.coli o metabolismus kyseliny tereftalové na kyselinu adipovou, a vytvořit tak hodnotný zdroj pro výrobu mnoha výrobků kaž- dodenní spotřeby, která se dosud vyrábí energe- ticky náročnými procesy z fosilních paliv. Tým vyvinul nový kmen E.coli , který produkuje enzymy schopné přeměnit kyselinu tereftalovou na sloučeniny, jako je kyselina mukonová a adi- pová. Přeměna kyseliny mukonové na kyselinu adipovou běžela na palladiovém katalyzátoru s využitím druhého typu E.coli , která produkuje plynný vodík. Při pokusech tým zjistil, že připo- jení upravených mikrobiálních buněk k algináto- vým hydrogelovým kuličkám zvýšilo jejich účin- nost a až 79 % kyseliny tereftalové bylo přemě- něno na kyselinu adipovou. Při použití reálných vzorků kyseliny tereftalové z vyřazené láhve a povlaku odebraného z odpadních obalových eti- ket systém upravených bakterií E.coli účinně pro- dukoval kyselinu adipovou. V budoucnu budou vědci podle svých slov hledat další cesty k bio- syntéze celé řady žádaných a ceněných pro- duktů. » https://www.chemeurope.com/en/ news/1181943/plastic-eating-bacteria-turn- -waste-into-useful-starting-materials-for-other- -products.html?utm_source=newsletter&utm_ medium=email&utm_campaign=ceuropee- n&WT.mc_id=ca0262 FEL ČVUT PŘEDSTAVILA LABORATOŘ KORELATIVNÍ MIKROSKOPIE URČENOU PRO VÝZKUM POLOVODIČŮ A VÝVOJ NOVÝCH LÉČIV Fakulta elektrotechnická ČVUT (FEL) slav- nostně otevřela Referenční laboratoř pro ko- relativní mikroskopii, která bude sloužit pro vý- zkumné účely i výuku. Nová laboratoř v hodnotě 20 milionů Kč spojuje v jeden celek technologie a přístroje, jejichž konfigurace je ojedinělá nejen v rámci České republiky, ale i Evropské unie. Z jejích možností budou těžit jak výzkumníci z katedry fyziky FEL ČVUT, pod kterou spadá, ale i studenti a studentky doktorského, magister- ského i bakalářského stupně. „ Naše laboratoř je otevřená nejen pro akade- miky z naší fakulty, ale v zásadě pro všechny studenty a studentky z ČVUT či jiných univerzit, kteří si budou potřebovat změřit vlastní vzorky
Studenti řeší, jak odhalit rezistentní bakte- rie a čím nahradit neúčinná antibiotika V současné době již laboratoř vedle čtyř vý- zkumných a akademických pracovníků katedry využívají studentka doktorského studia Ing. Mar- kéta Šlapal Bařinková a Bc. Daniel Vítek, student magisterského studia oboru Lékařská elektronika a bioinformatika na FEL ČVUT, kteří zde zpraco- vávají své projekty. Markéta Šlapal Bařinková vyzdvihuje přínos nové laboratoře pro zkoumání interakce mezi bakteriemi a fotoaktivními nanočásticemi, což je téma, kterým se ve své doktorské práci zabývá. „ Elektronový mikroskop umožňuje nalezení jed- notlivých bakterií a rozlišení jednotlivých složek vzorku na základě elektronového kontrastu. Mik- roskop atomárních sil pak pomáhá charakterizo- vat změny ve 3D topografii. Možnost kdykoliv si připravit vzorky a podívat se na bakterie i jejich interakce s nanočásticemi v nanometrovém mě- řítku otevírá dveře pro získávání nových informací a provádění nových analýz relativně jednoduše, “ vysvětluje doktorandka z katedry fyziky. Její práce má za cíl přispět k odhalování bakterií rezistent- ních vůči působení antimikrobiálních látek, což je v současnosti jeden z nejintenzivněji zkouma- ných problémů lékařské vědy. S hledáním alternativ k současným léčivům souvisí i diplomová práce Daniela Vítka. Student v ní zkoumá elektrochemické biosenzory s nano- diamanty a zlatými nanočásticemi pro lepší de- tekci biomolekul a biomarkerů. „ V dlouhodobém měřítku bychom chtěli dosáhnout zlepšení de- tekce zdravotního stavu a účinku léčiv za pomoci nanočástic, “ říká Daniel Vítek, který by si stejně jako Markéta Šlapal Bařinková svůj výzkum nedo- kázal představit bez přístrojového vybavení nové laboratoře: „ V laboratoři za pomoci mých zkuše- nějších kolegů používám nový AFM mikroskop, který mi poskytuje cenné informace o topografii, morfologii či elektrochemických vlastnostech nanomateriálů a potvrzuje či vyvrací teorie, ke kterým jsem dospěl vlivem měření na jiných pří- strojích. Zároveň fotografie z mikroskopu jsou velmi atraktivní pro plánované publikační vý- stupy, “ shrnuje student, který přiznává, že si vy- tvořil značnou zálibu v pozorování mikro a nano světa.
45
CHEMAGAZÍN • 6 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook Digital Publishing Software