|
|
Zlaté nanosystémy pro detekci molekul pomocí povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (SERS)
Benešová, Markéta ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na výrobu a využití zlatých nanosystémů k zesílení Ramanova rozptylu. Kovové nanočástice při interakci s elektromagnetickým zářením vytváří tzv. lokalizované plazmony, které mají schopnost zesílit Ramanův rozptyl. SERS (povrchem zesílený Ramanův rozptyl) je nedestruktivní analytická technika, která byla v této práci použita k měření koncentrace a chemických změn v molekule rhodaminu B. Rhodamin B byl před měřením podroben fotokatalytické degradaci za pomoci dvou typů fotokatalyzátorů: TiO2-(H) a TiO2-(H)-Ag. Byla hledána kvantitativní závislost fotodegradace rhodaminu B na přítomnosti fotokatalyzátorů ve stanoveném časovém úseku, pomocí fotodegradačních procesů. Výsledky z měření pomocí metody SERS byly porovnány s výsledky získanými UV-VIS spektroskopií. Z naměřených dat bylo zjištěno, že fotokatalyzátory výrazně urychlují fotodegradační procesy, protože Ramanův signál rhodaminu B klesal, přičemž pokles signálu byl nejvýraznější pro katalyzátor s přídavkem TiO2-(H)-Ag, méně výrazný, ale stále statisticky významný pokles signálu byl pozorován pro katalyzátor bez přídavku TiO2-(H), zatímco v kontrolním vzorku bez fotokatalyzátoru nebyl pokles signálu pozorován. V další fázi diplomové práce byl navržen sendvičový imunotest, který využívá SERS k detekci bakterie E. coli, nebo jiných specifických mikroorganismů ve vzorku. První složkou sendvičového imunotestu jsou zlaté nanočástice, které nesou tzv. Ramanův reportér, který má zřetelnou Ramanovskou odezvu ve spektru a zlaté nanočástice tento signál zesilují, a protilátky, díky nimž se částice specificky váže na mikroorganismus. Další složkou jsou buď pozlacená sklíčka nebo magnetické nanočástice, které jsou modifikovány protilátkami a slouží imobilizaci mikroorganismů. Tento systém může být rychlou a velmi přesnou cestou, jak identifikovat daný mikroorganismus ve vzorku.
|
|
|
Analýza biologicky významných látek
Maděránková, Denisa ; Rychtárik, Milan (oponent) ; Roleček, Jiří (vedoucí práce)
V této diplomové práci jsou popsány vybrané metody Ramanovy spektroskopie jako je povrchově zesílená Ramanova spektroskopie a jednomolekulová Ramanova spektroskopie. Také jsou zde uvedeny základy numerických metod „Discrete Dipole Approximation“ a „Finite Difference Time Domain“ pro modelování optických vlastností mikro- a nanočástic, které se používají pro povrchově zesílenou Ramanovu spektroskopii a další nanospektrometrické metody. Je zde dále popsána základní instrumentace používaná pro měření Ramanových spekter. Experimentální část práce je zaměřena na numerické modelování jevu „photonic nanojet“ vznikající na zastíněné straně dielektrických mikročástic. Tento jev by bylo možné využít pro novou metodu konfokální mikroskopie se současným snímáním Ramanových spekter. Pro modelování byla použita metoda „Finite Difference Time Domain“. Druhá experimentální část práce obsahuje výsledky měření klasických Ramanových spekter beta-karotenu a povrchově zesílených Ramanových spekter beta-karotenu v suspenzi nanočástic.
|
|
|
Depozice Ga a GaN nanostruktur na vodíkem modifikovaný grafenový substrát
Bárdy, Stanislav ; Váňa, Rostislav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
V tejto práci sme sa venovali štúdiu gália na graféne. Depozície Ga boli vykonané použitím Molekulárnej zväzkovej epitaxie. Pozorovali sme Ramanovo zosilnenie a posun píkov spôsobený individuálnymi Ga ostrovčekmi. Simulácia potvrdila náš predpoklad, že zosilnenie je plazmonickej povahy, ktorá je zároveň hlavným mechanizmom Povrchovo-zosilnenej Ramanovej spektroskopie. Ďalším výsledkom je hydrogenácia grafénu pred Ga depozíciou má vplyv na štruktúru vzorky po depozícii a znižuje difúznu dĺžku atómov Ga.
