|
|
Identification of microbial pigments in evaporites using Raman spectroscopy: implications for astrobiology
Vítek, Petr ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Marshall, Craig P. (oponent) ; Vandenabeele, Peter (oponent)
Shrnutí Ramanova spektrometrie je důležitou nedestruktivní analytickou metodou pro identifikaci jak anorganických tak organických látek, včetně některých mikrobiálních biomolekul. Pigmenty, jak vyplývá z jejich fyzikálně-chemické podstaty, jsou důležitými látkami z pohledu spektrální analýzy, včetně Ramanovy spektrometrie. Miniaturní Ramanovský spektrometr bude součástí analytického vybavení sond plánovaných pro astrobiologický výzkum Marsu. Tato doktorská práce je proto zaměřena na vyhodnocení potenciálu Ramanovy spektrometrie - a to jak laboratorních tak přenosných přístrojů - pro detekci pigmentů, jako stop života v evaporitech pro účely výzkumu života jak v extrémních prostředích na Zemi, tak v podmínkách mimo naší planetu - konkrétně na Marsu. V přílohách I-III je pojednáváno o výsledcích metodické práce zabývající se β-karotenem jako modelovým pigmentem. Byly zkoumány nejnižší možné detekovatelné koncemtrace tohoto biomarkeru ve třech různých evaporitických matricích - v halitu, sádrovci a epsomitu. Připravené směsi o různých koncentracích β-karotenu byly analyzovány jak přímo, tak přes krystal sádrovce či epsomitu pro simulaci analýzy β-karotenu uzavřeného v minerální matrici. Pomocí laseru o vlnové délce 785 nm jsme identifikovali koncentrace β-karotenu nízké až 1 mg kg-1 . Srovnání s výsledky...
|
|
|
Detecting biomarkers of extremophiles in Martian analogues
Němečková, Kateřina ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Hauer, Tomáš (oponent) ; Vandenabeele, Peter (oponent)
Shrnutí Hlavním cílem této disertační práce je studium endolitických kolonizacích v sádrovcích na Sicílii. Tato oblast byla vybrána z důvodu velkého rozšíření sádrovcových výchozů a jejich relativní dostupností. Tyto výchozy jsou zároveň často kolonizovány organismy, a oproti většině předešlých studií se tato oblast nenachází v extrémním podmínkách. Mezi konkrétní cíle této práce patří: detekce endolitických biomarkerů, analýza jejich distribuce v horninové prostředí a přiřazení těchto biomakerů k jejich biologickému zdroji a následné studium jejich biodiverzity. Hlavní metodou, která byla použita je Ramanova spektroskopie. Pomocí přenosného Ramanova spektrometru byly detekovány karotenoidy in situ tj. přímo na sádrovcových výchozech. Dále pak (v laboratorních podmínkách) byly detekovány další pigmenty např. scytonemin a gloeocapsin. Tyto dva pigmenty mohou sloužit jako biomarkery pro taxonomické účely, jelikož jsou syntetizovány pouze některými sinicemi. Celková molekulární analýza ukázala, že diverzita endolitických kolonizací v oblasti Sicílie je (na úrovni kmene) velmi podobná jako např. kolonizace v poušti Atacama či v Arktických oblastí. Tato podobnost mezi endolitickými kolonizacemi byla dříve popsána jako "hypotéza globální komunity ".
