|
|
Spektroskopické studium komplexů přechodných kovů s terpyridylovými ligandy
Kožíšek, Jan ; Šloufová, Ivana (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci oktaedrických komplexů 2,2′:6′,2′′-terpyridinu (tpy) a jeho derivátů s rozdílnými substituenty: Cl (tpyCl), 4-chlorofenyl (tpyPhCl), 2-thienyl (Ttpy)) v poloze 4' střední pyridylové jednotky se železnatými ionty (Fe2+ ). Na základě titrace ligandů Fe2+ ionty byla pomocí UV/vis spektroskopie sledována tvorba a stabilita komplexů. Bylo zjištěno, že molární absorpční koeficient pásu přenosu náboje z kovu do ligandu (MLCT) se zvyšuje v pořadí: tpy < tpyCl < tpyPhCl < Ttpy. Ve stejném pořadí narůstá i poloha maxima MLCT přechodu od 551 nm pro [Fe(tpy)2]2+ až po 576 nm pro [Fe(Ttpy)2]2+ . Spektra Ramanova rozptylu (RS) ligandů byla změřena při excitaci 780 nm, v případě Fe2+ komplexů byla spektra měřena při 4 excitačních vlnových délkách (445, 532, 633 a 780 nm). Pro získání excitačních profilů jak RS, tak i SERS (povrchem zesíleného Ramanova rozptylu) byl zvolen [Fe(tpyPhCl)2]2+ komplex. Na základě DFT výpočtů byly přiřazeny pásy v RS a SERS spektrech jednotlivým vibračním módům v D2d bodové grupě. Protože podobně jako u dříve publikovaného [Fe(tpy)2]2+ docházelo v oblasti MLCT přechodu k aktivaci vibračních módů o E symetrii, je předpokládán příspěvek Herzberg-Tellerova mechanismu k celkovému molekulárnímu resonančnímu zesílení signálu. Maximální zesílení...
|
|
|
Optical responses of biomolecules on regular metal plasmonic nanostructures
Šubr, Martin ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Michl, Martin (oponent) ; Valenta, Jan (oponent)
Název: Optické odezvy biomolekul na pravidelných kovových plasmonických nanostrukturách Autor: Martin Šubr Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Marek Procházka, Dr., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Adsorpce molekul na kovové plasmonické nanostruktury vede k výraznému zesílení řady optických procesů, jako je Ramanův rozptyl (povrchem zesílený Ramanův rozptyl - SERS) nebo fluorescence (povrchem zesílená fluorescence - SEF). V rámci práce byly testovány dva druhy substrátů: (i) Stříbrné nanotyčky připravované naprašováním pod šikmým úhlem, a (ii) stříbrné a zlaté nanoostrůvky rostoucí na teflonovém filmu připravované magnetronovým naprašováním. Postupnou optimalizací procesu přípravy byla získána optimální SERS citlivost i reprodukovatelnost. Podrobné SERS-intenzitní profily byly získány při použití tří excitačních vlnových délek a gradientních struktur, kde se poloha plazmonové rezonance (LSPR) mění spojitě v rámci konkrétního substrátu. Bylo zjištěno, že spektrální poloha a výška LSPR pásu mohou být nezávisle modifikovány při použití smíšených zlato/stříbrných ostrůvků. Dále byla provedena detailní analýza polarizačních a úhlových závislostí stříbrných nanotyček v pravoúhlé geometrii rozptylu, která umožňuje nezávisle měnit dva ze tří úhlů, které určují prostorovou orientaci...
