Témy dizertačných prác pre doktorandské študijné programy pre akademický rok 2026/2027

Názov

Komplexy prechodných kovov s kumarínovými a chinolínovými derivátmi pre biologické aplikácie.

Jazyk práce

SK

Anotácia

Antibiotická rezistencia predstavuje vážnu hrozbu pre verejné zdravie, keďže mnohé patogény sa stávajú odolnými voči existujúcim liečivám. Táto situácia si vyžaduje vývoj nových terapeutických prístupov. Jedným z perspektívnych smerov je výskum koordinačných zlúčenín, najmä kovových komplexov, ktoré môžu ponúknuť nové mechanizmy účinku proti rezistentným mikroorganizmom. Zaujímavosťou je, že mnohé z týchto zlúčenín vykazujú nielen antimikrobiálnu, ale aj protinádorovú aktivitu. Táto dualita je výsledkom podobností medzi mechanizmami prežitia nádorových buniek a patogénov – oba typy buniek často prekonávajú kontrolu hostiteľského organizmu, rýchlo sa delia a môžu byť náchylné na poškodenie DNA alebo inhibíciu metabolických ciest. Preto sa viaceré komplexy testujú paralelne ako antimikrobiálne aj antineoplastické látky, čo zvyšuje šance ich praktického využitia a rozširuje spektrum ich terapeutického potenciálu. Dizertačná práca je preto venovaná príprave komplexov prechodných kovov s vhodnými ligandami na báze chinolínov a kumarínov , kde ich vzájomnou kombináciou sa snaží docieliť synergický efekt. Pripravené komplexy s vhodnými vlastnosťami pre biologické testovanie budú testovane v spolupráci s partnerskými pracoviskami doma aj v zahraničí na protinádorovú ako aj antimikrobiálnu aktivitu.

Cieľ

1. Spracovať problematiku týkajúcu sa biologickej aktivity kumarínových derivátov a ich komplexov. 2. Spracovať literatúru týkajúcu sa kombinácie kumarínových a chinolínových ligandom pre vybrané kovy. 3. Napísať písomnú prácu k dizertačnej skúške. 4. Pripraviť komplexy so zmiešanou koordinačnou, ktoré obsahujú kumarínové a chinolínové ligandy 5. Charakterizovať pripravené komplexy dostupnými metódami. 6. Sledovať stabilitu pripravených zlúčenín. 7. Testovať protinádorové a antimikrobiálne vlastnosti pripravených komplexov.

Literatúra

Vlastná literárna rešerš na základe časopiseckej literatúry

Školiteľ

RNDr. Miroslava Matiková Maľarová, PhD.

Názov

Koordinačné zlúčeniny ako multifunkčné nástroje bioanorganického výskumu

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca je zameraná na sledovanie podmienok prípravy koordinačných zlúčenín prevažne prechodných iónov kovov s N- a/alebo O-donorovými bioligandami, ich samotnú prípravu s cieľom získania látok s očakávaným antimikrobiálnym účinkom. Roztokové štúdie sa budú realizovať prevažne potenciometrickými a spektroskopickými (NMR, UV-Vis, fluorescenčnými) metódami a izolované syntetické produkty sa budú charakterizovať dostupnými technikami ((IČ, UV-VIS, NMR, CHN, termická analýza, RTG štruktúrna analýza). Pre ďalšie biologické hodnotenia sa použijú rôzne prístupy od modelovania až po biotestovanie.

Cieľ

Dizertačná práca je zameraná na sledovanie podmienok prípravy koordinačných zlúčenín prevažne prechodných iónov kovov s N- a/alebo O-donorovými bioligandami, ich samotnú prípravu s cieľom získania látok s očakávaným antimikrobiálnym účinkom. Roztokové štúdie sa budú realizovať prevažne potenciometrickými a spektroskopickými (NMR, UV-Vis, fluorescenčnými) metódami a izolované syntetické produkty sa budú charakterizovať dostupnými technikami ((IČ, UV-VIS, NMR, CHN, termická analýza, RTG štruktúrna analýza). Pre ďalšie biologické hodnotenia sa použijú rôzne prístupy od modelovania až po biotestovanie.

Literatúra

časopisecká rešerš

Školiteľ

prof. RNDr. Zuzana Vargová, Ph.D.

Konzultant

Mgr. Gabriela Kuzderová, PhD.

Názov

MIL-101 ako platforma pre prípravu funkčných poréznych materiálov pre environmentálne aplikácie

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca je zameraná na štúdium kovovo-organickej štruktúry MIL-101 ako platformy pre prípravu funkčných poréznych materiálov s potenciálnym využitím v environmentálnych aplikáciách. Hlavným cieľom práce bude syntéza MIL-101 a jeho modifikovaných foriem, ako aj príprava nových poréznych materiálov odvodených z MIL-101, najmä pomocou hard-template syntéznych prístupov. Súčasťou práce bude optimalizácia syntetických podmienok a štúdium fyzikálno-chemických vlastností pripravených materiálov pomocou vhodných analytických metód. Pripravené materiály budú testované z hľadiska ich aplikačného potenciálu najmä v oblasti environmentálnych technológií, konkrétne pri adsorpcii skleníkových plynov CO₂ a CH₄ a pri fotokatalytickej degradácii organických polutantov z vodného prostredia.

