|
|
Raman microspectroscopy of living cells and biological tissues
Moudříková, Šárka ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Matthäus, Christian (oponent) ; Samek, Ota (oponent)
Název práce: Ramanova mikrospektroskopie živých buněk a biologických tkání Autorka: Šárka Moudříková Katedra / ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Ramanova mikroskopie kombinuje Ramanovu spektroskopii s optickou konfokální mikroskopií a poskytuje tak informace o chemickém složení vzorku s prostorovým rozlišením v řádu µm3 . V této práci byla metoda Ramanovy mikroskopie použita pro studium mikroskopických řas, jednobuněčných fotosyntetických organismů, které jsou jedním ze základních pilířů pozemské biosféry a využití nacházejí i v biotechnologických aplikacích. Ramanova mikroskopie fotosyntetických organismů se musí vypořádat s vysokým a nežádoucím spektrálním pozadím, které je tvořené fluorescencí buněčného fotosyntetického aparátu. V této práci byla proto nejprve vyvinuta metoda rychlého a spolehlivého potlačení tohoto pozadí pomocí fotovybělení fotosyntetických pigmentů. Díky tomu jsme mohli studovat vnitrobuněčnou distribuci buněčných komponent - proteinů, škrobu, lipidů a polyfosfátu. Vývoj těchto struktur v průběhu buněčného cyklu jsme studovali u modelové řasy druhu Desmodesmus quadricauda. Dále jsme vyvinuli metodu pro kvantifikaci polyfosfátu v buněčné kultuře řas druhu Chlorella vulgaris. U...
|
|
| |
|
|
Ramanova mikrospektroskopie na mikrofluidních zařízeních
Peksa, Vlastimil ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Miniaturizace zařízení pro studium chemických interakcí a procesů v kapalných vzorcích vedla ke vzniku mikrofluidiky a konstrukci tzv. lab-on-a-chip systémů. Náplní této práce byla implementace, rozvoj a testování mikrofluidních zařízení s detekcí pomocí konfokální Ramanovy mikroskopie a povrchem zesíleného Ramanova rozptylu v podmínkách školícího pracoviště. Byly testovány možnosti přenesení některých typů běžných makroskopických měření do mikroskopických podmínek. Byla navržena a odzkoušena metoda měření teplotní stability biopolymerů s bezkontaktní detekcí teploty v mikrosystémech. Rovněž byly studovány možnosti využití mikrofluidních zařízení pro studium SERS efektu. Bylo demonstrováno, že mikrofluidní čipy poskytují perspektivní možnost studia hydrodynamiky kapalin na mikroskopické úrovni a chemických reakcí a kinetik.
|
|
|
Intenzitní normalizace Ramanových spekter pomocí různých vnitřních standardů
Sláma, Vladislav ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Práce se zabývá testováním vybraných anorganických aniontů jako vnitřních standardů pro intenzitní normalizaci Ramanových spekter. Na koncentračních řadách a teplotních posloupnostech vodních roztoků PO4 3- , (CH3)2AsO2-, NO3- a SO4 2- studuje vliv spektrálních změn pásů standardů na spolehlivost a přesnost intenzitní kalibrace. Teplotní a koncentrační série spekter aniontů jsou dále využity pro testování intenzitní normalizace pomocí pásů valenčních a deformačních vibrací vody. Kromě toho je testována spolehlivost a robustnost kalibračních postupů využívajících různé spektrální parametry obsažené v Ramanových spektrech standardů. Výsledky práce odkrývají možné zdroje artefaktů a interpretačních chyb, které plynou z nedostatečné znalosti chování se standardů vlivem měnících se fyzikálně- chemických parametrů, případně nevhodným kalibračním postupem.
