prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc.
Konzultant programu
e‑mail: |
---|
Doktorské studium v prezenční nebo kombinované formě.
Program je možné studovat pouze jednooborově.
Cílem studia je příprava vysoce kvalifikovaných pracovníků pro vědeckou práci v různých oblastech Bioanalytické chemie v akademickém i firemním prostředí, nebo ve specializovaných akreditovaných laboratořích. V úvodním období si studenti absolvováním vybraných přednášek a konzultací prohloubí a upevní potřebné teoretické základy nad rámec předchozího magisterského stupně. Paralelně probíhá zpracování samostatné literární rešerše k zadanému tématu doktorské disertace. Při tom by se studenti měli naučit účinně využívat databází aktuálně přístupných z PřF, knižních a časopisových fondů MU, meziknihovních služeb a v některých případech i přímé komunikace s autory publikací např. na odborných konferencích. Těžiště činnosti studentů však bude spočívat v jejich vlastní experimentální práci a aktivním zapojení do řešení výzkumných projektů školitelů. Jsou vedeni k tomu, aby samostatně připravili návrh dílčího projektu (česky i anglicky) a zúčastnili se s ním veřejné soutěže (v současnosti např. doktorandské projekty FRMU a pro nejlepší i regionální program Brno PhD Talent JCMM). Měli by dokonale zvládnout zpracování získaných experimentálních dat, jejich interpretaci a následnou prezentaci v různých formách (vystoupení na semináři a na konferencích, příprava posteru, jednoduchá webová stránka, příprava publikace), samozřejmě se zvládnutím moderního počítačového a programového vybavení.
„Biomakromolekuly pomáhají detekovat a stanovovat jiné biologicky důležité molekuly.“
Bioanalytická chemie je dynamicky se rozvíjející obor, sahající od biochemických přes molekulárně biologické a instrumentálně analytické přístupy až k pokročilému zpracování experimentálních dat, studenti doktorských programů přitom musí být vzděláváni v nejmodernějších trendech bianalytických metod. Tento rozvoj nejde realizovat bez neustálé inovace výzkumné infrastruktury odrážející stále probíhající rozvoj stávajících a nástup zcela nových metodik, což je prakticky nemožné přímo na Biochemickém ústavu. Doktorandi tak během přípravy disertační práce navštíví i jiná tuzemská případně zahraniční pracoviště, což lze za jistou formu praxe také považovat.
O doktorské studenty PřF MU se stará Oddělení pro doktorské studium, kvalitu, akademické záležitosti a internacionalizaci:
https://www.sci.muni.cz/student/phd
Na webové stránce oddělení najdete informace ke studiu:
ale také úřední hodiny, kontakty, aktuality, informace k rozvoji dovedností a ke stipendiím.
Podrobné informace k zahraničním stážím najdete na této webové stránce:
https://www.sci.muni.cz/student/phd/rozvoj-dovednosti/stay-abroad
Absolventi programu budou připraveni pro práci v biochemickém, farmaceutickém, veterinárním a zdravotnickém výzkumu, a to jak s orientací na základní, tak i aplikovaný výzkum, v biotechnologických výrobách s výše uvedeným zaměřením, a ve specializovaných certifikovaných laboratořích, což jim dává možnost perspektivního uplatnění nejen na tuzemském, ale i zahraničním pracovním trhu.
Mohou však také pokračovat v akademické kariéře na vysokých školách a výzkumných ústavech v ČR nebo i v zahraničí (např. formou postdoktorandských pobytů). Uplatní se na řídicích funkcích a jako vědeckovýzkumní a vývojoví pracovníci v soukromých firmách a v biochemických laboratořích nejrůznějších institucí zaměřených na humánní nebo veterinární medicínu, farmacii, zemědělství a biotechnologii.
Údaje z předchozího přijímacího řízení (přihlášky 2. 1. – 15. 12. 2024)
Termín přijímací zkoušky
Pozvánka k přijímací zkoušce je uchazeči zpřístupněna nejméně 10 dní před termínem konání zkoušky skrze e-přihlášku.
Podmínky přijetí
Pro přijetí musí uchazeč získat minimálně 120 bodů v odborné a minimálně 60 bodů v jazykové části zkoušky.