Cieľ

Dizertačná práca je zameraná na štúdium kovovo-organickej štruktúry MIL-101 ako platformy pre prípravu funkčných poréznych materiálov s potenciálnym využitím v environmentálnych aplikáciách. Hlavným cieľom práce bude syntéza MIL-101 a jeho modifikovaných foriem, ako aj príprava nových poréznych materiálov odvodených z MIL-101, najmä pomocou hard-template syntéznych prístupov. Súčasťou práce bude optimalizácia syntetických podmienok a štúdium fyzikálno-chemických vlastností pripravených materiálov pomocou vhodných analytických metód. Pripravené materiály budú testované z hľadiska ich aplikačného potenciálu najmä v oblasti environmentálnych technológií, konkrétne pri adsorpcii skleníkových plynov CO₂ a CH₄ a pri fotokatalytickej degradácii organických polutantov z vodného prostredia.

Literatúra

Dostupná literatúra vo WoS a Scopus.

Školiteľ

doc. RNDr. Miroslav Almáši, PhD.

Názov

Nanopórovité materiály pre udržateľné technológie

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca a jej téma je integrálnou súčasťou niekoľkoročného výskumu realizovaného na PF UPJŠ v Košiciach, zameraného na prípravu nových typov funkčných materiálov, ktoré sú/budú odpoveďou na spoločnosťou vyvolané výzvy. Mohutnosť nanopórovitých materiálov spočíva v ich jedinečných vlastnostiach, ako je obrovský špecifický povrch, laditeľná veľkosť pórov, vysoká adsorpčná kapacita a ľahká povrchová modifikácia pre konkrétne účely a aplikácie. Obsahom práce dizertanta bude teda syntéza, charakterizácia a štúdium vlastností nových typov nanopórovitých materiálov ako aj následná modifikácia ich vlastností tak, aby preukázali potenciál a boli výzvou pre aplikácie v oblasti zachytávania a skladovania plynov technologického významu (napr. CO2, H2) ale po vhodnej modifikácii aj pre ich použitie ako nosičov v procese dodávania liečiv na špecifické miesta v tele, t.j. kontrolované a cielené dodávanie. Okrem chemickej syntézy si realizácia témy vyžaduje znalosť základných fyzikálnochemických techník využívaných v anorganickej chémii, chémii tuhej fázy a materiálovom výskume.

Cieľ

1.) Spracovať literárne údaje o syntéze a vlastnostiach usporiadaných nanopórovitých materiálov (silika, MOF, ZIF...), o možnostiach ich modifikácie a ich potenciálnom použití v rôznych oblastiach, s dôrazom na adsorpciu plynov alebo ako nosičov liečiv. 2.) Pripraviť vzorky usporiadaných nanopórovitých materiálov a charakterizovať ich pomocou relevantných fyzikálnochemických metód. 3.) Pripravené vzorky modifikovať chemickými metódami a posúdiť ich vplyv modifikácie na sorpciu plynov alebo uvoľňovanie liečiv. 4.) Porovnať potenciál jednotlivých druhov pripravených a študovaných materiálov (silika, MOF, ZIF...) na jednotlivé aplikácie.

Literatúra

1. V. Zeleňák, M. Skřinská, A. Zukal, J. Čejka, Carbon dioxide adsorption over amine modified silica: Effect of amine basicity and entropy factor on isosteric heats of adsorption, Chemical Engineering Journal 348 (2018)327-337. 2. V. Zeleňák, D. Halamová, M. Almáši, L. Žid, A. Zeleňáková, O. Kapusta, Ordered cubic nanoporous silica support MCM-48 for delivery of poorly soluble drug indomethacin, Applied Surface Science 443 (2018) 525-534. 3. M. Vallet-Regí, F. Schüth, D. Lozano, M. Colilla, M. Manzano, Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?, Chem. Soc. Rev., 51 (2022) 5365-5451.

Školiteľ

prof. RNDr. Vladimír Zeleňák, DrSc.

Názov

Nanopórovité materiály pre udržateľné technológie

Jazyk práce

EN

Školiteľ

prof. RNDr. Vladimír Zeleňák, DrSc.

Názov

Dynamická extrakcia v kvapalnej fáze v headspace

Jazyk práce

EN; SK

Anotácia

Hlavným prístupom k kvapalnej fázovej mikroextrakcii v headspace (HS-LPME) je udržiavanie extrakčnej fázy na hrote mikrostriekačky umiestnenej v headspace nad roztokom vzorky v hermeticky uzavretej liekovke. Použitie pasívneho režimu HS-LPME často vedie k nízkej účinnosti extrakcie, napríklad pre poloprchavé zlúčeniny. Dosiahnutie extrakčnej rovnováhy si niekedy vyžaduje dlhý čas extrakcie. Tieto nevýhody sa výrazne zvyšujú pri extrakcii z objemov vzoriek väčších ako 5 – 10 mL. Potenciál dynamického režimu HS-LPME, ktorý využíva efektívne vytesňovanie prchavého analytu prúdom plynu a absorpciu mikroobjemom extrakčného činidla na zlepšenie kinetiky extrakcie a úplnosti extrakcie, zostáva nedostatočne využitý. Bude ďalej vyvinutý nový dynamický variant HS-LPME nazývaný in-trap HS-LPME. Pri tejto metóde sa donorová fáza a mikroobjem extrakčnej fázy umiestnia do dvoch rôznych hermeticky uzavretých nádob spojených trubicou. Na zintenzívnenie prenosu hmoty prchavých zlúčenín sa cez obe fázy sériovo prepúšťa vzduch alebo inertný plyn. Potenciál metódy bude vyhodnotený stanovením množstva anorganických a organických látok metódami molekulárnej spektroskopie a plynovej chromatografie po predkoncentrácii s in-trap HS-LPME. Vysoká účinnosť dosiahnutá metódou HS-LPME v zachytávaní a veľký pomer donorovej a akceptorovej fázy môže priniesť novú úroveň citlivosti metódam, ktoré využívajú prípravu vzoriek pomocou headspace LPME. V tejto súvislosti je užitočné, že sa pri HS-LPME dosiahne úplné oddelenie extrakčnej fázy od vzorky. Separácia analytov metódou HS-LPME v zachytávaní bude kombinovaná s dlhou dráhou spektrofotometrie. Nevýhodou HS-LPME v zachytávaní je relatívne veľký objem extrakčnej fázy (0.25 – 1.0 mL). Navrhuje sa druhá extrakcia s mikroobjemom organického rozpúšťadla, ktorá by umožnila veľmi vysoké faktory predkoncentrácie (> 1000).

