Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie byla i letos nedílnou součástí lednového zasedání Hlavního výboru <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/7">Spektroskopické společnosti</a>. Letošní ročník hostila tradičně <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/15">Univerzita Pardubice</a> a do soutěže bylo přihlášeno dvacet soutěžících, z toho sedm v kategorii A a třináct v kategorii B. Počet přihlášených prací tak znovu potvrdil, že tato soutěž zůstává pro mladé autory atraktivní a stabilně vyhledávanou příležitostí k odborné prezentaci.&nbsp;Nad průběhem soutěže dohlížela čestná předsedkyně doc. Ing. Anna Krejčová, Ph.D. Samotný program pak dobře ukázal šíři současného spektroskopického výzkumu, přičemž jednotlivé směry a metody byly zastoupeny poměrně vyrovnaně. Soutěžní blok navíc nepředstavoval pouze přehled jednotlivých výsledků, ale poskytl i přehled o rozmanitosti metodických přístupů a aplikací současné spektroskopie.V kategorii A, zaměřené na diplomové práce, porota udělila první místo Ing. Janě Knytlové z <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/11">Vysoké školy chemicko-technologické v Praze</a> za práci na téma „Ambientní hmotnostní spektrometrie pro analýzu selektivních modulátorů androgenního receptoru“. Druhé místo získal Filip Jozefov z <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/62">Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR</a> za práci „Predikce molekul z vícestupňové hmotnostní spektrometrie pomocí grafových neuronových sítí a AI modelu DreaMS“ a třetí místo pak Mgr. Lucie Březinová z Ústavu analytické chemie AV ČR za práci „Začlenění stříbrných nanostruktur do kapilárního prostředí pro detekci povrchem zesílenou Ramanovu spektrometrii“.V kategorii B publikovaných prací obsadil první místo Dr. rer. nat. Marius Constantin Chirita Mihaila z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze za práci „Light-based Aberration Correction in Electron Optics for Advanced Spectroscopic Applications“. Na druhém místě se umístila Mgr. Markéta Bosáková, Ph.D. z Ústavu chemie <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/12">Masarykovy univerzity</a> za práci „Acoustic spectroscopy of laser-induced plasma“ a třetí místo obsadil Mgr. et Mgr. Vít Pavelka, Ph.D. z Ústavu analytické chemie AV ČR za práci „Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie snadno a spolehlivě“.Soutěž opět potvrdila svou roli důležité platformy pro prezentaci kvalitních prací mladých autorů a pro odbornou diskusi napříč spektroskopickými obory. Poděkování patří všem soutěžícím za předložené práce, hodnotitelům za pečlivé posouzení příspěvků a oceněným autorům náleží blahopřání k dosaženým výsledkům.<h3>Kategorie B - 3. místo</h3><h4>Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie snadno a spolehlivě</h4><ul><li>Mgr. et Mgr. Vít Pavelka, Ph.D. (Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., Oddělení bioanalytické instrumentace)</li><li>E-mail: pavelka@iach.cz</li></ul><h5>Seznam soutěžních prací:&nbsp;</h5><ol><li>Pavelka, V.; Dvořák, J.; Čupera, J.; Hemzal, D.; Hrbáč, J. Fabrication of SERS Substrates by 3D-Positioned Spark Discharges: Advanced Performance Refinement Using Raman Mapping of Adenine and Its Derivatives J. Raman Spectrosc. 2025, 56 (9), 850-859.</li><li>Pavelka, V.; Hemzal, D.; Hrbáč, J. Complex evaluation of Raman spectra using morphological filtering: Algorithms, software implementation, and experimental verification of baseline correction, peak recognition, and cosmic ray removal in SERS of designer drugs J. Raman. Spectrosc. 