|
|
| |
|
|
Designing and testing of new metal nanosubstrates for biomolecular sensors based on surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy
Peksa, Vlastimil ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Matějka, Pavel (oponent) ; Richter, Ivan (oponent)
Název práce: Vývoj a testování nových kovových nanosubstrátů pro biomolekulární senzory založené na spektroskopii povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS) Autor: Vlastimil Peksa Katedra / Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí disertační práce: doc. RNDr. Marek Procházka, Ph.D., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Tato experimentální metodická práce byla zaměřena na optimalizaci vybraných zlatých a stříbrných povrchů a práci s nimi při konstrukci biosenzorů založených na SERS spektroskopii, včetně následné praktické aplikace. Za tímto účelem bylo testováno několik typů povrchů vytvářených kombinacemi "bottom-up" technik na pevných substrátech. Vlastnosti těchto povrchů byly studovány pomocí modelových molekul, jmenovitě methylene blue, porfyrinů a tryptofanu, na konfokálním Ramanově mikrospektrometru. Získané poznatky o vlivech aplikace analytu, fokusování a interního intenzitního standartu byly využity pro optimalizaci měřících postupů s ohledem na citlivost, přesnost a reprodukovatelnost měření. Na základě těchto poznatků byla vyvinuta metoda kvantitativní detekce potravinářského barviva azorubin (E 122) v komerčně dostupných nápojích. Její výsledky ukázaly, že tato aplikace může sloužit jako předběžná testovací metoda pro měření v terénu. Klíčová slova: Kovové nanopovrchy, biomolekuly, biosenzory, Raman, SERS
|
|
|
Surface-enhanced Raman microspectroscopy of biomolecules and biological systems
Šimáková, Petra ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Michl, Martin (oponent) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Cílem této práce bylo využití mikrospektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS) ke studiu biomolekul a biologických systémů. Hlavní testovací molekulou byl kationický porfyrin H2TMPyP, avšak byly použity také jiné porfyriny, tryptofan a dva lipidy. Byla srovnána citlivost a reprodukovatelnost několika pevných SERS substrátů: (1) Au a Ag nanočástic (NPs) imobilizovaných pomocí bifunkční molekuly, (2) AgNPs imobilizované vyschnutím, (3) vysoce uspořádaných Au- a AgFON substrátů a (4) Ag pokovených hmyzích křídlech. Na většině z těchto pevných povrchů byla nejnižší detekovaná koncentrace H2TMPyP ~10-8 M. Nejvyšší citlivost poskytly vyschlé kapky směsi AgNPs/analyt, z nichž byly detekovány koncentrace 1×10-10 M TMPyP, 1×10-5 M tryptofanu, 2×10-7 M DSPC a 3×10-7 M DMTAP. Spektrální reprodukovatelnost je však v tomto případě nižší kvůli metalaci porfyrinu a změnám ve spektrech lipidů ve srovnání s jejich Ramanovy spektry z roztoku. Nejvyšší reprodukovatelnost byla dosažena na AuFON substrátech a Ag pokovených hmyzích křídlech. AgNPs modifikované polymerem PEG byly testovány na rakovinných HeLa buňkách pro vnitrobuněčné využití. Metalace H2TMPyP sloužila jako sonda dostupnosti povrchu PEG-Ag- nanočástic. Výsledky prokázaly, že tato dostupnost je závislá na chemických vlastnostech jak...
|
|
|
Diagnostika kardiovaskulárního systému metodou CVS
Procházka, Marek ; Jelen, Karel (vedoucí práce) ; Tlapáková, Eva (oponent)
Název: Diagnostika kardiovaskulárního systému metodou CVS Cíle: Cílem diplomové práce je představit metodu CVS (cardiovascular system) jako možnou diagnostickou metodu k odhalení přetěžování srdečního svalu a tím i zvýšenou náchylnost k pozdějším problémům s kardiovaskulárním systémem (zejména infarkt myokardu a hypertenzi). Metoda: Diplomová práce předkládá analýzu dat u několika skupin lidí, které nám byly v průběhu vývoje metody CVS poskytnuty. Jedná se o několik skupin zdravých jedinců (sportovců) a tří skupiny jedinců trpícími problémy s kardiovaskulárním systémem (kolapsové stavy, obezita, hypertenze). U těchto skupin byly naměřeny hodnoty srdeční frekvence a krevního tlaku v klidu a při zátěži. Následně byla vyhodnocena energie potřebná k čerpání krve srdečním svalem a rychlost stoupání pulzního tlaku v závislosti na srdeční frekvenci. Výsledky: Metoda CVS ukázala rozdílnou spotřebu energie srdečním svalem u různých skupin probandů. Výsledky prokázaly, že zatížení srdečního svalu u nemocných jedinců je vyšší než u sportovců při stejné zátěži. Metoda CVS tedy na vzorku, který jsme měli k dispozici, dokázala svou diagnostickou hodnotu při zhodnocení celkové efektivity kardiovaskulárního systému. Klíčová slova: hypertenze, diagnostika kardiovaskulárního systému, přetěžování srdce, energetická...
