DATA

stdClass Object ( [newurl_domain] => 'www.vscht.cz' [newurl_jazyk] => 'cs' [newurl_akce] => '/popularizace/doktorandi-pisou/2017' [newurl_iduzel] => 41557 [newurl_path] => 1/4111/942/994/5161/26318/41557 [newurl_path_link] => Odkaz na newurlCMS [iduzel] => 41557 [platne_od] => 05.12.2017 13:00:56.788788 [zmeneno_cas] => 05.12.2017 13:00:55.759158 [zmeneno_uzivatel_jmeno] => [canonical_url] => [idvazba] => 44897 [cms_time] => 1714119272 [skupina_www] => Array ( ) [slovnik] => Array ( ) [poduzel] => stdClass Object ( [41811] => stdClass Object ( [nazev] => Detekce norovirů v potravinách [seo_title] => Detekce norovirů v potravinách [seo_desc] => [autor] => Diliara Akhatova [autor_email] => akhatovd@vscht.cz [perex] =>

Nemoci z potravin mohou být způsobeny požitím potravy, ve které jsou přítomné patogenní mikroorganismy nebo jimi produkované toxiny. K mikroorganismům kontaminujícím potraviny a vodu patři mnohé bakterie, plísně a viry. V článku se můžete dozvědět, jak se přenášejí potravinové virové infekce, čím jsou pro nás nebezpečné a jak je můžeme detegovat.

[ikona] => [obrazek] => 0001~~HcuxDQIxDAXQVX4JBUsgITpaSmRxgVi-5Ed2OAk2uuKmyGIgyle8C52L-vv2YCc-GiZ1rGgsvI8N3aVG0ahjy0Sak3Vn5TLWH4uaM4zthd2_H4CzS5aCYxKfAtJxqs9ZI-Oqpi1NKvsv.jpg [obsah] =>

Většinou poznáme, jestli je potravina zkažená. Velice těžko se dají přehlédnout plísně na bochníku chleba, shnilá půlka jablka, nebo nafouklá krabička s mlékem.

Na rozdíl od mikroorganismů, kteří se podílejí na těchto závadách, viry neprojevují svou přítomnost v potravinách žádným na venek viditelným způsobem. Viry se na rozdíl od bakterií a plísni nerozmnožují v potravinářských produktech, ty jim slouží jako přenosné agens do těla člověka. Nezpůsobí tedy zhoršení kvality potravin ani změny jejich organoleptické vlastnosti. Pro reprodukci (replikaci) musí viry proniknout do živých buněk. Do organismu se viry mohou dostat z kontaminované vody, potravin nebo se přenášejí od jiné nakažené osoby (např. kapénkovou infekci).

Viry jsou schopny přežívat i několik měsíců nejen v životním prostředí (například v půdě, vodě, sedimentech nebo na povrchu látek), ale i v potravinách. Většina virů přenášených potravinami je odolnější než bakterie a to vůči zmrazování, změně pH, sušení, ultrafialovému záření, ohřevu, změně tlaku, dezinfekci apod.

Nejčastějšími viry, které se potravinami přenáší, jsou noroviry a virus hepatitidy A. Méně časté jsou rotaviry, virus hepatitidy E, astroviry, enteroviry, koronaviry, parvoviry a adenoviry.

Zkušební akreditovaná laboratoř Ústavu biochemie a mikrobiologie ve spolupráci s Ústavem technologie vody a prostředí se zabývá detekcí Norwalk viru, který je zástupcem rodu Norovirus.

Noroviry jsou částice o velikosti 27-38 nm, genetická informace kterou představuje jediný řetězec RNA. Název Norwalk virus byl zvolen podle města Norwalk v Ohiu ve Spojených státech Amerických, kde v roce 1968 vypukla na Bostonské základní škole akutní gastroenteritida. V současné době je známo, že v USA registrují každoročně 19–21 milionů případů napadení norovirem, z nichž 56 000–71 000 vyžaduje hospitalizaci a 570–800 končí smrtí. V Německu bylo v roce 2004 podle statistik hlášeno 64 893 případů nákazy noroviry a toto číslo se každoročně zvyšuje.

Noroviry jsou vysoce infekční, pro propuknutí nemoci stáčí jenom 10-100 částic. Doba inkubace je 10 až 72 hodin, symptomy se objevují již po 1-2 dnech. Charakteristické znaky onemocněni jsou nevolnost, zvracení, průjem a bolesti břicha. Ty mohou být doprovázeny horečkou, zimnicí, bolestí hlavy a svalů i celkový pocit únavy. Příznaky mohou trvat několik dní, a pokud jsou ignorovány, může mít nemoc nebezpečné důsledky pro život.

V současné době neexistuje žádný lék proti norovirové infekci. V případě onemocnění je nejdůležitější zavodnění organismu, aby nedošlo k dehydrataci. Včasná detekce výskytu norovirů ve vodě a jídle je velice důležitá pro zabránění epidemie.