2022, 53 (12), 2100-2109.</li></ol>Předložené práce zahrnují dvě strany téhož: jak spolehlivě zpracovat Ramanova/SERS data, a jak mít cenově dostupné a spolehlivé SERS substráty.&nbsp;Ve starší práci představuji jednoduchý, ale účinný způsob zpracování SERS/Ramanových spekter založený na morfologických operátorech. V jednom běhu zvládne odečtení pozadí i rozlišení signálů – a to bez nutnosti dohledu uživatele. Klíčové je dvouprůchodové schéma: nejprve jsou spočteny linie signálů a základní linie a poté zpřesněny jejich hranice (pomocí tzv. kontaktních bodů). Výhodou je rychlost a spolehlivost i pro velké datové sady, např. mapy nebo časové řady. Metodu jsme demonstrovali pomocí spekter vybraných syntetických drog, kde vedla i ke spolehlivějším shodám s databází.&nbsp;<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Vit_Pavelka_Obr_1_Morfologicke_filtrovani_jako_dvoji_klasifikator_2_70f63bcfab.jpg" alt="Vít Pavelka: Obr. 1: Morfologické filtrování jako dvojí klasifikátor: Demonstrace celkového zpracování SERS otisků prstů βk-MBDB jako syntetické drogy za využití linie signálů (ω1) a základní linie (ω2). Vložený obrázek ukazuje normalizovanou ROC křivku spektra, která je barevně kódované dle dvou nastavitelných parametrů. Pro přijaté signály jsou vyznačené polohy maxim. Spodní čáry zobrazují jednobodové rozdílové spektrum v intervalech vyhodnocených jako pozadí (černých) a zavržených signálů (šedých). " srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Vit_Pavelka_Obr_1_Morfologicke_filtrovani_jako_dvoji_klasifikator_2_70f63bcfab.jpg 245w," sizes="100vw" width="1600" height="955">Novější práce popisuje přímou přípravu SERS substrátů jiskrovými výboji pomocí 3D pozicionéru. Metoda je levná a obejde se bez chemických postupů přípravy: vysokonapěťový výboj mezi stříbrným hrotem a vodivým substrátem „natiskne“ vrstvu nanostruktur. Takto připravené substráty byly charakterizovány (mikroskopií v tmavém poli, elektronovou mikroskopií, UV-VIS spektroskopií a cyklickou voltametrií) a výsledné zesílení optimalizováno pomocí mapování Ramanových spekter adeninu (~16k spekter na jedno měření). Pro vyhodnocení byly použity dvě veličiny:&nbsp;<ul><li>Ramanova odezva – plocha dominantního signálu adeninu (~733 cm-1)</li><li>Pokrytí aktivními místy – Podíl spekter s detekovatelným signálem adeninu&nbsp;</li></ul>Tento postup umožnil vybrat vhodné parametry jiskření a posunout citlivost k velmi nízkým koncentracím (10-11 M adeninu). Na optimalizovaných podložkách byla pak naměřena a rozlišena i spektra několika derivátů adeninu, což demonstruje jejich kvalitativní využitelnost.&nbsp;<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Vit_Pavelka_Obr_2_Detekce_adeninu_a_jeho_derivatu_cd9078dfd8.jpg" alt="Vít Pavelka: Obrázek 2: Detekce adeninu a jeho derivátů: Spektra nízkých koncentrací adeninu po automatickém odečtení pozadí (nalevo) a vybrané deriváty adeninu měřené při koncentraci 2 μM (napravo); hvězdička označuje polohu pozůstatku křemíkového signálu." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Vit_Pavelka_Obr_2_Detekce_adeninu_a_jeho_derivatu_cd9078dfd8.jpg 245w," sizes="100vw" width="898" height="492">Oba popsané postupy (automatické zpracování spekter i tvorba substrátů) jsou replikovatelné, finančně i technicky dostupné a vhodné pro laboratoře, které potřebují provádět vysoké množství SERS experimentů za rozumnou cenu a s adekvátním lidským úsilím při zpracování statisíců spekter.

