Mezinárodnímu výzkumnému týmu, jehož součástí byli vědci z&nbsp;Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého a Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, se podařilo objasnit složitý mechanismus tvorby chemické vazby při srážce molekul. Odborníci zjistili, že reakce proběhne pouze tehdy, jsou-li molekuly vůči sobě natočeny ve velmi úzkém rozmezí úhlů – v takzvaném kuželu reakce. Společný výzkum tak přinesl odpověď na jednu ze základních otázek chemie: za jakých podmínek mezi molekulami vznikají chemické vazby. Výsledky studie Spatially resolving the cone of reaction for a single molecule zveřejnil prestižní vědecký časopis Science.Řada chemických reakcí začíná srážkou dvou částic. K vytvoření nové chemické vazby však nestačí, aby se molekuly pouze setkaly. Jejich srážka musí proběhnout s dostatečnou energií, ve vhodné vzájemné orientaci a na správném místě. Za běžných podmínek, například v roztocích nebo plynech, se však molekuly srážejí chaoticky, a přesné parametry těchto srážek proto nelze kontrolovat.<h4>Molekuly pod kontrolou</h4>Vědci na měděném povrchu dokázali řídit srážky jednotlivých molekul a jejich průběh sledovali pomocí rastrovacího tunelovacího mikroskopu. Přístroj využili nejen k zobrazování jednotlivých molekul, ale také k jejich cílenému urychlování reaktantů proti sobě. Každou srážku následně analyzovali s rozlišením na úrovni jednotlivých atomů. Díky tomu mohli jednoznačně určit, zda mezi molekulami vznikla nová chemická vazba.<h5>„To, co je v běžné chemii skryté ve statistice miliard srážek, se nám podařilo rozložit na jednotlivé případy a přímo zmapovat.“ Adam Matěj</h5>Klíčovým zjištěním studie je, že o výsledku srážky rozhoduje mimořádně přesná orientace molekul. Nová vazba vznikla pouze tehdy, když byla cílová molekula natočena v rozmezí několika stupňů vůči směru pohybu druhé molekuly. Při pootočení o více než patnáct stupňů se molekuly pouze odrazily bez jakékoli reakce.<h4>Rozhoduje přesné natočení molekul</h4>„Poprvé jsme mohli u jediné molekuly sledovat, jak přesně musí být natočena, aby reakce vůbec proběhla. To, co je v běžné chemii skryté ve statistice miliard srážek, se nám podařilo rozložit na jednotlivé případy a přímo zmapovat,“ uvedl Adam Matěj z&nbsp;katedry fyzikální chemie přírodovědecké fakulty.Významnou roli ve studii sehrála právě teoretická část, na níž se podíleli vědci z Univerzity Palackého a Fyzikálního ústavu AV ČR. Pomocí kvantově-mechanických výpočtů vysvětlili, proč je „kužel reakce“ tak úzký. Ukázalo se, že reaktivní uhlíkový atom je obklopen atomy vodíku, které brání přístupu reagující molekuly téměř ze všech směrů.<h4>Přístup k reakci omezuje uspořádání atomů</h4>Výpočty zároveň objasnily překvapivý experimentální výsledek. Chemická reakce proběhla i v případě, kdy se molekula pohybovala po sousední řadě atomů mědi, kde by podle původních předpokladů neměla vazba vzniknout.<h5>„Síla této práce je v tom, že se experiment a teorie doplnily do jednoho obrázku. Mikroskop ukázal, co se při srážce stane, a výpočty vysvětlily&nbsp;proč.“ Pavel Jelínek</h5>„Vysvětlením je nepatrný posun jednoho atomu mědi na povrchu. Vazba terče k povrchu ho vytáhne z jeho místa a přiblíží k sousední řadě natolik, že dokáže projektil doslova převzít a nasměrovat na správné místo. Ukazuje to, že povrch není jen pasivní podložka, ale sám aktivně vstupuje do reakce a může umožnit i dráhy, které by jinak byly nepříznivé,“ podotkl Adam Matěj.<h4>O průběhu reakce rozhoduje i povrch</h4>Výsledky mají význam pro vývoj takzvaných reakcí na površích, při nichž se z jednotlivých molekul cíleně skládají nové materiály a nanostruktury. Lepší pochopení vlivu prostorového uspořádání molekul umožní navrhovat molekulární stavební kameny tak, aby se spojovaly spolehlivěji a efektivněji. To představuje důležitý krok pro vývoj technologií založených na řízené stavbě struktur atom po atomu.„Síla této práce je v tom, že se experiment a teorie doplnily do jednoho obrázku. Mikroskop ukázal, co se při srážce stane, a výpočty vysvětlily&nbsp;proč. Bez teoretického modelu bychom jen těžko odhalili, že za nečekaným průběhem reakce stojí pohyb jediného atomu povrchu,“ doplnil Pavel Jelínek z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.<blockquote>Studie Spatially resolving the cone of reaction for a single molecule vznikla ve spolupráci vědců z Univerzity v Grazu, Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, Univerzity Palackého v Olomouci, Univerzity Karlovy a Humboldtovy univerzity v Berlíně.</blockquote>

