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?

Léky, kosmetika nebo běžné chemikálie mizí z našich domácností do odpadu. Jenže nemizí úplně. Často končí ve vodě. A odtud mohou dlouhodobě ovlivňovat řeky, život v nich i ten náš. Luboš Mrkva z CXI TUL vedl projekt MIKROP, který hledal, jak tyto neviditelné látky z vody dostat dřív, než se vrátí zpátky k lidem.Nanogramy. Tak malé množství, že si ho člověk sotva představí. Přesto právě v takových dávkách se ve vodě objevují zbytky léků, kosmetiky nebo běžných chemikálií. Říká se jim mikropolutanty.„V porovnání s běžným znečištěním je to zanedbatelné množství,“ říká Luboš Mrkva z Oddělení technologie životního prostředí CXI TUL. Jenže tady je háček. Zanedbatelné množství neznamená zanedbatelný problém.Tyto látky se ve vodě hromadí a škodí všemu, co v ní žije i co z ní pije. Nakonec se mohou vrátit i k člověku.„Znečištění z vodních toků se může přes úpravny vody vracet zpět do lidského organismu. Mikropolutanty se totiž dostávají jak do povrchových, tak do podzemních zdrojů pitné vody,“ vysvětluje Luboš.<h4>Čistírna nekouzlí. Procesy se musí nastavit.</h4>Evropa už na problém reaguje. Nová pravidla ukládají velkým čistírnám odpadních vod, aby mikropolutanty začaly odstraňovat. Naostro od roku 2045. Jenže říct „odstraňujte“ je jedna věc. Vymyslet, jak to udělat účinně a za rozumné peníze, je věc druhá.Právě tím se zabýval Lubošův projekt MIKROP, který řešil se společností Pražské vodovody a kanalizace, a.s. Cílem bylo vylepšit provoz městských čistíren tak, aby z vody dostaly i látky, které běžné čištění nezachytí.Mikropolutanty se dají rozložit ozonem, peroxidem nebo UV zářením, to vše lze použít pro dočištění vody, mezi vodaři je to známé jako kvarterní stupeň čištění. Luboš si s&nbsp;vyladěním těchto technologií hrál, aby byly cenově dostupné. Výsledkem je menší zkušební zařízení, které vyčistí zhruba tři metry krychlové vody za hodinu. Uvnitř lze přepínat mezi různými způsoby čištění. Na konci pomáhá filtr s aktivním uhlím.<h4>Čištění jako štafeta</h4>Ale to není všechno. Lubošův tým se nepodíval jen na poslední krok čištění. Podíval se na čistírnu jako na štafetu. Každý úsek musí fungovat. Když počáteční technologie předá špatně připravenou vodu, poslední běžec už zázrak neudělá.Když je voda před posledním čištěním pořád moc špinavá, tedy plná rozpuštěných organických látek, drahá technologie se vyčerpá na obyčejné nečistoty. A to je problém. Tyto metody totiž nejsou vybíravé. Nepoznají rozdíl mezi nebezpečnou látkou a běžnou špínou. Reagují se vším organickým, co ve vodě najdou.„Snažili jsme se proto, aby nám voda na tento poslední stupeň šla v co nejčistší formě,“ shrnuje Luboš.<h4>Levnější voda? Jde to vyladit</h4>Tým měl k dispozici dvoulinkovou čistírnu. Jedna linka běžela normálně. Druhá sloužila jako testovací prostor. Výzkumníci měnili její nastavení, aby vodu připravili co nejlépe pro kvarterní čištění.Projekt proto přináší ověřenou technologii. Každá čistírna je ale jiná. Každá obec má jiné zdroje znečištění. Proto je tahle ověřená technologie skvělá startovní čára. Ukazuje, jak čistírnu nastavit, aby na poslední krok čištění šlo co nejméně organických látek.<h4>Kdo znečišťuje platí</h4>Nejdražší částí celého řetězce je aktivní uhlí. Funguje jako poslední pojistka. Zachytí látky, které předchozí kroky nezvládly. Právě proto se Luboš snaží odstranit co nejvíce organických látek dřív, aby se kapacita uhlí nevyčerpala příliš brzy.Jeho obnova je totiž nákladná. V Česku se jí věnuje jen málo firem a uhlí se musí převážet. V některých případech může tvořit až dvě třetiny provozních nákladů posledního stupně čištění.A tyto náklady se promítnou do ceny vody.Evropská pravidla počítají s principem „kdo znečišťuje, platí“. Podílet by se měly i firmy, které vyrábějí léky nebo kosmetiku. Jak přesně to bude fungovat, se teprve ukáže. Ale záleží i na každém z nás, abychom neplýtvali kosmetikou a léky, které pak skončí v odpadní vodě.<h4>Zmizelo, ale nezmizelo</h4>Měření může ukázat, že látka zmizela. Jenže to nemusí znamenat, že je voda dokonale bezpečná. Některé látky se při čištění nerozloží úplně. Jen se rozštěpí na menší části. Přístroj pak původní látku už nenajde. A právě o těchto zbytcích zatím víme velmi málo.Proto chce Lubošův tým pokračovat dál. Zajímat je bude nejen to, co naměří přístroje, ale i to, jak vyčištěná voda působí na živé organismy.

Spláchneme. Vyčistíme. Mikropolutanty ale zůstávají.

