sborník příspěvků

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