|
|
|
Využití Ramanovy spektrometrie v oblasti umění
Minaříková, Laura ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Osterrothová, Kateřina (oponent)
Bakalářská práce se zabývá využitím Ramanovy spektrometrie v oblasti umění, konkrétně v oblasti identifikace drahých kamenů a polodrahokamů na různých uměleckých předmětech. Popisuje základy této metody, možnosti a praktické využití na základě vybraných vědeckých publikací. Z dosavadních výsledků výzkumů za posledních několik let vyplývá, že je tato spektroskopická analytická metoda na vzestupu. Je to díky mnoha výhodám, které tato metoda odborníkům v oboru nabízí. Mezi hlavní výhody Ramanovy spektrometrie patří rychlost a cenová dostupnost analýzy, minimální nebo žádná příprava vzorku a co je nejdůležitější - nedestruktivnost vůči vzorku a možnost vzorek zkoumat přímo na místě, bez nutnosti jeho mnohdy velmi obtížného převozu do laboratoře. Klíčová slova Ramanova spektrometrie, umění, charakterizace artefaktů
|
|
| |
|
|
Využití přenosných Ramanovských spektrometrů pro detekci sulfátů: potenciální aplikace v exobiologii
Košek, Filip ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Němec, Ivan (oponent)
V dnešní době se detekce minerálních fází v podmínkách in situ stává prvořadým, leč někdy komplikovaným úkolem v mnoha geovědních oborech. Ramanova spektroskopie slouží jako výkonný nástroj pro identifikaci různých minerálů i organických sloučenin. Přednosti metody a relativní jednoduchost vedlo k jejímu možnému budoucímu využití v rámci vesmírných misí cílících na planetu Mars. Na jeho povrchu bylo zjištěno množství minerálů obsahujících vodu, včetně sulfátů. Spolu s rozvojem malých přenosných spektrometrů s různým excitačním zdrojem je zapotřebí testovat, jak Ramanova spektroskopie zvládá identifikovat sulfátové fáze v jejich přirozených podmínkách. V prvé části této práce je zkoušen v laboratorních podmínkách přenosný spektrometr vybavený laserem s excitací 532 nm na vzorcích zastupující sulfáty různého chemického složení a různým obsahem vody. V druhé části se využili přenosné spektrometry vybavené lasery s excitací 532 a 785 nm pro charakterizaci sulfátových fází na místech jejich přirozeného výskytu nalézajících se v České republice. Kvalita Ramanových spekter obou spektrometrů měřená v terénních podmínkách byla spíše průměrná, avšak postačila k rozlišení přítomných sulfátů. Jednoduché sulfáty (sádrovec, rozenit) lze identifikovat snadno. U sulfátů tvořící izomorfní směsi (jarosit, copiapit)...
|
|
|
Extremophiles and their environments - possibilities of using Raman spectroscopy for key biomarkers detection
Kovács, Michal ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Osterrothová, Kateřina (oponent)
Na Zemi se vyskytuje obrovská různorodost prostředí pro život. Většinu z nich, z hlediska člověka, ovlivňují faktory s extrémními hodnotami. Díky velké druhové diverzitě, a to hlavně ve světě mikroorganizmů, se vytvořily adaptace, které tyto podmínky pomáhají zvládat. Organizmy, žijící v těchto podmínkách, nazýváme extrémofily. Každý z nich zanechává určité stopy po své existenci, ať už současné nebo minulé. Vhodnou metodou se tyto stopy, které nazýváme biomarkery, dají identifikovat. Tato bakalářská práce přináší stručný přehled základních extrémofilů a prostředí, ve kterých se vyskytují. Dále stručně popisuje využití Ramanovy spektroskopie v identifikaci významných biomarkerů, například i pro potřeby exobiologie.
|
|
|
Application of Raman spectroscopy for the identification of organic inclusions in minerals for the field of exobiology
Osterrothová, Kateřina ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Němec, Ivan (oponent) ; Vandenabeele, Peter (oponent)
Astrobiologie je multidisciplinární vědní obor, který zaznamenává v současné době prudký rozvoj. Mezi hlavní cíle současného výzkumu patří: vyhledávání obyvatelných zón, a to jak v naší sluneční soustavě, tak mimo ni, hledání důkazů prebiotické chemie a života na Marsu a jiných tělesech v naší sluneční soustavě, laboratorní i terénní výzkum mapující vznik a raný vývoj života na Zemi a studium možností živých organismů přizpůsobit se jak terestrickým nepříznivým podmínkám, tak i podmínkám ve vesmíru. Pozornost vesmírných agentur, NASA a ESA, se nyní obrací na chystané výzkumné mise (zejména na Mars Science Laboratory, která odstartuje na podzim 2011; ExoMars, který je v plánu v roce 2018; a následné mise "Mars Sample Return" po roce 2020). Ramanův spektrometr je momentálně zmenšován pro využití na palubě mise ExoMars. Od Ramanova spektrometru se očekává, že identifikuje případné organické sloučeniny a biominerály a podá informace o základní mineralogii, zejména o minerálech, které vznikají v přítomnosti vody. Tato disertační práce shrnuje výsledky laboratorního výzkumu zaměřeného na využitelnost Ramanovy spektrometrie pro identifikaci biomarkerů (pigmentů, karboxylových kyselin a aminokyselin) ve směsích s minerálními...
