|
|
Electrochemical signaling of biochemical molecules and biological entities
Mukherjee, Atripan
Propojení elektrochemických metod s biochemických a biologickými vědmíni disciplínami může pomoci vyřešit mnoho výzev v obou odvětvích. Interpretace výsledků elektrochemických analýz může pomoci lépe pochopit různé biochemické a biologické procesy. V současnosti jsou v elektrochemii používány biochemické a biologické komponenty jako biorekogniční elementy biosenzorů. Z tohoto důvodu je velice důležité rozumět dějům, které probíhají na rozhraní elektrody a biologické nebo biochemické složky. Například enzymatické biosenzory jsou schopny selektivní a vysoce citlivé kvantifikace biomolekul jakými jsou například glukóza nebo peroxid vodíku. Enzymy se mohou potýkat s problémy se stabilitou, která může být negativně ovlivněna změnou pH nebo teploty. Z tohoto důvodu je snaha nahradit enzymy syntetickými sloučeninami, které vykazují lepší stabilitu. Dobrý potenciál pro substituci přírodních enzymů vykazují nanočástice kovů a komplexy kovů. Dalším vhodným nedestruktivním nástrojem pro studium biologických procesů je Skenovací elektronová mikroskopie (SECM), která může být využita pro studium biologických interakcí in situ. Prozatím byla pomocí SECM sledována životaschopnost buněk, které byly vystaveny vlivu různých chemických činidel. Pro studium biologických a biochemických procesů na rozhraní elektrody a buněk byl použit SECM pracující v amperometrickém nebo potenciometrickém módu.
|
|
|
Enzyme-Based Impedimetric Biosensor dotted with gold nanoparticles
Košelová, Zuzana ; Fohlerová, Zdenka
This research delves into the realm of biosensor improvement through the utilization of gold nanoparticles (Au NPs). The primary objective is to assess the impact of differentsized Au NPs on sensor performance, specifically investigating whether 100 nm or 20 nm nanoparticles prove more favourable to enhancement. Moreover, we aim to inspect the biosensor's response to varied concentrations of Au NPs, unravelling the involved collaboration between nanoparticle size, concentration, and overall sensor properties. This modification of commercial electrodes with Au NPs, could be way for enhancing surface area and enzyme immobilization. Notably, the investigation also explores the potential drawbacks associated with increasing nanoparticle concentration and offers insights into optimizing biosensor design. It has been observed that while 20 nm Au NPs slightly decreased impedance values at higher glucose concentrations, 100 nm Au NPs, conversely, exhibited an increase in capacitive behaviour. Equally crucial is the parameter chosen for constructing the calibration curve. From impedance values at low frequencies of alternating voltage, such as 2 Hz, a lower Limit of Detection (LOD) is obtained. However, the analysis of Rct in the case of 20 nm Au NPs reveals a broader range of glucose concentrations falling within the calibration area. Through a comprehensive analysis of electrochemical behaviour, impedance, and charge transfer resistance, we endeavour to provide contributions to the improvement of biosensor technologies.
|
|
|
Přírodní vzory v robotice
Juřicová, Vendula ; Augste, Jan (oponent) ; Knoflíček, Radek (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na tu část robotiky, která se nechává inspirovat přírodou. Nejprve je čtenář uveden do teorie interdisciplinárních pojmů BIO – ING, poté následuje hlavní stať rozdělena na inspiraci člověkem a inspiraci ostatními živočichy. V kapitole o člověku jsou představeny hlavní biomechanické prvky či algoritmy využívané v robotice a jejich lidský předobraz. Následuje několik biomechanických konstrukcí a humanoidních robotů. Druhé části dominují biomechanické konstrukce inspirované „zvířaty“. Závěr patří (mimo jiné) technickofilozofické úvaze nad budoucností robotiky.
|
|
|
Výroba a využití grafen-kovových heterostruktur v biosensorice povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie
Hegrová, Veronika ; Édes, Zoltán (oponent) ; Konečný, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zábývá výrobou grafen/kovových heterostruktur a jejich využitím v biosenzorice pomocí povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie. Heterostruktury jsou vyráběny selektivní depozicí zlatých koloidních nančástic na křemíkový substrát. Samotný proces depozice je založen na řízené terminaci zlatého koloidního roztoku i křemíkového povrchu. Nanesené zlaté kuličky jsou následně překryty vrstvou grafenu. Bylo experimentálně ověřeno, že s pomocí vhodně zvolených parametrů grafen/kovových heterostruktur je možné pozorovat přítomnost biomolekul o velmi nízkých koncentracích, a tedy heterostruktury využít k biodetekci.