|
|
|
Uspořádání Ag a Au nanočástic pomocí oligomerů na bázi terpyridinu: Vztah mezi morfologií a spektrálními charakteristikami
Prusková, Markéta ; Šloufová, Ivana (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Práce je zaměřená na přípravu, morfologickou a spektroskopickou charakterizaci mezifázových nanokompozitních (NK) dvojdimenzionálních (2D) samouspořádaných systémů Ag a Au nanočástic (NČ), které byly funkcionalizovány adsorbáty s terpyridylovými koncovými skupinami (2,2′:6′,2′′-terpyridin (tpy), 4'-(thiofen-2-yl)terpyridin (T-tpy), α,ω- bis(terpyridyl)-2,2'-bithiofen (tpy-2T-tpy) a α,ω-bis(terpyridyl)-2,2':5',2''-terthiofen (tpy-3T- tpy). Morfologická charakterizace NK systémů prokázala zachování průměrné vzdálenosti nejbližších NČ ve všech systémech nezávisle na použitém adsorbátu. Celková průměrná vzdálenost NČ se zvyšovala v pořadí: tpy < T-tpy < tpy-2T-tpy < tpy-3T-tpy, zatímco průměrná obsazenost plochy NČ se ve stejném pořadí snižovala a korelovala s posunem maxima SPE (surface plasmon extinction) pásu nanokompozitů (tpy > T-tpy > tpy-2T-tpy > tpy-3T-tpy). Z uvedených výsledků vyplývá, že o posunu maxim SPE pásů nerozhoduje pouze hodnota nejbližších mezičásticových vzdáleností, ale daleko více rozsah delokalizace povrchového plasmonu v 2D uspořádání NČ. Čím menší jsou ostrůvky tvořené NČ v blízkém kontaktu, tím je menší posun maxima SPE křivek a naopak. Studie připravených NK filmů pomocí SERS spektroskopie potvrdila existenci dvou forem povrchových komplexů - s přenosem a bez přenosu náboje...
|
|
| |
|
|
SERS spektroskopie modelových biomolekul pro SERS biosenzing
Šubr, Martin ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Michl, Martin (oponent)
Název práce: SERS spektroskopie modelových biomolekul pro SERS biosenzing Autor: Martin Šubr Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí diplomové práce: doc. RNDr. Marek Procházka, Dr., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Hlavním požadavkem biomolekulárního senzingu, založeného na spektroskopii povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS), je vysoká citlivost a spektrální reprodukovatelnost. K tomuto účelu byly v rámci práce testovány pravidelné pevné stříbrné a zlaté nanostruktury, připravované magnetronovým naprašováním a litografickými metodami na spolupracujících pracovištích. Reprodukovatelná SERS spektra použitých modelových biomolekul (aminokyselin, lysozymu a albuminu) byla na pravidelných pevných stříbrných površích získána v koncentracích 10-4 až 10-6 M, v případě porfyrinů až ≈ 10-7 M. SERS spektra některých biomolekul byla také srovnávána se spektry naměřenými na stříbrném koloidu. Stříbrný hydroxylaminový koloid při použití KCl jako agregačního činidla poskytuje podstatně nižší limit detekce vybraných látek (např. pro cystein řádově 10-8 M), ale s nižší spektrální reprodukovatelností. Hlavním problémem měření SERS spekter ze stříbrných povrchů byl výskyt anomálních pásů, pocházejících z procesu přípravy. V případě pevných stříbrných naprašovaných povrchů bylo zjištěno, že ponechání substrátu několik hodin ve...
|
|
|
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,...
|
host ::
RSS.