|
|
Study of Biomolecular Interactions with Surface Plasmon Resonance Biosensors
Šípová, Hana ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Houska, Milan (oponent) ; Skládal, Petr (oponent)
Biosenzory s povrchovými plasmony (SPR biosenzory) jsou moderní technologií, která umožňuje sledování biomolekulárních interakcí v reálném čase. Tato doktorská práce popisuje jejich vývoj a aplikaci pro studium a detekci vybraných biomolekulární interakcí. Mezi optimalizované parametry patří způsob imobilizaci biomolekul na povrch SPR čipu a parametry mikrofluidického systému, který zajišťuje dopravu vzorku do reakční komůrky. Je diskutováno několik způsobů, jak transport biomolekul k povrchu senzoru zrychlit a tak zvíšit citlivost senzoru pro detekované látky. Dále je popsáno několik detekčních schémat, které umožňují detekci nízkých koncentrací nukleových kyselin v reálných vzorcích, resp. detekci bodových mutací v sekvenci nukleové kyseliny. Byly vyvinuty nové metody pro studium enzymatické aktivity HIV integrázy a ribonukleázy H, které mohou sloužit k vývoji antivirálních léčiv, resp. léčiv pro genovou terapii.
|
|
|
Complex diffractive structures for surface plasmon resonance sensors
Vala, Milan ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Richter, Ivan (oponent) ; Procházka, Marek (oponent)
Název práce: Komplexní difraktivní struktury pro senzory s povrchovými plazmony Autor: Milan Vala Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. Vedoucí doktorské práce: Prof. Ing. Jiří Homola, CSc., DSc. Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. Abstrakt: Biosenzory založené na rezonanci povrchových plazmonů (SPR) v současnosti představují jednu z nejpokročilejších bezznačkových technologií optické detekce. Tyto biosenzory jsou založeny na rozpoznávání změn indexu lomu v blízkosti plazmonicky aktivního kovu a umožňují rychlou a vysoce citlivou detekci celé řady biologických či chemických látek nebo analýzu biomolekulárních interakcí v reálném čase. Tato disertační práce představuje výsledky výzkumu vybraných typů komplexních difraktivních struktur s přínosem pro technologii SPR senzorů. Práce zahrnuje teoretickou analýzu, výrobu a charakterizaci vybraných difraktivních struktur a vývoj nových typů SPR biosenzorů. Výsledky práce zahrnují vývoj originální metody výroby periodických polí plasmonických nanočástic založené na vícesvazkové interferenční litografii, vývoj kompaktních SPR senzorů s vysokým rozlišením založených na difrakčních mřížkách a vývoj pokročilých SPR biosenzorů využívající speciální mody povrchového plazmonu s dlouhým a krátkým dosahem. Klíčová slova: difraktivní struktury, povrchový plazmon,...
|
|
|
Surface plasmons in optical microstructures and their sensor applications
Adam, Pavel ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Brynda, Eduard (oponent) ; Richter, Ivan (oponent)
Název práce: Povrchové plasmony v optických mikrostrukturách a jejich senzorové aplikace Autor: Pavel Adam Ústav: Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i., Oddělení optických senzorů Vedoucí doktorské práce: doc. Ing. Jiří Homola, CSc., DSc. Abstrakt: Práce se zabývá studiem senzorů s povrchovými plazmony (SPR senzory), které umožňují využít techniku multiplexování v oboru vlnových délek (WDM), tj. současně excitovat několik různých povrchových plasmonů (SP). Tyto senzory používají mřížkový vazební člen, který excituje buď běžné nebo Braggovsky rozštěpené SP. Problematika SP na difrakčních mřížkách je studována analyticky a srovnána s numerickými metodami (diferenciální a integrální). Poté je studována metoda WDM dvou a tří SP. WDM senzory se dvěma SP jsou analyzovány s ohledem na rozlišení, šum a přeslechy odezev senzoru. Výsledky analýz slouží k optimalizaci senzorů se dvěma SP s ohledem na schopnost separace odezvy senzoru na povrchovou a objemovou změnu indexu lomu. V rámci dizertační práce byly připraveny difrakční mřížky (metodou interferenční holografie) a jejich repliky (metodou měkké litografie), které byly následně charakterizovány a využity pro konstrukci nových typů SPR senzorů. Schopnosti WDM SPR senzorů byly demonstrovány v modelovém experimentu, v kterém byl sledován růst vrstev proteinů. V...
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Rich Information Optical Biosensor Based on Surface Plasmon Resonance
Dostálek, Jakub ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Richter, Ivan (oponent) ; Vrbová, Miroslava (oponent)
In the presented thesis, new optical biosensor platform for high-throughput label-free monitoring of biomolecular interactions is reported. This biosensor platform is based on a spectroscopy of surface plasmons on an array of miniature diffraction gratings. Each miniature grating serves as an independent sensing channel and allows for monitoring of optical density changes induced by biomolecular interactions on the grating surface. The presented platform has a potential for monitoring of hundreds of interactions on a single sensor chip. The presented research include theoretical study of surface plasmon resonance on metallic diffraction gratings and the analysis of diffraction grating-based SPR biosensor. In the experimental work, preparation, replication and characterization of diffraction gratings is carried out. A prototype SPR sensor device including an SPR sensor chip with a twodimensional array of sensing channels, fluidic system and SPR chip reader is developed and its main performance characteristics are determined.
|
|
|
Vedené vlny v periodických strukturách a jejich senzorové aplikace
Vala, Milan ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Richter, Ivan (oponent)
Práce je uvedena popisem základních vlastností povrchových plazmonů šířících se podél rozhraní kov-dielektrikum a podél struktury s tenkým kovovým filmem obklopeným z obou stran dielektriky se shodným indexem lomu. Je ukázáno, že na symetrické struktuře s tenkou vrstvou kovu lze vybudit dva typy vidů vázáných povrchových plazmonů - long-range povrchový plazmon a short-range povrchový plazmon. Dále je poskytnuta stručná rešerše věnována použití těchto typů povrchových plazmonů v optických senzorech. Je navržena difraktivní vrstevnatá struktura, ve které se vázané vidy povrchových plazmonů excitují na struktuře tvořené tenkým zlatým filmem obklopeným dielektriky s podobnými indexy lomu. S použitím rigorózní integrální metody je difraktivní struktura optimalizována pro aplikaci v senzoru s povrchovými plazmony. Difraktivních struktury s optimálními parametry jsou připraveny a charakterizovány opticky a s použitím mikroskopu atomových sil. V závěru je demonstrována aplikace připravených difraktivních struktur v senzoru s povrchovými plazmony a modulací vlnové délky.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.