Prezenční studium

4 roky

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Předseda :
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.
Člen interní :
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.
prof. Ing. Martin Weiter, Ph.D.
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.
Člen externí :
prof. RNDr. Dalibor Štys, CSc.
prof. Mgr. Marek Koutný, Ph.D.
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr.
prof. RNDr. Jiří Doškař, CSc.
Ing. Lukáš Nejdl, Ph.D.
prof. RNDr. Jaroslav Turánek, CSc.

Hlavním cílem studia je výchova vysoce vzdělaných odborníků v oboru biofyzikální chemie, určených pro samostatnou tvůrčí, vědeckou a výzkumnou činnost. Cílem biofyzikální chemie jako vědního oboru je poskytovat fyzikálně-chemická a biochemická vysvětlení funkcí a fungování biologických systémů. Student je učen samostatně formulovat vědecký problém, navrhnout hypotézy a postupy k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí je výcvik schopnosti kritického posouzení publikovaných vědeckých informací a schopnosti vyjadřovat se písemně i slovně v anglickém odborném jazyce.
Studijní program je zaměřen na samostatnou tvůrčí činnost v oblasti biofyzikální chemie, zahrnuje jak teoretickou práci, tak práci experimentální a připravuje absolventy pro vědeckou a výzkumnou činnost. Studium je realizováno ve spolupráci se zahraničním partnerem formou „joint degree“. Stěžejní oblasti studia budou fyzikálně-chemické a biochemické základy biologických procesů a biomateriálů. Ty budou dále rozvíjeny podle volby tématu disertace v oblasti biokoloidní chemie, nanobiotechnologie, biofyzikálních instrumentálních technik, imunochemie, technologie biomateriálů. Předměty, aktivity teoretické a laboratorní si budou studenti zapisovat tak, aby splnily požadavky FCH VUT i konkrétního zahraničního partnera.
Zaměření doktorských studijních programů poskytuje absolventům získání teoretických poznatků a experimentální erudice v oborech základní a aplikované chemie (fyzikální chemie, chemie a technologie materiálů, makromolekulární chemie, potravinářská chemie a biotechnologie a chemie a technologie životního prostředí). Kvalifikační práce studentů jsou pak orientovány do oblastí, které jsou na fakultě řešeny akademickými a vědecko-výzkumnými pracovníky a to především s podporou výzkumných projektů. Fakulta disponuje moderním přístrojovým vybavením pořízeným mimo jiné v rámci rozvojových a dotačních projektů (např. projekt OP VaVpI Centrum materiálového výzkumu), jehož využívání je zajištěno klíčovými akademickými pracovníky jednotlivých ústavů. Tímto vytvořeny základní předpoklady pro odbornou činnost doktorandů.

Absolventem programu je odborník s vysokými kompetencemi, schopný podílet se na vysoce kvalifikované vědecko-výzkumné činnosti založené na fyzikálně-chemických a biochemických principech a postupech, a to zejména na vysokoškolských pracovištích, pracovištích Akademie věd, ve výzkumných ústavech ale i v průmyslovém výzkumu. Absolvent je schopen samostatné tvůrčí práce v oboru biofyzikální chemie. Absolventi se mohou vzhledem k širokému spektru využití biofyzikální chemie výborně uplatnit nejen v přímo oblastech biofyzikálně-chemického výzkumu, ale v dalších oborech z oblasti péče o zdraví nebo studia živých systémů. Vzhledem k povinné praxi v zahraničí a povinnosti prezentovat získané výsledky v zahraničních časopisech, se v těchto pozicích bez problémů uplatňují i v zahraničí.
Hlavním cílem studia je výchova vysoce vzdělaných odborníků v oboru biofyzikální chemie, s dostatečnou zahraniční zkušeností, určených pro samostatnou tvůrčí, vědeckou a výzkumnou činnost. Absolvent je schopen samostatně formulovat vědecký problém, navrhnout hypotézy a postupy k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí je výcvik schopnosti kritického posouzení publikovaných vědeckých informací, schopnosti vyjadřovat se písemně i slovně v anglickém odborném i běžném jazyce, pracovat v mezinárodním týmu.
Dle Evropského kvalifikačního rámce výstupy studia v doktorském studijním programu Biofyzikální chemie odpovídají nejvyšší úrovni – tedy úrovni EQF 8, což charakterizuje absolventy jako špičkově vzdělané jedince v oboru, případně v mezioborové problematice, ovládající specializované a vysoce pokročilé techniky, schopné samostatně řešit problémy, vykazovat autoritu, inovační potenciál a akademickou i odbornou integritu, vyvíjet nové postupy při práci v oboru, při studiu nebo ve výzkumu.