Cieľ

Vývoj metód dynamickej mikroextrakcie v plynnej fáze na koncentrovanie a separáciu prchavých anorganických látok

Literatúra

1. Tamen A.-E., Vishnikin A. In-vessel headspace liquid-phase microextraction. Anal. Chim. Acta. 1172 (2021) 338670 https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338670 2. Skok A., Bazel Y., Vishnikin A., Toth J. Direct immersion single-drop microextraction combined with fluorescence detection using an optical probe. Application for highly sensitive determination of rhodamine 6G. Talanta. – 2024. – Vol. 269. – 125511. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125511 3. Vishnikin A., Tamen A.-E., Fedoseenko D., Bazel Y. In-trap headspace liquid-phase microextraction for highly sensitive spectrophotometric determination of bromide in water samples. Analytica Chimica Acta 1382 (2026) 344832 https://doi.org/10.1016/j.aca.2025.344832

Školiteľ

prof. Dr. Andrii Vyshnikin, DrSc.

Názov

Nové extrakčné a neextrakčné metódy na stanovenie anorganických a organických látok s použitím iónových asociátov organických farbív a ich automatizácia

Jazyk práce

SK

Anotácia

Extrakčno-fotometrické techniky využívajúce iónové asociáty (IA) majú niekoľko závažných nevýhod. Používajú veľké objemy organických rozpúšťadiel, ktoré sú toxické pre ľudí a škodlivé pre životné prostredie. Separačná fáza sťažuje a časovo sťažuje stanovenie. Vzhľadom na extrakčnú fázu je ťažké takéto techniky automatizovať. Moderné požiadavky na „zelenú“ analytickú chémiu vyžadujú posun smerom k alternatívnym metódam, v ktorých je použitie organických rozpúšťadiel obmedzené alebo vylúčené. V posledných dvoch desaťročiach sa objavili a stali sa bežnejšími nové metódy založené na IA, v ktorých chýba extrakčná fáza. Jedným z dôležitých typov neextrakčných metód je tvorba špecifických ťažko rozpustných nanočastíc IA s katiónovými alebo aniónovými farbivami. Tento prístup sa rozšíri na vývoj metód na stanovenie farmaceutických zlúčenín obsahujúcich atómy dusíka schopné protonácie pri vhodných pH a kvartérnych amóniových solí. Okrem toho budú vyvinuté nové manuálne a automatizované spektrofotometrické a luminiscenčné metódy založené na tvorbe ternárnych IA s dianiónovou formou sulfonoftaleínových alebo fluoresceínových farbív. Použitie sekvenčnej injekčnej analýzy (SIA) na extrakčno-spektrofotometrické stanovenie je obmedzené najmä na stanovenie kovových iónov. Našli sme iba jeden príklad automatizácie spektrofotometrických stanovení farmaceutických látok pomocou SIA s použitím reakcií tvorby IA s organickými farbivami. Budú vyvinuté nové automatizované metódy s využitím dynamickej mikroextrakcie IA v kvapalnej fáze. Dynamická mikroextrakcia v kvapalnej fáze bude vylepšená použitím rozsiahleho miešania fázy organického rozpúšťadla spôsobeného intenzívnym turbulentným pohybom fázy vzorky cez extrakčné rozpúšťadlo v navrhnutej prietokovej komore.

Cieľ

Vývoj nových neextrakčných a extrakčných metód na koncentrovanie a separáciu anorganických a organických látok metódami molekulárnej spektroskopie s použitím iónových asociátov organických farbív

Literatúra

1. Hedjazi M., Vishnikin A.B., Okovytyy S.I., Miekh Yu.V., Bazel Ya.R. Use of dye aggregation phenomenon for spectrophotometric and SIA-LAV determination of bismuth(III) as a specific ion association complex between tetraiodobismuthate and Astra Phloxine. J. Molec. Struct. – 2022. – Vol. 1251. – 132015 (12 p). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.132015 2. Al-Shwaiyat M., Vishnikin A., Kharadzha A., Bazel Y. A non-extraction sequential injection method for determination of loratadine using formation of its ion-association complex with bromocresol purple in acetonitrile. Talanta. – 2024. – Vol. 272. – 125844 https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.125844 3. Vishnikin A., Hedjazi M., Al-Shwaiyat M., Skok A., Bazel Y. Consecutive spectrophotometric determination of phosphate and silicate in a sequential injection lab-at-valve flow system. Anal. Chim. Acta – 2023. – Vol. 1273. – 341464. https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341464

Školiteľ

prof. Dr. Andrii Vyshnikin, DrSc.

Názov

Vylepšenie analytických postupov v extrakčnom kroku pre stanovenie vybraných analytov

Jazyk práce

SK

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce bude návrh a implementácia nových prístupov, ktoré zlepšujú účinnosť a presnosť stanovenia vybraných analytov v porovnaní s tradičnými prístupmi. Dôraz bude kladený na extrakčný krok ako kľúčového kroku v separácii a prekoncentrácii analytov so zreteľom na miniaturizáciu a automatizáciu ako jedného z princípov zelenej analytickej chémie. Výsledky tejto práce by mali prispieť k efektívnejšiemu a environmentálne priateľskému vykonávaniu analytických postupov.