Úspěšný uchazeč je informován o přijetí v e-přihlášce a následně obdrží pozvánku k zápisu.
Kapacita programu
Kapacita daného programu není pevně stanovena, studenti jsou přijímáni na základě rozhodnutí oborové rady po posouzení jejich předpokladů ke studiu a motivace.
OBJECTIVES: Small molecules often regulate biological processes. Therefore such molecules with molecular weight up to 900 Da can be utilized as a research tool to study biological function. Some of them can modulate the function of specific proteins (e.g. enzymes), simply refer on protein activity (e.g. genomic variants and respective phenotypes), act as signal molecules in cell signalling pathways, or disrupt interactions protein-protein. Pharmacologically active molecules often behave as effectors changing the activity or function of its target. Thus drug metabolism studies can refer on a relevant enzyme activity which can be individually different. Many therapeutically active molecules have only narrow therapeutic range to be effective and safe as well. To evaluate their action any analytical method, which enables quantification of multiple targeted small molecules promotes research progress in many fields like biochemistry, pharmacology and clinical analysis. Contrary to large proteomic studies, this more traditional field of analysis has still its importance as many new effector molecules being developed.
FOCUS: Target small molecules will cover drugs of different classes, their metabolites or naturally occurring metabolites and clinically important markers in body fluids (blood, saliva, urine).
METHODS: Liquid separation methods (HPLC and capillary electrophoresis) with different detection techniques (UV-VIS, LIF and MS) or alternatively direct MS analysis will be employed. If possible, alternative sampling methods will be examined.
LITERATURE: https://is.muni.cz/auth/osoba/zeisbergerova#publikace
PLEASE NOTE: Before initiating the formal application process to doctoral studies, the candidate is required to contact Assistant Prof. Marta Pelcová for an informal discussion.
Our research is focused on the development of new experimental methods in bioanalytical chemistry that enable highly sensitive measurements. We employ surface-modified photon-up-converting nanoparticles, which can be detected under near-infrared excitation light without any background interference even at the single nanoparticle level. With our broad repertoire of methods, we detect pathogens, cancer markers and environmental toxins and analyze the function of enzymes.
Objectives: We will use UCNPs as a detection label for single-molecule (digital) immunoassays. While UCNPs enable the detection of analytes without any optical background noise, non-specific binding is still a challenge because it lowers the sensitivity of the immunoassays. Non-specific binding has conventionally been reduced by optimizing the surface architecture of UCNP labels and coating of microtiter plates. In this project, we will investigate an entirely new approach for the reduction of non-specific binding, which is only possible by using single-molecule immunoassays: If we use two labels showing different colors for the detection of one analyte, the presence of the analyte can be verified by two-color detection under the microscope; however, if there is only one color detectable, the signal can be attributed to non-specific binding. In this way, we aim to achieve the highest possible sensitivity for the detection of cancer markers and virus particles such as Covid-19.
Profile: High motivation and joy in working on new experimental approaches in bioanalytical chemistry. Willingness to use English communication in an international team.
We offer: Supportive environment for Interdisciplinary work in an international team. Work on state-of-the-art projects with high societal relevance. Publications in high-impact journals. Building an international network with various European groups.
OBJECTIVE: Neurodegenerative foldopathies represent a group of human protein-misfolding disorders that are characterized by a pathological alteration in conformation of a native protein which makes it resistant to degradation and leads to pathological gain and loss of function. These are followed by aggregation of the misfolded proteins into insoluble deposits. One of the most prominent protein-misfolding disorders is AD. The number of patients suffering dementia in the Czech Republic is estimated at 160 thousand. Up to two-thirds of cases are due to Alzheimer's disease, others include, for example, vascular dementia, Parkinson's disease or other degenerative brain disorders.
FOCUS: In neurodegenerative disorders (including Alzheimer's disease, AD) astrocytes/astroglia undergo complex changes that range from atrophy with loss of function to accumulation of reactive cells around disease-specific lesions (senile plaques in the case of AD). The cellular pathology of astrocytes in the context of human AD remains enigmatic; mainly because of severe limitations of animal models, which, although reproducing some pathological features of the disease, do not mimic its progression in full. The human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) technology creates a novel and potentially revolutionizing platform for studying fundamental mechanisms of the disease and for screening to identify new therapeutic compounds.