Hlavním cílem studia programu Biofyzikální chemie je výchova vysoce vzdělaných odborníků v oboru biofyzikální chemie, určených pro samostatnou tvůrčí, vědeckou a výzkumnou činnost. Cílem biofyzikální chemie jako vědního oboru je poskytovat fyzikálně-chemická a biochemická vysvětlení funkcí a fungování biologických systémů. Student je učen samostatně formulovat vědecký problém, navrhnout hypotézy a postupy k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí je výcvik schopnosti kritického posouzení publikovaných vědeckých informací a schopnosti vyjadřovat se písemně i slovně v anglickém odborném jazyce.
V rámci tohoto programu budou připravováni odborníci s vysokými kompetencemi, kteří se budou schopni podílet na vysoce kvalifikované vědecko-výzkumné činnosti založené na fyzikálně-chemických a biochemických principech a postupech, a to zejména na vysokoškolských pracovištích, pracovištích Akademie věd, ve výzkumných ústavech ale i v průmyslovém výzkumu. Absolvent je schopen samostatné tvůrčí práce v oboru biofyzikální chemie a má dostatečné zahraniční zkušenosti. Absolventi se mohou vzhledem k širokému spektru využití biofyzikální chemie výborně uplatnit nejen v přímo oblastech biofyzikálně-chemického výzkumu, ale v dalších oborech z oblasti péče o zdraví nebo studia živých systémů, v podmínkách České republiky i v mezinárodních týmech.
Absolventi doktorského studia mají předpoklady uplatnit se ve vědecko-výzkumných institucích aplikovaného i základního charakteru a to jak ve vědecko-pedagogických tak i řídících funkcích. Naleznou také uplatnění v průmyslové praxi na vysoce specializovaných technologických pozicích, získané znalosti a kompetence umožňují absolventům zastávat manažerské a řídící funkce. Ve všech oblastech se bez problémů uplatňují jak v ČR, tak v zahraničí.

Studijní povinnosti jsou obecně stanoveny ve třetí části Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně. Specifické studijní povinnosti jsou určeny individuálním studijním plánem. Realizace mezinárodního studijního programu double degree Biophysical Chemistry probíhá v úzké spolupráci s partnerskou universitou - University of Huelva, Španělsko i s dalšími experty ze zahraničí i z aplikační séry. Pro každého studenta bude uzavřen individuální studijní plán s přesným vymezením povinností v jednotlivých zemích.
Student zapsaný do studia na Fakultě chemické VUT si zapíše a vykoná zkoušky v jednom povinném a minimálně ve dvou povinně volitelných předmětech s ohledem na zaměření jeho disertační práce. Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v níž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat. Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické znalosti v oboru. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a je složena z tematických okruhů týkajících se povinného teoretického předmětu Biofyzikální chemie/Biophysical Chemistry a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí až po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, minimálně šesti měsíční studijní nebo pracovní stáž v zahraničí, alespoň jedna ústní prezentace práce v anglickém jazyce (konference, workshopy…) a splnění níže uvedených podmínek v oblasti tvůrčí činnosti.
Pro španělské studenty jsou závazné podmínky dané pravidly UHU, které nezahrnují dílčí zkoušky ani SDZ. Je třeba vypracovat disertační práci, publikovat výsledky a k obhajobě předložit práci doplněnou publikacemi. Absolvent získává titul Dr. Na UHU je českým studentům nabízeno několik praktických kurzů, které jsou alternativou k praktickým kurzům na FCH.
V rámci double degree program lze získat titul na obou univerzitách, pokud student splní závazné podmínky dané příslušnými pravidly příslušné VŠ a absolvuje část studia na partnerské universitě. Vzhledem k tomu, že na UHU nejsou požadovány dílčí zkoušky, může si student vybrat z několika praktických kurzů jako alternativy českých kurzů.