Literatúra

Aktuálna odborná časopisecká literatúra.

Školiteľ

RNDr. Jana Šandrejová, PhD., univerzitná docentka

Názov

Využitie nových typov hlboko eutektických rozpúšťadiel v analýze rastlinných vzoriek

Jazyk práce

SK

Cieľ

Téma je zameraná na vývoj nových inovatívnych prístupov na analýzu rastlinných vzoriek. Cieľom je využiť chemikálie a postupy v súlade s požiadavkami zelenej analytickej chémie. Podmienkou je absolvovanie niekoľkých 3-5 mesačných študijných pobytov na popredných zahraničných univerzitách.

Literatúra

Aktuálna časopisecká literatúra

Školiteľ

prof. Mgr. Vasiľ Andruch, DSc.

Názov

Imobilizácia enzýmov na syntetickej polymérnej matrici

Jazyk práce

SK

Anotácia

Imobilizácia enzýmov predstavuje jedinečný biotechnologický prístup, ktorý spočíva vo fixácii enzýmov na pevný nosič. Týmto procesom sa enzýmy viažu na inertný materiál, ako sú polyméry alebo gély, čím sa získavajú pevne ukotvené biokatalyzátory. Táto technológia prináša množstvo výhod, ktoré významne ovplyvňujú viaceré oblasti priemyslu a výskumu. Metódy imobilizácie enzýmov majú veľký potenciál pre ďalší rozvoj v rôznych oblastiach. Imobilizované enzýmy zohrávajú dôležitú úlohu v odvetviach ako napr. potravinárstvo, biotechnológia, medicína, čistenie odpadových vôd. Predmetom tejto dizertačnej práce bude štúdium a vývoj nových postupov pri imobilizácii vybraných enzýmov na syntetické povrchy (polyakrylamid, modifikovaný polyakrylamid). Na tento účel budú využívané metódy ako gélová elektroforéza, UV-Vis absorpčná spektrofotometria, fluorescenčná spektrofotometria, povrchová plazmónová rezonancia. Jedným z cieľov práce bude pochopenie mechanizmov, ktoré ovplyvňujú väzbu enzýmu na nosič a jeho následnú aktivitu. Očakávaným prínosom bude nájdenie optimálnych spôsobov, ako viazať enzýmy na konkrétny polymér s cieľom dosiahnuť maximálnu aktivitu a stabilitu.

Cieľ

Cieľom tejto dizertačnej práce bude vývoj nových postupov pri imobilizácii vybraných enzýmov na syntetické povrchy (polyakrylamid, modifikovaný polyakrylamid) a štúdium enzýmovej aktivity po imobilizácii.

Literatúra

Články v odborných časopisoch

Školiteľ

doc. RNDr. Rastislav Varhač, PhD.

Názov

Nekanonické štruktúrne motívy v nukleových kyselinách ako bioaktívne moduly novej generácie

Jazyk práce

SK

Anotácia

Nekanonické štruktúry nukleových kyselín (NCS) predstavujú dynamickú a rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť molekulovej biológie, ktorá zásadne rozširuje naše chápanie regulácie génovej expresie, signálnych procesov a štruktúrnej diverzity DNA aj RNA. Napriek tomu, že mnohé z týchto motívov sú intenzívne študované, ako sú napr. G kvadruplexy, i motívy, či hybridné DNA/RNA formy, niektoré z nich boli zatiaľ popísané len v obmedzenom rozsahu. Avšak čoraz viac dôkazov naznačuje, že tvoria kľúčové bioaktívne moduly s významným vplyvom na bunkovú fyziológiu vrátane jej patologických procesov. Tieto motívy môžeme zaradiť ako ďalší kľúčový prvok patriaci pod epigenetické faktory

Cieľ

Hlavným cieľom štúdia bude systematická identifikácia a charakterizácia štandardných NCS ako aj úplne nových doteraz nepreskúmaných motívov formujúcich sa zo špecifických sekvencií nukleových kyselín a určenie ich výskytu naprieč celou živočíšnou a rastlinnou ríšou, od vírusov, jednobunkových organizmov až ku komplexnejším eukaryontom. Ambíciou je objasnenie ich úloh pri molekulových mechanizmoch, interakčnej dynamike a funkcie pri regulácii genetických procesoch. Ďalším cieľom je preskúmať biotechnologický a biomedicínsky aplikačný potenciál týchto motívov.

Literatúra

vedecké publikácie

Školiteľ

doc. RNDr. Viktor Víglaský, PhD.

Názov

Riadená evolúcia haloalkánových dehalogenáz

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca je zameraná na inžinierstvo haloalkánových dehalogenáz (HLD), enzýmov schopných degradovať halogénované organické zlúčeniny predstavujúce významnú environmentálnu záťaž. Hlavným cieľom je pripraviť nové varianty enzýmu s vyššou tepelnou stabilitou a katalytickou aktivitou prostredníctvom riadenej evolúcie hyperstabilného variantu DhaA115. Výskum využije kombináciu ribozómového displaya a technológie HaloTag, ktorá umožňuje efektívny výber funkčných enzýmov a prekonáva obmedzenia reverzibilných interakcií enzým-substrát. Vybrané varianty budú identifikované pomocou vysokokapacitného skríningu, následne produkované rekombinantne v E. coli a podrobené komplexnej biofyzikálnej a štruktúrnej charakterizácii vrátane analýzy tepelnej stability, kinetických parametrov a röntgenovej kryštalografie. Očakávaným prínosom práce je hlbšie pochopenie vzťahov medzi štruktúrou a funkciou HLD a vytvorenie prenositeľnej platformy pre evolúciu dehalogenáz. Získané poznatky môžu rozšíriť spektrum enzýmov využiteľných v biokatalýze a environmentálnej bioremediácii, čím prispejú k rozvoju ekologicky udržateľných biotechnológií.