|
|
|
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.
|
|
|
Deposition and characterization of GaN nanocrystals with a metal core
Čalkovský, Vojtěch ; Čech, Vladimír (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
The thesis deals with preparation and characterization of GaN nanocrystals with a metal core. In the theoretical part of the thesis GaN with its properties and applications is introduced. Further, substrates for the growth and dierent mechanisms of the growth of GaN are discussed. Further, metal NPs are introduced and their optical proper- ties are discussed towards plasmon coupling and photoluminiscent enhancement of GaN structures with Ag NPs. The experimental part concerns with four step preparation process of GaN nanocrystals with Ag core. Firstly, Ag NPs are deposited on Si(111) substrate, secondly passivated by native oxide. Third step is Ga deposition and last post-nitridation. Each step was optimized and studied by various methods such as XPS, SEM, photoluminiscence and Raman spectroscopy.
|
|
|
Depozice Ga a GaN nanostruktur na křemíkový a grafenový substrát
Mareš, Petr ; Hospodková,, Alice (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem vlastností Ga a GaN nanostruktur na grafenu. Teoretická část této práce popisuje základní vlastnosti grafenu a GaN a problematiku jejich výroby s důrazem na důležitost Ga a GaN pro grafen. Experimentální část této práce se zabývá depozicemi Ga na grafen, který je připravený metodou CVD a přenesen na SiO2. Tyto vzorky jsou studovány pomocí různých metod (XPS, AFM, SEM, Ramanova spektroskopie, EDX). Vlastnosti Ga na povrchu grafenu jsou diskutovány, zejména z hlediska povrchově zesíleného ramanova jevu (SERS). Následně jsou provedeny depozice Ga na exfoliovaný grafen a na grafen na měděné folii. GaN je připraven pomocí nitridace galliových struktur na grafenu. Tento děj je podrobně studován analýzou XPS měření výrazného Ga píku a valenčního pásu grafenu v průběho tohoto děje.
|
|
|
Depozice Ga a GaN nanostruktur s kovovým jádrem
Čalkovský, Martin ; Jarý,, Vítězslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou GaN nanokrystalů s kovovým jádrem. V teoretické části této práce je představen materiál GaN se svými vlastnostmi a aplikacemi. Dále jsou uvedeny některé metody přípravy GaN, přičemž metoda MBE je popsána podrobněji. Dále je popsána depozice kovových nanočástic z koloidního roztoku a nejnovější metody zesílení luminiscence GaN struktur. Experimentální část je rozdělena na tři části odpovídající postupu přípravy GaN krystalů s Ag jádrem. V prvním kroku jsou Ag nanočástice naneseny na Si(111) substrát. Ve druhém kroku je optimalizován proces depozice Ga a v posledním kroku je nadeponované Ga transformováno na GaN. Po depozici Ga byly vzorky analyzovány pomocí SEM/EDX a SAM/AES. Vlastnosti připravených GaN krystalů s Ag jádrem byly studovány metodou XPS, fotoluminiscenční spektroskopií a Ramanovou spektroskopií.
|
|
|
SERS-TAGS: Selektivní imobilizace a detekce bakterií pomocí specifických protilátek a povrchově zesíleného Ramanova rozptylu
Benešová, Markéta ; Bernatová, Silvie ; Samek, Ota ; Pokorná, Zuzana ; Mika, Filip ; Kizovský, Martin ; Pilát, Zdeněk
Ramanova spektroskopie je nedestruktivní instrumentální analytická technika založená na Ramanově rozptylu, což je nepružný rozptyl fotonů, který vzniká při interakci s elektrony v chemických vazbách. S pomocí Ramanovy spektroskopie lze velmi rychle, bezkontaktně a nedestruktivně zanalyzovat chemické sloučeniny, jejich směsi a biologické vzorky, včetně živých organismů. Provedená měření lze srovnávat s databázemi spekter. Problémem Ramanovy spektroskopie je, že vzorky někdy poskytují slabý signál, který je často překryt intenzivní fluorescencí. K zesílení Ramanova rozptylu slouží SERS (povrchem zesílená Ramanova spektroskopie).
