Díky aktuální studii z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR je možné lépe než dosud sledovat dění v živých buňkách včetně reakcí organismu na léčiva nebo změn buněčných struktur. Podařilo se totiž vyvinout nový typ svítících značek, které zaručují kontrastnější a lépe viditelné snímky získané prostřednictvím fluorescenční mikroskopie. Objev je důležitý např. pro medicínu či farmaceutický průmysl. Tým vedený <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://vrabel.group.uochb.cz/cs">Milanem Vrábelem</a> a <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://slanina.group.uochb.cz/cs">Tomášem Slaninou</a> z ÚOCHB spolupracoval na výzkumu se skupinou chemické biologie Pétera Keleho z Maďarska.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/UOCHB_Co_se_deje_v_bunkach_vidime_lip_zasluhou_objevu_z_UOCHB_5c5c71f7c0.jpg" alt="ÚOCHB/Tomáš Belloň: Co se děje v buňkách, vidíme líp zásluhou objevu z ÚOCHB: Dr. Veronika Šlachtová, postdoktorandka ve skupině Milana Vrábela, a Dr. Milan Vrábel, vedoucí vědecké skupiny Chemie biokonjugátů." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_UOCHB_Co_se_deje_v_bunkach_vidime_lip_zasluhou_objevu_z_UOCHB_5c5c71f7c0.jpg 234w," sizes="100vw" width="2048" height="1367">Nově vyvinuté svítící značky jsou viditelné pouze v případě, že se napojí tam, kam mají, tedy na cílovou molekulu. Není proto nutné opakovaně oplachovat buňky v roztoku, aby se zbavily přebytečného fluorescenčního barviva, což celý proces zlevňuje. V současných podmínkách se barvivo často dostane i tam, kde ho není třeba, a to práci pozorovatelů komplikuje i prodražuje. Svítí pak vlastně všechno a zachytit místo, na které se výzkum zaměřuje, je velmi složité.Vědci dokázali vytvořit svítící značky, které poskytují jasný obrázek o procesech v buňkách, díky fluorogenním triaziniovým sondám. Právě triaziniové soli totiž spolehlivě zhasínají nechtěnou fluorescenci. Buňka označená vyvinutou sondou proto nesvítí a rozzáří se na vybraném místě až po specifické chemické reakci. Vědci v takovém případě vidí pouze to, co chtějí skutečně sledovat.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/UOCHB_Co_se_deje_v_bunkach_vidime_lip_zasluhou_objevu_z_UOCHB_2_a443a4255e.jpg" alt="ÚOCHB: Co se děje v buňkách, vidíme líp zásluhou objevu z ÚOCHB: Obrázek ilustruje efekt zhášení fluorescence triaziniovými solemi, které lze rozsvítit biokompatibilními reakcemi." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_UOCHB_Co_se_deje_v_bunkach_vidime_lip_zasluhou_objevu_z_UOCHB_2_a443a4255e.jpg 245w," sizes="100vw" width="1065" height="414"><div>„Významnou výhodou nové technologie je její univerzálnost,“ vysvětluje první autorka studie, postdoktorandka z ÚOCHB, Veronika Šlachtová a dodává: „Naše metoda funguje napříč viditelným spektrem od modré až po dalekou červenou, proto díky značkám různých barev můžeme sledovat několik buněčných struktur v jediném experimentu najednou.“ Sondy lze navíc připravit relativně jednoduše tak, aby mohly být v budoucnu komerčně dostupné.Fluorescenční mikroskopii využívá současná biologie, medicína i farmaceutický průmysl. Díky této metodě lze sledovat děje uvnitř buněk, např. pohyb bílkovin, účinek léčiv nebo změny buněčných struktur. Technologie je vhodná také pro studium cukerných struktur na buněčném povrchu, které hrají roli v imunitních reakcích, infekcích či metastázování nádorů.„Kvalitní a spolehlivé fluorescenční značení usnadňuje každodenní práci v laboratoři a zároveň poskytuje kvalitnější data. V dlouhodobém horizontu může urychlit testování léčiv nebo přesnější sledování molekulárních procesů v buňkách,“ říká korespondenční autor studie, Dr. Milan Vrábel z ÚOCHB. Díky kombinaci vysoké citlivosti, snadné přípravy a širokého barevného spektra má nová metoda potenciál stát se součástí každodenní praxe řady vědeckých pracovišť.</div>