Cieľ

Hlavný cieľ: Vyvinúť nové varianty haloalkánových dehalogenáz s vyššou katalytickou účinnosťou a stabilitou pomocou riadenej evolúcie a pokročilých biofyzikálnych a štruktúrnych metód. Ciele práce: • Optimalizácia metodiky riadenej evolúcie haloalkánovej dehalogenázy • Identifikácia a produkcia variantov s vylepšenou aktivitou a stabilitou • Komplexná biofyzikálna a štruktúrna charakterizácia a interpretácia vzťahu štruktúra-funkcia

Literatúra

1. Wang et al. (2021). Microbial degradation of halogenated compounds. Frontiers in Microbiology, 12:758886. 2. Damborský et al. (2001). Environmental applications of haloalkane dehalogenases. Environmental Toxicology and Chemistry, 20, 2681–2689. 3. Koudelakova et al. (2013). Haloalkane dehalogenases in biotechnology. Biotechnology Journal, 8. 4. Turner (2009). Directed evolution drives the next generation of biocatalysts. Nature Chemical Biology, 5, 567–573. 5. Siddiqui (2016). Protein engineering for stability and function. Critical Reviews in Biotechnology, 37, 309–322. 6. Hanes & Plückthun (2000). Ribosome display for protein engineering. Nature Biotechnology, 18, 1287–1292.

Školiteľ

prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.

Konzultant

RNDr. Michal Nemergut, PhD.

Názov

Štúdium interakcií nových akridínových derivátov s vybranými proteínmi

Jazyk práce

SK

Anotácia

Táto práca bude zameraná na štúdium interakcií malých molekúl – akridínových derivátov, ktoré môžu ovplyvniť štruktúru niektorých proteínov a na vývoj nových molekúl, ktoré budú cielene pôsobiť na štruktúry týchto biopolymérov. U syntetizovaných zlúčenín budú sledované ich spektroskopické vlastnosti, stabilita vo vodných roztokoch a reaktivita. Bude skúmaný vplyv týchto látok na ľudský a hovädzí sérový albumín. Určí sa spôsob interakcie ligandov s proteínmi a vypočítajú sa väzobné konštanty. Taktiež sa bude testovať cytostatický/cytotoxický účinok na nádorové (ľudské leukemická bunková línia HL-60 a jej rezistentné sublínie, myšacia leukemická línia L1210 a iné) a nenádorové bunkové línie (ľudské lymfocyty) a tiež ich antibakteriálny a antioxidačný účinok.

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je: 1. Študovať biochemické a biologické vlastnosti akridínových derivátov. 2. Sledovať interakcie vybraných derivátov s BSA/HSA. 3. Určiť väzbové konštanty pomocou spektroskopických metód. 4. Sledovať konformačné zmeny pomocou cirkulárneho dichroizmu. 5. Zistiť antibakteriálny vplyv nových derivátov na vybrané mikroorganizmy .

Literatúra

Seperátne výtlačky týkajúce sa danej problematiky 2010-2025.

Školiteľ

prof. RNDr. Mária Kožurková, CSc.

Názov

Vývoj kontrastujúcich nanokonjugátov na báze DNA aptamérov

Jazyk práce

SK

Anotácia

The aim of the PhD research will be the development of targeted nanoparticle–aptamer bioconjugates and the establishment of a general procedure for the efficient production of receptor-specific bio‑nano‑conjugates. Such conjugates will be taylored for the diagnostics of a broad range of molecular targets and may provide a foundation for new biomedical and bioanalytical applications.

Cieľ

Cieľom doktorandského výskumu bude vývoj cielených biokonjugátov nanočastíc s aptamérmi a vytvorenie univerzálneho postupu pre efektívnu produkciu receptorových bio-nano-konjugátov. Takto pripravené konjugáty budú vhodné na diagnostiku širokého spektra molekulových cieľov a môžu vytvoriť základ pre nové biomedicínske a bioanalytické aplikácie.

Literatúra

vedecké publikácie

Školiteľ

doc. RNDr. Viktor Víglaský, PhD.

Názov

Vývoj stafylokináz pomocou metód proteínového inžinierstva

Jazyk práce

SK

Anotácia

Proteínová stabilita je kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim skladanie, funkciu a využiteľnosť proteínov v biotechnologických a biomedicínskych aplikáciách, pričom jej racionálne zlepšovanie zostáva výraznou vedeckou výzvou. Dizertačná práca sa zameria na systematické skúmanie a inžinierstvo stability proteínov prostredníctvom riadenej evolúcie založenej na ribozómovom displayi. Cieľom je vytvoriť experimentálno-výpočtovú platformu umožňujúcu selekciu stabilnejších variantov proteínov a objasniť vzťahy medzi sekvenciou, stabilitou a funkciou. Ako modelový proteín bude použitá stafylokináza, ktorá je perspektívnym trombolytickým činidlom a zároveň vhodným systémom na štúdium stability vďaka dobre charakterizovanej štruktúre a dostupným funkčným testom. Výskum bude kombinovať generovanie variantných knižníc, sekvenovanie novej generácie, bioinformatické modelovanie a kvantitatívnu biofyzikálnu charakterizáciu s cieľom experimentálne validovať predikcie stability. Očakávaným prínosom je vytvorenie prenositeľnej metodiky pre stabilitne orientovanú evolúciu proteínov, získanie kvalitných dát pre vývoj predikčných modelov a identifikácia variantov stafylokinázy s potenciálom pre ďalší biomedicínsky výskum.