V následujícím odstavci krátce představím, jak probíhá stanovení přítomnosti těchto viru ve vodě.

Většinou se v odebraném vzorků vody vyskytuje velice malá koncentrace virových částic. Proto je třeba odebrat větší objem vzorku (několik litrů) a z něho provést zkoncentrování virových částic do objemu, se kterým se bude lépe pracovat. K tomu se používá filtrace přes membránu. K filtrovanému vzorku pro pozitivní kontrolu se přidává kontrolní agens. Potom se provádí rozrušení obalu virových částic a isolace RNA. Následuje přepisování RNA na DNA a posléze probíhá polymerasová řetězová reakce (PCR). PCR je nástrojem molekulární genetiky, který napomáhá k pomnožení žádoucího úseku DNA pro jeho snadnou detekci. Průběh PCR je spojen s fluorescencí, kterou zachycuje a zpracovává počítač. Získaná data nám napomáhá rozhodnout o přítomnosti či nepřítomnosti viru v původním vzorku.

Přesto je dnes detekce norovirů ve vodě považována za problematickou. Virus se muže „ztratit“ několikrát v průběhu stanovování jeho přítomnosti a to buď při extrakci virových částic z analyzovaného vzorku, během izolace RNA nebo při namnožení detegované DNA pomocí PCR. V naší laboratoři pracujeme na zavedení spolehlivé metody, která by dovolila rychlou a snadnou identifikaci přítomnosti norovirů a to jak ve vodě, tak i v potravinách.

Úvodní foto - Norovirus particles - Graham Beards at English Wikipedia.

Autorka je doktorskou studentkou Ústavu biochemie a mikrobiologie

[poduzel] => stdClass Object ( [41812] => stdClass Object ( [nadpis] => [iduzel] => 41812 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => [sablona] => stdClass Object ( [class] => galerie [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 0 ) ) ) [iduzel] => 41811 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/detekce-noroviru-v-potravinach [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [41810] => stdClass Object ( [nazev] => DNA analýzou proti falšování rybího masa [seo_title] => DNA analýzou proti falšování rybího masa [seo_desc] => [autor] => Diliara Akhatova [autor_email] => akhatovd@vscht.cz [perex] =>

Potraviny jsou téma, které se týká každého. Každý chce mít na svém talíři čerstvé, zdravé a chutné jídlo. Bohužel na světovém trhu s potravinářskými výrobky se objevují stále častěji falšované výrobky, což může negativně ovlivnit zdraví konzumentů. V článku se můžete dozvědět, jak věda napomáhá v boji proti podvodníkům.

[ikona] => [obrazek] => 0001~~c8wtyMlMy8zOL0vMO7xSIa0oMT03Na-kUsHFz1GhTCExPbEovzi_7PDKXIX01JxSBY20_JJ8BZfMnMzEokQFx-yMxBKgVk0A.jpg [obsah] =>

S falšováním potravin se lidstvo setkává již od pradávna. Prodejce je schopen si vymyslet tisíce způsobů, jak z důvěřivých zákazníku vytáhnout co nejvíce peněz: levné zboží je prodáváno jako drahé; zdraví škodlivé jako zdraví prospěšné a dokonce i z odpadu se může udělat delikatesa.

Můžeme zde uvést nesčetné množství příkladů, z nichž k nejznámějším patří melaminová aféra v Čině z roku 2008. Tam byl do naředěného mléka přidáván toxický melamin, aby zvýšil koncentraci dusíku ve výrobku. V Evropě je nejznámější aféra z roku 2013, kdy se v obchodech objevily výrobky z koňského masa, označeného však jako hovězí.

Ryby nejsou v tomto rozsáhlém systému podvodů výjimkou, spíše ale surovinou, která podléhá falšování velice snadno.

Kvůli rychlému životnímu tempu nemáme čas na to abychom zpracovali celou rybu, nechce se nám ji kuchat a čistit šupiny, proto často za účelem ušetřit nějakou chvílí kupujeme již předpřipravené filety, které stačí jenom hodit na pánvičku. Aby se vyhovělo poptávce, supermarkety požadují od výrobců přesný typ a hmotnost každé porce. Často ryba chycená u pobřeží Evropy či Ameriky putuje tisíce kilometrů do Asie, aby tam pomocí levné pracovní sily byla očištěna a zpracována do filet či bločků stejné velikosti a hmotnosti. To vše dává podvodníkům a nepoctivým výrobcům obrovské možnosti a už se nedá divit tomu, že ryba spolu se svými morfologickými znaky ztrácí i své původní jméno.