|
|
|
Magnetické částice jako reverzibilní nosič pro enzymové elektrody
Janíček, Zdeněk ; Žeravík,, Jiří (oponent) ; Skládal,, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce obsahuje informace o používaných enzymech, biosenzorech, enzymových biosenzorech a magnetických částicích. Cholinesterasa (ChE) je obecné označení pro dva příbuzné enzymy, vzájemně se lišící výskytem a biologickou funkcí. Acetylcholinesterasa (AChE) je nezbytná při přenosu nervového vzruchu. Nachází se na cholinergních synapsích, kde působí hydrolýzu neurotransmiteru acetylcholinu a tím i terminaci nervového vzruchu. Příbuzná je butyrylcholinesterasa (BChE) přítomná v séru. Experimentální část byla zaměřena na elektrochemické enzymové biosenzory s cholinesterasou využívající magnetické částice pro reversibilní obnovu biorekogniční vrstvy. Imobilizace cholinesterasy na magnetické částice byla provedena kovalentní vazbou po aktivaci glutaraldehydem. Měření aktivity probíhalo s acetylthiocholinem jako substrátem v průtočném systému, magnetické částice byly zachyceny před platinovou elektrodou a produkovaný thiocholin se detekoval amperometricky. Cílem bylo měřit inhibici AChE. Významná je inhibice ChE způsobovaná některými léky a pesticidy na bázi organofosfátů. Zde byla testována inhibice AChE pesticidem dichlorvosem. Důraz byl kladen na nalezení vhodných experimentálních podmínek pro vytvoření automatizovaného postupu k měření aktivity AChE, který byl založen na autoinjektoru a pumpách firmy Gilson spolu s programem 735 pro definici pracovní konfigurace, přípravu měřících skriptů a provádění aplikačních metod.
|
|
|
Studium možností zvýšení biokompatibility povrchů organických polovodičů
Malečková, Romana ; Šafaříková, Eva (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá možností zvýšení biokompatibility organického polovodivého polymeru PEDOT:PSS pomocí RGD peptidu pro konstrukci biosenzorů. Připraveny a porovnávány byly vzorky, kde byl RGD peptid navázán přímo, a také vzorky s peptidem navázaným přes molekulu síťovacího činidla sulfo-SANPAH. Zda se RGD peptid na substrát navázal bylo zjišťováno metodou měření kontaktního úhlu kapalin s následným výpočtem povrchové energie. Výsledky byly dále ověřeny pomocí elementární analýzy, infračervené spektrometrie a Ramanovy spektroskopie.
|
|
|
Funkcionalizované nanostruktury
Váňa, Rostislav ; Kvapil, Michal (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá funkcionalizovanými nanostrukturami. V první části jsou zmíněny materiály vhodné pro funkcionalizaci, využití funkcionalizovaných nanostruktur v oblasti medicíny a biochemie a metody detekce změn optických vlastností. Ve druhé části jsou zkoumány změny optických vlastností nanostruktur po funkcionalizaci pomocí spektroskopické elipsometrie a FTIR spektroskopie.
|
|
|
Nanostrukturované materiály na bázi aluminy pro elektrochemické senzory a biosenzory
Kynclová, Hana ; Hynek, David (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na základní výzkum a vývoj nanostrukturovaných povrchů připravených pomocí nanoporézní aluminy. Metodou anodické oxidace byly připraveny různé druhy nanostrukturovaných povrchů se zlatými nanostrukturami a nanoporézní aluminové membrány pro využití v elektrochemických senzorech a biosenzorech. Nanostrukturované povrchy byly připravovány metodou elektrochemické anodizace hliníkového materiálu za vzniku hexagonálně uspořádaných nanopórů. Do nanoporézních masek pak bylo elektrochemicky redukcí z roztoku dikyanozlatnanu draselného deponováno zlato metodou pulzní depozice. Připravené zlaté nanostrukturované povrchy byly elektrochemicky charakterizovány elektrochemickou impedanční spektroskopií a voltametrií, byla zkoumána jejich teplotní stabilita a vliv žíhání při atmosférickém tlaku i ve vakuu na jejich elektrochemické chování. V další části práce byly připraveny zlaté nanostruktury o různých rozměrech a byl sledován vliv tvaru a rozměrů nanostruktur na elektrochemické chování. Nanostrukturované povrchy byly také modifikovány 11–merkaptoundekanovou kyselinou a byl sledován vliv modifikace na elektrochemické výsledky. Poslední část práce se věnuje přípravě nanoporézních aluminových membrán a studiu jejich molekulové propustnosti.
|
|
|
Methods for monitoring contamination in wastewater
Ravasová, Michaela ; Procházková, Michaela (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Bachelor thesis in the introduction explains the term wastewater. The basic indicators of wastewater pollution are presented and their significance and impact on water quality is explained. Afterwards are explained and described laboratory methods used to measure selected indicators of pollution. Since these methods are unsuitable for continuous wastewater monitoring, following section describes basic sensors for monitoring of wastewater directly at the measuring site. The basic principles which are used in sensors are described and parameters that sensors measure and their influence on environment is explained. Next, three chosen developing methods, i.e., biosensors, electronic noses and fluorescence spectroscopy, which will be applicable for on-line water monitoring in the future. The individual sensors are summarized in final tables. The aim of this work was to create simple overview of methods used for wastewater monitoring.
|
|
|
Diagnostika genomem podmíněných onemocnění za využití mikro a nanočástic
Mondeková, Věra ; Prášek, Jan (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává o možnostech detekce virového genomu prostřednictvím biosenzorů, konkrétně pomocí magnetických částic. Úvodní část je tvořena stručnou charakteristikou virů, jakožto původců genomem podmíněných onemocnění, na kterou dále navazují kapitoly o vybraných metodách extrakce a analýz nukleových kyselin. Největší část je věnována magnetickým částicím. Praktická část se zabývá možností detekce specifické sekvence virulentního patogenu pomocí biosenzoru, výběrem biokompatibilních molekul vhodných k modifikaci magnetických částic a popisu postupu izolace specifické sekvence DNA pomocí magnetických částic.
|
host ::
RSS.