Akademie

Životní prostředí

Vody

Věda a výzkum

Článek

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

Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace Technické univerzity v Liberci, známý také jako CXI TUL, byl založen v roce 2009. Naším posláním je podporovat dlouhodobou vizi TUL v oblasti spolupráce s průmyslem a vytváření inovací.

CXI TUL

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.

Univerzita Palackého v Olomouci

Altium International (HPST)

Generátory kapalného dusíku jsou určeny všude tam, kde je potřeba se vyhnout dodávkám kapalného dusíku od externího dodavatele. Generátory kapalného dusíku lze použít pro uchovávání biologického materiálu, při kryogenních izolacích, při chlazení přístrojového vybavení, nebo ve výzkumu při nízkoteplotních syntézách a mnoha dalších aplikacích.
<blockquote>
Přednášející: RNDr. Jindřiška Dolinová, Ph.D. (Produktový specialista, Instrumentace non Agilent a laboratorní nábytek Waldner)
</blockquote>

HPST: Generátory kapalného dusíku – přístroje výrobce Labtech

Generátory kapalného dusíku – přístroje výrobce Labtech

Na webináři se seznámíte s aktuálním přehledem nabídky digestoří tohoto výrobce a možnostmi servisních prvků umístěných v digestořích.
Výrobce <a href="https://gcms.cz/products/186">Waldner</a> nabízí unikátní produkty v rámci své nabídky laboratorních digestoří (technologie Secuflow) i ovládacích prvků souvisejících s výměnou vzduchu v laboratořích (patentovaný způsob měření a regulace průtoku vzduchu) a možnostmi energetických úspor v souvislosti s provozem laboratorních odsávacích prvků.
<blockquote>
Přednášející: RNDr. Jindřiška Dolinová, Ph.D. (Produktový specialista, Instrumentace non Agilent a laboratorní nábytek Waldner)
</blockquote>

HPST: Produkty Waldner, laboratorní technologie a nábytek, část. 6 Servisní prvky digestoří

Waldner laboratorní technologie a nábytek, část. 6 Servisní prvky digestoří

Vážení zákazníci,
zveme vás na český webinář věnovaný temperačním systémům (cirkulační chladiče a termostatické lázně) od výrobce Labtech. Cirkulační chladiče a termostatické lázně jsou určeny všude tam, kde je potřeba chladit přístroje a vybavení případně přímo experiment prováděný v temperované prostředí. Pomocí cirkulačních chladičů lze temperovat přístroje jako je AAS-GF, destilace, elektronové mikroskopy, ICP-OES, ICP-MS, lasery, rotační vakuové odparky, XRF, XRD nebo jsou pomocnými chladicími jednotkami při prejování nebo balení produktů.
Hlavními aplikačními technikami pro použití termostatických lázní je kalorimetrie, destilace, elektroforéza, fermentace, fotometrie, polarimetrie, reometrie nebo viskozimetrie.
Webinář s názvem „Nabídka cirkulačních chladičů a termostatických lázní LabTech“ se bude konat v úterý 26. 10. 2021 v 10 hodin.
Na vaši účast se těší
Jindřiška Dolinová
Přednášející: RNDr. Jindřiška Dolinová, Ph.D. (Produktový specialista, Instrumentace non Agilent a laboratorní nábytek Waldner))

HPST - Nabídka cirkulačních chladičů a termostatických lázní LabTech

Nabídka cirkulačních chladičů a termostatických lázní LabTech

Použití termostatických lázní např. kalorimetrie, destilace, elektroforéza, fermentace, fotometrie, polarimetrie, reometrie nebo viskozimetrie.

Cirkulační chladiče a termostatické lázně LabTech

Nábytek výrobce WALDNER s názvem SCALA je navržen a konstruován na modulárním principu, který umožňuje postupné doplňování stávajícího vybavení, nebo úplnou změnu jeho rozložení a funkčního využití v čase a prostoru.
Německý výrobce a celosvětový dodavatel laboratorního nábytku WALDNER Laboreinrichtungen GmbH &amp; Co. KG je součástí skupiny WALDNER Group, která zaměstnává přibližně 1.350 zaměstnanců. 
<h3>ČÁST I webináře:</h3>
<ul>
<li>Laboratorní digestoře</li>
<li>Speciální prvky Waldner pro laboratorní digestoře</li>
<li>Další systémy pro odtah vzduchu</li>
</ul>
<h3>ČÁST II webináře:</h3>
<ul>
<li>Laboratorní stoly a nábytek</li>
<li>Servisní panely</li>
</ul>
<h3>ČÁST III webináře:</h3>
<ul>
<li>Projektování laboratoří</li>
<li>Přepážkové systémy</li>
</ul>
<blockquote>
Přednášející: RNDr. Jindřiška Dolinová, Ph.D. (Produktový specialista ve společnosti HPST, s.r.o.)
</blockquote>

GCMS webináře se zaměřením na Laboratorní vybavení - strana 3

Nabídka cirkulačních chladičů a termostatických lázní LabTech

Waldner laboratorní technologie a nábytek, část. 6 Servisní prvky digestoří

Generátory kapalného dusíku – přístroje výrobce Labtech

Produkty Waldner – Laboratorní technologie a nábytek

Mohlo by Vás zajímat

Spláchneme. Vyčistíme. Mikropolutanty ale zůstávají.

Nástřik vody do GC: Je bezpečný?

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