Z toho plyne, že jedním z nejrozšířenějších způsobů využívaným nepoctivými prodejci je nesprávné označování druhu ryby na etiketě. Národní laboratoř inspekce ryb a mořských plodů v USA (National Seafood Inspection Laboratory, NSIL) provádí pravidelné kontroly těchto surovin. Podle zpráv vydaných v letech 1988-1997 bylo přibližně 37 % ryb prodávaných v Americe nesprávně označeno. Mezinárodní nevládní nezisková organizace Oceana informuje od roku 2010 o podvodech s mořskými živočichy, aby si zákazníci uvědomili, že ryby, které kupují, nejsou často tím, za co jsou inzerovány. Nejnovější analýza ze září 2016 zjistila, že celkově 20 % z 25 700 vzorků mořských živočichů testovaných v 55 zemích bylo označeno nesprávně.

Abychom si byli jisti tím, co leží před námi na talíři, zabýváme se na VŠCHT ve Zkušební akreditované laboratoři Ústavu biochemie a mikrobiologie ve spolupráci s Výzkumným ústavem potravinářským Praha (VÚPP) vývojem a optimalizací metodiky, která by dovolila přesně určit druh ryby, a to i z malého vzorku masa v již hotovém pokrmu. Metody, se kterými pracujeme, spadají do kategorie molekulární genetiky, tudíž se zabýváme analýzou DNA.

DNA je všudypřítomnou molekulou, která je obsažena ve všech buňkách organizmu a může poskytnout obrovské množství informací pro rozlišení i velice příbuzných živočišných druhů. Pro rozlišení druhů pomocí DNA je důležité si vybrat takový úsek, který je vysoce variabilní mezi různými druhy zvířat a zároveň dost konzervativní u všech jedinců stejného druhu.

Námi používaná metodika je založena na polymerasové řetězové reakci (PCR), která je dnes základním kamenem molekulární genetiky. Úkolem PCR je namnožit fragment DNA, který nás zajímá. Standardní reakční směs se skládá z pufru, vzorku analyzované DNA, primerů (uměle syntetizovaných řetězců nukleotidů komplementárních k analyzované DNA), volných nukleotidů a polymerasy, která syntetizuje nové řetězce.

Pomocí PCR jsme schopni namnožit úsek DNA, který nás zajímá, v potřebném množství a následně provést sekvenaci tohoto fragmentu. Výsledkem sekvenace je posloupnost nukleotidů, ze kterých se tato DNA skládá. Se znalostí této sekvence můžeme navrhnout primery, které budou specificky nasedat na DNA pouze u určitého druhu ryby. Při provedení PCR s těmito specifickými primery získáme pozitivní výsledky pouze v tom případě, pokud odebraný vzorek obsahuje DNA ryby, která nás zajímá. Takto pomoci analýzy DNA jsme schopni určit druh ryb v čerstvých nebo konzervovaných výrobcích.

Autorka je doktorskou studentkou Ústavu biochemie a mikrobiologie

[poduzel] => Array ( ) [iduzel] => 41810 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/DNA-analyzou-proti-falsovani-ryb [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [41816] => stdClass Object ( [nazev] => Odhalování falšování potravin pomocí analýzy DNA [seo_title] => Odhalování falšování potravin pomocí analýzy DNA [seo_desc] => [autor] => Eliška Fialová [autor_email] => Eliska.Fialova@vscht.cz [perex] =>

Falšování potravin doprovází lidstvo již od dob směnného obchodu. V současnosti tento trend neustále narůstá. Často se jedná pouze o „nezávadné“ šizení zákazníka (náhrada dražší složky za levnější a/nebo lépe dostupnou apod.), někdy ale může falšováním potravin dojít k ohrožení zdraví spotřebitelů. Proto, ale i z důvodů náboženských, hygienických či ekonomických, je nezbytné, aby se vyvíjely také metody detekce falšování. V současné době existuje mnoho metod, které umožňují druhovou specifikaci živočichů i rostlin. Jednou z nich je analýza DNA využitím polymerasové řetězové reakce (PCR). Na Ústavu biochemie a mikrobiologie se, mimo jiné, zabýváme vývojem PCR protokolů pro autentizaci hospodářsky významných živočichů, ryb i rostlin. Co to je za metodu a jak taková analýza funguje? To se pokusím objasnit v následujícím textu.

[ikona] => [obrazek] => 0001~~Cyg6uj7pyOwMhQDnICuFlGIXP0cFW4WUsvzSspzDC7Pz8ssOL1QACWpUKSTmpefoKaTklyblpCoUlxQl5qWkpmjqKBRDdWWlpgDV49BWnAmkkLQBAA.png [obsah] =>

