|
|
Development and utilization of electrochemical flow-through detectors
Baroch, Martin ; Dejmková, Hana (vedoucí práce) ; Vyskočil, Vlastimil (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent)
Předkládaná disertační práce se zabývá vývojem a výzkumem elektrochemických průtokových systémů využívajících běžné, ale i netradiční elektrodové materiály. V první části této práce je řešena problematika porézních průlinčitých velkoplošných elektrod. Jako materiál pro pracovní elektrodu byl použit samostojící porézní borem dopovaný diamant (fs-pBDD). Ten byl vůbec poprvé použit pro konstrukci elektrochemické cely určené pro amperometrickou detekci v průtokových metodách. Testování této elektrody bylo prováděno pomocí amperometrické detekce kombinované s průtokovou injekční analýzou roztoku komplexu ruthenia. Limity detekce dosažené na tomto materiálu byly v submikromolárních hodnotách a lineární dynamický rozsah koncentrační závislosti sahal přes tři řády. Kromě amperometrie byl fs-pBDD podroben také testování pomocí cyklické voltametrie. Hlavním důvodem použití této metody bylo stanovení elektrochemicky aktivní plochy, což přispělo k celkové fyzikálně-chemické charakterizaci tohoto slibného materiálu. Právě tento krok ale vnesl do problematiky otázky v podobě správnosti a přesnosti použitého výpočtu. Z tohoto důvodu je v této části práce také zahrnuto hledání nových cest pro výpočty elektrochemicky aktivní plochy pracovní elektrody. Zde prezentované způsoby výpočtu jsou založené jednak na...
|
|
|
Studium elektrochemické inzerce kationtů do oxidů přechodových kovů
Svoboda, Vít ; Kadlec, Jaromír (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Kazelle, Jiří (vedoucí práce)
Elektrochromní zařízení jsou založena na interkaláčních procesech do aktivní vrstvy, nejčastěji do WO3. Optické vlastnosti aktivní vrstvy jsou měněny interkalací iontů z elektrolytu . Z tohoto důvodu se využívá lithných iontů. Hmota tenké vrstvy může být pozorována pomocí QCM metody, která je založena na změně resonanční frekvence krystalového rezonátoru. Zkoumaná hmota je nanesena na povrch krystalového rezonátoru. Různé druhy kovů (Pt, Au, Ag) mohou tvořit elektrodu tohoto rezonátoru. Nejčastěji je tento rezonátor laděn na frekvenci 5 Mhz. Změna této frekvence slouží k detekci chemických změn na povrchu elektrody. QCM je velmi citlivá metoda.
|
|
| |
|
|
Materiály pro superkondenzátory
Dvořák, Petr ; Paidar,, Martin (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá elektrodovými materiály, kapalnými a gelovými elektrolyty vhodnými pro superkondenzátory. V oblasti elektrodových materiálů byly zkoumány uhlíkové materiály na bázi uhlíkových sazí, expandovaného a mikromletého grafitu vhodné pro superkondenzátory pracující na principu dvojvrstvy. Další oblastí, které se tato práce věnuje, jsou kapalné aprotické elektrolyty připravené z vhodných typů solí a bezvodných organických rozpouštědel. Poslední část této práce je zaměřena na přípravu a následnou elektrochemickou charakterizaci gelových polymerních elektrolytů za účelem zvýšení konduktivity tohoto typu elektrolytu.
|
|
|
Nanostrukturované materiály na bázi aluminy pro elektrochemické senzory a biosenzory
Kynclová, Hana ; Hynek, David (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na základní výzkum a vývoj nanostrukturovaných povrchů připravených pomocí nanoporézní aluminy. Metodou anodické oxidace byly připraveny různé druhy nanostrukturovaných povrchů se zlatými nanostrukturami a nanoporézní aluminové membrány pro využití v elektrochemických senzorech a biosenzorech. Nanostrukturované povrchy byly připravovány metodou elektrochemické anodizace hliníkového materiálu za vzniku hexagonálně uspořádaných nanopórů. Do nanoporézních masek pak bylo elektrochemicky redukcí z roztoku dikyanozlatnanu draselného deponováno zlato metodou pulzní depozice. Připravené zlaté nanostrukturované povrchy byly elektrochemicky charakterizovány elektrochemickou impedanční spektroskopií a voltametrií, byla zkoumána jejich teplotní stabilita a vliv žíhání při atmosférickém tlaku i ve vakuu na jejich elektrochemické chování. V další části práce byly připraveny zlaté nanostruktury o různých rozměrech a byl sledován vliv tvaru a rozměrů nanostruktur na elektrochemické chování. Nanostrukturované povrchy byly také modifikovány 11–merkaptoundekanovou kyselinou a byl sledován vliv modifikace na elektrochemické výsledky. Poslední část práce se věnuje přípravě nanoporézních aluminových membrán a studiu jejich molekulové propustnosti.