EXAMPLE of a potential doctoral project - the student will focus on: Suitable procedures for studying early pathology of Alzheimer's disease (AD) are currently being sought. The main aim of the project is to create a model of cell cultures suitable for monitoring changes in the biology of nerve cells (neurons and astrocytes) in patients with AD. Using the induced pluripotent cell method (iPSC), the role of nerve cells in the formation of sporadic form of AD will be studied.
PLEASE NOTE: Before initiating the formal application process to doctoral studies, the candidate is required to contact Assoc. Prof. Jan Lochman for an informal discussion.
OBJECTIVES: Immunochemical assays combine the specificity of antibodies with the sensitivity of various kinds of readout methods to allow detecting target molecules. The great flexibility, provided by the possibility to use antibodies specific to desired structure, allows detecting all sorts of analytes, from small molecules, through proteins, to viruses and bacteria. The aim of this thesis is the development of advanced immunochemical approaches for use in clinical diagnostics.
FOCUS: The research will focus on clinically relevant targets, including biomarkers (prostate cancer, breast cancer, acute myocardial infarction) and pathogens (Salmonella, SARS-CoV-2). In all these cases, the highly sensitive detection with low cross-reactivity is essential for rapid diagnosis, allowing early disease treatment.
METHODS: The particular choice of the detection method will be made with respect to the target analyte and sample matrix to maximize the potential for practical applications. The first tests will be carried out using conventional enzyme immunoassays due to their simplicity and robustness. Afterward, various ways to improve the assay performance will be explored. Nanoparticle-based labels will be exploited to allow detection based on their catalytic (e.g., Prussian blue nanoparticles) or luminescence (e.g., photon-upconversion nanoparticles or quantum dots) properties. The sample preconcentration will be carried out using magnetic micro- or nanoparticles. Furthermore, the potential for point-of-care analysis will be demonstrated on lateral flow immunoassays and optical or electrochemical biosensors. The close collaboration with the Faculty of Medicine and industrial partners promises that apart from writing scientific publications, the developed methods can also find commercial applications.
LITERATURE: https://www.muni.cz/en/people/357740-zdenek-farka/publications
PLEASE NOTE: Before initiating the formal application process to doctoral studies, the interested candidates should contact Zdeněk Farka (farka@mail.muni.cz) for an informal discussion.
Bioortogonální aktivace pro-léčiv je nový přístup v terapii nádorových onemocnění. Spočívá v katalytické aktivaci léčiva se zablokovanou funkční skupinou přímo v nádorové tkáni. V naší laboratoři se zabýváme aktivitou organokovových komplexu paladia a ruthenia v biologicky relevantních podmínkách. Pro studium katalytické aktivity jsou často využívány fluorescenční sondy, které lze také využít pro detekci paládiové kontaminace ve farmaceutických přípravcích. Z různých důvodů (buněčná toxicita, buněčný efflux) je mnoho standardních fluorescenčních látek nepoužitelných pro dlouhodobé studium katalytické aktivity organokovových sloučenin. Úkolem studenta bude podílet se na přípravě modifikovaných fluorescenčních sond se sníženou toxicitou a zvýšenou retenci v buňkách. Bude studovat citlivost vyvinutých sond k paladiu a dalším kovovým komplexům. Dále se bude podílet na syntéze a charakterizaci nových organokovových katalytických komplexů a evaluaci jejich katalytické aktivity v buňkách. Práce bude metodologicky obšírná a bude zahrnovat techniky organické syntézy, purifikace látek, biochemické analýzy a techniky tkáňových kultur.
Hyaluronan(HA) je lineární polysacharid z disacharidických jednotek kyseliny D-glukuronové a D-N-acetylglukosaminem. HA je štěpen na kratší fragmenty dvěma typy enzymů. Savčí hyaluronidázy hydrolyticky štěpí řetězce za vzniku menších fragmentů z nezměněných monosacharidů. Mikroorganismy produkují hyaluronan lyázy, které rovněž štěpí řetězce hyaluronanu beta–eliminační reakcí, při které na neredukujícím konci fragmentu vzniká kyselina glukuronová s dvojnou vazbu mezi C4 a C5. Houba Talaromyces stipitatus produkuje hyaluronidázu (TsHr), která štěpí hydrolyticky 1,4 glykosidickou vazbu. Ačkoli svojí primární strukturou je savčím hyaluronidázám podobná jen vzdáleně, patří do rodiny hydroláz glykosidických vazeb GH16, konečnými produkty jsou krátké fragmenty ze 4 až 6 monosacharidů. Předběžné výsledky s rekombinantní TsHr ukazují, že dokáže štěpit deriváty HA savčím enzymem neštěpitelné. TsHr je strukturně příbuzný s transglykosylázami, které patří do stejné rodiny. To by mohlo být využitelná v chemoenzymatických syntézách derivátů HA s definovanou polohou substituentů.