Cieľ

Hlavný cieľ: Vytvoriť a experimentálne overiť platformu pre systematické skúmanie a inžinierstvo proteínovej stability pomocou riadenej evolúcie a integrácie výpočtových prístupov. Špecifické ciele: 1. Vyvinúť a optimalizovať ribozómový display pre selekciu variantov proteínov so zvýšenou stabilitou za destabilizačných podmienok. 2. Identifikovať stabilizačné mutácie prostredníctvom bioinformatickej a výpočtovej analýzy. 3. Experimentálne charakterizovať stabilitu a funkčnú aktivitu vybraných variantov stafylokinázy a validovať výpočtové predikcie biofyzikálnymi metódami

Literatúra

1. Tokuriki, N., & Tawfik, D. S. (2009). Protein dynamism and evolvability. Current Opinion in Structural Biology, 19, 596–604. 2. Arnold, F. H. (1996). Directed evolution: Bringing new chemistry to life. Chemical Engineering Science, 51, 5091–5102. 3. Zeymer, C., & Hilvert, D. (2018). Directed evolution of protein catalysts. Annual Review of Biochemistry, 87, 131–157. 4. Hanes, J., & Plückthun, A. (1997). In vitro selection and evolution of functional proteins by ribosome display. PNAS, 94, 4937–4942. 5. Tsuboyama, K. et al. (2023). Large-scale analysis of protein stability effects of mutations. Nature, 620, 434–444. 6. Collen, D. (1998). Staphylokinase: A potent, uniquely fibrin-selective thrombolytic agent. Nature Medicine, 4, 279–284.

Školiteľ

prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.

Konzultant

Mgr. Mária Tomková, PhD.

Názov

Zavedenie pokročilých techník pre produkciu proteínov v hmyzích bunkách

Jazyk práce

SK

Anotácia

Produkcia eukaryotických proteínov v baktériálnych expresných systémoch je náročná v dôsledku niekoľkých faktorov – nízka solubilita a výťažok proteínov, absencia posttranslačných modifikácií a limitácie v produkcii membránových proteínov. Expresné systémy hmyzích buniek sú veľmi dobrou alternatívou a ponúkajú spoľahlivú produkciu proteínov s jednoduchou glykozyláciou, posttranslačnými modifikáciami a sú dobré škálovateľné. Práca je zameraná na zavedenie metodiky produkcie proteínov v hmyzích bunkách – prípravu a optimalizáciu expresného systému pre produkciu vybraných modelových proteínov. Vlastnosti proteínových preparátov budú v nadväzujúcich krokoch charakterizované pomocou biofyzikálnych metód.

Cieľ

Príprava rekombinantných bakulovírusových vektorov pre expresiu vybraných proteínov • Transfekcia Sf9 hmyzích buniek, expresia proteínov v malej škále a kvantifikácia expresie pomocou western blotu • Optimalizácia expresie a „upscaling“ produkcie proteínov • Chromatografická purifikácia proteínov a optimalizácia purifikačného postupu • Charakterizácia biofyzikálych vlastností pripravených proteínov pomocou cirkulárneho dichroizmu a kalorimetrie

Literatúra

Insect cells-baculovirus system for the production of difficult to express proteins (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25447865/) Efficient production of a functional G protein-coupled receptor in E. coli for structural studies (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33501610/) GPCR expression using baculovirus-infected Sf9 cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19513645/) Sf9 cells: a versatile model system to investigate the pharmacological properties of G protein-coupled receptors (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20705094/) Baculovirus-mediated expression of GPCRs in insect cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25857783/) Expression and purification of recombinant G protein-coupled receptors: A review (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31678667/)

Školiteľ

prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.

Konzultant

Mgr. Ľuboš Ambro, PhD.

Názov

Elektrochemická detekcia antikoagulačných rodenticídov

Jazyk práce

SK

Anotácia

Cieľom práce je vývoj lacného, prenosného a rýchleho elektrochemického diagnostického systému určeného na detekciu a kvantifikáciu antikoagulačných rodenticídov, najmä warfarínu a brodifakumu, ktoré patria medzi najčastejšie príčiny otráv spoločenských zvierat. Navrhované riešenie predstavuje integrovaný elektrochemický systém pozostávajúci z jednorazového neenymatického senzora s pracovnou elektródou modifikovanou kovovými materiálmi, prenosného potenciostatu a mobilného elektronického zariadenia so špecializovanou softvérovou aplikáciou na zber a vyhodnotenie dát. Vyvíjané senzory budú optimalizované a validované pomocou elektrochemických metód v roztokoch simulovaných telesných tekutín, krvnom sére a reálnych veterinárnych vzorkách v rámci klinickej štúdie

Cieľ

Hlavný cieľ práce Vývoj lacného prenosného a rýchleho elektrochemického diagnostického systému na detekciu a kvantifikáciu antikoagulačných rodenticídov najmä warfarínu a brodifakumu ako významných príčin otráv spoločenských zvierat Čiastkové ciele práce 1. Návrh a príprava neenzymatického elektrochemického senzora modifikovaného kovovými materiálmi 2. Optimalizácia povrchu pracovnej elektródy s cieľom zvýšenia citlivosti selektivity a stability senzora 3. Optimalizácia experimentálnych podmienok elektrochemického stanovenia vrátane výberu podporného elektrolytu, pH, atď. 4. Stanovenie analytických charakteristík vyvinutého senzora najmä linearity, limitu detekcie, limitu kvantifikácie a reprodukovateľnosti 5. Integrácia senzora s prenosným potenciostatom a mobilným elektronickým zariadením so softvérovou aplikáciou na zber spracovanie a vyhodnotenie dát 6. Validácia senzora pomocou elektrochemických metód v roztokoch simulovaných telesných tekutín 7. Overenie funkčnosti a spoľahlivosti merania v krvnom sére 8. Testovanie vyvinutého systému na reálnych veterinárnych vzorkách v rámci klinickej štúdie 9. Porovnanie získaných výsledkov s referenčnými analytickými metódami a zhodnotenie aplikačného potenciálu systému vo veterinárnej diagnostickej praxi

Literatúra

Odborná časopisecká literatúra

Školiteľ

RNDr. Ivana Šišoláková, PhD.