Co se děje v buňkách, vidíme líp zásluhou objevu z ÚOCHB 

<h4>Proč je validace čištění důležitá</h4>Validace čištění je mnohem víc než jen splnění regulační povinnosti – stojí v samotném jádru výrobních procesů farmaceutického, biotechnologického a zdravotnického průmyslu. Jakékoli zbytky na výrobním zařízení, ať už pocházejí z účinných látek, čisticích prostředků nebo dokonce mikrobiální kontaminace, mohou ohrozit kvalitu výrobku i bezpečnost pacientů a vést k nákladným problémům s dodržováním předpisů.Pro společnosti, které usilují o vysoké standardy, přináší účinná validace čištění zejména:<ul><li>ochranu bezpečnosti pacientů prevencí neúmyslné expozice nebo alergických reakcí,</li><li>zajištění kvality a účinnosti výrobků eliminací křížové kontaminace,</li><li>udržení dobré pověsti značky jako spolehlivého, na vědě založeného výrobce,</li><li>dosažení a dlouhodobé udržení souladu s předpisy, a tím snížení rizika varování, stahování výrobků z trhu a neplánovaných odstávek výroby.</li></ul><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_2_a1b3464a08.jpg" alt="Shimadzu: Úvod do validace čištění: principy, rizika a regulační požadavky" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_2_a1b3464a08.jpg 156w," sizes="100vw" width="932" height="932"><h4>Riziko křížové kontaminace: historický kontext</h4>Historicky vedly případy křížové kontaminace k vážnému poškození zdraví pacientů, nákladným svolávacím akcím a regulačním zásahům. V počátcích víceúčelové výroby například nezjištěné zbytky látek způsobovaly neočekávané lékové interakce a následné stažení výrobků z trhu. Jedním z nejvýznamnějších příkladů jsou stopová množství β-laktamových antibiotik (např. penicilinu), která kontaminovala jiné léčivé přípravky. Tyto situace jsou známy tím, že mohou vyvolat závažné alergické reakce a v některých zdokumentovaných případech dokonce vést k úmrtí. Právě tyto události jsou klíčovým důvodem, proč dnes regulační orgány vyžadují vyhrazené výrobní prostory pro β-laktamová léčiva a zdůrazňují nutnost validace čištění u všech léčiv (1).Tyto případy jsou dodnes uváděny v regulačních školeních jako silná připomínka toho, že účinná validace čištění není volitelná. Složitost moderních provozů – časté změny vyráběných produktů, více API na jedné výrobní lince a stále účinnější či alergennější látky – tato rizika dále zvyšuje. Regulační orgány po celém světě proto zpřísnily požadavky na validaci čištění a přešly od pouhého kritéria „vizuálně čisté“ k datově podloženým, na riziku založeným programům.<h4>Regulační rámec</h4>Dnes je validace čištění v Evropě i celosvětově formována harmonizovaným souborem regulačních požadavků. Mezi klíčové dokumenty patří:<ul><li>EU GMP pokyny, příloha 15: základní evropský standard, který vyžaduje validované postupy čištění, jasné vědecké zdůvodnění limitů a řízení validace v průběhu celého životního cyklu („Proces čištění by měl být validován; validace by měla být založena na hodnocení rizik…“).</li><li>USP &lt;1072&gt; a &lt;1225&gt;: kapitoly často používané jako reference pro metodiku validace čištění a validaci analytických metod, zajišťující soulad mezi americkými a evropskými požadavky. USP &lt;1072&gt; se věnuje specificky validaci čištění, zatímco USP &lt;1225&gt; stanovuje obecné požadavky na validaci analytických metod.</li><li>Pokyny FDA pro průmysl (2011): popisují očekávaný vědecky a na riziku založený přístup k validaci a monitorování čištění, včetně zdůvodnění analytických metod, stanovení limitů a strategie životního cyklu.</li><li>ICH Q7 / Q9 / Q10: základní dokumenty GMP týkající se řízení rizik a systémů kvality, přijaté v Evropě i globálně. Požadují, aby strategie čištění byly součástí celkového farmaceutického systému kvality.</li><li>PIC/S PI 006-3: poskytuje globální procesní a dokumentační vodítka, která jsou uplatňována při mnoha evropských inspekcích.