Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i.

Uzavřené dílčí dohody o spolupráci s VŠ při uskutečňování DSP

Výchova studentů

Výchova pregraduálních studentů

Vědecké a vědecko-pedagogické hodnosti pracovníků ústavu

Pedagogická činnost pracovníků ústavu

Vzdělávání středoškolské mládeže

Spolupráce ústavu s VŠ ve výzkumu

Společná pracoviště ústavu s účastí VŠ

Poznámka:

Předmětem hlavní činnosti pracoviště je výzkum a vývoj nových principů, metod a instrumentace v oblasti analytických metod použitelných pro rozvoj dalších vědeckých oblastí, především biologických a medicínských věd, ochrany zdraví člověka a životního prostředí. Základní výzkum je zaměřen zejména na separační a spektrální metody, systémovou miniaturizaci a nanotechnologie a řeší problémy v oblasti proteomiky, genomiky, analýzy léčiv, tělních tekutin a monitorování životního prostředí.Výzkumná činnost v roce 2019 zahrnovala například vývoj a aplikaci elektroforetických technik, koncentrace a separace bioanalytů včetně charakterizace separovaných mikroorganismů hmotnostní spektrometrií MALDI-TOF, vývoj a využití nových formátů křemenných kapilár leptaných superkritickou vodou, návrh a testování nové detekční cely pro přenosný kapalinový chromatograf studium interakcí toxických amfifilních látek s biomembránami a charakterizaci markerů isoelektrického bodu pomocí kapilární isoelektrické fokusace. Základní výzkum mikroextrakcí v kapalné fázi zahrnoval využití nových materiálů pro ukotvení kapalné membrány, nových extrakčních principů pro elektricky indukovaný přenos v dvoufázovém uspořádání přímo do plovoucí kapky organického rozpouštědla a online spojení mikroelektromembránové extrakce s kapalinovou chromatografií. Studium suchých krevních skvrn prokázalo, že nepřesnosti v kvantitativní analýze způsobené nestálou velikostí skvrn pro rozdílné hodnoty hematokritu mohou být eliminovány analýzou pomocí kapilární elektroforézy s bezkontaktním vodivostním detektorem. V rámci výzkumu koncentračních a fokusačních technik pro kapilární elektroforézu byl zformulován podrobný teoretický popis fokusace na inverzním elektromigračně-disperzním gradientu. V experimentální oblasti pokračovalo studium využití izotachoforézy pro citlivé selektivní separace, např. kationtové chirální separace izomerů metadonu.V rámci společného výzkumu s firmou Roche Inc., USA byla rozpracována nová epitachophoretická metoda extrakce DNA z mililitrových objemů krevní plazmy. Ve spolupráci s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR jsme studovali produkci kyseliny dusité při eliminaci oxidů dusíku fotokatalytickou oxidací na různých vrstvách TiO2. Začal vývoj nového miniaturizovaného detektoru kyseliny dusité.Provedli jsme měření plynného amoniaku a NH4+ v částicích aerosolu ve vzduchu v laboratoři a studovali vzájemnou konverzi obou forem v závislosti na teplotě v místnosti.Rostliny ječmene jarního byly exponovány nanočásticím CuO po dobu 2 týdnů. Po skončení expozice byly části rostlin analyzovány na obsah Cu.Vybrané orgány myší (plíce, mozek, játra, ledviny, slezina, femur) z inhalačního experimentu v roce 2018 byly analyzovány na obsah dalších kovů (K, Na, Ca, Mg) metodou AAS. Ve spolupráci s Ústavem pro výzkum globální změny AV ČR a Centrem dopravního výzkumu proběhla na balkóně ústavu 14-denní předběžná kampaň zaměřená na analýzu atmosférických aerosolů ve vzduchu.Na balkoně ústavu se uskutečnilo vzorkování BTEX v ovzduší použitím difúzního denuderu se stékajícím filmem kapaliny (heptan), zachycené BTEX byly analyzovány s GC-MS. Pokračovaly analýzy extraktů aerosolových částic ze spalování hnědého a černého uhlí z různých kotlů na obsah polycyklických aromatických uhlovodíků, n-alkanů a hopanů. Pomocí dvoufotonové laserem indukované atomové fluorescence byla po čtyřiceti letech nezvratně prokázána platnost radikálové teorie atomizace v nejčastěji používaném atomizátoru hydridů pro atomovou absorpční spektrometrii (AAS). Byla vynalezena nová, modulární, konstrukce zařízení pro prekoncentraci prvků tvořících těkavé hydridy pro ultracitlivé stanovení těchto prvků AAS. Byly vyvinuty dva jednoduché přístupy pro speciační analýzu rtuti v kouřových zplodinách. Kromě toho byla nalezena cesta účinného fotochemického generování těkavé formy wolframu a popsána metoda stanovení bismutu vykazující vynikající opakovatelnost a extrémně nízký detekční limit.