Nejprve je potřeba získat DNA ze vzorku, který chceme analyzovat. K tomu může být využito mnoho izolačních postupů. Vždy je třeba najít nevhodnější metodu izolace, aby byla získána DNA co nejlepší kvality i kvantity. Po úspěšné izolaci je DNA naředěna na potřebnou koncentraci a podrobena analýze. Za tímto účelem je používána PCR. Co to je? Jedná se o metodu používanou pro rychlé namnožení (amplifikaci) krátkého úseku nukleové kyseliny. Proces tvorby kopií molekuly (replikace) probíhá s využitím potřebných enzymů (polymeras) in vitro, v několika se opakujících cyklech. Úsek DNA je vymezen dvěma uměle vytvořenými oligonukleotidy, tzv. primery, dlouhými obvykle 20 - 25 nukleotidů. Primery jsou komplementární vždy k jednomu řetězci templátové DNA právě v oblasti konců vybraného úseku DNA. Jejich role tím ale nekončí. Správné nasednutí primerů na denaturovanou DNA je důležité i pro samotné zahájení syntézy nového řetězce DNA. Proč? Syntézu vlákna DNA, komplementárního k původní molekule, provádí DNA-polymerasa, která neumí začít syntetizovat nové vlákno nanovo; potřebuje mít od čeho se „odrazit“. A právě to je další úlohou primerů. Polymerasa na ně dokáže napojit první bázi a poté už bez problému přiřazuje další volné nukleotidy z roztoku na základě komplementarity bazí; z jednořetězcové molekuly tak vzniká dvouřetězcová. Tento cyklus (denaturace DNA, nasednutí primerů, syntéza nového řetězce) se několikrát opakuje, až je dosaženo potřebného množství kopií DNA. Po ukončení PCR je ověřena přítomnost a velikost očekávaných produktů pomocí elektroforézy. Přítomnost a množství produktů je možné detekovat také na základě naměřené fluorescence v průběhu PCR. Je-li přítomen očekávaný produkt, byla daná DNA v analyzovaném vzorku; v opačném případě její přítomnost potvrzena nebyla.

Pro druhovou specifikaci je potřeba najít takový úsek genu, který je pro daný druh jedinečný. Pro zvířecí svalovinu lze využít například oblast genů kódujících cytochrom b (mitochondriální DNA) či interleukin-2 (jaderná DNA), pro rostliny lze hledat specifické sekvence také v chloroplastové DNA. Pro rozlišení druhů rostlin se využívají také tzv. mikrosatelity, což jsou segmenty DNA složené z krátkých opakujících se motivů nukleotidových sekvencí (obvykle do 6 nukleotidů). V současné době je na Ústavu biochemie a mikrobiologie vyvinuta metodika pro detekci koňské, hovězí, vepřové, kuřecí, krůtí a kachní DNA, a dále DNA makrely obecné. Během analýz masných výrobků z tržní sítě jsme objevili i několik falšovaných, u kterých došlo k náhradě dražšího druhu masa za levnější nebo nebylo dodržováno uváděné množství svaloviny. Je tak patrné, že i přes veškerou snahu státu kontrolovat prodávané potraviny není zatím možné prodávání falšovaných výrobků plně zabránit. Touha po ekonomickém zisku výrobců či prodejců je veliká a nám nezbývá, než se dále snažit proti takovým podvodům zbrojit vývojem nových, lepších a rychlejších metod analýz. Nyní proto na ústavu vyvíjíme také PCR protokol pro odlišení masa koz a ovcí, dalších ryb z čeledi makrelovití, ale také metodiku pro laboratorní kontrolu pravosti máku setého.

Úvodní obrázek - přeloženo podle: Rice, G. (2013): Polymerase Chain Reaction: (PCR). Microbial Life Educational Resources.

Autorka je doktorskou studentkou Ústavu biochemie a mikrobiologie

[poduzel] => stdClass Object ( [41817] => stdClass Object ( [nadpis] => [iduzel] => 41817 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => [sablona] => stdClass Object ( [class] => galerie [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 0 ) ) ) [iduzel] => 41816 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/odhalovani-falsovani-potravin [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [41804] => stdClass Object ( [nazev] => Jantarová komnata na VŠCHT Praha [seo_title] => Jantarová komnata na VŠCHT Praha [seo_desc] => [autor] => Jan Krejčí [autor_email] => Jan.Krejci@vscht.cz [perex] =>

Stav archeologických nálezů z jantaru bývá mnohdy doslova bídný. Popraskaný a rozpadající se povrch předmětu je zcela běžným jevem. V takových případech přichází na řadu konzervátorský zásah. Bohužel není dostupná žádná ucelená vědecká studie, která by zahrnovala testování možných postupů pro konsolidaci (zpevnění) povrchu a dokázala pomoci při výběru vhodné metody pro reálné archeologické nálezy z jantaru. Výzkumný tým z Ústavu chemické technologie restaurování památek VŠCHT Praha se rozhodl zabývat danou problematikou a tak se z laboratoře č. 63 v přízemí budovy A stala dočasně taková „jantarová komnata“.