Vědci z PřF pomohli odhalit, kdy při srážce molekul vzniká chemická vazba 

Nástřik vody do systému plynové chromatografie (GC) vždy vyvolával mezi analytiky určité obavy. Mnozí si kladou otázku, zda voda nepoškodí jejich <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.cz/products?category=7&amp;manufacturerItems=50">GC kolonu</a> nebo přístroj. Jednou z nejčastějších otázek při analýze vody pomocí plynové chromatografie je proto to, zda lze vodné vzorky bezpečně dávkovat do systému, aniž by došlo ke zhoršení analytických výsledků.Výběr vhodné GC kolony pro analýzu vzorků obsahujících vodu a použití správné techniky nástřiku mohou minimalizovat riziko poškození kolony a pomoci zachovat spolehlivé analytické výsledky.<h3>Problémy spojené s nástřikem vody v GC</h3>Nástřik vody do GC může být rizikový z několika důvodů:<h4>Backflash</h4>Voda při odpaření za vysokých teplot v nástřikovém prostoru (např. 250–300 °C) výrazně zvětšuje svůj objem. Pokud objem vzniklé páry překročí kapacitu lineru, může dojít k backflashi, při kterém expandující páry proniknou mimo liner do dalších částí injektoru. To může vést ke kontaminaci systému, vzniku falešných píků, přenosu mezi vzorky, ztrátám vzorku a zvýšení základní linie, a tím ke zhoršení reprodukovatelnosti a přesnosti analýzy.<h4>Degradace stacionární fáze</h4>Voda je vysoce polární rozpouštědlo a může vytvářet vodíkové vazby s polymery stacionární fáze, například s polyethylenglykolem (PEG) nebo WAX fázemi. Opakované vystavení vodě může měnit selektivitu, posouvat retenční časy a u nezesíťovaných fází zvyšovat krvácení kolony. Zatímco starší fáze s imobilizovaným PEG jsou obzvláště náchylné k poškození vodou, moderní chemicky vázané a zesíťované stacionární fáze nabízejí vyšší odolnost, díky čemuž jsou vhodnější pro nástřik vzorků obsahujících až 100 % vody.<h4>Neúplné odpaření</h4>Vysoký bod varu vody a její špatná smáčivost nepolárních stacionárních fází mohou vést k neúplnému odpaření. To může způsobit štěpení píků, jejich rozšiřování nebo snížení citlivosti. Z tohoto důvodu je nutné podmínky nástřiku pečlivě optimalizovat.<h4>Problémy s detektory</h4>Běžné GC detektory vodu přímo nedetekují. Nadměrné množství vody vstupující do plamenově ionizačního detektoru (FID) může plamen oslabit nebo dokonce zhasnout. Vlhkost v detektoru elektronového záchytu (ECD) zase může ovlivňovat účinnost záchytu elektronů, což vede k potlačení signálu nebo k falešným odezvám.<h3>Volba vhodné GC kolony pro vzorky obsahující vodu</h3>Následující strategie mohou pomoci prodloužit životnost GC kolon při analýze vzorků obsahujících vodu.