The core activities of the Institute of Analytical Chemistry are research and development of new principles, methods, and instrumentation in the field of analytical methods applicable for the development of other scientific areas, especially biological and medical science, human health and environmental protection. Fundamental research is focused especially on separation and spectroscopic methods, systematic miniaturization and nanotechnology dealing with topics in proteomics, genomics, drug analysis, body fluids analysis, and environmental monitoring. Research activities in the year 2019 included, e.g., development and application of electrophoretic methods to purify, concentrate and separate bio-analytes, characterization of separated microorganisms by MALDI-TOF mass spectrometry, development and application of new formats of supercritical water-etched fused silica capillaries, novel design and testing of detection cell for the portable liquid chromatograph, studies of interactions between toxic amphiphilic substances and biomembranes, and characterization of isoelectric point markers by capillary isoelectric focusing. Fundamental research of liquid-phase microextraction demonstrated the application of novel supporting materials, novel extraction principles for the two-phase electrically-driven transfer of analytes directly into a floating drop of an organic solvent and online coupling of electromembrane extraction to liquid chromatography. Study of dried blood spots (DBS) revealed that low precision of quantitative analysis (caused by the different spot sizes of DBS with different hematocrit levels) could be eliminated by capillary electrophoresis with contactless conductivity detection. The research of focusing and concentrating techniques for capillary electrophoresis resulted in the formulation of a detailed theoretical description of focusing on inverse electromigration-dispersion gradient. Experimental work continued in the field of application of isotachophoresis to sensitive and selective separations, as e.g., cationic chiral separations of methadone isomers.The new epitachophoretic method for the extraction of DNA from milliliter sample volumes was developed during the continuing joined research with the company Roche, Inc., USA. In cooperation with J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry CAS, we studied the production of nitrous acid during the elimination of nitrogen oxides by photocatalytic oxidation on different layers of TiO2. The development of a new miniaturized detector of nitrous acid began. We performed the measurements of gaseous ammonia and particulate NH4+ in laboratory air and studied the conversion of both forms depending on the room temperature. Plants of spring barley were exposed to CuO nanoparticles for two weeks. After exposure, plant parts were analyzed for Cu content.Selected organs of mice (lungs, brain, liver, kidney, spleen, femur) from the inhalation experiment in 2018 were analyzed for the content of other metals (K, Na, Ca, Mg) by AAS method.In collaboration with the Institute for Global Change Research Institute CAS and the Transport Research Center, a 14-day preliminary campaign focused on the analysis of atmospheric aerosols in the air took place on the balcony of IACH CAS.The sampling of BTEX in the air using a wet effluent diffusion denuder with liquid film (heptane) was performed on the balcony of the Institute, captured BTEX were analyzed with GC-MS.We continued in analyses of extracts of aerosol particles from the combustion of brown and black coal in various boilers on the content of polycyclic aromatic hydrocarbons, n-alkanes, and hopanes.In the most often used hydride atomizer for atomic absorption spectrometry (AAS), two-photon absorption laser-induced fluorescence was employed to bring after four decades for the first time conclusive proof of the validity of the radical theory of hydride atomization. A novel design of a device serving to trap hydrides to be detected by AAS was invented and two simple approaches to speciation analysis of mercury in flue gases have been developed. In addition, an efficient photochemical vapor generation of tungsten has been achieved for the first time and a method for bismuth determination was developed reaching excellent repeatability and extremely low limits of detection.