|
|
Nanoporous Enzyme-Based Impedimetric Biosensor
Košelová, Z.
The ordered nanopores surfaces has been studied in the field of biosensors for the detection of affinity interactions such as antigen-antibody or nucleic acid hybridization. Nanopores are frequently fabricated by anodic oxidation of aluminium. This method is practically simple method of highly ordered pore formation, but is not suitable for massive production. The principle of detection is usually based on the degree of pore blockage by biomolecular interaction that allows a sensitive electrochemical response. Here we show the development and characterization of the nanopore-based enzymatic biosensor for the detection of analytes. We performed and tested the concept of the simple and versatile method of nanopores formation on the electrode using non-conductive polystyrene nanoparticles. The variability in pore size was modulated by nanoparticles diameter (40 and 80 nm). We measured response of our designed biosensor using electrochemical impedance spectroscopy in presence of redox mediator at low potential. The smaller diameter of nanopores increases charge transfer resistance. Biosensors with 80 nm nanoparticles had behaviour similar to reference without nanoparticles, therefore the pore was too wide for this design. The limit of detection from Rct showed to be at most 0.01 mM for every sample type. This proposed biosensor contributes to the basic knowledge about nanopores sensors, and it could have a potential, for example, in the development of ―point of care‖ devices.
|
|
|
Electrochemical Characterization of Self-Assembled Monolayers Containing Redox Switching Element
Nováková Lachmanová, Štěpánka ; Kocábová, Jana ; Vavrek, František ; Sebechlebská, Táňa ; Šebera, Jakub ; Kolivoška, Viliam ; Lukášek, J. ; Balzer, N. ; Valášek, M. ; Hromadová, Magdaléna
Adsorption properties of molecules containing [Ru(terpy)2]2+ and [Os(terpy)2]2+ redox switching element connected to the electrode surface by tripodal thiolate anchoring groups have been studied together with their charge transfer properties in the adsorbed form. STM-based current-voltage measurements confirmed that the conductance of self-assembled monolayer containing [Os(terpy)2]2+ redox switching element is lower than that containing [Ru(terpy)2]2+ element. This observation agrees with previously observed differences in the electron transfer rate constants of these molecules in their adsorbed state.
|
|
|
Analýza elektrických parametrů kapalného elektrolytu pomocí impedanční spektroskopie
Brabenec, Josef ; Pikula, Stanislav (oponent) ; Havránek, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá impedanční spektroskopií elektrochemických systémů, zejména kapalných elektrolytů. Metoda impedanční spektroskopie se hojně využívá k popisu elektrochemických článků, baterií a elektrolytů z důvodu diagnostiky v širokém spektru frekvencí. V práci jsou představeny hlavní typy zobrazování impedancí v komplexní a frekvenční rovině, a také základní informace o používaných měřicích metodách a metodách pro impedanční analýzu impedance. Stěžejní část práce byla tvorba SW pro automatizované měření impedancí a odhad parametrů náhradního obvodu pomocí základních a specializovaných obvodových prvků. K aplikaci bylo připraveno pracoviště s vyrobenými elektrodami pro měření kapalných elektrolytů. Funkčnost aplikace byla ověřena při reálných měřeních různě koncentrovaných vodných roztoků se solí. Správnost odhadovaných parametrů náhradního obvodu byla ověřena na změřených jednoduchých obvodech zapojených ze základních obvodových prvků a pomocí komerčně používané aplikace ZView.
|
|
|
Sledování vlivu teploty na nabíjecí a vybíjecí charakteristiky lithium-iontových baterií
Doleželová, Eva ; Máca, Josef (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je seznámit se s problematikou lithium-iontových baterií (Li-ion). Dále se věnuje zejména vybraným komerčním lithium-iontovým bateriím. Součástí diplomové práce bylo také prostudovat základní operační principy, používané materiály, charakteristiky a vývojové směry v oblasti lithium-iontových baterií. V praktické části diplomové práce proběhlo měření klíčových parametrů vybraných typů komerčně dostupných lithium-iontových baterií za běžných teplotních podmínek. Měření bylo opakováno za zvýšené teploty, úkolem bylo pozorovat vliv teploty na vybrané charakteristiky lithium-iontových baterií. Práce obsahuje zhodnocení vlivu zvýšené teploty na vybrané charakteristiky lithium-iontových baterií jak z krátkodobého, tak z dlouhodobého hlediska.
