|
|
Vliv atmosféry na laserovou ablaci materiálů
Černá, Svatava ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá všeobecným přehledem spektrometrie laserem buzeného plazmatu–ablací materiálu a vzniku plazmatu při změně okolního prostředí. Cílem je stanovit ideální podmínky pro zlepšení detekce, jež je u některých prvků obtížná, pokud měření probíhá ve vzduchu za atmosférického tlaku. Proto provádíme změnu podmínek okolního prostředí, tedy typ plynu (vzduch, helium, argon) a jeho tlak. Nárazníkové plyny (helium, argon) mají zásadní vliv na průběh ablace materiálu a vlastnosti vniklého plazmatu, proto studujeme změny v intenzitě signálu s ohledem na jednotlivé atmosféry (změna signálu v atmosféře argonu, helia oproti atmosféře vzduchu). V první části práce uvádíme princip a fyzikální podstatu laserové ablace se stručnou rešerší doposud provedených experimentů pro podobné účely. Na základě této rešerše jsou stanoveny předpokládané závěry experimentu ohledně vlivu inertních plynů a tlaku na detekci studovaných prvků. Ve druhé části práce je pak představen vlastní řízený experiment, který se skládal z detekce spektrálních čar fluoru a draslíku, viz kap. 5.6 a molekulových přechodů fluoridu vápenatého, viz kap. 5.10. V řízeném experimentu jsme stanovili dva předpoklady. Prvním předpokladem je vliv atmosféry inertního plynu, ta by měla výrazně zlepšit detekci fluoru i draslíku oproti atmosféře vzduchu. Toto zjištění jsme potvrdili jen pro argonovou atmosféru. Naopak v atmosféře helia nedošlo ke zlepšení detekce ani jednoho z prvků. Druhým předpokladem je vliv snižování okolního tlaku, ten by měl v kombinaci s inertním plynem umožnit detekci fluoru i při nízké koncentraci ve vzorku. Právě za takový vzorek považujeme měřený skleněný disk v kap. 5.7. Tento předpoklad potvrzen není, jelikož při snižování tlaku ve vakuové komoře se nijak neprojevuje zvýšená intenzita spektrální čáry fluoru. Závěrem v kap. 7 byly z výsledků jednotlivých částí experimentu navrženy nejvhodnější podmínky pro budoucí detekci měřených látek: fluoru, draslíku a molekul fluoridu vápenatého.
|
|
|
Prvková analýza měkkých tkání v parafínu metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu
Kopřivová, Hana ; Samek, Ota (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou měkkých tkání zalitých v parafínu pomocí metody spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS) a pomocí doplňkové techniky hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem s laserovou ablací (LA-ICP-MS). Konkrétně se práce zaměřuje na optimalizaci parametrů měření měkkých tkání pro femtosekundový a nanosekundový pulzní laser s různými vlnovými délkami na myších ledvinách, jakožto modelové matrice měkké tkáně. Následovala prvková analýza několika vzorků nejčastěji se vyskytujících typů rakoviny lidské kůže (maligní melanom, bazocelulární karcinom a spinocelulární karcinom) pomocí výše zmíněných analytických metod. Analýzou vzorků byly získány mapy prostorových distribucí biogenních prvků. Cílem práce je ukázat možnost využití nových analytických metod, které by neměly nahradit klasické histologické vyšetření, ale být například využívány pro předběžné vyšetření napadené tkáně nebo čistě jako pomocné techniky pro histology při diagnostice nádorů. Obě tyto metody by mohly do budoucna nabídnout kompletně nový pohled na diagnostiku rakoviny u měkkých tkání.
|
|
|
Nový koncept řešení světlovodiče – 2K systém
Filip, Vojtěch ; Pořízka, Pavel (oponent) ; Novotný, Jan (vedoucí práce)
Práce se věnuje návrhu koncepčního řešení dvoukomponentního světlovodiče s použitím dostupných materiálů, běžně používaných pro výrobu komponent světlometu, s důrazem na jednoduchost celého řešení. Výsledkem je výroba prototypu a následné testování jeho funkčních parametrů s využitím standartních zařízení pro měření fotometrických veličin.
|
|
|
Detekce těžkých kovů v tvrdých tkáních metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu
Konečná, Anna ; Novotný, Karel (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá detekcí těžkých kovů bioakumulovaných v tvrdých tkáních metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Jako modelové vzorky byly použity myší čelisti a stehenní kosti jedinců vystavených působení nanočástic oxidu olovnatého nebo oxidu kademnatého. Expozice jedinců trvala 6 nebo 7 týdnů, přičemž byla připravena i kontrolní skupina vzorků exponovaná pouze vzduchu. Distribuce biogenních prvků a kontaminantů byla stanovena mapováním povrchu vzorků metodou LIBS s prostorovým rozlišením 30 a 100 µm. Druhá část práce byla zaměřena na možnost využití metody LIBS pro kvantitativní analýzu. Pro referenci byly připraveny vzorky hydroxyapatitových standardů, jejichž měřením byla sestavena kalibrační křivka a stanoveny limity detekce a kvantifikace. Dále byl představen model pro predikci koncentrace těžkého kovu výpočtem z kalibrační křivky.