Realizace mezinárodního studijního programu double degree Biophysical Chemistry probíhá v úzké spolupráci s partnerskou universitou - University of Huelva, Španělsko i s dalšími experty ze zahraničí i z aplikační séry. Pro každého studenta bude uzavřen individuální studijní plán s přesným vymezením povinností v jednotlivých zemích. Sestava předmětů reflektuje aktuální rozvoj interdisciplinární oblasti biofyzikální chemie včetně spektra jejích praktických aplikací. Studium bude probíhat dle pravidel mateřské university včetně podmínek přijímacího řízení a vymezení povinností studentů.
Pro studenty zapsané do studia na Fakultě chemické VUT platí, že pravidla a podmínky vytváření individuálních studijních plánů a všechny studijní povinnosti jsou stanoveny Studijním a zkušebním řádem VUT, čl. 32 a blíže specifikovány odpovídající směrnicí fakulty. Při nástupu do studia je stanoveno obsahové zaměření studia a související tvůrčí činnosti, určeny minimálně tři studijní předměty, které je student povinen absolvovat (povinným předmětem pro všechny studenty je předmět Biofyzikální chemie/Biophysical Chemistry), související činnosti (zahraniční případně i domácí stáže, účast na konferencích) a pedagogická praxe. Zároveň je určen časový plán všech aktivit pro první ročník s výhledem na další roky studia. Plnění individuálního studijního plánu je každoročně vyhodnocováno a aktualizováno studentem a školitelem, následně je projednán oborovou radou, která jej schvaluje.
Během prvních pěti semestrů skládá doktorand zkoušky z jednoho povinného a dvou povinně volitelných předmětů a intenzivně se zabývá studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a jejich publikováním. Do konce třetího roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, jíž prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. Ve třetím a čtvrtém ročníku svého studia pokračuje doktorand ve výzkumné činnosti, publikuje dosažené cíle a zpracovává svoji disertační práci. Doktorandi ve čtvrtém roku studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci. Hotovou disertační práci doktorand odevzdá do konce 4. ročníku studia. Součástí dizertační práce jsou výsledky publikované v mezinárodních impaktovaných časopisech, přičemž minimálně u jedné publikace je student prvním autorem.
Pro španělské studenty jsou závazné podmínky dané pravidly UHU, které nezahrnují dílčí zkoušky ani SDZ. Je třeba vypracovat disertační práci, publikovat výsledky a k obhajobě předložit práci doplněnou publikacemi. Absolvent získává titul Dr. Na UHU je českým studentům nabízeno několik praktických kurzů, které jsou alternativou k praktickým kurzům na FCH.
V rámci double degree program lze získat titul na obou univerzitách, pokud student splní závazné podmínky dané příslušnými pravidly příslušné VŠ a absolvuje část studia na partnerské universitě. Vzhledem k tomu, že na UHU nejsou požadovány dílčí zkoušky, může si student vybrat z několika praktických kurzů jako alternativy českých kurzů.

Podmínkou přijetí ke studiu je potvrzení lékaře o zdravotní způsobilosti ke studiu. Studium je spojeno s prací v chemických a technologických laboratořích a provozech, kde mají studenti přístup k široké škále chemických látek, manipulují a přicházejí do přímého kontaktu s nimi. V rámci laboratorní praxe může být ohroženo nejen zdraví studenta, ale může být i studentem ohroženo zdraví ostatních osob. Proto se při posuzování zdravotní způsobilosti přihlíží kromě obecné zdravotní způsobilosti též k nemocem a chorobným stavům, které mohou být kontraindikací pro práci s chemickými látkami, případně představují pro tuto práci určitá omezení. Více informací o specifikaci nemocí a chorob je zveřejněno v elektronické přihlášce a na web stránkách pro uchazeče o studium http://www.fch.vut.cz/cs/zajemce-o-studium.html

Program obecně navazuje na magisterské studijní programy v oblasti chemie, biochemie, biotechnologie, případně biologie nebo medicíny. Z hlediska programů realizovaných na Fakultě chemické program navazuje na magisterské studijní programy Chemie pro medicínské aplikace, Fyzikální a spotřební chemie a Potravinářská chemie a biotechnologie.