<ul><li>Používejte zesíťované fáze: Moderní konstrukce stacionárních fází výrazně zlepšila jejich odolnost vůči nástřikům vody v GC. Zesíťování zajišťuje pevnější ukotvení stacionární fáze na povrchu křemenné kapiláry, takže je výrazně odolnější vůči působení polárních rozpouštědel. Tradiční imobilizované, ale nezesíťované fáze byly k degradaci podstatně náchylnější. Například fáze na bázi polyethylenglykolu (PEG) jsou přirozeně hydrofilní a bez zesíťování vůči vodě citlivé. Technologie, jako je engineered self-crosslinking (ESC), používaná u GC kolon Phenomenex <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.cz/products/1571">Zebron ZB-WAXplus</a>, umožňuje PEG fázím odolávat opakovaným nástřikům vody bez významné ztráty účinnosti.</li><li>Používejte nepolární kolony: Nepolární vázané a zesíťované kolony, například s PDMS fází, jsou vůči poškození vodou přirozeně odolné. Neúplné odpaření vody však může stále negativně ovlivnit kvalitu píků.</li></ul><h3>Tipy, jak chránit GC systém před působením vody</h3>Dodržování několika praktických opatření může pomoci chránit GC systém před poškozením vodou. Zde je několik důležitých doporučení:<ul><li>Používejte malé objemy nástřiku: Omezte objem nástřiku vody na ≤0,2 µL, abyste minimalizovali backflash a chránili stacionární fázi.</li><li>Zvolte vhodný liner: Používejte liner odpovídající velikosti (například s vnitřním průměrem 4,0 mm, zúžený nebo s dvojitým husím krkem), který pomáhá omezit backflash. Deaktivovaná skelná vata může podpořit rychlé odpaření vzorku, nemusí však být vhodná pro všechny analyty.</li><li>Omezte přenos vzorku v injekční stříkačce: Mezi jednotlivými nástřiky proplachujte stříkačku směsí methanolu a vody v poměru 50:50. U některých metod může přídavek malého množství methanolu do vzorku zlepšit reprodukovatelnost a funkci stříkačky.</li><li>Upravte podmínky nosného plynu: Ujistěte se, že je <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.cz/article/5213">nastavení GC injektoru</a> správné, aby se zabránilo hromadění vody v systému. Kombinace vody s rozpouštědlem, které při odpaření méně expanduje, například methanolem, a optimalizovaná teplota injektoru mohou zlepšit odpařování a současně omezit expanzi par.</li><li>Udržujte čistý přívod nosného plynu: Plynové lahve vyměňujte dříve, než jsou téměř prázdné, aby nedocházelo ke zpětnému toku plynu nebo pronikání vlhkosti do systému.</li></ul>Nástřik vody do GC systému není jednoduchý ani ideální, při dodržení správných opatření jej však lze bezpečně provádět. Výběrem vhodné stacionární fáze, správným nastavením GC injektoru a pravidelnou údržbou přístroje lze analýzu vzorků obsahujících vodu pomocí plynové chromatografie provádět spolehlivě. Další informace o hardwaru a údržbě GC naleznete v přehledu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.phenomenex.com/resources/knowledge-center/gc-knowledge-center/understanding-the-essential-components-of-gas-chromatography">hlavních částí GC přístroje</a>

Nástřik vody do GC: Je bezpečný?

