|
|
Electrochemical biosensors with spatially separated enzymatic and detection parts for selective analysis in flow-through arrangement
Tvorynska, Sofiia ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Korecká, Lucie (oponent)
Předpokládaná disertační práce pojednává o čtyřech nově vyvinutých, opakovaně použitelných, stabilních a zároveň jednoduchých a cenově výhodných elektrochemických (bi)enzymatických biosenzorech pro selektivní a spolehlivé stanovení cholinu, acetylcholinu, močové kyseliny a L-mléčné kyseliny. Všechny biosenzory jsou založeny na koncepci prostorového oddělení biorozpoznávací části od detekční a amperometrického monitorování enzymaticky spotřebovaného kyslíku prostřednictvím jeho čtyřelektronové redukce při vysoce záporném detekčním potenciálu. Konstrukce biosenzorů zahrnuje snadno vyměnitelný enzymatický/é mini-reaktor(y) připojený/é před průtokovou celou, která obsahuje příslušný převodník na bázi pevného stříbrného amalgámu. Enzymatické mini-reaktory založené na cholin oxidase, urikase nebo laktát oxidase byly použity pro biosenzory na cholin, močovou kyselinu nebo L-mléčnou kyselinu. Bienzymatický biosenzor na acetylcholin zahrnuje sériově propojené mini-reaktory na bázi acetylcholinesterasy a cholin oxidasy. První část této práce se zaměřuje na konstrukci dvou různých elektrod na bázi stříbrného amalgámu. Konkrétně tato část pojednává o výrobě stříbrné pevné amalgámové elektrody pokryté rtuťovým filmem pro wall-jet průtokovou celu a navíc, zdůrazňuje rozdíly mezi jejím využitím jako...
|
|
|
Study of Genotoxicity of Organic Compounds Using DNA Biosensors
Augustín, Michal ; Vyskočil, Vlastimil (vedoucí práce) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Labuda, Ján (oponent)
Navržená disertační práce představuje nové hybridní elektrochemické DNA biosenzory založené na odlišných formách pyrolytického grafitu ("edge-plane" a "basal-plane") a jejich potenciál z hlediska použitelnosti v oblasti elektrochemie DNA. Testování použitelnosti prezentovaných bioanalytických nástrojů předcházel důkladný optimalizační proces zahrnující výběr optimálních hodnot pro nejdůležitější provozní parametry elektrochemických DNA biosenzorů připravených pomocí elektrostatické adsorpce - depoziční potenciál (Edep), doba depozice (tdep), optimální koncentrace DNA pro elektrostatickou adsorpci (cg(DNA)) a možné zapojení konvekce během adsorpčního procesu. Nejprve byla zkoumána použitelnost prezentovaných bioanalytických nástrojů ve vztahu ke sledování poškození DNA s využitím tripletu externích zdrojů poškozujících DNA - UV záření, jednoelektronových oxidantů nebo hydroxylových radikálů. Výsledky poškozujících procesů byly sledovány přímo (prostřednictvím sledování změn redoxních signálů DNA) nebo nepřímo (prostřednictvím sledování změn redoxních signálů redoxního indikátoru) a to za pomoci voltametrických metod - square-wave voltametrie (SWV), cyklická voltametrie (CV), lineární voltametrie (LSV) a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). Dále byla hodnocena použitelnost navrženého...
|
|
|
Development of electrochemical methods for study of antibacterial compounds in small volumes
Gajdár, Július ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Šiškanova, Tatiana (oponent) ; Labuda, Ján (oponent)
Hlavním cílem této disertační práce je vývoj voltametrických metod pro elektrochemickou studii nových antimykobakteriálních látek hydroxynaftalenkarboxamidů. Tato studie je v první řade zaměřena na miniaturizaci voltametrických metod a konstrukci elektrochemické mikrocely za účelem analýzy biologicky aktivních látek v biologických matricích, se kterou je obvykle spojené omezené množství vzorku. Všechny aspekty voltametrické analýzy musely být prostudovány s důrazem na miniaturizaci. Mikrocely byly zkonstruovány pomocí běžně komerčně dostupných elektrod: elektrody ze skelného uhlíku, jako spolehlivého a podrobně charakterizovaného materiálu, a nové stříbrné pevné amalgámové elektrody. Toto porovnávání bylo provedeno pomocí modelových analytů: 4-nitrofenol, pesticid difenzoquat a 1-hydroxy-N-(4-nitrofenyl)naftalen-2-karboxamid. Důraz byl kladen speciálně na optimalizaci postupů k odstranění signálu kyslíku v kapce roztoku. Byly vyvinuty miniaturizované metody, které měly stejné parametry stanovení těchto látek jako stanovení ve velkém mililitrovém objemu. Takto vyvinuté elektrochemické mikrocely mohou být obecně užívané k voltametrické analýze biologických nebo enviromentálních vzorků, kterých je k dispozici jen omezený objem. Druhá část této práce byla zaměřena na elektrochemickou studii nově...