|
|
|
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
Skalová, Štěpánka ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent)
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod pro sledování vybraných protinádorových léčiv s použitím různých typů membrán pro jejich předběžnou separaci a studiu transportu těžkých kovů za přítomnosti fytochelatinů přes biologickou membránu. Jako modelová látka z oblasti protinádorových léčiv byla použita dobře dostupná sodná sůl kyseliny anthrachinon-2-sulfonové (AQS), neboť je strukturně podobná protinádorovým léčivům odvozeným od anthrachinonu (doxo/daunorubicin), která jsou snadno elektrochemicky oxidovatelná i redukovatelná. Voltametrické chování AQS bylo studováno v katodické oblasti pomocí cyklické voltametrie (CV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované (m-AgSAE) a na leštěné stříbrné amalgámové (p-AgSAE) elektrodě, Získané výsledky byly použity k vývoji mikroobjemové voltametrické cely (MVVC). Vhodnost MVVC k voltametrickému stanovení protinádorových léčiv byla následně potvrzena použitím doxorubicinu (DX) jako další modelové látky. Druhá část práce se zabývá terapeutickým sledováním protinádorových léčiv v krevním oběhu pacienta. K pilotním experimentům byl použit průtokový systém s dialyzačním katetrem a ampérometrickou detekcí. Bylo pracováno při rychlosti průtoku mobilní fáze (fyziologického roztoku (0.9% roztok NaCl)) 5 a...
|
|
|
Katalytické a adsorpční vlastnosti papainu a jeho derivátů
Lachmanová, Štěpánka ; Hudeček, Jiří (vedoucí práce) ; Karpenko, Vladimír (oponent)
Aminokyselinová sekvence papainu (EC 3.4.22.2) obsahuje 212 aminokyselin. Jeho jediná volná sulfhydrylová skupina je lokalizována v aktivním centru proteinu. Vhodně zvolené organometalické komplexy se mohou vázat pouze na tuto volnou -SH skupinu. Takto připravené syntetické metaloproteiny mají jiné elektrochemické vlastnosti než samotný papain. V rámci této diplomové práce byly studovány elektrochemické vlastnosti papainu a jeho derivátů se zaměřením na katalytické vylučování vodíku. Za použití chronopotenciometrie byly porovnány katalytické vlastnosti papainu a jeho tří derivátů. Práce byla doplněna zkoumáním elektrochemických vlastností organometalických komplexů ruthenia použitých pro modifikaci papainu, které doposud nebyly elektrochemicky studovány. Proces katalytického vylučování vodíku probíhá v adsorbovaném stavu. Práce byla proto doplněna studií adsorpčních vlastností papainu na substrátech o různé hydrofobicitě
|
|
|
Jednoduchý elektrochemický DNA biosenzor pro detekci poškození DNA způsobeného UV zářením
Arustamian, Daria ; Vyskočil, Vlastimil (vedoucí práce) ; Dejmková, Hana (oponent)
Ultrafialové (UV) záření je běžným činidlem poškozujícím DNA. Hlavní léze DNA, jako jsou cyklobutanové pyrimidinové dimery (CPD) a pyrimidin-(6-4)-pyrimidonové ((6-4)PP) fotoprodukty, jsou karcinogenní a mutagenní. Poškození DNA způsobené UV zářením bylo sledované pomocí jednoduchého elektrochemického DNA biosenzoru na bází elektrody z ultračistého grafitu (UTGE) a nízkomolekulární dvouvláknové DNA (dsDNA) z lososích spermií. Biosenzor byl připraven adsorpcí dsDNA na povrch UTGE a následně použit pro detekci poškození dsDNA způsobeného UV zářením. Zkoumaní vlivu UV záření na dsDNA bylo provedeno pomocí kombinace několika elektrochemických technik: square-wave voltametrie pro přímé sledování oxidace DNA bází a cyklické voltametrie (CV) a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS), jako nepřímých elektrochemických metod, s použitím redoxního indikátoru [Fe(CN)6]4-/3- . Optimalizace přípravy dsDNA/UTGE biosenzoru probíhala metodami CV a EIS, které umožňují charakterizovat povrch elektrody. Připravený dsDNA/UTGE biosenzor byl vystaven UV záření, jež bylo generováno pomocí UV lampy se dvěma nestanovitelnými vlnovými délkami: UVC při 254 nm a UVA při 365 nm. UVC záření bylo použito pro poškození DNA. Pokles signálu o 50 % byl zaznamenán po 20 minutách expozice UVC záření. UVA záření bylo použito pro...