Srdečně zveme odborníky v oblasti potravinářských věd z akademické i průmyslové sféry, zástupce národních i mezinárodních agentur, kontrolních orgánů, státních institucí a komerčních laboratoří k účasti na sympoziu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://lcms.cz/events/1257">RAFA 2026</a> (Recent Advances in Food Analysis), které proběhne 3. - 6. listopadu v Praze.<blockquote>👉 <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://rafa.easyevent.eu/tickets/">ODEŠLETE ABSTRAKT</a> PRO POSTEROVOU PREZENTACI do 31. srpna 2026Nenechte si ujít příležitost představit své nejnovější výsledky na RAFA 2026.</blockquote><h5>Nadcházející termíny:</h5><ul><li>31. srpna 2026: 2. kolo – <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.rafa2026.eu/sponsors_exhibitors_media_partners_info.html">Přihlášky pro sponzory a vystavovatele</a></li><li>30. září 2026:<ul><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.rafa2026.eu/registration.html">Registrace za standardní registrační poplatek</a> (Regular registration)</li><li>Zaslání abstraktů – last minute postery (nemusí být uvedeny v programu RAFA 2026)</li></ul></li></ul>Od svého prvního ročníku v roce 2003 se RAFA rozrostla v prestižní mezinárodní akci, která obvykle přivítá až 850 účastníků z více než 60 zemí světa za podpory více než 50 sponzorů, vystavovatelů, mediálních a podporujících partnerů.RAFA 2026 nabídne přehled současných trendů v oblasti ANALYTICKÝCH A BIOANALYTICKÝCH STRATEGIÍ PRO KONTROLU KVALITY A BEZPEČNOSTI POTRAVIN a zaměří se také na VÝZVY A NOVÉ PŘÍSTUPY V ANALÝZE POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ.Prohlédněte si <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.rafa2026.eu/invited_speakers.html">seznam významných přednášejících</a>, kteří přijali pozvání na RAFA 2026 a představí aktuální témata i budoucí perspektivy v oblasti analýzy potravin.<blockquote>👉 Více informací naleznete v <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.rafa2026.eu/scientific_programme.html">předběžném programu RAFA 2026</a>.👉 <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.rafa2026.eu/about_sponsors_exhibitors_partners.html">NAŠI SPONZOŘI, VYSTAVOVATELÉ, MÉDIA A PODPORUJÍCÍ PARTNEŘI</a></blockquote>Srdečně vás zveme, abyste se zapojili do našeho atraktivního vědeckého programu a společenských akcí.Těšíme se na další setkání s vámi v Praze!<ul><li>Prof. Jana Pulkrabova &amp; Dr. Stefan van Leeuwen, předsedové sympozia</li><li>Prof. Michele Suman, spolupředseda sympozia</li><li>Prof. Jana Hajslova &amp; Prof. Michel Nielen, čestní předsedové sympozia</li></ul>

RAFA 2026 – Blíží se termín pro zaslání abstraktů pro posterové prezentace

Akademie

Potraviny

Věda a výzkum

Článek

Nejbližší akce

RAFA se zaměřuje na přehled současných trendů v ANALYTICKÝCH A BIOANALYTICKÝCH STRATEGIÍCH KONTROLY KVALITY A BEZPEČNOSTI POTRAVIN a diskutuje VÝZVY / NOVÉ PŘÍSTUPY V ANALÝZE POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ.

Recent Advances in Food Analysis (RAFA)

Společnost Phenomenex je celosvětovým technologickým lídrem, který se zabývá vývojem nových řešení v oblasti analytické chemie, jež řeší požadavky analytiků na separace a purifikace v průmyslových, vládních a akademických laboratořích.

Phenomenex

Univerzita Palackého v Olomouci je vysoká škola s dlouhou tradicí. Byla založena již v 16. století a je tak nejstarší vysokou školou na Moravě a druhou nejstarší v České republice. V současnosti představuje moderní vzdělávací instituci se širokou nabídkou studijních oborů a bohatou vědeckou činností.

Mohlo by Vás zajímat

Nástřik vody do GC: Je bezpečný?

Vědci z PřF pomohli odhalit, kdy při srážce molekul vzniká chemická vazba

RAFA 2026 – Blíží se termín pro zaslání abstraktů pro posterové prezentace