|
|
|
Studium isotopicky značených látek v živých buňkách pomocí Ramanovy mikroskopie
Bura, Radek ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Pilát, Zdeněk (oponent)
Jednobuněčné řasy (mikrořasy) jsou schopny produkovat řadu látek, jako jsou škroby, oleje, proteiny, karotenoidy, polyfosfáty nebo krystalické puriny přímo z anorganických zdrojů pomocí fotosyntézy. Různé druhy mikrořas je možno využít pro ekonomicky výhodnou produkci různých biomolekul. Díky autotrofnímu charakteru jsou mikrořasy výjimečné i v tom, že mohou syntetizovat složité isotopicky značené biomolekuly z jednoduchých isotopicky značených anorganických látek. Analýza chemického složení mikrořas pomocí chemicko-analytických metod je poměrně složitá, časově náročná a pracná. Mezi optické metody, pomocí kterých lze určit chemické složení mikrořas in situ, tj. přímo v intaktních buňkách, patří konfokální Ramanova mikroskopie. Tato technika, kombinující konfokální optickou mikroskopii s Ramanovou spektroskopií, umožňuje rychlou a nedestruktivní analýzu chemického složení látek ve zkoumaných objektech, a to včetně vlivu isotopického značení. Odrazem chemického složení objektů jsou Ramanova spektra, v případě Ramanova mapování mikroskopických objektů pak jejich chemické mapy. V této práci byl studován specifický případ isotopického značení, a to vliv těžké vody (D2O) na deuteraci biomolekul v živých buňkách mořské řasy Amphidinium carterae. Hlavním tématem byla detekce různě deuterovaných forem krystalického...
|
|
|
Fotogenerace singletního kyslíku verteporfinem
Laubrová, Veronika ; Dědic, Roman (vedoucí práce) ; Mojzeš, Peter (oponent)
Fotodynamická terapie je metoda, pomocí které lze léčit řadu onemocnění, např. onkologická onemocnění. Základem této metody je likvidace nemocné tkáně singletním kyslíkem získaným přenosem energie z fotosenzibilizátorů, mezi něž patří i verteporfin. Experimentální část této práce zkoumá absorpční a fluorescenční spektra verteporfinu pro různé koncentrace. Dále byly z kinetik luminiscence singletního kyslíku pro různé koncentrace získány doby života singletního kyslíku a tripletů verteporfinu a jejich závislost na koncentraci vzorku. Ze závislosti dob života singletního kyslíku na koncentraci verteporfinu byla určena zhášecí konstanta. Ze srovnání měření ve vzorku v rovnováze se vzduchem a s čistým kyslíkem byla určena zhášecí konstanta tripletů verteporfinu rozpuštěným kyslíkem.
|
|
|
Konformační přechody a stabilita kvadruplexů nukleových kyselin
Johanovská, Zuzana ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Profant, Václav (oponent)
Práce se zabývá studiem guaninových kvadruplexů, tj. nekanonickými čtyřvláknovými strukturami nukleových kyselin bohatých na repetitivně guaninové sekvence s potenciálně biologickým a nanotechnologickým významem. První část shrnuje základní informace o struktuře a topologii kvadruplexů, ve druhé části jsou pak uvedené poznatky o kvadruplexech in vivo. Třetí část je věnována metodám, užitým při vlastním měření, konkrétně Ramanově spektroskopii, cirkulárnímu dichroismu a absorpční spektroskopii. Následující části se věnují měření a zpracování vlastních experimentálních výsledků. V rámci práce bylo zkoumáno pět sekvenčně blízkých oligonukleotidů odlišujícími se pouze bázemi v jednočlenných smyčkách. Byl zkoumán vliv koncentrace oligonukleotidu a draselných iontů K+ na stabilitu těchto kvadruplexů pomocí Ramanovy spektroskopie, přičemž byla pozorována neobvykle vysoká termální stabilita. Další experimenty zahrnovaly měření CD a absorpčních spekter za nižších koncentrací oligonukleotidů, dvou různých koncentrací draselných iontů a porovnání stability jednotlivých modifikací s publikovanými výsledky. Dále byla studována možná interakce s kationickým porfyrinem CuTMPyP4, podobná interakci s antiparalelním kvadruplexem TBA. Interakce s paralelnímu kvadruplexy však prokázána nebyla, potvrzen byl naopak vliv...