|
|
|
New pathways to plasmonic nanoparticle assembling into 2D and 3D hybrid active systems for SERS of graphene and SERS, SERRS and GERS + SERS of aromatic molecules
Gajdošová, Veronika ; Vlčková, Blanka (vedoucí práce) ; Němec, Ivan (oponent) ; Michl, Martin (oponent)
První část práce se zabývá vývojem a testováním nových typů aktivních systémů pro SERS a SERRS měření hydrofobních molekul. Byly vyvinuty 3D nanohoubovité agregáty s včleněnými hydrofobními molekulami do vnitřní struktury. Jako hydrofobní testovací molekuly byl zvolen fulleren C60 a H2TPP. Byly určeny meze SERS a SERRS spektrální detekce (LODs) fullerenu C60 na 4 excitačních vlnových délkách, přičemž LODs fullerenu C60 byly ve všech případech o řád nižší než v případě referenčního systému, který napodoboval již dříve využité Ag nanohoubovité agregáty pro SERS a SERRS spektrální měření. Zlepšení detekčních schopností agregátu je způsobeno efektivní lokalizací hydrofobních molekul do "hot spotů" ve 2D fraktálních agregátech Ag nanočástic (NČ). Diprotonace molekul H2TPP v průběhu přípravy, způsobená použitím HCl jako preagregačního činidla byla eliminována nahrazením NaCl za HCl během přípravy agregátu. Na druhou stranu, studium mechanismu diprotonace ukázalo na možnost využití agergátu jako nanoreaktoru. Druhá část práce se zabývá přípravou 2D struktur tvořených Ag nanočásticemi jakožto vhodnějšími substráty pro SERS monovrstevného grafenu (SLG) než jakými jsou 3D struktury. 2D nanočásticové (NČ) struktury modifikované ethanthiolátovým spacerem, nanesené na povrch SLG umožňovaly získat SERS spektra...
|
|
|
Zlaté nanosystémy pro detekci molekul pomocí povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (SERS)
Benešová, Markéta ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na výrobu a využití zlatých nanosystémů k zesílení Ramanova rozptylu. Kovové nanočástice při interakci s elektromagnetickým zářením vytváří tzv. lokalizované plazmony, které mají schopnost zesílit Ramanův rozptyl. SERS (povrchem zesílený Ramanův rozptyl) je nedestruktivní analytická technika, která byla v této práci použita k měření koncentrace a chemických změn v molekule rhodaminu B. Rhodamin B byl před měřením podroben fotokatalytické degradaci za pomoci dvou typů fotokatalyzátorů: TiO2-(H) a TiO2-(H)-Ag. Byla hledána kvantitativní závislost fotodegradace rhodaminu B na přítomnosti fotokatalyzátorů ve stanoveném časovém úseku, pomocí fotodegradačních procesů. Výsledky z měření pomocí metody SERS byly porovnány s výsledky získanými UV-VIS spektroskopií. Z naměřených dat bylo zjištěno, že fotokatalyzátory výrazně urychlují fotodegradační procesy, protože Ramanův signál rhodaminu B klesal, přičemž pokles signálu byl nejvýraznější pro katalyzátor s přídavkem TiO2-(H)-Ag, méně výrazný, ale stále statisticky významný pokles signálu byl pozorován pro katalyzátor bez přídavku TiO2-(H), zatímco v kontrolním vzorku bez fotokatalyzátoru nebyl pokles signálu pozorován. V další fázi diplomové práce byl navržen sendvičový imunotest, který využívá SERS k detekci bakterie E. coli, nebo jiných specifických mikroorganismů ve vzorku. První složkou sendvičového imunotestu jsou zlaté nanočástice, které nesou tzv. Ramanův reportér, který má zřetelnou Ramanovskou odezvu ve spektru a zlaté nanočástice tento signál zesilují, a protilátky, díky nimž se částice specificky váže na mikroorganismus. Další složkou jsou buď pozlacená sklíčka nebo magnetické nanočástice, které jsou modifikovány protilátkami a slouží imobilizaci mikroorganismů. Tento systém může být rychlou a velmi přesnou cestou, jak identifikovat daný mikroorganismus ve vzorku.
|
host ::
RSS.