Názov

Katalyzátory na báze vysoko-entropických materiálov pre elektrochemický rozklad vody

Jazyk práce

SK

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je príprava bifunkčných katalyzátorov na báze vysoko-entropických materiálov, ich štruktúrna charakterizácia a štúdium ich vlastností. Zameriame sa na štúdium elektrokatalytickej aktivity v reakcii vývoja vodíka a v reakcii vývoja kyslíka. Ďalším cieľom práce je nájdenie optimálneho zloženia katalyzátorov na báze vysoko-entropických materiálov pre vysoko účinný elektrochemický rozklad vody.

Literatúra

Odborná vedecká literatúra a internet.

Školiteľ

prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.

Názov

Optimalizácia funkčných vlastností nových materiálov pre energetiku

Jazyk práce

SK

Anotácia

Cieľom práce je príprava materiálov pre rôzne typy Li-ion a redoxných prietokových batérií a ich charakterizácia s použitím simulačných a experimentálnych techník. Cieľom bude aj elektrochemická charakterizácia jednotlivých komponentov batérie a ich kompatibilita a potom otestovanie celkovej účinnosti, výkonnosti a cyklovateľnosti nových typov materiálov v porovnaní s výsledkami zo simulácií.

Cieľ

Optimalizácia funkčných vlastností nových materiálov pre energetiku pomocou simulačných a experimentálnych nástrojov

Literatúra

Scopus, WoS, aktuálna literatúra dostupná online

Školiteľ

doc. RNDr. Andrea Straková Fedorková, PhD.

Konzultant

RNDr. Natália Podrojková, PhD.

Názov

Vývoj kovových implantátov pre použitie v regeneratívnej medicíne

Jazyk práce

SK

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je vývoj a štúdium kovových opôr pre použitie v medicíne pri dočasnej náhrade tvrdých tkanív. Dôraz bude kladený na výber vhodnej metódy výroby kovových opôr a štúdium fyzikálno-chemických, biologických a mechanických vlastností pripravených kovových materiálov. Ďalším je cieľom prác preštudovať možnosti modifikácie povrchu pripravených kovových biomateriálov bioaktívnymi zložkami (keramickými, polymérnymi, a i.) s terapeutickým účinkom a študovať mechanizmus a kinetiku ich uvoľňovania.

Literatúra

Odborná časopisecká literatúra a internet.

Školiteľ

prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.

Konzultant

RNDr. Radka Gorejová, PhD.

Názov

Katalyzátory na báze vysoko-entropických materiálov pre elektrochemickú redukciu CO2

Jazyk práce

SK

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je vývoj katalyzátorov na báze vysoko-entropických materiálov pre elektrochemickú redukciu CO2 na užitočné chemikálie a palivá, ako napr. metanol. Cieľom dizertačnej práce je príprava katalyzátorov rôzneho zloženia na báze vysoko-entropických materiálov, ich štruktúrna charakterizácia a štúdium ich elektrokatalytických vlastností. Ďalším cieľom práce je nájdenie optimálneho zloženia katalyzátorov ma báze vysoko-entropických materiálov pre efektívnu výrobu užitočných chemikálií a palív. Zistenia nadobudnuté počas PhD. štúdia by mali prispieť k cenným poznatkom v oblasti heterogénnej katalýzy.

Literatúra

Odborná časopisecká literatúra a internet.

Školiteľ

prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.

Názov

Dizajn, syntéza a biologický profil nových lipidových alkaloidov ako modulátorov metabolizmu sfingolipidov

Jazyk práce

SK

Anotácia

„Chiral pool“ stratégia vedúca k novým typom lipidových alkaloidov disponujúcich polárnou heterocyklickou jednotkou s ukotveným lipofilným reťazcom sa bude spoliehať na: (i) klasické olefinačné reakcie pre kreovanie alylových systémov, (ii) skríženú metatézu olefínov pre inštalovanie dlhého alkylového segmentu, (iii) tri prototypy [3,3]-heterosigmatropných prešmykov pre zabudovanie stereogénnych centier s aminoskupinou, sledované v podmienkach 1,3-prenosu chirality a jednoduchej asymetrickej indukcie, (iv) štúdium cyklizačných protokolov pre vytvorenie piperidínového skeletu. Výsledné molekuly budú ohodnotené z hľadiska ich schopnosti ovplyvniť zhubný proces proliferácie rakovinových buniek. Okrem toho sa bude intenzívne sledovať aj ich bezpečnosť voči zdravým bunkám (stanovenie indexu selektivity). Mechanistické úvahy naznačujú kapacitu pripravených piperidínových farmakofórov inhibovať glukozylceramidsyntázu, čoho výsledkom by mohlo byť spustenie proapoptických procesov v malígnych bunkách. Okrem toho budú finálne alkaloidy inkorporované do vybraných MOF systémov, pričom sa bude sledovať ich transport a postupné uvoľňovanie na mieste pôsobenia v in vitro podmienkach.

Cieľ

Stereodivergentná syntéza malej knižnice lipidových alkaloidov disponujúcich piperidínovou jednotkou s potenciálom modulovať metabolizmus sfingolipidov. Očakávaná aktivita cieľových zlúčenín by mohla byť založená na blokovaní glukozylceramidsyntázy a spustení proapoptických procesov v rakovinových bunkách.