</li></ul><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_3_7ff4724bd5.jpg" alt="Shimadzu: Úvod do validace čištění: principy, rizika a regulační požadavky" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_3_7ff4724bd5.jpg 156w," sizes="100vw" width="1000" height="1000">Tyto zdroje společně prosazují vědecky podložený, řízený a plně dokumentovaný přístup k validaci čištění, který je očekáván auditory v Evropě i mimo ni.<h4>Klíčové prvky programu validace čištění</h4>Robustní program validace čištění zahrnuje následující zásadní složky:<ul><li>Protokoly: jasně zdokumentované plány popisující, jak budou procesy čištění validovány a udržovány.</li><li>Akceptační kritéria: vědecky zdůvodněné limity zbytků (kvantitativní), obvykle založené na zdravotně podložených expozičních limitech, jako jsou PDE (Permitted Daily Exposure) nebo ADE (Acceptable Daily Exposure), a dále na toxikologii, farmakologii a faktorech zařízení, v souladu s EU GMP a aktuálními toxikologickými pokyny.</li><li>Plány odběru vzorků: stěrové, oplachové nebo přímé povrchové vzorkování, volené podle konstrukce zařízení a povahy zbytku. Vždy jsou podloženy hodnocením rizik a ověřenými studiemi výtěžnosti (recovery).</li><li>Analytické metody: účelově vhodné (validované) metody, jako je TOC nebo HPLC, případně další techniky, s validací provedenou dle mezinárodních směrnic (např. USP &lt;1225&gt;, ICH Q2(R2)) a v souladu s požadavky Evropského a Amerického lékopisu i GMP.</li><li>Dokumentace: úplná sledovatelnost od protokolů přes výsledky zkoušek, odchylky, vyšetřování až po pravidelné přezkumy programu.</li></ul><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_4_a233f9d538.jpg" alt="Shimadzu: Úvod do validace čištění: principy, rizika a regulační požadavky" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Shimadzu_Uvod_do_validace_cisteni_principy_rizika_a_regulacni_pozadavky_4_a233f9d538.jpg 156w," sizes="100vw" width="1000" height="1000">Program musí být dynamický, pravidelně přezkoumávaný a aktualizovaný při zavádění nových produktů, technologií nebo identifikaci nových rizik.<h4>Vývoj přístupu založeného na riziku a životním cyklu</h4>Moderní validace čištění se posouvá od statického, jednorázového cvičení k přístupu založenému na riziku a řízení v průběhu celého životního cyklu. To zahrnuje:<ul><li>Hodnocení rizik: identifikaci nejhorších scénářů a zaměření zdrojů na největší hrozby, jako jsou vysoce účinné API, alergeny, velikosti šarží a konstrukce zařízení.</li><li>Průběžné ověřování: nejde o proces „jednou a dost“. Zahrnuje kontinuální monitoring, periodickou revalidaci a hodnocení trendů či změn procesů.</li><li>Porozumění procesu: využití principů GMP, Quality by Design (QbD) a datové analytiky k optimalizaci čištění bez zbytečné složitosti.</li><li>Regulační očekávání: orgány v Evropě i celosvětově dnes očekávají, že validace čištění bude plně integrována do farmaceutického systému kvality, pravidelně přezkoumávána, vědecky zdůvodněna a schopná reagovat na změny.</li></ul>Myšlení v rámci životního cyklu zajišťuje, že validace čištění drží krok se zlepšováním procesů, zaváděním nových produktů i novými regulačními požadavky.<h4>Závěr</h4>Validace čištění je zásadní pro ochranu pacientů, výrobků i dobrého jména společnosti. Dosažení a udržení moderního, na riziku založeného a vědecky zdůvodněného přístupu k validaci čištění je nezbytné pro splnění regulačních požadavků i provozní úspěch.Skutečný regulační a vědecký základ validace čištění je obsažen v EU GMP příloze 15, USP &lt;1072&gt;, pokynech FDA, směrnicích ICH a osvědčených postupech PIC/S. Tyto zdroje společně stanovují požadavky na protokoly, akceptační limity, validaci metod a řízení v průběhu životního cyklu. Lékopisné kapitoly, jako je Ph. Eur. 2.2.44 a USP &lt;643&gt;, se zaměřují na kvalitu vody. Jejich technické standardy jsou cenné pro ověřování výkonnosti přístrojů pro stanovení celkového organického uhlíku (TOC), nejsou však určeny k nastavování strategií validace čištění ani limitů povrchových zbytků.Zvládnutím těchto principů, zakotvených v aktuálních GMP a globálních pokynech, mohou organizace zajistit soulad s předpisy i provozní excelenci. To podporuje efektivitu, flexibilitu a především bezpečnost pacientů.