|
|
|
Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for Material Analysis
Pořízka, Pavel ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pína,, Ladislav (oponent) ; Kaiser, Jozef (vedoucí práce)
This doctoral thesis is focused on further development of the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) device for in-situ and in real-time classification and quantification of samples. The major part of work, namely the whole experimental part for this thesis, was conducted at the Federal Institute for Material Research and Testing (BAM) in Berlin, Germany where a simple LIBS system was constructed. In parallel to experimental work, the literature was surveyed with the aim to give a thorough view on the usage of chemometrics in the LIBS community. The application of chemometric algorithms on LIBS data is generally recommended when more complex data sets are obtained. The research was primarily aimed on the LIBS capability of quantitative analysis and classifying the igneous rocks. Variety of samples was measured employing a simple LIBS system. The sample set was compiled from certified reference materials as well as from real samples collected directly at copper mines in Iran. The samples from Iran were classified in-situ by an experienced geologist and the copper content was estimated at the University of Clausthal, Germany. Even though the certified reference materials were analysed, the resulting calibration curve was highly nonlinear. For each individual rock type the relevant part of the calibration curve was observed under different trend. This separation of the calibration curve was assigned to the so-called matrix effect, which strongly affects the LIBS measurement. In other words, when different matrices with complex composition are analysed at once, the quantitative analysis employing the univariate calibration curves may not be reliable. Moreover, the normalization of such calibration curves using the intensity of selected matrix element lines did not let to a significant improvement in their linearity. It is generally not possible to pick up one line, which could perform the linearization independently on the complex data matrices. Chemometric algorithms, such as principal component regression (PCR) and partial least squares regression (PLSR), were used for multivariate calibration. PCR and PLSR may compensate for the matrix effect only to a certain extent. Furthermore, samples were successfully classified based on their spectral fingerprint (i.e. composition of matrix elements) employing principal component analysis (PCA) and Kohonen’s selfs-organizing maps. On the basis of theory and results, a solution for the reliable classification and quantification of unknown samples is proposed. The whole study should contribute to the processing of the analytical data measured by the in-situ stand-off LIBS device which is currently being constructed at Brno University of Technology in Brno, Czech Republic. However, LIBS can fulfil its potential as the versatile and irreplaceable technique for in-situ classification and quantitative analysis only when utilized with chemometric algorithms and data libraries. For those purposes, a fragment of the data library has already been established and tested for the application of LIBS to the mining industry.
|
|
|
Processing of tomographic data by principal component analysis method for archaeological applications
Prokop, David ; Žídek, Jan (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is an imaging method which enables 3D observations of the inner structure of objects. The microstructure of objects carries essential information that could be used to characterize samples. The here presented research aims at connecting the microCT-derived data with their statistical elaboration in order to achieve the best description of analysed samples. The outcome of the thesis will be the classification of samples based on their microstructure. Based on the information about classification, we can test some hypotheses concerning the origin of the samples. This thesis could serve as a cornerstone for a combination of datasets coming from various sources by the means of statistical methods.
|
|
|
Návrh teleskopu pro spektrální analýzu vzdálených objektů
Drobil, Tomáš ; Pořízka, Pavel (oponent) ; Novotný, Jan (vedoucí práce)
Spektra meteorů získaná z oběžné dráhy obsahují velké množství spektrálních čar v ultrafialové oblasti, která je z velké části pohlcována atmosférou a nemůže být tak pozorována z pozemních stanic. Tato bakalářská práce se zabývá návrhem teleskopu kombinovaným se spektrometrem, který bude umístěný v CubeSatu velikosti 2U, určeného pro detekci meteoru a jeho spektrální analýzu v ultrafialové až blízké infračervené oblasti. Součástí návrhu je výběr vhodné kamery. Na základě požadovaných parametrů bylo vytvořeno několik návrhů, průběh vývoje je shrnut v poslední kapitole. V práci se také nachází rešerše teleskopů kombinovaných se spektrometry, určenými výhradně pro pozorování meteorů.
|
|
|
Design of an optomechanical module for laser-induced plasma imaging
Buday, Jakub ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is a method of analytical chemistry that provides a qualitative and quantitative analysis of a sample. The ablation process of a sample is fast and dynamic and the change of plasma in time and space is a question of a few microseconds. An examination that provides a good time and space resolution is necessary to understand better the physical processes. For this reason, the goal of this thesis is to design a basic optomechanic construction for this type of experiment. Furthermore, it is important to check the functionality of this design and to use it for a basic comparison between the spectroscopic and imaging data. Also, the time development of plasma will be observed under different experimental conditions. The goal of this thesis, in general, is to prove that the morphology of plasma is as it is described in available related literature.
|
|
| |
|
|
Způsoby korekce a standardizace signálu v laserové spektroskopii
Schiffer, Štěpán ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je studium vlivu polohy vzorku vůči sběrné optice na výsledky měření v laserové spektroskopii. Jejím cílem je navržení vhodného způsobu standardizace signálu obdrženého za různých podmínek s ohledem na jeho využitelnost pro dálkovou analýzu. V teoretické části jsou shrnuty základy metody LIBS, přiblížení problematiky experimentu na dálkové sestavě a základní i pokročilé přístupy ke zpracování a korekci získaných spekter. Dále je navržen a popsán experiment sloužící k analýze vlivu sklonu vzorku a jeho vzdálenosti na detekovaný signál, který je následován zvolením vhodných způsobů pro jeho korekci. Závěrem je využitelnost a účinnost těchto metod experimentálně ověřena.
|
host ::
RSS.