|
|
Ultra-weak photon emission from biological samples
Vahalová, Petra ; Cifra, Michal (vedoucí práce) ; Rác, Marek (oponent) ; Šachl, Radek (oponent)
Oxidativní procesy jsou nedílnou součástí života téměř všech živých organismů. Pomáhají udržet homeostázu, ale zároveň mohou stát za rozličnými dysfunkcemi či nemocemi. Efektivní metoda monitorování oxidativních procesů v biologických vzorcích je proto nepostradatelným nástrojem pro medicínu, zemědělství i potravinářský průmysl. Součástí této práce je přehled dostupných monitorovacích metod oxidativních procesů v biologických vzorcích se speciálním zaměřením na metodu využívající biologickou autoluminescenci (BAL). Pojem BAL zde reprezentuje i další synonyma používaná pro daný fenomén, mimo jiné také často používaný pojem "ultra slabá emise fotonů". V práci jsou prezentovány korelace mezi BAL a různými fyzikálními, chemickými a biologickými faktory (ve formě vlastního výzkumu i jako přehled výsledků jiných autorů). Je zde například ukázán vztah mezi spontánní BAL z kvasinek Saccharomyces cerevisiae a pH, parciálním tlakem kyslíku či koncentrací buněk během kultivace kvasinkových buněk v bioreaktoru. Práce taktéž ukazuje měření zabývající se vztahem počtu reaktivních forem kyslíku (ROS) pocházejících z Fentonovy reakce a indukované intenzity BAL z kvasinek či proteinu hovězí sérový albumin. Vliv pulzního elektrického pole na zesílení signálu BAL a možný reakční mechanismus elektrogenerovaných ROS v...
|
|
|
Tracking membrane permeabilization on single lipid vesicles - method development.
Gücklhorn, David ; Šachl, Radek (vedoucí práce) ; Heřman, Petr (oponent)
Proteinové komplexy se obtížně studují, obzvlášť pokud vznikají jen v membránovém prostředí a na velmi krátkou dobu. Toto je problematické například v případě fibroblastového růstového faktoru 2 (FGF2), což je protein s mnoha fyziologickými i patologickými funkcemi v lidském organismu. Hraje zásadní roli v rozvoji různých nádorových onemocnění, protože braní apoptóze buněk pomocí autokrinní signalizace a také stimuluje angiogenezi. Zároveň je v současné době zkoumána možnost jeho uplatnění v léčbě zranění periferního nervstva. Přestože je důkladně zkoumán již řadu let, mechanismus jeho translokace do mezibuněčného prostoru, kde vykonává svou funkci, nebyl zcela objasněn. Pro studium komplexních systému, jako jsou membránové póry tvořené FGF2, jsme vyvinuli jednoduchou a efektivní metodu fluorescenční mikroskopie. Tato metoda se jmenuje dvojitá permeabilizační esej jednotlivých vezikulů (DLSGA). Využívá lipidové vezikuly (GUVs) pro simulaci buněčné membrány. V jediném experimentu je možné sledovat až 300 jednotlivých vezikulů a tvorbu pórů v jejich membráně. Během třech měření za různých podmínek získáváme detailní informaci o dynamice otevírání pórů na každém vezikulu. Na základě těchto měření je možné jednotlivé vezikuly rozdělit do šesti skupin podle toho, jestli se na nich tvořili póry a jak...
|
|
|
Multidimensional characterization of polyelectrolytes and interpolyelectrolyte complexes in aqueous solutions
Murmiliuk, Anastasiia ; Štěpánek, Miroslav (vedoucí práce) ; Šachl, Radek (oponent) ; Hoffmann, Ingo (oponent)
Multidimenzionální charakterizace polyelektrolytů a interpolyelektrolytových komplexů ve vodných roztocích Abstrakt: Tato dizertační práce se zabývá studiem polyelektrolytů a jejich samoskladby ve vodných roztocích. Byly charakterizovány morfologie a ionizační stav jednotlivých řetězců i samoorganizovaných struktur vzniklých asociací s opačně nabitými částicemi. Zvláštní pozornost byla věnována regulaci náboje v krátkých i dlouhých slabých polyelektrolytech ve vodných roztocích za účelem hlubšího porozumění jejich odezvě na pH roztoku. Sledování změn ionizačního stavu a náboje oligopeptidů složených z 5 kyselých a 5 bazických aminokyselin vyvolaných změnou pH roztoku umožnilo zkoumat vzájemné působení souhlasně i opačně nabitých skupin. Ukázalo se, že intramolekulární elektrostatické interakce a konformační flexibilita vedly k potlačení celkového náboje a posílení ionizace peptidů. Pro získání představ o lokální koncentraci H+ iontů v blízkosti polyelektrolytového řetězce byla struktura polyelektrolytu modifikována připojením fluorescentního pH indikátoru na konec polymerního řetězce. Bylo zjištěno, že efektivní pK tohoto indikátoru neodpovídá zcela přesně lokální koncentraci H+ iontů a že tato neshoda je způsobena koncentračními fluktuacemi protiontů, konformačním chováním polyelektrolytu a interakcemi...