Úvod do validace čištění: principy, rizika a regulační požadavky

Mezinárodní tým vědců, jehož součástí jsou i odborníci z výzkumného institutu CATRIN Univerzity Palackého, vyvinul nový typ plazmonického fotokatalyzátoru, jenž dokáže s využitím sluneční energie velmi účinně a selektivně přeměňovat biomasu na klíčové suroviny pro výrobu bioplastů. Výsledky výzkumu, které představují významný krok směrem k udržitelnější chemické výrobě, zveřejnil prestižní vědecký časopis Nature Catalysis.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/CATRIN_A_new_generation_of_solar_catalyst_converts_biomass_into_raw_materials_for_bioplastics_e4dc54875b.jpg" alt="CATRIN: Nová generace slunečního katalyzátoru přeměnuje biomasu na suroviny pro výrobu bioplastů" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_CATRIN_A_new_generation_of_solar_catalyst_converts_biomass_into_raw_materials_for_bioplastics_e4dc54875b.jpg 156w," sizes="100vw" width="1280" height="1280">Biomasa, tedy organický materiál rostlinného či živočišného původu, patří mezi nejperspektivnější obnovitelné zdroje pro výrobu chemikálií a materiálů s vysokou přidanou hodnotou. Výzkum se zaměřil na molekulu 5-hydroxymethylfurfuralu, která vzniká z cukrů obsažených v rostlinné biomase a je považována za jeden z klíčových meziproduktů moderních biorafinerií. Její řízenou oxidací lze získat 2,5-furandikarboxylovou kyselinu, sloučeninu využitelnou jako základní stavební jednotku biopolymerů, například plastu PEF, který je ekologickou alternativou běžně používaného PET.Dosavadní průmyslové postupy výroby této látky jsou však technologicky náročné. Často vyžadují silně zásadité prostředí, zvýšené teploty nebo tlak. Přesto trpí nízkou selektivitou, což vede ke vzniku nežádoucích vedlejších produktů a vyšší energetické náročnosti. Současný výzkum se proto snaží nalézt nové přístupy, které by umožnily tuto chemickou přeměnu řídit pomocí světelné energie za mírnějších a ekologicky šetrnějších podmínek.Nově vyvinutý katalyzátor je založen na kombinaci nanostrukturovaného nitridu titanu a extrémně malých nanočástic slitiny ruthenia a platiny. Nitrid titanu slouží jako materiál, který velmi účinně pohlcuje světlo, zejména jeho infračervenou složku, a přeměňuje jej na energeticky bohaté elektrony a lokální teplo. Tyto efekty následně podporují aktivaci molekulárního kyslíku na povrchu katalyticky aktivních nanočástic, kde probíhá vlastní chemická reakce.„Klíčové je, že jednotlivé složky katalyzátoru spolupracují v dokonalé součinnosti. Díky tomu dokážeme velmi přesně řídit oxidaci 5-hydroxymethylfurfuralu a dosáhnout téměř úplné přeměny na cílový produkt bez použití silných chemických přísad nebo extrémních reakčních podmínek. Ve srovnání s dosavadními technologiemi je proces výrazně selektivnější, energeticky úspornější a produkuje podstatně méně odpadu,“ uvedl jeden z korespondenčních autorů studie Štěpán Kment z Univerzity Palackého.Autoři studie zdůrazňují, že tento přístup umožňuje aktivovat kyslík zcela odlišným způsobem než u běžných katalytických systémů. Díky tomu lze reakci vést ve vodném prostředí bez přídavku zásad a zároveň se vyhnout neselektivním reakcím, které by vedly ke ztrátám materiálu. Výsledkem je vysoce účinný a přesně řízený proces vhodný pro budoucí aplikace.Podle vědců představuje tato plazmonická katalytická platforma dosud nevyužitý koncept v oblasti přeměny biomasy. „Otevírá nové možnosti pro budoucí biorafinerie, které by mohly ze sluneční energie a obnovitelných surovin vyrábět plasty, rozpouštědla a další chemické produkty s výrazně nižší uhlíkovou stopou než současné průmyslové technologie,“ uzavřel Kment.Na výzkumu se podíleli vědci z CATRIN Univerzity Palackého a Centra energetických a environmentálních technologií i národního superpočítačového centra IT4Innovations na VŠB-TUO ve spolupráci s partnery z Číny, Itálie a Spojených států amerických.<blockquote><h4>Původní článek</h4><h4><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.nature.com/articles/s41929-025-01454-y?fbclid=IwY2xjawOwzklleHRuA2FlbQIxMQBicmlkETBWZE9nUVBUR3ViTWs5ekptc3J0YwZhcHBfaWQQMjIyMDM5MTc4ODIwMDg5MgABHjMHx-lfljleJ5Hkgyj1B4u4IGXGChlp8YGVMWbdTjlmqC-beTiKrxofdB6H_aem_eS2PaVl3Ja6Hl0xfXYkHyw#Sec7">Near-infrared plasmonic activation of molecular oxygen for selective oxidation of biomass derivatives</a></h4>Manpreet Kaur, Sourav Rej, Jan Navrátil, Eva Yazmin Santiago, Michal Otyepka, Stefano Livraghi, Lorenzo Mino, Štěpán Kment, Zhikang Xu, Haibo Zhu, Paolo Fornasiero, Alexander O. Govorov, Piotr Błoński &amp; Alberto NaldoniNat Catal 8, 1370–1381 (2025)<a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://doi.org/10.1038/s41929-025-01454-y">https://doi.org/10.1038/s41929-025-01454-y</a><h6>licensed under <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC-BY 4.0</a></h6></blockquote><h4>Abstrakt</h4>Zhodnocování biomasy na chemické látky s vyšší přidanou hodnotou je klíčové pro zvýšení udržitelnosti chemického průmyslu a snížení jeho závislosti na fosilních surovinách. Heterogenní fotokatalyzátory představují perspektivní nástroj pro oxidaci 5-hydroxymethylfurfuralu (HMF) na kyselinu 2,5-furandikarboxylovou (FDCA), biomasy odvozenou molekulární platformu pro výrobu biopolymerů, avšak bez použití zásaditého prostředí vykazují zanedbatelnou selektivitu k FDCA. V této práci představujeme plazmonický fotokatalyzátor kombinující nanokostky TiN a bimetalické nanočástice RuPt, které za nebazických podmínek dosahují úplné konverze HMF a selektivní tvorby FDCA díky neobvyklému mechanismu aktivace molekulárního kyslíku. Tato jedinečná reaktivita je zesílena jak fototermálním ohřevem, tak působením horkých elektronů, jejichž přínos byl potvrzen experimenty s kinetickým izotopovým efektem. Výpočty založené na teorii funkcionálu hustoty podporují scénář, v němž aktivovaný komplex nanočástice s kyslíkem usnadňuje rychlost určující krok reakce a umožňuje zvýšenou selektivitu tvorby FDCA. Získané výsledky demonstrují potenciál plazmonických fotokatalyzátorů pro katalytickou přeměnu biomasy.