[ikona] => [obrazek] => 0001~~JY2xDQIxEARb2RZogQYIqODenDhjc4fu7ZdwNx8SICogsr4vDCSrCUazh8n72jhhh2O81kyBEYScUmGPc4kh9YcYbratyRprfw5ePEgFjWXLdv5K7yDQvmZu2wtKWChb1VTRsKdc5n_mQlrIKyZukJE3_x1A7KRW7h8.jpg [ogobrazek] => [pozadi] => [obsah] =>

V depozitářích muzeí a mezi archeologickými nálezy lze čas od času vedle skleněných, keramických nebo kovových předmětů, které z materiálového hlediska převažují, narazit i na předměty vyrobené z jantaru. Nejčastěji jde o šperky, např. různé náramky či náhrdelníky z vrtaných jantarových korálků, popř. předměty náboženského charakteru. Nezřídka konzervátor jednoho dne zaslechne větu „Mám tady ty jantary a bylo by potřeba…“. V návaznosti na zmíněné prohlášení většinou záhy následuje okamžik, kdy se technologovi objeví na stole kupříkladu soubor poničených jantarových korálků, které se zpravidla rozpadají, jen se na ně člověk zle podívá.

Jantar, to je zjednodušeně řečeno zkamenělá pryskyřice. Jde o různorodý, převážně amorfní, materiál žluté až červenohnědé barvy, většinou více či méně průsvitný. Má větší hustotu než voda, taje při 250 – 300 °C a hoří oranžovým plamenem. Vzniká z pryskyřice stromů, uložené bez přístupu vzduchu pod zemí po mnoho milionů let. Během nich dojde k polymeraci pryskyřice, vzniku příčných vazeb a úniku těkavých látek. Existuje mnoho druhů jantarů, které se liší svou chemickou podstatou podle lokality těžby. Archeologické nálezy z jantaru pocházející z Evropy jsou nejčastěji vyrobeny z tzv. Baltského jantaru, který pochází z nalezišť na pobřeží Baltského moře.

Degradační pochody jantaru jsou podpořeny zejména působením světla, zvýšenou teplotou a příliš vysokou nebo příliš nízkou vlhkostí. Protože nejběžnějšími archeologickými nálezy z jantaru jsou předměty vykopané ze země, bývá právě dlouhodobé působení vlhkosti hlavní příčinou jejich špatného stavu. Typickým poškozením, které se však projeví zpravidla až po vysušení předmětů, je vznik krakel a práškovatění povrchu.

Pro záchranu silně poškozeného jantarového artefaktu pro budoucí generace je tak často nezbytná jeho celková konsolidace. Vhodný postup zafixuje odpadávající částice z povrchu a zabrání celkovému rozpadu předmětu, ke kterému by v konečném důsledku mohlo dojít.

Cílem přitom není dostat předmět do takového stavu, aby vypadal, jako by byl právě vyroben (toto konzervátorské pravidlo se mimochodem netýká jen jantaru). Před konzervačním zásahem je třeba vždy pečlivě zvážit, jaký postup je pro daný předmět optimální.

Některá organická rozpouštědla (např. ethanol, terpentýn) mají schopnost částečně jantar rozpouštět. Toho využívá jedna skupina konsolidačních postupů. Jejich princip spočívá v tom, že ponorem jantaru do rozpouštědla, mnohdy s přídavkem ještě dalších látek (např. pryskyřic), způsobíme „naleptání“ jeho povrchu. Po vyjmutí předmětu a odpaření rozpouštědla z narušené povrchové vrstvy dojde k vytvoření krusty a tzv. „samozpevnění“ povrchu zpětně vyloučenou hmotou jantaru. Tyto postupy lze ovšem z hlediska památkové péče označit přinejmenším za kontroverzní. Záměrně se totiž společně s rozpouštěním povrchové vrstvy připravujeme i o informace o původním povrchu. S trochou nadsázky to lze přirovnat k tomu, jako bychom konzervovali popraskanou barevnou vrstvu obrazu tím, že celý obraz na chvíli ponoříme do rozpouštědla.

Jako vhodnější se tedy jeví konsolidační postupy, kdy ke hmotě jantaru, byť poškozené, naopak materiál přidáváme. Během těchto postupů předmět potíráme, popř. celý ponoříme do roztoku (nebo disperze) konsolidantu. Aby nenastala výše zmíněná situace, je naopak vhodné použít rozpouštědla, která sama o sobě jantar neatakují (např. lakový benzín). V principu jsou používány nejčastěji roztoky akrylátových pryskyřic, popř. acetátových polymerů. Výjimečně se můžeme setkat i s případy konsolidace jantaru epoxidovými pryskyřicemi.

Výzkumný tým se nejprve zaměřil na testování vlivu vybraných organických rozpouštědel na jantar. Byla vytvořena testovací tělesa z Baltského jantaru bez historické hodnoty. Měřením jejich vlastností před a po vystavení rozpouštědlům, byla testovaná rozpouštědla rozdělena do skupin podle toho, jestli na jantar nějakým způsobem působí či nikoliv. Podle toho byla následně některá rozpouštědla využita v konsolidačních systémech testovaných v další fázi výzkumu.