1. A physico-chemical contribution to discussion on soil organic matter

   Soil organic matter, in a narrower sense, humic substances, has been subject of research for several centuries. Nevertheless, questions on its formation or character still have not been resolved. The traditional polymer theory seems to be replaced in the last two decades by supramolecular views, lately claims on the non-existence of the humic substances have become rampant, looking at the soil organic matter as a complex mixture of products at various degrees of the decomposition of decaying original plant or animal matter. Further, it can contain also metabolic products of the soil microorganisms. After additional but in-depth literature search, the PhD study will be focused on one of or both following partial goals. 1) Thermodynamics and kinetics of the soil metabolic reactions with special regard to the synthesis of polyketides and their potential incorporation into the principal structural unit of the soil organic matter. 2) Colloid structures in the soil solution or in the soil aqueous leachates, their size, stability, diffusion behavior, aggregate character, chemical composition. Just hydrocolloids and water-soluble molecules are accessible to plants and thus are among key factors enabling and controlling their development and growth. Results will be evaluated also from the point of view of the current discussion on the origin, character, and stability of soil organic matter.

   Školitel: Pekař Miloslav, prof. Ing., CSc.

2. Controlled release from hydrogels

   Hydrogels still represent an attractive material in the formulating systems for the controlled release of biologically active substances. These are applied not only in medicine or food engineering but also, for example, in agriculture. Despite of the huge number of experimental works and of the knowledge of theoretical background of the release, the design and development of controlled delivery systems is still more matter of trial and error than of rational design rules. Even the very controlled release in real applications is not covered by clear procedures. The thesis will thus focus on the generalization of published knowledge on the controlled release from hydrogel matrices, supported by student’s experimental work and modelling the release in particular with regard to in vivo conditions. Following the initial literature search partial tasks will be formulated including (all or selected) issues like: • laboratory test studies of the release, influence of their parameters on the results, rational standardization of experimental protocols, • diffusivity of the selected (model) drug as a function of the hydrogel or gelator concentration, • transport and interaction of the selected (model) drug in different hydrogel systems, relation to problems observed in real applications; influence of conditions found in real environments (e.g., pH, temperature), • modelling of drug release profiles with experimentally determined parameters and with regard to release and transport in real matrices (tissues). The thesis will result in suggestion of a set of rational rules to select a suitable hydrogel for the encapsulation and controlled release of a given molecule in a particular environment.

   Školitel: Pekař Miloslav, prof. Ing., CSc.

3. Diagnostics and application of non-thermal plasma in decontamination processes

   Nowadays, the global research is focused on as low application of chemicals and antibiotics in sterilization of both living and inanimate materials as possible. The application of low temperature plasma seems to be a suitable alternative to conventionally used means because it gently affects treated materials and does not produce higher amount of side pollutants. Therefore, the thesis will be focused on the assessment of low temperature plasma suitability for decontamination of solid and liquid surfaces and media. The low temperature plasma will be generated by different electrical discharges. Besides diagnostic methods for plasma characterization, various biological, chemical and material analyses will be employed in order to understand initiated processes.

   Školitel: Kozáková Zdenka, doc. Ing., Ph.D.

4. Hydrogels with fibrous structures

   Hydrogels represent a versatile platform for a variety of biomedical applications – for example, in the drug delivery, as extracellular matrix models, or in tissue engineering. They mimic real biological environment like tissues or extracellular matrix. Such biological environments are essentially formed by a network skeleton in which fibrous structures are embedded. PhD study will start with a sufficiently thorough literature search and then will focus on preparation of hydrogels with incorporated fibrous structures and on investigation of the influence of the fibers on the properties of resulting hydrogels. Both constituents of the final composite will be selected from two biopolymer groups – polysaccharides and proteins. The effect of the fibrous structures on the properties of hydrogels, which are important for their potential applications in the field of biomedicine and drug delivery, will be studied in detail. Particularly rheological and transport properties will be addressed. Results will be discussed from the viewpoint of preparing hydrogels with properties tailored to a specific medical application and should lead to formulation of concrete composition and preparation procedure of a material suitable for a given application.

   Školitel: Pekař Miloslav, prof. Ing., CSc.

5. Preparation and study of vesicular complexes with polymers

   This work is focused on the preparation and study of vesicular systems that, by their structure, surface charge and other properties, will be suitable for interaction with charged or uncharged polymers and together will form a water-soluble biocompatible complex that will be stable under physiological conditions. The study envisages the use of stationary, time-resolved and microscopic fluorescence techniques together with other available techniques such as dynamic light scattering, atomic force microscopy, chromatographic methods, etc. As part of the study, in-depth knowledge of fluorescence techniques and procedures for the preparation of colloidal complexes will be acquired.

   Školitel: Mravec Filip, doc. Ing., Ph.D.