Nová generace slunečního katalyzátoru přeměnuje biomasu na suroviny pro výrobu bioplastů

Plasty

Vědecký článek

Věda a výzkum

Video

Článek

ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR

Český institut výzkumu a pokročilých technologií (Czech Advanced Technology and Research Institute – CATRIN) je vysokoškolský ústav Univerzity Palackého v Olomouci. Vznikl integrací vědeckých týmů Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH), Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) a Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) s cílem úzce propojit vědecké kapacity v oblasti biomedicíny, nanotechnologií, nových materiálů, výzkumu rostlin či biotechnologií a ještě úspěšněji čelit  globálním výzvám současného světa, k nimž patří například dopady klimatických změn, boj s novými typy patogenů, diagnostika a léčba civilizačních onemocnění, odvrácení hrozící potravinové krize, získávání a ukládání „zelené“ energie, zajištění dostatku pitné vody, ochrana životního prostředí a řada dalších.

CATRIN

Naším posláním je šířit informace o produktech firmy Shimadzu v oblasti instrumentálních analytických přístrojů, přístrojů pro testování materiálů a speciálních přístrojů pro life science, jejich prodej a následně - instalace, zaškolení, záruční a pozáruční servis, ověřování a validace a aplikační podpora.

Nejbližší události z oblasti ICPMS

Workshop: Automatizace analýz a kontrola kvality v potravinářském, krmivářském a farmaceutickém průmyslu

Svět měření na dosah: Mlékárenský průmysl

Svět měření na dosah: Nové instrumenty pro měření velikosti částic

Svět měření na dosah: Analýza maziv - metody, aplikace a řešení

Svět měření na dosah: Farinograf v praxi - Měření kvality mouky pro pekárenský průmysl

Svět měření na dosah: Vlhkost na lisovně, viskozita na lakovně – Kontrola kvality plastů

Svět měření na dosah: Testery pro instrumentovanou indentaci

13. mezinárodní chemicko-technologická konference (ICCT) 2026

Svět měření na dosah: Rotační viscozimetry Visco QC

VITATOX 2026

Mohlo by Vás zajímat

Co se děje v buňkách, vidíme líp zásluhou objevu z ÚOCHB

Nová generace slunečního katalyzátoru přeměnuje biomasu na suroviny pro výrobu bioplastů

Úvod do validace čištění: principy, rizika a regulační požadavky