|
|
|
The study of the self- and co-assembly of block copolymers and block polyelectrolytes
Raya, Rahul Kumar ; Procházka, Karel (vedoucí práce) ; Štěpánek, Petr (oponent) ; Šachl, Radek (oponent)
Předkládaná PhD Disertace popisuje a shrnuje moje experimentální studie asociace amphifilních blokových kopolymerů a polyelektrolytů, které jsem prováděl v letech 2015 - 2020 ve skupině svého školitele prof. Dr. Karla Procházky, DrSc. na Katedře fyzikální a makromolekulární chemie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Studoval jsem zejména tvorbu, strukturu a vlastnosti nanočástic tvořených polymery a polyelektrolyty obsahujícími hydrofobní páteř ve vztahu k stabilitě je- jich vodných disperzí. Disertace je založena na publikacích, jichž jsem bud' prvním autorem či spoluautorem, a skládá se ze čtyř hlavních částí. Dosažené výsledky mi dovolily vysvětlit strukturu a vlastnosti studovaných asociovaných částic a rozho- dující trendy jejich chování. Spontánní tvorba, rozpustnost a vlastnosti jak amphifilních tak i elektrosta- ticky stabilizovaných nanočástic jsou výsledkem velice komplikované souhry ent- ropických sil odrážejících konformace polymerních řetězců a jejich elasticitu (za- hrnujících rovněž entropické efekty protiiontů) a enthalpických sil zahrnujících ne- elektrostatické (hydrofilní, hydrofobní či amphifilní) interakce, včetně kompatibi- lity/nekompatibility jednotlivých stavebních...
|
|
|
Light Scattering and Fluorescence Studies of Poly(ethylene oxide)-block-poly(ε-caprolactone) Self-assembled Nanoparticles
Šachl, Radek
Diplomová/rigorózní práce je založena na následujících dvou publikacích: Šachl, R.; Uchman M.; Matĕjíček, P.; Procházka, K.; Štĕpánek, M.: Preparation and Characterization of Self-assembled Nanoparticles Formed by Poly(ethylene oxide)-block-poly(ε-caprolactone) Copolymers with Long Poly(ε -caprolactone) Blocks in Aqueous Solutions Langmuir 2007, 23, 3395. Vodné roztoky samoseskupujících nanočástic zformovaných dvojblokovým kopolymerem poly(kaprolaktonu)- block-poly(ethylen oxidu) (PCL-PEO) se stejnou molární hmotností PEO bloku (5000 g mol-1 ) a třemi různými molárními hmotnostmi PCL bloku (5000, 13000 a 32000 g mol-1 ) byly připraveny rychlým vmícháním roztoku kopolymeru ve směsi THF s vodou do vody a rychlým odstraněním THF dialýzou proti vodě. Připravené nanočástice byly charakterizovány statickým a dynamickým rozptylem světla a mikroskopií atomových sil. Bylo nalezeno, že stabilní monodisperzní nonačástice vznikly pouze, když byl kopolymer rozpuštěn v 90 vol. % THF. Výsledky ukazují, že nanoč ě block
|
|
|
Multidimensional characterization of polyelectrolytes and interpolyelectrolyte complexes in aqueous solutions
Murmiliuk, Anastasiia ; Štěpánek, Miroslav (vedoucí práce) ; Šachl, Radek (oponent) ; Hoffmann, Ingo (oponent)
Multidimenzionální charakterizace polyelektrolytů a interpolyelektrolytových komplexů ve vodných roztocích Abstrakt: Tato dizertační práce se zabývá studiem polyelektrolytů a jejich samoskladby ve vodných roztocích. Byly charakterizovány morfologie a ionizační stav jednotlivých řetězců i samoorganizovaných struktur vzniklých asociací s opačně nabitými částicemi. Zvláštní pozornost byla věnována regulaci náboje v krátkých i dlouhých slabých polyelektrolytech ve vodných roztocích za účelem hlubšího porozumění jejich odezvě na pH