|
|
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.
|
|
|
Micro/macro-scale investigation of the viscoelastic properties of hydrogel materials
Obrusníková, Klára ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
This diploma thesis was focused on the comparison of various microrheological methods with macrorheological approach, especially on the characterisation of hydrogels. Dynamic light scattering, fluorescence correlation spectroscopy and optical tweezers were chosen as the microrheological techniques, while oscillatory rheometry was the macrorheological tool. Results from dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy for agarose and gellan hydrogels were compared to rheometry and to each other. The values of viscoelastic moduli obtained by microrheology were significantly lower than those obtained by macrorheology. Both dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy offer a wider range of frequencies than rheometry, but both have limitations in hydrogel characterisation. In dynamic light scattering measurements, light scattered from hydrogel networks causes noise and lowers the quality of the results. Fluorescence correlation spectroscopy, while being more specific, shows very little difference between samples of different concentrations. Optical tweezers are a new method at the Faculty of chemistry, and only the calibration measurements were performed. Optical trap stiffness, an important value in the calibration process of optical tweezers, was determined for solutions of glycerol.
|
|
|
Mikroreologie pomocí fluorescenční korelační spektroskopie
Kábrtová, Petra ; Sedláček, Petr (oponent) ; Mondek, Jakub (vedoucí práce)
Bylo provedeno srovnání tří pasivních mikroreologickych technik se zaměřením na FCS. K analyzám byly použity fluorescenčně značené a neznačené polystyrenové částice, pomocí kterych byly zjišťovány mikroreologické vlastnosti roztoků glycerolu, Mili-Q vody a roztoků hyaluronanu o různych molekulovych hmotnostech. Pro metodu FCS byla navíc odvozena a ověřena jednodušší aproximovaná rovnice pro vypočet hodnot MSD. Bylo zjištěno, že FCS překonává stávající mikroreologické techniky DLS a video-mikroreologii možností získat širší oblast dat. A to včetně té oblasti, ve které dosud nebylo možno mikroreologické vlastnosti vzorku pomocí DLS nebo video-mikroreologie spolehlivě popsat.
|
|
|
Fluorescenční korelační spektroskopie v koloidních systémech
Janíček, Tomáš ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na pozorování stability a interakce koloidních systémů tvořených micelami povrchově aktivního CTAB v roztoku kyseliny hyaluronové a vody pomocí metody fluorescenční korelační spektroskopie. Jako Fluorescenční sonda byla použita Nilská červeň. Měření bylo provedeno pro různé koncentrace kyseliny hyaluronové. Byly použity tři různé velikosti kyseliny hyaluronové. Cílem práce bylo zjistit chování částic CTAB při tvorbě micel v závislosti různých velikostech a koncentracích hyaluronanu. Pro porovnání měření hyaluronanu byl použit polymer Poly(sodium-4-styrensulfonát).
|
|
|
Příprava, charakterizace a aplikační potenciál hydrogelů na bázi (semi)interpenetrovaných polymerních sítí
Papežíková, Hana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo optimalizovat přípravu hydrogelu na bázi semi-interpenetrových polymerních sítí. Jako modelovým hydrogelem byl vybrán polyhydroxyethyl methakrylát díky jeho velkému využití v biomedicíně. Pro přípravu byla využita termoiniciace a následně byla vyměněna za fotoiniciaci. Po optimalizaci přípravy hydrogelu s vyhovujícími vlastnostmi byl do něj vpraven polyelektrolyt polystyrensulfonát sodný. Objektem zkoumání byl jeho vliv na strukturu, tokové a transportní vlastnosti hydrogelů. Všechny vlastnosti byly zkoumány pomocí sušení, reologie a fluorescenční korelační spektroskopie. Výsledky poukazují na ovlivnění vlastností hydrogelu pomocí polyelektrolytů.
|
|
|
Optimalizace mikroreologických technik pro charakterizaci biopolymerních gelů
Dušenková, Alica ; Smilek, Jiří (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Hlavným cieľom tejto bakalárskej práce je optimalizácia mikroreologických techník pre charakterizáciu biopolymérnych hydrogélov. K tomu boli vyuţité hydrogély na základe termoreverzibilného biopolyméru – agarózy. Skúmaný bol vplyv inkorporovaného polyelektrolytu (polystyrensulfonátu sodného) na štruktúru a viskoelastické vlastnosti agarózového hydrogélu, a to prostredníctvom fluorescenčných značených častíc, ktoré boli začleňované do štruktúry gélu. Zmena výslednej štruktúry bola najprv pozorovaná prostredníctvom difúznych koeficientov a po úspešnej optimalizácii boli stanovené aj MSD krivky. Meranie bolo uskutočnené fluorescenčnou korelačnou spektroskopiou.
