|
|
Fluorescenční korelační spektroskopie ve studiu vlastností koloidních systémů
Marková, Kateřina ; Lehocký, Marián (oponent) ; Kapusta, Peter (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Hydrogely jsou pro své vlastnosti vyhledávanou matricí pro medicínské účely. Často jsou tyto vlastnosti podmíněné jejich strukturou, proto je kladen důraz na přesně definovanou polymerní síť. Vrámci předložené dizertační práce byly různé typy hydrogelů zkoumány pomocí fluorescenční korelační spektroskopie (FCS) ve spojení smikroreologií. Spojení těchto metod se při zjišťování vlastností hydrogelů využívá minimálně, proto byla potřeba standardizace aoptimalizace metody. Pro tyto účely byly vybrány fluorescenčně značené silikátové nanočástice sneutrálním povrchovým nábojem. Vrámci optimalizace metody byly zjištěny limity přístroje, kdy se naměřené difúzní koeficienty ještě daly považovat zavalidní. Dále byly určeny parametry, které ovlivňují MSD křivku, tedy mají vliv také nasprávnost samotných naměřených dat. Jako modelový koloidní systém byl vybrán vodný roztok agarózy, který se vzávislosti nakoncentraci pohybuje vrozmezí viskoelastické kapaliny, až po tuhý hydrogel. Na něm byly testovány difúzní vlastnosti použitých nanočástic, ale také strukturní vlastnosti samotného systému. Byly zjištěny limitní koncentrace, kdy difúzní koeficient přestal být vybranou technikou detekovatelný. Tento limit se podařilo částečně posunout úpravou korelačního času, kdy ovšem rozptyl hodnot difúzního koeficientu byl velmi vysoký. Takto naměřené hodnoty byly srovnány sbezkalibrační metodou dvouohniskové fluorescenční korelační spektroskopie (2f-FCS). Dále byly zjišťovány změny vdifúzním koeficientu vzávislosti na typu přípravy vzorků. Současně stěmito experimenty byla provedena i obrazová analýza, která ve spojení sFCS přinesla zajímavé výsledky. Posledním experimentem, který přinesl informace o vlastnostech jak vložených nanočástic, tak polymerním systému, bylo vymývání částic ze struktury hydrogelu. Jako poslední a nejpokročilejší analýza polymerní sítě, která definovala systém novým, alternativním, způsobem, byla vybrána metoda maximální entropie a analýza pomocí log-normální distribuce difúzních koeficientů. Hodnoty získané těmito pokročilými analýzami byly podobné jako data vypočítaná matematickým modelem anomální difúze. Novým přístupem byl popis vlastností pomocí reologických modulů. Ty se získaly řadou přepočtů znaměřené autokorelační křivky. Výstupem byl tedy reologický modul získaný zmikroreologických dat. Tvar křivky je srovnatelný sklasickou (makro)reologií, nicméně číselné hodnoty jsou řádově nižší. Nejmenší částice se vcelé koncentrační řadě chovaly jako včistě viskózním prostředí, největší částice definovaly chování systému vzávislosti nakoncentraci od velmi viskózního po viskoelastické. Posledním typem měření bylo studium hyaluronanu pomocí vybraných nanočástic a dále pomocí jeho fluorescenčně značeného analogu. Veškeré metody, které byly použity ve studiu agarózového hydrogelu se aplikovaly na viskoelastický systém hyaluronanu, kdy se zjišťovala použitelnost vybraných metod pro nový koloidní systém.
|
|
|
Dual-focus FCS in colloidal research
Chovancová, Romana ; Kapusta, Peter (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
This thesis deals with study of fluorescently labelled sodium rhodaminylamino hyaluronate (Hya-Rh, 40 kDa) by dual-focus fluorescence correlation spectroscopy (2f-FCS). At first, the overview of research was focused on use of the technique of FCS in colloidal chemistry and polymers, and then the utilisation overview of 2f-FCS method was summarised. At second, the most suitable model of preparation and storage of Hya-Rh solution for experiments was found on the basis of previous measurements. At third, the possibility of determining the diffusion characteristics of fluorescently labelled hyaluronan was verified as well as the influence of physiological environment and concentration of Hya-Rh on these characteristics. Subsequently, the influence of alkali metal ions on these characteristics was determined by measuring of diffusion coefficient values of Hya-Rh in presence of various concentrations of the alkali metal ions. Afterwards, the behaviour of Hya-Rh polymer molecules was studied in dependence on increasing concentration of very low molecular weight hyaluronan (VLMW HA, 404 kDa) in aqueous and physiological solutions. Finally, the evaluation and validation of use of 2f-FCS method for studying of fluorescently labelled hyaluronan solutions was described.
|
|
|
Dual-focus FCS in colloidal research
Chovancová, Romana ; Kapusta, Peter (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
This thesis deals with study of fluorescently labelled sodium rhodaminylamino hyaluronate (Hya-Rh, 40 kDa) by dual-focus fluorescence correlation spectroscopy (2f-FCS). At first, the overview of research was focused on use of the technique of FCS in colloidal chemistry and polymers, and then the utilisation overview of 2f-FCS method was summarised. At second, the most suitable model of preparation and storage of Hya-Rh solution for experiments was found on the basis of previous measurements. At third, the possibility of determining the diffusion characteristics of fluorescently labelled hyaluronan was verified as well as the influence of physiological environment and concentration of Hya-Rh on these characteristics. Subsequently, the influence of alkali metal ions on these characteristics was determined by measuring of diffusion coefficient values of Hya-Rh in presence of various concentrations of the alkali metal ions. Afterwards, the behaviour of Hya-Rh polymer molecules was studied in dependence on increasing concentration of very low molecular weight hyaluronan (VLMW HA, 404 kDa) in aqueous and physiological solutions. Finally, the evaluation and validation of use of 2f-FCS method for studying of fluorescently labelled hyaluronan solutions was described.
|
host ::
RSS.