roztoku. Sledování změn ionizačního stavu a náboje oligopeptidů složených z 5 kyselých a 5 bazických aminokyselin vyvolaných změnou pH roztoku umožnilo zkoumat vzájemné působení souhlasně i opačně nabitých skupin. Ukázalo se, že intramolekulární elektrostatické interakce a konformační flexibilita vedly k potlačení celkového náboje a posílení ionizace peptidů. Pro získání představ o lokální koncentraci H+ iontů v blízkosti polyelektrolytového řetězce byla struktura polyelektrolytu modifikována připojením fluorescentního pH indikátoru na konec polymerního řetězce. Bylo zjištěno, že efektivní pK tohoto indikátoru neodpovídá zcela přesně lokální koncentraci H+ iontů a že tato neshoda je způsobena koncentračními fluktuacemi protiontů, konformačním chováním polyelektrolytu a interakcemi...
|
|
| |
|
|
Computational modeling of diffusion in polymer solutions
Kubečka, Jakub ; Košovan, Peter (vedoucí práce) ; Šachl, Radek (oponent)
Představujeme molekulové simulace roztoků plně disociovaných polyelektrolytů v přítomnosti monovalentních a multivalentních protiiontů a nabitých oligomerů. Zaměřujeme se na studium vnitřní dynamiky polyelektrolytu a dynamiky protiiontů, kterou znázorňujeme pomocí středního kvadratického posunutí vypočteného z trajektorie simulace. Z této trajektorie jsme schopni vypočítat i křivky Fluorescenční Korelační Spektroskopie (FCS), což je jedna z experimentálních metod, které se používají ke studiu dynamiky protiiontů v průběhu kondenzace na polyelektrolyt. Jednotlivé FCS křivky se snažíme analyzovat pomocí vhodných modelů. Cílem této práce je ukázat, zda-li se tyto křivky dají popsat některým z doposud známých modelů a zda-li by se získané výsledky daly využít na popis dynamiky protiiontů v průběhu kondenzace na polyelektrolyty.
|
|
| |
|
|
Localisation of Fluorescent Probes and the Estimation of Lipid Nanodomain Sizes by Modern Fluorescence Techniques
Šachl, Radek ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent) ; Almgren, Mats (oponent)
iv Organizace Umeå University Department of Chemistry, Umeå, SE & Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, Praha, CZ Typ dokumentu Disertační práce Datum vydání únor 2012 Autor Radek Šachl Název práce Lokalizace fluorescenčních značek a určování velikostí lipidových nanodomén pomocí moderních fluorescenčních metod Abstrakt Disertace je rozdělena do dvou hlavních částí. První část se zabývá lokalizací značek v lipidových/polymerních dvojvrstvách a v GM1 micelách. V práci prezentujeme nový přístup založený na přenosu/migraci elektronické energie (FRET/DDEM), jež umožňuje efektivně určovat vertikální pozici fluorescenčních molekul uvnitř lipidové dvojvrstvy. Tato metoda byla použita k lokalizaci nově syntetizovaných lipidových značek značených na konci sn-2 acylového řetězce s různou délkou v DOPC dvojvrstvách. Analytické modely popisující FRET existují pouze pro limitovaný počet základních geometrií. Kombinace FRETu s Monte Carlo simulacemi nicméně umožňuje lokalizaci značek v bicelách a v dvojvrstvách obsahujících póry, tj. v lipidových systémech s proměnlivým zakřivením a v nehomogenních lipidových útvarech. Tento přístup umožnil např. zjistit, zda kuželovitě tvarované značky mají zvýšenou afinitu k vysoce zakřiveným oblastem dvojvrstvy, což by umožnilo preferenční značení pórů. Lokalizovány byly rovněž...
|
host ::
RSS.