|
|
|
Příprava modelových membrán pro studium jejich interakcí s biopolymery pomocí fluorescenční korelační spektroskopie
Adamcová, Zuzana ; Márová, Ivana (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci fosfolipidových dvojvrstev deponovaných na pevném substrátu (supported lipid bilayers) coby zjednodušených modelů buněčných membrán. Z výchozího systému lecitinových liposomů ve fosfátovém pufru byly dvojvrstvy připravovány metodou spojení vezikul (vesicle fusion) na plazmatem hydrofilizovaném povrchu krycího sklíčka. K charakterizaci byly vybrány tři fluorescenční sondy – Nilská červeň, Oregonová zeleň DHPE a DiO – jejichž difuze v rámci membrány byla sledována pomocí fluorescenční korelační spektroskopie. K tomu byla využita metoda Z scan FCS vyvinutá speciálně pro planární vzorky. Po optimalizaci procesu přípravy a charakterizace dvojvrstev byla studována interakce mezi modelovou membránou a roztokem kyseliny hyaluronové ve fosfátovém pufru. Bylo zjištěno, že přídavek tohoto biopolymeru způsobí zpomalení difuze fluorescenční sondy ve fosfolipidové dvojvrstvě.
|
|
|
Inverzní FCS ve výzkumu koloidních systémů
Richterová, Veronika ; Venerová, Tereza (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium inverzní fluorescenční korelační spektroskopie, a to zejména z hlediska použití různých fluorescenčních sond a sledovaných částic různých velikostí. Nejprve byla stanovena vhodná koncentrace fluorescenční sondy tak, aby byla vnímána jako médium obklopující stanovovanou látku. Na základě této koncentrace, která byla stanovena na 400 µM, bylo poté připraveno několik sad vzorků. Vzorky obsahovaly jak rozdílné polystyrenové částice o velikostech 100 a 500 nm v různých koncentracích, tak i multilamerální liposomy v různých koncentracích a byly proměřeny FCS křivky vzorků s různými druhy fluorescenčních sond, kterými byly fluorescein, rhodamin 6G a Atto 488. Z měření vyplývá, že pomocí žádné z fluorescenčních sond nelze stanovit částice o velikosti 100 nm. Metodu inverzní FCS lze aplikovat na systémy obsahující fluorescein a polystyrenové částice o velikosti 500 nm. Při použití fluorescenční sondy rhodaminu 6G dochází při vysoké koncentraci k dimerizaci a ani 500 nm částice nelze pomocí této sondy stanovit. V případě použití liposomů lze tyto částice stanovit metodou inverzní FCS, ale náhodná distribuce velikostí částic zkresluje výsledky autokorelace.
|
|
|
Studium vztahu mezi strukturou a reologickými vlastnostmi hydrogelů na makroskopické i mikroskopické úrovni
Lepíková, Jana ; Klučáková, Martina (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Náplní této diplomové práce je získat poznatky o vztahu mezi strukturou hydrogelů a jejich tokovými a transportními vlastnostmi. Hlavním cílem práce bylo zakomponovat do modelových hydrogelů na bázi agarózy vhodné biopolymery. Poté provést korelaci výsledků získaných pomocí difuzních metod a reologických měření provedených na makroskopické a mikroskopické úrovni. K charakterizaci hydrogelů byly zvolené reologické měření, metoda dynamického rozptylu světla a fluorescenční korelační spektroskopie. Charakteristiky hydrogelů získané z výše uvedených metod byly následně korelovány mezi sebou. Následně byly studovány transportní vlastnosti těchto hydrogelů pomocí sledování difúze Rhodaminu 6G. Zde byl využit dvojí přístup. Z hlediska makropřístupů byly využity jednoduché difúze z roztoku barviva do kyvet obsahující jednotlivé hydrogely s biopolymery. V případě mikropřístupů bylo barvivo přidáno do vzorku během přípravy a poté byly sledovány difuze pomocí FCS. Na základě výsledků, bylo zjištěno, že přídavek biopolymerů výrazně neovlivňuje materiálové vlastnosti nosného média, což jsou v tomto případě agarozové hydrogely. Rozdíly ovšem byly pozorovány v případě studia reaktivity a bariérových vlastností takto připravených hydrogelů. Jako stěžejní parametr pro ovlivnění transportu nabitého solutu v takto připravených hydrogelech byl pozorován jednak náboj obsaženého biopolymeru a rovněž jeho nábojová hustota.
|
|
|
Použití difúzních technik ve studiu hydrogelů
Holubová, Anna ; Žitňan, Michal (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Pomocí metody fluorescenční korelační spektroskopie (FCS) byly studovány vlastnosti koloidních systémů, zejména hydrogelů. Hydrogely byly připraveny na základě interakcí hyaluronanu a kationaktivního tenzidu CTAB. Navrženou hydrofilní fluorescenční sondou, vhodnou pro studium fázově separovaných hydrogelů v systémech polymer-tenzid, bylo ATTO 488 z důvodu potlačení vzniku tripletního stavu. Jako hydrofobní sonda byla zvolena nilská červeň. Individuálně byly zkoumány micelární systémy 10 mM CTAB a roztok 0,5% hyaluronanu v prostředí vody a 0,15 M NaCl v různých koncentracích vybraných fluorescenčních sond. Následně byly studovány hydrogelové systémy. Výsledky ukázaly, že měření hydrogelů pomocí této metody je realizovatelné. Krátké doby života byly způsobeny komplexem sondy a CTAB způsobujícího zhášení a nízké hodnoty difúzních koeficientů charakterizují viskózní prostředí studovaného systému.
|
host ::
RSS.