|
|
| |
|
|
Metody odlišení fosilní a recentní organické hmoty v půdách výsypek
Vindušková, Olga ; Frouz, Jan (vedoucí práce) ; Jehlička, Jan (oponent)
Recentní půdní organická hmota (RPOH) má řadu nepostradatelných vlastností pro kvalitu půdy a životního prostředí. Půdy vznikající na výsypkách po těžbě nerostných surovin jsou charakteristické nízkým obsahem RPOH. Mohou však obsahovat nemalá množství fosilní organické hmoty (FPOH), ať už z uhlí, kerogenu či jiné fosilní složky nadloží. S rozvojem vegetace a přísunem organického materiálu do půdy RPOH přibývá, což zlepšuje kvalitu těchto půd. Pro dobré zhodnocení vývoje kvality těchto půd i pro posouzení sekvestračního potenciálu výsypek je důležité spolehlivé oddělení obsahu recentní a fosilní POH. Podíl recentního a fosilního uhlíku lze úspěšně stanovit pomocí radiokarbonové metody, jejíž finanční náročnost ale brání jejímu rutinnímu používání. Cílem této práce bylo pomocí radiokarbonové metody stanovit obsah a variabilitu fosilního uhlíku v půdách výsypek, zjistit jakou chybou jsou zatíženy metody stanovení POH a testovat potenciál blízké infračervené spektroskopie (NIRS) pro odlišení fosilního a recentního uhlíku. Fosilní uhlík tvoří v půdách sokolovských výsypek minimálně 13 - 99 % celkového organického uhlíku, což odpovídá absolutním koncentracím 2 - 6 % C. Odečtení obsahu uhlíku z hlubšího horizontu (z hloubky 50 cm) od svrchního horizontu A přináší poměrně dobrý odhad obsahu recentního...
|
|
|
Raman spectrometry of pigments of cyanobacteria, algae and lichens in the astrobiology context
Kovács, Michal ; Jehlička, Jan (vedoucí práce) ; Osterrothová, Kateřina (oponent)
Tato práce se zabývá možností identifikace biomarkerů vybraných druhů extremofilních organismů pomocí Ramanovy spektroskopie. Zaměřuje se hlavně na vybrané sinice, řasy a lišejníky s důrazem na možnost detekce karotenoidů. Tento pigment se v Ramanovských spektrech projevuje třemi charakteristickými pásy, které reprezentují valenční vibrace C=C a C-C a deformační vibrace C-CH3 v molekulách karotenoidů. Ramanova spektra byla měřena nejen pomocí laboratorních mikrospektrometrů (λ - 514 nm a 532 nm) ale též přenosnými a příručními spektrometry (λ - 532 nm, 785 nm a 700 - 1100 nm). V případě sinic byly spektroskopické analýzy doplněny analýzami frakcí získaných pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC). Tato práce kriticky hodnotí možnosti Ramanovy spektrometrie pro identifikaci karotenoidů sinic, řas a lišejníků. Vedle signálů karotenoidů je v několika případech uvedena interpretace dalších Ramanovských pásů získaných spekter, které odpovídají přítomnosti dalších biomarkerů. Získaná Ramanova spektra karotenoidů je nutno interpretovat s velkou obezřetností s ohledem na vliv několika faktorů, potenciálně způsobujících nesystematické posuny poloh Ramanových pásů (vazba karotenoidů v biologické tkáni, interakce s makromolekulami i experimentální faktory včetně spektrálního rozlišení použitých...
|
host ::
RSS.