|
|
|
Studium hydroxidů a oxidů kovů ve vodných roztocích
Špičák, Petr ; Trnková, Libuše (oponent) ; Kadlec, Jaromír (oponent) ; Kazelle, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá analýzou obou fází hydroxidu nikelnatého i jejich oxidovaných stavů. Řeší problém stability a degradačních mechanismů elektrochemicky aktivnější alfa fáze na běžně používanou beta fázi. Aktivní materiál byl připravován dvěma odlišnými metodami, elektrodepozicí a chemickým srážením. Hlavní použitou analytickou metodou byly elektrochemické křemenné krystalové mikrováhy, které v kombinaci s běžnými elektrochemickými metodami (cyklická voltametrie, galvanostatická potenciometrie) dokáží rozlišit jednotlivé modifikace a kvantitativně popsat rozdíl v proudotvorné reakci v obou fázích Ni(OH)2 sledováním hmotnostních změn. Špatná stabilita alfa fáze byla zlepšována přísadami dvou, tří a čtyřmocných kationtů do struktury, z nichž nejvýznamnější roli hraje kobalt a zcela nově také titan. Dále byly zkoumány vlivy různých elektrolytů a to především přídavek hydroxidu lithného. Bylo zjištěno optimální množství a složení stabilizujících přísad a popsány přínosy LiOH na zvýšení odolnosti v alkalickém elektrolytu. Jako velmi nadějná se ukazuje cesta přísad čtyřmocného titanu v kombinaci s dalšími dopujícími prvky.
|
|
|
Techniky přípravy elektrod s nanostrukturovaným povrchem a jejich charakterizace
Hrdý, Radim ; Trnková, Libuše (oponent) ; Janderka,, Pavel (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Nanostruktury fixované na pevném povrchu či koloidní nanočástice dnes pronikají do všech oblastí lidského života, oblast senzoriky a detekce nevyjímaje. Tato disertační práce pojednává o výrobě nanostruktur na povrchu planárních elektrod s využitím uspořádané šablony z oxidu hlinitého jako jedné z mnoha možných technik pro zvětšení aktivního povrchu elektrody, vytvoření unikátních typů povrchů se specifickými vlastnostmi a možnostmi jejich aplikace v oblasti elektrochemické a biochemické detekce. Jako hlavní technika je zde využita metoda anodické oxidace hliníkové vrstvy a využití její schopnosti transformace do nevodivé nanoporézní membrány. Výroba kvalitní membrány s úzkou distribucí velikostí pórů na různých typech metalických multivrstev je jednou z klíčových experimentálních částí této práce. Je zde řešeno několik problémů spojených s její výrobou v tenkovrstvých systémech především odstranění oxidové bariéry mezi nanoporézní maskou a vodivým substrátem. Další částí práce je použití této masky pro výrobu metalických nanostruktur formou elektrolytického vylučování do nanopórů. Vyrobené nanostruktury v podobě nanodrátů, nanotyčinek nebo nanoteček byly charakterizovány pomocí elektronové rastrovací mikroskopie a energiově disperzní nebo vlnově disperzní rentgenovou spektroskopií. Pro výrobu nanostrukturovaných elektrod využitelných v detekci biomolekul byl zvolen povrch tvořený zlatými nanostrukturami z důvodu biokompatibility zlata. Tyto elektrody byly dále charakterizovány pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie a cyklické voltametrie. Výsledky těchto charakterizací ukázaly významný vliv geometrických parametrů nanostruktur a jejich rozdílné chování vzhledem k holým planárním elektrodám (bez nanostruktur) včetně změn velikosti elektrochemické aktivní plochy. Jako modelové biomolekuly pro studium potencionálního využití vyrobených zlatých nanostruktur v biosenzorice byly zvoleny guanin a glutation.
|
|
|
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...
|
|
|
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...
|
host ::
RSS.