Výsledky soutěže o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2025 - 3. místo v Kategorii B

Zbytky léčiv patří k největším ekologickým výzvám současnosti. Antibiotika, analgetika nebo stimulanty se běžně dostávají do řek i podzemních vod a běžné čistírny si s jejich odstraněním často nedokážou poradit. Nová studie týmu z Ostravské univerzity, Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava a Univerzity Palackého v Olomouci ukazuje, že řešení může nabídnout materiál na bázi uhlíku a dusíku, který reaguje na světlo.Tým z Ostravy a Olomouce úspěšně otestoval uhlíkový materiál, který za pomoci světla rozkládá zbytky léčiv ve vodě a snižuje jejich rizika pro vodní organismy. Studie zároveň naznačuje potenciál pro šetrnější čištění odpadních vod.„Laik si testovaný grafitický nitrid uhlíku může představit jako velmi jemný prášek, který se po osvícení chová podobně jako solární panel. Jen namísto výroby elektřiny spouští chemické reakce, které rozkládají zbytky léků ve vodě. Klíčové pro nás bylo, co při tomto procesu fotokatalýzy vzniká, a proto jsme se zaměřili na detailní analýzu rozkladných produktů i jejich transformačních cest. V laboratorních podmínkách se nám podařilo během dvou hodin odstranit více než 95 procent antibiotika ofloxacinu a léku diclofenac, u kofeinu pak přibližně 80 procent. Na základě těchto analýz vidíme, že většina vzniklých látek představuje nižší ekologickou zátěž pro vodní prostředí než původní léčiva,“ říká za vědecký tým profesor Petr Praus.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/OU_Vyzkum_z_Ostravy_a_Olomouce_ukazuje_cestu_jak_pomoci_svetla_odstranit_leky_z_vody_2_747960f75a.jpg" alt="OU: Výzkum z Ostravy a Olomouce ukazuje cestu, jak pomocí světla odstranit léky z vody" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_OU_Vyzkum_z_Ostravy_a_Olomouce_ukazuje_cestu_jak_pomoci_svetla_odstranit_leky_z_vody_2_747960f75a.jpg 234w," sizes="100vw" width="2392" height="1595">Použitý fotokatalyzátor má podle vědců hned několik výhod: je považován za relativně stabilní a opakovaně použitelný, neobsahuje žádné kovy a funguje nejen pod UV zářením, ale i při běžném světle. Právě tyto klady z něj dělají zajímavého kandidáta pro budoucí technologie čištění vod....