|
|
|
Novel Approaches in Electrochemical Determination of Xenobiotic Compounds and in Study of Their Interaction with DNA
Hájková, Andrea ; Vyskočil, Vlastimil (vedoucí práce) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Labuda, Ján (oponent)
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj analytických metod pro stanovení vybraných cizorodých látek a ke sledování poškození DNA, které mohou způsobit. Hlavní pozornost byla věnována vývoji a testování netoxických elektrodových materiálů pro přípravu miniaturizovaných elektrochemických zařízení a nových elektrochemických DNA biosenzorů. 2-Aminofluoren-9-on (2-AFN) byl vybrán jako modelový polutant životního prostředí, který patří do skupiny nebezpečných genotoxických látek. Jeho karcinogenní a mutagenní účinky mohou představovat riziko jak pro životní, tak pro pracovní prostředí. 2-AFN má oxo skupinu, kterou lze elektrochemicky redukovat, a aminoskupinu, kterou lze elektrochemicky oxidovat. Voltametrické chování 2-AFN v negativní oblasti potenciálu bylo zkoumáno na rtuťovým meniskem modifikované stříbrné pevné amalgamové elektrodě (m-AgSAE), která představuje netoxickou a mechanicky stabilní alternativu ke rtuťovým elektrodám. Tato pracovní elektroda byla následně použita pro vývoj nově navrženého miniaturního elektrodového systému (MES), který má mnoho výhod, jako je možnost jednoduchého měření v terénu, snadná přenosnost a měření ve 100µL objemu vzorku. Také elektroda ze skelného uhlíku (GCE) byla použita pro další výzkum elektrochemického chování 2-AFN a jeho stanovení v katodické i...
|
|
| |
|
|
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...
|
|
|
Využití nových typů uhlíkových elektrod pro voltametrické stanovení organických látek
Birhanzlová, Tereza ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Ludvík, Jiří (oponent)
Tato disertační práce se zaměřuje na využití nového typu netoxické uhlíkové elektrody (uhlíkové filmové elektrody (CFE)) pro voltametrické stanovení vybraných organických polutantů životního prostředí, a především na vývoj a využití nového typu elektrody modifikované pomocí uhlíkových nanotrubiček pro stanovení těchto polutantů, jmenovitě 2-nitrofenolu (2-NP) a 8-nitrochinolinu (8-NQ). Práce volně navazuje na předchozí studium 5-nitrochinolinu (5-NQ) pomocí CFE v autorčině bakalářské a diplomové práci. Vzhledem k nemožnosti anodické oxidace 5-NQ na CFE byl jako modelová látka vybrán 2-NP a bylo provedeno jeho stanovení pomocí voltametrických metod jak v katodické, tak i v anodické oblasti potenciálového okna. Dále byla věnována pozornost vývoji nového typu uhlíkové elektrody s povrchem obsahujícím uhlíkové nanotrubičky a její aplikaci ke stanovení 8-NQ pomocí diferenční pulsní voltametrie (DPV) na základě katodické redukce přítomné nitroskupiny. Zvolená podkladová elektroda pro následnou modifikaci povrchu, stříbrná tuhá elektroda (AgE), byla nejprve použita ke stanovení 8-NQ, a to i v modelových vzorcích pitné a říční vody. Následně byla zkoumána možnost modifikace elektrodového povrchu AgE pomocí různých typů uhlíkových nanotrubiček. AgE modifikovaná karboxylovanými jednostěnnými uhlíkovými...
