PřF UJEP má magnetickou rezonanci

Prvenství v rámci regionu severních Čech si připsala Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem, když byl na katedře chemie Přírodovědecké fakulty UJEP koncem roku 2020 pro vědecké a výukové účely instalován výjimečný přístroj – spektrometr nukleární magnetické rezonance (zkratkou NMR).

Kde jinde daný spektrometr hledat, než v nedávno otevřeném Centru přírodovědných a technických oborů UJEP, které se již v době své výstavby profilovalo jako budoucí univerzitní středisko vědy a výzkumu v oblastech exaktních věd. Současné aktivity místních akademiků i vědců tyto tendence jenom potvrzují.

„Přístroj obsahující silný supravodivý elektromagnet byl zakoupen od výherce veřejné zakázky, japonské společnosti JEOL, za zhruba 11 milionů korun díky finančním prostředkům univerzitního projektu U21 – Kvalitní infrastruktura a Evropskému fondu pro regionální rozvoj,“ objasňuje vedoucí katedry chemie doc. Ing. Jan Čermák, CSc.

Většina z nás si pod pojmem „magnetická rezonance“ představí tzv. „tunel“, který lékařům umožňuje bezpečně a bezbolestně zobrazovat reálný stav tkání. Hodnotu tohoto přístroje pro výzkumníky z UJEP představuje hlavní NMR operátor katedry chemie a dlouholetý NMR specialista RNDr. Vratislav Blechta, CSc.: „Unikátnost metody NMR tkví v tom, že s její pomocí lze zjistit složení a struktury molekul rozpuštěných v roztoku, hlavně u organických látek. V průmyslu se používá k analýzám izotopického složení materiálů nebo ke srovnávání kvality výrobních šarží. Náš přístroj navíc umožňuje zkoumat i strukturu mnoha pevných látek a materiálů.“

Pověření pracovníci katedry chemie PřF UJEP se v současné době učí, jak cenný přístroj ovládat, jak o něj bezpečně pečovat a hlavně jak prostřednictvím něj získávat potřebná data.

„Od teď už nemusíme jezdit s každým vzorkem do Prahy. Ušetřený čas můžeme věnovat syntézám a analýzám materiálů budoucnosti a studiu NMR spektroskopie do hloubky,“ doplňuje jeden z nich, Mgr. Pavel Kaule.

Futuristicky vyhlížející přístroj je ve skutečnosti systémem vícera komponentů, kterým dominuje kryostat plněný kapalným heliem o teplotě –270 °C, ve kterém se stává speciální cívka elektromagnetu supravodivou. Vzácné a také poměrně drahé helium je přitom, pro snížení jeho odparu, dochlazováno pravidelně doplňovaným kapalným dusíkem.

Třešničkou na dortu popisu spektrometru nukleární magnetické rezonance je nikoliv drobná zajímavost – magnetické pole generované a bezpečně uschované uvnitř tohoto NMR přístroje je zhruba 295tisíckrát silnější než magnetické pole celé planety Země.

V tomto velmi silném, ale zvnějšku pro obsluhu přístroje bezpečném, magnetickém poli jsou studované vzorky ozařovány krátkými radiovými pulsy. Odezvy rezonujících jader ovlivněných jejich chemickým okolím pak tvoří unikátní záznamy – spektra, ze kterých lze „vyluštit“, o jakou molekulu se jedná, jakou má strukturu, který atom se kterým sousedí nebo jaká látka ve směsi převažuje.

„Velmi rád slyším, že nová moderní stavba Centra přírodovědně technických oborů je postupně zaplňována celou řadou moderních přístrojů i celých laboratoří, které jsou plně srovnatelné se špičkovými pracovišti obdobného charakteru kdekoliv ve světě. Toto jsou právě ony nutné podmínky, které jako nástroje v rukou našich kvalitních vědeckých pracovníků následně přinášejí zajímavé vědecké výsledky a zároveň zkvalitňují výuku pro studenty,“ vyzvedá současné vědecké aktivity na UJEP rektor doc. Martin Balej.

NMR přístroj byl pořízen díky projektu U21 – Kvalitní infrastruktura spolufinancovanému v rámci Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání Evropskou unií.