|
|
|
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.
|
|
|
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
Skalová, Štěpánka
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod pro sledování vybraných protinádorových léčiv s použitím různých typů membrán pro jejich předběžnou separaci a studiu transportu těžkých kovů za přítomnosti fytochelatinů přes biologickou membránu. Jako modelová látka z oblasti protinádorových léčiv byla použita dobře dostupná sodná sůl kyseliny anthrachinon-2-sulfonové (AQS), neboť je strukturně podobná protinádorovým léčivům odvozeným od anthrachinonu (doxo/daunorubicin), která jsou snadno elektrochemicky oxidovatelná i redukovatelná. Voltametrické chování AQS bylo studováno v katodické oblasti pomocí cyklické voltametrie (CV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované (m-AgSAE) a na leštěné stříbrné amalgámové (p-AgSAE) elektrodě, Získané výsledky byly použity k vývoji mikroobjemové voltametrické cely (MVVC). Vhodnost MVVC k voltametrickému stanovení protinádorových léčiv byla následně potvrzena použitím doxorubicinu (DX) jako další modelové látky. Druhá část práce se zabývá terapeutickým sledováním protinádorových léčiv v krevním oběhu pacienta. K pilotním experimentům byl použit průtokový systém s dialyzačním katetrem a ampérometrickou detekcí. Bylo pracováno při rychlosti průtoku mobilní fáze (fyziologického roztoku (0.9% roztok NaCl)) 5 a...
|
|
|
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
Skalová, Štěpánka
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod pro sledování vybraných protinádorových léčiv s použitím různých typů membrán pro jejich předběžnou separaci a studiu transportu těžkých kovů za přítomnosti fytochelatinů přes biologickou membránu. Jako modelová látka z oblasti protinádorových léčiv byla použita dobře dostupná sodná sůl kyseliny anthrachinon-2-sulfonové (AQS), neboť je strukturně podobná protinádorovým léčivům odvozeným od anthrachinonu (doxo/daunorubicin), která jsou snadno elektrochemicky oxidovatelná i redukovatelná. Voltametrické chování AQS bylo studováno v katodické oblasti pomocí cyklické voltametrie (CV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované (m-AgSAE) a na leštěné stříbrné amalgámové (p-AgSAE) elektrodě, Získané výsledky byly použity k vývoji mikroobjemové voltametrické cely (MVVC). Vhodnost MVVC k voltametrickému stanovení protinádorových léčiv byla následně potvrzena použitím doxorubicinu (DX) jako další modelové látky. Druhá část práce se zabývá terapeutickým sledováním protinádorových léčiv v krevním oběhu pacienta. K pilotním experimentům byl použit průtokový systém s dialyzačním katetrem a ampérometrickou detekcí. Bylo pracováno při rychlosti průtoku mobilní fáze (fyziologického roztoku (0.9% roztok NaCl)) 5 a...
|
host ::
RSS.