|
|
|
Voltammetric and amperometric determination of homovanillic, vanillylmandelic, and 5-hydroxyindole-3-acetic acid
Němečková, Anna ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Skopalová, Jana (oponent)
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod stanovení biomarkerů nádorových onemocnění: homovanilové (HVA), vanilmandlové (VMA) a 5-hydroxy-3-indoloctové (5-HIAA) kyseliny. V první části práce bylo zkoumáno elektrochemické chování těchto analytů ve vsádkovém uspořádání pomocí diferenční pulsní voltametrie (DPV) na sítotiskových uhlíkových elektrodách (SPCEs). Bylo prokázáno, že toto stanovení je dostatečně citlivé pro sledování těchto biomarkerů a že může být použito i pro stanovení HVA a VMA ve směsi. Získané meze detekce (LOD) byly 0,24 µmol·L-1 pro HVA, 0,06 µmol·L-1 pro VMA a 0,12 µmol·L-1 pro 5-HIAA. Požadavky na zrychlení analýzy a zároveň snížení její ceny byly impulsem pro stanovení vybraných analytů v průtoku. Nejprve byla studována průtoková injekční analýza s amperometrickou detekcí pro stanovení všech tří biomarkerů na stejných SPCE, poté bylo podobné stanovení pro strukturně podobnější látky, HVA a VMA, v průtoku provedeno i na borem dopované diamantové elektrodě (BDDE). Po optimalizaci metod byly dosaženy následující LOD: s použitím SPCE 0,07 µmol·L-1 pro HVA, 0,05 µmol·L-1 pro VMA a 0,03 µmol·L-1 pro 5-HIAA; s použitím BDDE 0,44 µmol·L-1 pro HVA a 0,34 µmol·L-1 pro VMA. Dále bylo studováno stanovení sledovaných biomarkerů v lidské moči metodou HPLC s...
|
|
|
Využití nových typů uhlíkových elektrod pro voltametrické stanovení organických látek
Birhanzlová, Tereza ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Ludvík, Jiří (oponent)
Tato disertační práce se zaměřuje na využití nového typu netoxické uhlíkové elektrody (uhlíkové filmové elektrody (CFE)) pro voltametrické stanovení vybraných organických polutantů životního prostředí, a především na vývoj a využití nového typu elektrody modifikované pomocí uhlíkových nanotrubiček pro stanovení těchto polutantů, jmenovitě 2-nitrofenolu (2-NP) a 8-nitrochinolinu (8-NQ). Práce volně navazuje na předchozí studium 5-nitrochinolinu (5-NQ) pomocí CFE v autorčině bakalářské a diplomové práci. Vzhledem k nemožnosti anodické oxidace 5-NQ na CFE byl jako modelová látka vybrán 2-NP a bylo provedeno jeho stanovení pomocí voltametrických metod jak v katodické, tak i v anodické oblasti potenciálového okna. Dále byla věnována pozornost vývoji nového typu uhlíkové elektrody s povrchem obsahujícím uhlíkové nanotrubičky a její aplikaci ke stanovení 8-NQ pomocí diferenční pulsní voltametrie (DPV) na základě katodické redukce přítomné nitroskupiny. Zvolená podkladová elektroda pro následnou modifikaci povrchu, stříbrná tuhá elektroda (AgE), byla nejprve použita ke stanovení 8-NQ, a to i v modelových vzorcích pitné a říční vody. Následně byla zkoumána možnost modifikace elektrodového povrchu AgE pomocí různých typů uhlíkových nanotrubiček. AgE modifikovaná karboxylovanými jednostěnnými uhlíkovými...
|
|
|
Development of electrochemical methods for study of antibacterial compounds in small volumes
Gajdár, Július ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Šiškanova, Tatiana (oponent) ; Labuda, Ján (oponent)
Hlavním cílem této disertační práce je vývoj voltametrických metod pro elektrochemickou studii nových antimykobakteriálních látek hydroxynaftalenkarboxamidů. Tato studie je v první řade zaměřena na miniaturizaci voltametrických metod a konstrukci elektrochemické mikrocely za účelem analýzy biologicky aktivních látek v biologických matricích, se kterou je obvykle spojené omezené množství vzorku. Všechny aspekty voltametrické analýzy musely být prostudovány s důrazem na miniaturizaci. Mikrocely byly zkonstruovány pomocí běžně komerčně dostupných elektrod: elektrody ze skelného uhlíku, jako spolehlivého a podrobně charakterizovaného materiálu, a nové stříbrné pevné amalgámové elektrody. Toto porovnávání bylo provedeno pomocí modelových analytů: 4-nitrofenol, pesticid difenzoquat a 1-hydroxy-N-(4-nitrofenyl)naftalen-2-karboxamid. Důraz byl kladen speciálně na optimalizaci postupů k odstranění signálu kyslíku v kapce roztoku. Byly vyvinuty miniaturizované metody, které měly stejné parametry stanovení těchto látek jako stanovení ve velkém mililitrovém objemu. Takto vyvinuté elektrochemické mikrocely mohou být obecně užívané k voltametrické analýze biologických nebo enviromentálních vzorků, kterých je k dispozici jen omezený objem. Druhá část této práce byla zaměřena na elektrochemickou studii nově...
|
host ::
RSS.