|
|
|
Termodynamika tvorby komplexů miRNA
Vacková, Anežka ; Štěpánek, Josef (vedoucí práce) ; Mojzeš, Peter (oponent)
Práce se týká mikroRNA (miRNA), což jsou krátké řetězce RNA, které svou vazbou na cílovou mRNA molekulu regulují expresi genetické informace. Vzniklé komplexy miRNA a mRNA mají zpravidla podobu neúplného duplexu, kde jsou krátké úseky Watson-Crickových bázových párů přerušovány vnitřními smyčkami, nekomplementárními páry nebo výdutěmi. Obsahem práce je studium vlivu anomálních strukturních útvarů, vnitřní smyčky a výdutě, na strukturní stabilitu komplexu tvořeného miRNA označované Let7 s jejím cílovým úsekem LCS1 na mRNA lin-41 z Caenorhabditis elegans. Řešení práce spočívalo ve změření teplotních závislostí UV absorpčních spekter směsných roztoků výše uvedených RNA sekvencí a jejich mutovaných analog a v analýze spektrálních změn pomocí metody singulárního rozkladu a následným fitováním s použitím termodynamického modelu. Výsledkem jsou určené termodynamické charakteristiky komplexů a spektrální změny spojené se zvýšením teploty komplexu a s jeho rozpadem.
|
|
|
Raman microspectroscopy of living cells and biological tissues
Moudříková, Šárka ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Matthäus, Christian (oponent) ; Samek, Ota (oponent)
Název práce: Ramanova mikrospektroskopie živých buněk a biologických tkání Autorka: Šárka Moudříková Katedra / ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Ramanova mikroskopie kombinuje Ramanovu spektroskopii s optickou konfokální mikroskopií a poskytuje tak informace o chemickém složení vzorku s prostorovým rozlišením v řádu µm3 . V této práci byla metoda Ramanovy mikroskopie použita pro studium mikroskopických řas, jednobuněčných fotosyntetických organismů, které jsou jedním ze základních pilířů pozemské biosféry a využití nacházejí i v biotechnologických aplikacích. Ramanova mikroskopie fotosyntetických organismů se musí vypořádat s vysokým a nežádoucím spektrálním pozadím, které je tvořené fluorescencí buněčného fotosyntetického aparátu. V této práci byla proto nejprve vyvinuta metoda rychlého a spolehlivého potlačení tohoto pozadí pomocí fotovybělení fotosyntetických pigmentů. Díky tomu jsme mohli studovat vnitrobuněčnou distribuci buněčných komponent - proteinů, škrobu, lipidů a polyfosfátu. Vývoj těchto struktur v průběhu buněčného cyklu jsme studovali u modelové řasy druhu Desmodesmus quadricauda. Dále jsme vyvinuli metodu pro kvantifikaci polyfosfátu v buněčné kultuře řas druhu Chlorella vulgaris. U...
|
|
|
Studium mikrokrystalických inkluzí v jednobuněčných řasách pomocí Ramanovy mikroskopie
Suja, Matyáš ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Mnoho jednobuněčných řas, ať už sladkovodních, suchozemských nebo mořských, obsahuje různé mikrokrystalické inkluze, které následně využívají při svém životním cyklu. Analýza molekulárního složení těchto inkluzí je však pomocí řady fyzikálně-chemických metod velmi obtížná a často také náchylná k mnoha artefaktům měření. U mnoha jednobuněčných řas proto nebylo složení těchto mikrokrystalů vůbec určeno nebo může být stanoveno chybně. Mezi vhodné metody, schopné určit složení mikrokrystalických tělísek uvnitř jednobuněčných řas s vysokou přesností, patří mimo jiné i Ramanova konfokální mikroskopie. Tato v poslední době velmi perspektivní metoda optické vibrační spektroskopie umožňuje rychlou a nedestruktivní analýzu molekulového složení zkoumaných objektů. Ramanova mikroskopie nevyžaduje chemickou extrakci, modifikaci ani jiné značení nebo barvení měřených vzorků a lze jí proto bez problémů použít přímo na živé buňky v různých fázích přirozeného vývoje. Výsledné chemické složení pozorované látky je charakterizováno odpovídajícím Ramanovým vibračním spektrem. Cílem této diplomové práce je zjištění přítomnosti mikrokrystalů ve vybraných jednobuněčných řasách různých fylogeneticky odlišných druhů, studium podmínek jejich výskytu a identifikace jejich skutečného chemického složení pomocí Ramanovy mikroskopie.
|
host ::
RSS.