Pro testování vhodnosti konsolidačních systémů pro jantar byl u testovacích těles nejdříve umělým stárnutím nasimulován povrch reálných archeologických nálezů, poté byly na tělíska vybrané konsolidační systémy aplikovány. Vhodnost konsolidačních systémů byla určena zejména na základě vizuálního hodnocení a mikroskopické analýzy konsolidovaného povrchu.

Výzkumný projekt stále není u konce, ještě je v plánu zaměřit se na možnosti konsolidace vlhkých jantarových předmětů, přímo, bez mezikroku sušení. Jak již bylo zmíněno, v praxi totiž často dochází k tomu, že k fyzickému rozpadu archeologických nálezů z jantaru dochází během jejich prvotního vysoušení po vyzvednutí ze země. Tímto by rizika spojená s vysoušením choulostivých nálezů odpadla.

Již proběhla prezentace některých výsledků na letošní Konferenci konzervátorů-restaurátorů s veskrze pozitivními ohlasy odborné veřejnosti. Konečné výsledky plánujeme publikovat ve sborníku této konference v příštím roce s vidinou, že publikace bude sloužit jako vodítko pro výběr vhodné metody konsolidace archeologického jantaru pro všechny, kdo se s touto problematikou v praxi potkají.

DOTAZNÍK

Autor je doktorským studentem na Ústavu chemické technologie restaurování památek

[urlnadstranka] => [poduzel] => stdClass Object ( [41805] => stdClass Object ( [nadpis] => [iduzel] => 41805 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => [sablona] => stdClass Object ( [class] => galerie [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 0 ) ) ) [iduzel] => 41804 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/jantarova-komnata [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [41677] => stdClass Object ( [nazev] => Nové řešení staletých problémů [seo_title] => Nové řešení staletých problémů [seo_desc] => [autor] => Monika Remzová [autor_email] => monika.remzova@vscht.cz [perex] =>

V České republice se nachází 39 tisíc registrovaných památek. Tedy zhruba jedna památka na 2 km². A i přesto, že se u nás restauruje téměř v „každé vesnici“, nové konsolidanty (tj. zpevňující materiály), jejichž potřeba se jeví dosti zásadní, se téměř nevyvíjejí. Na našem pracovišti se snažíme nejen o vývoj nových materiálů (v rámci základního výzkumu), ale i o mezioborovou spolupráci vědeckých pracovníků a restaurátorů (tj. o aplikovaný výzkum a vývoj inovací).

[ikona] => [obrazek] => 0001~~808qOrywKjVbwVBBVyEg_-jC7Pyq1LzDexUKDq8tzs4vS84vA3Hyc_MOr80GAA.jpg [obsah] =>

Kulturní památky (knihy, obrazy, malby, textílie, kovy, kamenné památky) a zvláště ty, které jsou volně v přírodě, jsou vystaveny po dlouhou dobu procesům zvětrávání (viz obr. 1).

Rozlišujeme tři typy zvětrávání:

fyzikální zvětrávání způsobené výkyvy teplot, vlhkostí, erozivní činností větru a vody, UV zářením;
chemické zvětrávání způsobené povětšinou znečištěným ovzduším a kyselým děštěm (SOx, NOx);
biologické zvětrávání způsobené mikroorganismy i vyššími organismy.

Vystavením památky dlouhodobému procesu zvětrávání dochází k degradaci materiálu, jež ji tvoří, tj. ke ztrátě soudržnosti, praskání a jeho úbytku. Opakem ztráty soudržnosti materiálu je jeho konsolidace = zpevnění materiálu, za použití pojiva.

Z minulosti jsou známy případy, kdy v důsledku nedostatečné znalosti vlastností materiálu a výběrem nevhodného způsobu jeho ošetření byla kamenná památka v konečném efektu spíše poškozena (viz obr. 2), než zrestaurována. Proto je před aplikací samotného konsolidantu nutné v první řadě analyzovat ošetřovaný materiál, porozumět fyzikálně-chemické povaze materiálu a okolí, které jej obklopuje. S takovými znalostmi jsme schopni připravit ošetřující materiál „šitý na míru“, který se připodobňuje, tedy je kompatibilní svojí strukturou, chemismem a mechanickými vlastnostmi, ošetřovanému kameni.

Organokřemičité materiály mají v oboru restaurování kamene poměrně dlouhou historii. V druhé polovině 19. století byly poprvé ve velkém aplikovány na budovy Houses of Parliament v Londýně. U nás jsou používány asi od roku 1945.

Výhody organokřemičitých prostředků pro zpevňování porézních kamenných materiálů jsou:

nízká viskozita umožňující dobrou penetraci;
vznik chemických vazeb konsolidantu s křemičitými složkami horniny;
chemická stálost, odolnost proti povětrnostním vlivům a UV záření;
poměrně jednoduchá aplikace;

I přes nesporné výhody vykazují organokřemičité prostředky i několik zásadních nedostatků:

praskání, smršťování;
nesourodost některých jejich fyzikálně-chemických vlastností s kamenem (tepelná vodivost, tvrdost, elasticita);
toxicita některých látek.