Literatúra

1. Dostupná časopisecká literatúra 2. Chemické on-line databázy (Reaxys, SciFinder)

Školiteľ

doc. RNDr. Miroslava Martinková, PhD., univerzitná profesorka

Názov

Fotoaktívne antracénové hydrazónové a tiazolidinónové systémy: syntéza, mechanizmus fotoprepínania a funkčné aplikácie

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca bude zameraná na návrh, syntézu a komplexné fyzikálno-chemické štúdium nových antracénových hydrazónových, tiosemikarbazónových a tiazolidinónových derivátov ako perspektívnych fotoaktívnych molekulových systémov. Tieto zlúčeniny kombinujú priaznivé fotofyzikálne vlastnosti antracénového chromofóru s konformačnou flexibilitou väzby C=N, ktorá umožňuje reverzibilnú E/Z izomerizáciu indukovanú svetlom. Takéto systémy predstavujú sľubnú platformu pre vývoj molekulových prepínačov, fluorescenčných senzorov a fotoresponzívnych materiálov. Práca nadviaže na doterajší výskum zameraný na základné štúdium fotoindukovanej E/Z izomerizácie a rozšíri ho o syntézu novej generácie derivátov s rozšírenou π-konjugáciou, donor-akceptorovou architektúrou a zvýšenou rozpustnosťou alebo schopnosťou supramolekulovej agregácie. Experimentálna časť bude zahŕňať moderné syntetické postupy, komplexnú štruktúrnu charakterizáciu (NMR, IČ, HR-MS, röntgenová difrakcia), ako aj detailné štúdium fotofyzikálnych vlastností pomocou UV/Vis a fluorescenčnej spektroskopie. Osobitná pozornosť bude venovaná kinetike fotoizomerizácie, kvantovým výťažkom, stabilite fotoprepínania a rozdielom medzi správaním zlúčenín v roztoku a v tuhej fáze. Významnou súčasťou práce bude skúmanie supramolekulových interakcií a inkorporácia vybraných fotoprepínačov do polymérnych alebo tenkovrstvových systémov s cieľom demonštrovať ich funkčné využitie. Experimentálne výsledky budú doplnené kvantovo-chemickými výpočtami (DFT/TD-DFT), ktoré umožnia vysvetliť mechanizmus fotoindukovaných procesov a formulovať štruktúrno-vlastnostné vzťahy. Očakávaným prínosom dizertačnej práce je rozšírenie poznania v oblasti organických fotoprepínačov, publikovanie výsledkov v medzinárodných vedeckých časopisoch a vytvorenie základu pre ďalší výskum fotoaktívnych molekulových materiálov.

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je navrhnúť, syntetizovať a komplexne fyzikálno-chemicky charakterizovať nové antracénové hydrazónové, tiosemikarbazónové a tiazolidinónové deriváty ako perspektívne fotoaktívne molekulové systémy s reverzibilným svetlom indukovaným E/Z prepínaním. Práca sa zameria na objasnenie mechanizmov fotoizomerizácie, stanovenie vzťahov medzi štruktúrou a fotofyzikálnymi vlastnosťami a na hodnotenie stability a kinetiky fotoprepínania v roztoku aj v tuhej fáze. Súčasťou cieľa je aj skúmanie supramolekulových interakcií a inkorporácia vybraných zlúčenín do polymérnych a tenkovrstvových systémov s cieľom demonštrovať ich potenciál pre aplikácie v oblasti molekulových prepínačov, fluorescenčných senzorov a fotoresponzívnych materiálov. Experimentálne výsledky budú podporené kvantovo-chemickými výpočtami s cieľom detailne vysvetliť mechanizmus fotoindukovaných procesov a formulovať štruktúrno-vlastnostné vzťahy.

Literatúra

Chem. Soc. Rev., 2001, 30, 248–263 Chem. Soc. Rev., 2000, 29, 43–55 Photochem. Photobiol. Sci., 2014, 13, 316–323 Photochem. Photobiol. Sci., 2016, 15, 1071

Školiteľ

doc. RNDr. Mária Vilková, PhD.

Názov

Štúdium syntézy homo a heterodimerných bis-indolov s využitím ekologických alternatívnych prístupov a ich biologického potenciálu

Jazyk práce

SK

Anotácia

Dizertačná práca sa bude zaoberať vývojom efektívnych syntéz homo a heterodimérnych bis-indolov, pričom bis-indolové jednotky budú prepojené rôznymi linkermi alebo bez linkera. Výskum sa zameriava na prípravu bis-indolov typu tiomočovina, močovina, amid, v spojitosti s a/cyklickými amínmi a tvorbu cyklických bis-indolových zlúčenín za využitia rôznych cyklizačných protokolov. Práca zahŕňa použitie klasických syntetických prístupov, ale aj využitie ekologických, alternatívnych metód (mechanochemická, mikrovlnová, a pod.). Obsahom práce dizertanta bude syntéza, charakterizácia a štúdium vlastností bis-indolových derivátov ako aj ich následná štruktúrna modifikácia tak, aby preukázali potenciál v oblasti protirakovinovej terapie alebo ako inhibítorv amyloidných fibrilov.

Cieľ

Cieľom výskumnej práce doktoranda bude vyvinutie efektívnych, ekologicky šetrných a vysokovýťažkových metód syntézy homo a heterodimérnych bis-indolov, ktoré budú vhodné na zasiahnutie viacerých biologických cieľov (protirakovinové látky, inhibítory amyloidných fibrilov).

Literatúra

vedecké publikácie

Školiteľ

doc. RNDr. Mariana Budovská, PhD.