Original title:
Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples
Translated title:
Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples
Authors:
Hrubanová, Kamila ; Nováček, Jiří (referee) ; Schröfel,, Adam (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2019
Language:
eng Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[eng][cze]
Předložená dizertační práce s názvem “Rastrovací elektronová mikroskopie a její aplikace pro senzitivní vzorky” pojednává o problematice rastrovací elektronové mikroskopie v kontextu instrumentálního a metodologického vývoje vedoucího k inovativnímu řešení, které je dobře aplikovatelné zejména v mikrobiologickém výzkumu. Součástí práce je rozprava o historii a současném stavu elektronové mikroskopie (EM) jakožto vědecké zobrazovací a analytické techniky, tato část se nachází v úvodních kapitolách. Nepopiratelný přínos EM v biologických a lékařských oborech je dokazován mnoha citovanými vědeckými publikacemi. Předložená dizertační práce přináší novinky z oblasti přípravy preparátů a kryogenní rastrovací elektronové mikroskopie (cryo-SEM) vyvinuté na pracovišti Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně. Jedná se především o návrhy a výrobu speciálních držáků vzorků a vývoj nových metodik v oblasti přípravy mikrobiologických preparátů vedoucích k nalezení optimálních parametrů jednotlivých procesů. V experimentální části se nachází ověření metodologických postupů při studiu hydratovaných a na elektronový svazek senzitivních preparátů. Následné srovnání různých přístupů na definovaném biologickém systému z oblasti mikrobiologie přispívá k rozšíření interpretace doposud známých výsledků. Mezi zkoumanými mikrobiologickými kmeny byly biofilm-pozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis a kvasinky jako Candida albicans a Candida parapsilosis, jež jsou považovány za klinicky významné, protože se podílejí na vzniku závažných infekcí zejména u imunokompromitovaných pacientů. Dále byl studován vliv růstu biofilmu bakterie Bacillus subtilis na biodeteriorizaci a biodegradaci poly--kaprolaktonových fólií. Vývoj v oblasti cryo-SEM byl aplikován ve výzkumu mikrobů s biotechnologickým potenciálem, jako jsou např. Cupriavidus necator a Sporobolomyces shibatanus.
The presented dissertation thesis titled “Scanning electron microscopy and its applications for sensitive samples” describes an instrumental and methodological development in the field of scanning electron microscopy leading to an innovative solution that could be particularly applicable in microbiological research. A summary of the history and current state of electron microscopy (EM) as a scientific imaging and analytical technique is provided in the introductory chapters. The undeniable contribution of EM in the biological and medical sciences is evidenced by many cited scientific publications. This dissertation thesis contains innovations and improvements in specimen preparation and cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM) produced at the Institute of Scientific Instruments of the CAS in Brno. In particular, the new constructions of special sample holders together with methodological development in the field of microbiological sample preparation resulted in finding optimal parameters for individual processes. In the experimental part there is showed a verification of methodological procedures in the study of hydrated and electron beam sensitive specimens. Subsequent comparison of different methodological approaches on a defined microbiological system contributes to extending the interpretation of the hitherto known results. Among the microbiological strains investigated were the biofilm positive bacteria Staphylococcus epidermidis and yeasts such as Candida albicans and Candida parapsilosis, which are considered to be clinically significant because they are often involved in serious infections and especially threaten immunocompromised patients. Furthermore, the effect of the biofilm formation of Bacillus subtilis on the biodeterioration and biodegradation of poly--caprolactone films was studied. The new development in low temperature cryo-SEM was employed in the research of microbes with biotechnological potential such as Cupriavidus necator and Sporobolomyces shibatanus.
Keywords:
biofilm; cryo-SEM; Elektronová mikroskopie; mikrobiologie; příprava preparátů; biofilm; cryo-SEM; Electron microscopy; microbiology; sample preparation
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/184095
guest ::