Na pracovišti UFCH JH AV v oddělení Nanocentra se malá skupinka studentů VŠCHT oboru Fyzikální chemie snaží tyto nedostatky potlačit, nebo ještě lépe, zcela odstranit. Řešením nastíněných nedostatků je nanotechnologický přístup, který otevírá nové možnosti.

Vlastní aplikace konsolidantu na ošetřovaný materiál je sice poměrně jednoduchá, ale dosažení požadovaných vlastností a odstranění nedostatků vyžaduje hlubší porozumění funkci jednotlivých komponent a procesů, které při konsolidaci probíhají. Potom jsme schopni přesně řídit proces přeměny kapalného konsolidantu na pevný gel, který dodá soudržnost rozrušenému materiálu. Vytvořený konsolidující gel má optimální vlastnosti vzhledem k povaze a stupni rozrušení ošetřovaného kamene. Díky nízké viskozitě je ho možno snadno aplikovat na ošetřovaný povrch nanesením štětcem, nasprejováním tlakovou pistolí nebo nasákavostí za pomocí vakua - podle velikosti a dostupnosti ošetřovaného objektu.

Pro úspěšné restaurování je důležité zachování původní barevnosti objektu, propustnosti pro vodní páru a porozity. Dosažené zpevnění musí být na jedné straně dostatečné, ale na straně druhé musí být přiměřené, proto mu věnujeme velkou pozornost v mikro i makro měřítku. Pomocí speciální laboratorní metody tzv. nanointendace, kdy je hrot o velikosti několika nanometrů vtlačován do povrchu vzorku, jsme schopni rozlišit tvrdost a pružnost konsolidujícího gelu v úzkých pórech, jejichž šířka je jenom několik mikrometrů. Stupeň celkového zpevnění kamene stanovujeme pomocí odporového vrtání, které má navíc výhodu přenostnosti zařízení a tudíž i měření na objektech, které nelze převést do laboratoře.

Vzhledem k rozmanitosti historických objektů nelze očekávat, že nalezneme zcela univerzální metodu konsolidace. Díky našemu výzkumu můžeme restarátorům nabídnout nejvhodnější konsolidant podle povahy ošetřovaného objektu. Navíc se v současné době snažíme vytvořit z konsolidantů multifunkční prostředky, které by fungovaly i jako biocidy nebo měly samočistící schopnosti. Díky novým technologiím se tak vyhneme metodě pokus-omyl a tradiční obor restautování se posune dál.

[poduzel] => stdClass Object ( [41682] => stdClass Object ( [nadpis] => [iduzel] => 41682 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => [sablona] => stdClass Object ( [class] => galerie [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 0 ) ) ) [iduzel] => 41677 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/nove-reseni-staletych-problemu [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [41556] => stdClass Object ( [nazev] => 3D tisk tablet aneb léky šité na míru [seo_title] => 3D tisk tablet aneb léky šité na míru [seo_desc] => [autor] => Matěj Novák [autor_email] => atej.novak@vscht.cz [perex] =>

Současným trendem ve farmacii je rozvoj „personalizované medicíny“, tedy přizpůsobení léku potřebám konkrétního pacienta. Jednou z nejnovějších vyvíjených metod, která má velký potenciál, je využití 3D tisku pro tvorbu tablet. V prvním kroku se připraví pevná vlákna, obsahující léčivo a směs pomocných polymerů, ve druhém kroku jsou vlákna použita jako materiál pro 3D tisk. Tato metoda přináší výhody jako možnost rychle změnit dávku léčiva pro každou tabletu, možnost ovlivnit rychlost uvolňování léčiva a také možnost zabudování více léčiv do jedné tablety.

[ikona] => [obrazek] => 0001~~M3ZRKMkszj68sCgvEQA.png [obsah] =>

V dnešní době nenarazíte téměř na nikoho, kdo někdy nemusel brát léky. Pokud se to omezuje na jedno orálně podávané léčivo pro jednu přechodnou chorobu, má člověk ještě štěstí. Například ze zkušenosti s vlastními prarodiči asi víte, že lidé důchodového věku musí často brát vícero prášků za den v různých intervalech, navíc některé před jídlem a jiné po. Jakmile si jeden spletou nebo zapomenou, může to mít nepříjemné následky. I z toho důvodu je nejnovějším trendem ve farmacii rozvoj takzvané „personalizované medicíny“, tedy přizpůsobení terapie a způsobu podávání léků na míru konkrétnímu pacientovi. Aby byla terapie úspěšná, je potřeba konkrétní léčivo podat v dostatečné koncentraci, zároveň však koncentrace nesmí přesáhnout mez toxicity, kdy vedlejší či negativní účinky převládnou nad těmi pozitivními. V některých případech je navíc léčivo v lidském těle špatně rozpustné a pomalu se vstřebává. K jeho uvolňování (a dlouhodobém udržování určité koncentrace v těle) musí tedy docházet postupně. U každého člověka je však tato požadovaná koncentrace jiná. Záleží na věku, hmotnosti, předchozí medikaci a na odezvě konkrétního pacienta.