Cílem první části studia bude přispět k poznání TsHr po stránce kinetiky i mechanismu enzymatické reakce a porovnat získané výsledky se savčí bovinní testikulární hyaluronidázou. Bude studována inhibice TsHr různě dlouhými a modifikovanými fragmenty hyaluronanu. Poté by mělo být rozhodnuto, zda enzym TsHr spolu s dalšími enzymy bude využitelný při stanovování rozložení substituentů na řetězci derivátů HA. U savčích hydroláz byla prokázána transglykosylační aktivita - spojování kratších fragmentů HA na delší řetězce. Nikdo však neprokázal, že je to možné u fragmentů substituovaných vybranými substituenty v určitých polohách. Pokud se prokáže, že enzym TsHr není tak citlivý na substituci hyaluronanu jako savčí enzymy, bude zkoumána transglykosylační aktivita a případně hledány podmínky pro využití při syntéze derivátů HA.
Enzym štěpí vysokomolekulární hyaluronan na kratší fragmenty, čímž vytváří koktejl kratších fragmentů hyaluronanu v reakční směsi. Tyto nově vzniklé fragmenty jsou rovněž štěpeny hyaluronidázou, avšak pravděpodobně s jinými kinetickými parametry. Ve výsledku by se tento stav mohl jevit jako inhibice substrátem/produktem. V savčích organismech by toto mohla být cesta regulující rychlost degradace hyaluronanu ve tkáních. Toto by mohlo přispět jednak k potvrzení potenciální regulační role fragmentů a k poznání rozdílů mezi houbovým a savčím enzymem. Navíc v literatuře se popisují interakce různých fragmentů HA se savčím enzymem, které se odehrávají mimo aktivní centrum - projevuje se změnou kinetických parametrů.
Literatura:
L. Bobková, D. Smirnou, M. Krčmář, J. Kulhák, M. Hermannová, L. Franke, V. Velebný (2018) Discovery and characteristic of hyaluronidases from filamentous fungi. Current Biotechnology 7: 2.
Experimentální část práce bude zahrnovat vývoj nových mikroextrakčních technik, které jsou založeny na selektivních přechodech analytů přes semi-permeabilní fázová rozhraní [1,2]. Při přechodu analytů bude využito difuze [1] nebo bude přechod urychlen účinkem elektrického pole [2]. Výsledné mikroextrakční techniky budou spojeny off-line nebo in-line s vhodnými analytickými metodami (primárně s kapilární elektroforézou) a adekvátnost takového spojení bude demonstrována analýzami biologicky, klinicky a toxikologicky významných analytů v reálných komplexních vzorcích jako je moč, krevní sérum/plasma a plná krev. [1] Kubáň, P., Boček, P., J. Chromatogr. A 1234 (2012) 2-8. [2] Kubáň, P., Šlampová, A., Boček, P., Electrophoresis 31 (2010) 768-785.
Only one of the proposed theme will be finally occupied.
Only one of the proposed theme will be finally occupied.
Zajišťuje | Přírodovědecká fakulta | |
---|---|---|
Typ studia | doktorský | |
Forma | prezenční | ano |
kombinovaná | ano | |
distanční | ne | |
Možnosti studia | jednooborově | ano |
jednooborově se specializací | ne | |
v kombinaci s jiným programem | ne | |
Doba studia | 4 roky | |
Vyučovací jazyk | čeština | |
Spolupracující instituce |
|
|
Oborová rada a oborové komise |
Zajímá vás obsah a podmínky studia programu Bioanalytická chemie? Zeptejte se přímo konzultanta programu:
Konzultant programu
e‑mail: |
---|