Zbytky léčiv ve vodě jsou velká ekologická výzva. Pomoci by mohlo světlo

<div><div>Kation-π interakce jsou mezimolekulové síly, při nichž se kladně nabitý ion (kation) váže na π-elektronový systém aromatické molekuly tak, jak se vyskytuje například v benzenu. V biologii mají tyto interakce zásadní význam, protože příroda je plná struktur, kde se kationty a aromatické systémy přirozeně setkávají.</div></div><div><div>Už samotné bílkoviny, základní stavební kameny našeho těla, obsahují aromatické aminokyseliny. Jednou z nich je tyrosin, jehož postranní řetězec nese fenolový motiv, což je ideální model pro studium těchto interakcí. Na druhé straně stojí kationty, například neurotransmiter acetylcholin. Ten se podílí na řízení paměti, spánku i pohybu. Když se acetylcholin váže na své receptory, hraje v tom důležitou roli právě kation-π interakce. Dále nikotin, látka, která je považována za jednu z nejnávykovějších látek vůbec, se váže na nikotinové acetylcholinové receptory kation-π interakcí a muskarin, jed z muchomůrky červené, se váže stejným způsobem na muskarinové acetylcholinové receptory.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Nadace_Experientia_Prehlizena_mezimolekulova_interakce_ktera_ovlivnuje_lidske_zivoty_2_524a1d5871.jpg" alt="Nadace Experientia: Přehlížená mezimolekulová interakce, která ovlivňuje lidské životy: Obrázek 1: Mapa elektrostatického potenciálu na povrchu molekul – tetramethylamonný kation (vlevo) a fenol (vpravo)." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Nadace_Experientia_Prehlizena_mezimolekulova_interakce_ktera_ovlivnuje_lidske_zivoty_2_524a1d5871.jpg 245w," sizes="100vw" width="702" height="169"><div><div>Přestože jsou kation-π interakce nesmírně důležité pro fungování biologických systémů, jejich chování ve vodném prostředí, kde se odehrává život, zatím není zcela pochopeno. V našem výzkumu jsme se proto zaměřili na co nejjednodušší model zachovávající biologickou relevanci, a to na interakci mezi tetramethylamonným kationtem, strukturně příbuzným acetylcholinu, a fenolem, který je součástí postranního řetězce aminokyseliny tyrosinu.Pomocí kombinace experimentů a počítačových simulací jsme ukázali, že vazba mezi tetramethylamonným kationtem a fenolem je ve vodě stabilnější, než se dříve předpokládalo. Výsledky našeho výzkumu naznačují, že kation-π interakce mohou v biologických systémech hrát výraznější roli, než se dosud myslelo. Tyto poznatky tak přispívají k lepšímu pochopení základních molekulárních interakcí a mohou být inspirací i pro oblasti, jako je vývoj nových léčiv nebo inženýrství nových materiálů. Například v oblasti metal-organických sítí, za jejichž objev byla v roce 2025 udělena Nobelova cena za chemii.<blockquote><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Nadace_Experientia_Prehlizena_mezimolekulova_interakce_ktera_ovlivnuje_lidske_zivoty_97eac0cc11.jpg" alt="Nadace Experientia: Přehlížená mezimolekulová interakce, která ovlivňuje lidské životy" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Nadace_Experientia_Prehlizena_mezimolekulova_interakce_ktera_ovlivnuje_lidske_zivoty_97eac0cc11.jpg 234w," sizes="100vw" width="600" height="400"><h5>Matěj Červenka (*2003)</h5>Laureát ceny Via Chimica pro rok 2026 Matěj Červenka se narodil v roce 2003 v Praze. Po absolvování Gymnázia Jana Keplera nastoupil na VŠCHT Praha, kde nyní studuje bakalářský obor Chemie. Zároveň pracuje na Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR ve skupině prof. Pavla Jungwirtha. Ve své vědecké práci propojuje počítačové simulace s experimenty, díky nimž už své výsledky prezentoval na několika konferencích a publikoval například v časopise Journal of Physical Chemistry B. Za vědou i za větrem často vyráží do zahraničí — zatímco v laboratoři hledá odpovědi pomocí přesných měření a modelů, ve volném čase se věnuje windsurfingu, který je jeho další velkou vášní.</blockquote></div></div></div></div>

Přehlížená mezimolekulová interakce, která ovlivňuje lidské životy

Vody

Věda a výzkum

Článek

Celostátní webový portál a elektronický časopis Universitas o vědě, vzdělávání, výzkumu a vysokém školství je společným projektem 22 českých veřejných vysokých škol.

Universitas

je dobrovolná organizace vědeckých, vědecko-pedagogických a odborných pracovníků oboru spektroskopie, příp. právnických osob, zabývajících se vědeckou a aplikační činností v tomto oboru, sdružených ke společné činnosti. SSJMM byl založena roku 1949.

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci

Podporujeme mladé vědkyně a vědce z oboru organické, bioorganické a medicinální chemie na zahraničních stážích i zde v ČR díky tzv. start-up grantům Nadace Experientia.

Nadace Experientia

Peak Scientific Infinity XE 60 Series Membránový generátor dusíku  (Bazar)

Membránové generátory dusíku řady Infinity XE 60, které produkují 10 až 500 l/min vysoce čistého dusíku, mohou pohodlně zásobovat více laboratorních zařízení čistým dusíkem.

Bazar produkty od Peak Scientific - strana 1

Mohlo by Vás zajímat

Přehlížená mezimolekulová interakce, která ovlivňuje lidské životy

Zbytky léčiv ve vodě jsou velká ekologická výzva. Pomoci by mohlo světlo

Výsledky soutěže o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2025 - 3. místo v Kategorii B