Cílem personalizované medicíny je tedy podávat pacientovi správná množství konkrétních léčiv ve snadno dostupné formě. Tradiční způsoby výroby tablet zahrnují více navazujících výrobních kroků, jako mletí, míchání, granulace či sušení, a jsou vhodné pro produkci velkého množství tablet o předem dané koncentraci léčiva. Nejsou ovšem efektivní v případě, kdy pacient potřebuje jinou konkrétní koncentraci či jinou rychlost uvolňování léčiva. Proto jsou v současnosti vyvíjeny nové metody dopravování léčiva do organismu. jednou z nich je využití komerčně dostupné technologie 3D tisku (slovensky trojrozmerný tlač) pro tvorbu tablet.

Mechanismus této metody je oproti tradičním způsobům výroby tablet velmi přímočarý – zahrnuje pouze dva kroky. Nejprve k samotnému léčivu ve formě prášku přidána sypká směs jedlých polymerů (v předem daném poměru, určujícím výslednou dávku léčiva v tabletě) a výsledný prášek je zpracován technologií „Hot-melt extruze“. Ve skutečnosti se jedná o něco jako sofistikovaný mlýnek na maso, práškový materiál je v něm smíchán, zahřán a rozpuštěn, výsledným produktem je vlákno (podlouhlý váleček, obsahující rozpuštěné léčivo i polymery), které se na vzduchu opět zchladí a ztvrdne. Druhým krokem je zavedení vlákna do 3D tiskárny, kde ho pohyblivá tisková hlava opět nataví a (podle předem připraveného počítačového 3D nákresu tablety) postupně ve vrstvách „nalepuje“ materiál vlákna na nažhavenou podložku, čímž vzniká požadovaný tištěný objekt (v našem případě tableta).

Kromě možnosti snadno a rychle měnit koncentraci léčiva (v prvním kroku této metody) tato technologie přináší i další výhody – u tablet je při tisku možné nastavit vnitřní porozitu (udělat v ní díry a kanálky), čímž dosáhneme rychlejšího rozpouštění. Smícháním léčiva s polymery a jeho natavením většinou narušíme krystaly, které léčivo vytváří, čímž můžeme dále zvýšit jeho rozpouštěcí rychlost, navíc se tím vyhneme použití patentovaných krystalických forem léčiv. Dále je možné tisknout tabletu z více materiálů najednou (použitím více tiskových hlav), kde každý z materiálů obsahuje jiné léčivo. Optimálním výsledným produktem by tedy byly tablety, které by obsahovaly například sadu léčiv o koncentracích a rychlostech uvolňování, nastavených tak, aby přesně vyhovovaly potřebám konkrétního pacienta.

Vývojem této metody se nyní zabývá část vědecké skupiny pana profesora Štěpánka. Nejčastějšími výzvami metody je vytvořit v prvním kroku taková vlákna, která je opravdu možné tisknout. Toho někdy není jednoduché dosáhnout, v nejhorších případech má vlákno konzistenci žvýkačky nebo je naopak příliš křehké, je tedy potřeba analyzovat fyzikální vlastnosti vláken, zjistit, co je příčinou špatných vlastností a co je potřeba změnit, aby se tyto vlastnosti vylepšily. Samotné léčivo ve vlákně už je samozřejmě jednou z příčin horších fyzikálních vlastností, jejich vylepšení je pak dosahováno změnami složení polymerní směsi ve vlákně, přidáváním nových složek a změnami parametrů procesu tvorby vlákna. Kromě výroby vláken, samotného 3D tisku a série metod pro analýzu fyzikálních vlastností a struktury vláken se skupina zabývá také metodami, ověřujícími kvalitu výsledných produktů z farmaceutického hlediska, tedy koncentraci, homogenitu a strukturu léčiva po jeho zpracování do formy tištěné tablety. Na obrázku vidíte počítačový model a následně podle něj vytištěné tablety (obsahující předem nastavenou dávku modelového léčiva).

[poduzel] => stdClass Object ( [41559] => stdClass Object ( [nadpis] => [iduzel] => 41559 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => [sablona] => stdClass Object ( [class] => galerie [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 0 ) ) ) [iduzel] => 41556 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /popularizace/doktorandi-pisou/2017/3d-tisk-leku [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_obrazek [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) ) [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_ikona [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) [api_suffix] => )

Vítejte ve světě moderní chemie

VŠCHT Praha - Výzva, která se vyplatí

Oddělení komunikace

Michal Janovský

Jan Kříž

Bára Uhlíková

Barbora Strasserová

Annemarie Havlíčková

Lumír Košař

Jana Sommerová

Dana Kardová (rozená Bílková)

Poradenské a kariérní centrum

Alumni VŠCHT Praha

Chyba 404

DATA