|
|
Golden nanosystems for molecular detection of biological samples using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy
Kebabová, Mona ; Bernátová,, Silva (oponent) ; Samek, Ota (vedoucí práce)
Sensitive and accurate detection of analytes or bacteria is a crucial step in identifying dangerous compounds or pathogens, whether in the medical field or food safety. Utilizing advanced methods such as Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) would help with identifying bacteria or analytes with high sensitivity and accuracy. To optimize the method, the proposed master thesis concentrates on the synthesis and characterization of metal nanoparticles (NPs) that enhance Raman signal by localized plasmon resonance in SERS. Firstly, the recent approaches to the synthesis of plasmonic nanostructures are discussed. The main part of the experimental work consists of the synthesis of gold (Au) and silver (Ag) NPs and their characterization and use for analysis of chemical and biological samples by SERS. The NPs were used for the detection of dye molecules (rhodamine 6G and methylene blue), as well as the pathogenic bacteria Staphylococcus aureus and Escherichia coli, adsorbed on the surface of the synthesized NPs. Furthermore, a highly specific label-based sandwich immunoassay based on SERS signal of Raman reported linked to bacteria and NPs was replicated. This label-based method is a technique for the detection of a specific bacterial strain with the purpose of identifying the bacteria quickly and accurately. In principle, antibodies against specific bacteria were bound to the nanoparticle surface via an avidin-biotin affinity, allowing the bacteria (E. coli and S. aureus) to be captured. The prepared sandwich immunoassay is a precursor to highly accurate and rapid detection of bacteria, which I believe will be achieved in future steps.
|
|
|
Zlaté nanosystémy pro detekci molekul pomocí povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (SERS)
Benešová, Markéta ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na výrobu a využití zlatých nanosystémů k zesílení Ramanova rozptylu. Kovové nanočástice při interakci s elektromagnetickým zářením vytváří tzv. lokalizované plazmony, které mají schopnost zesílit Ramanův rozptyl. SERS (povrchem zesílený Ramanův rozptyl) je nedestruktivní analytická technika, která byla v této práci použita k měření koncentrace a chemických změn v molekule rhodaminu B. Rhodamin B byl před měřením podroben fotokatalytické degradaci za pomoci dvou typů fotokatalyzátorů: TiO2-(H) a TiO2-(H)-Ag. Byla hledána kvantitativní závislost fotodegradace rhodaminu B na přítomnosti fotokatalyzátorů ve stanoveném časovém úseku, pomocí fotodegradačních procesů. Výsledky z měření pomocí metody SERS byly porovnány s výsledky získanými UV-VIS spektroskopií. Z naměřených dat bylo zjištěno, že fotokatalyzátory výrazně urychlují fotodegradační procesy, protože Ramanův signál rhodaminu B klesal, přičemž pokles signálu byl nejvýraznější pro katalyzátor s přídavkem TiO2-(H)-Ag, méně výrazný, ale stále statisticky významný pokles signálu byl pozorován pro katalyzátor bez přídavku TiO2-(H), zatímco v kontrolním vzorku bez fotokatalyzátoru nebyl pokles signálu pozorován. V další fázi diplomové práce byl navržen sendvičový imunotest, který využívá SERS k detekci bakterie E. coli, nebo jiných specifických mikroorganismů ve vzorku. První složkou sendvičového imunotestu jsou zlaté nanočástice, které nesou tzv. Ramanův reportér, který má zřetelnou Ramanovskou odezvu ve spektru a zlaté nanočástice tento signál zesilují, a protilátky, díky nimž se částice specificky váže na mikroorganismus. Další složkou jsou buď pozlacená sklíčka nebo magnetické nanočástice, které jsou modifikovány protilátkami a slouží imobilizaci mikroorganismů. Tento systém může být rychlou a velmi přesnou cestou, jak identifikovat daný mikroorganismus ve vzorku.
|
|
|
Zlepšování limitů detekce spektroskopie laserem indukovaného plazmatu (LIBS) pomocí aplikace nanočástic
Képeš, Erik ; Prochazka, David (oponent) ; Sládková, Lucia (vedoucí práce)
Bakalárska práca popisuje možnosti zlepšovania detekčných limít metódy spektroskopie laserom indukovanej plazmy (LIBS). Zhŕňa modifikácie klasickej aparatúry, ktoré využívajú metódy double-pulsed LIBS (DPLIBS), Townsend effect plasma sectroscopy (TEPS), resonance enhanced LIBS (RELIBS), spark discharge LIBS (SDLIBS), flame-enhanced LIBS (FELIBS) aj nové postupy pri príprave vzoriek, ktoré používa metóda nanoparticle enhanced LIBS (NELIBS). Popisuje mechanizmy, ktoré využívajú jednotlivé metódy k zníženiu detekčných limít a obsahuje prehľad dosiahnutých zlepšení oproti klasickej metóde LIBS. Podrobnejšie sa zaoberá najnovšou metódou nanoparticle enhanced LIBS a experimentálne overuje a skúma vplyv nanočastíc rôznych typov a veľkostí na intenzitu emisného spektra metódy LIBS.
|
|
|
Příprava nanočástic a jejich využití jako kontrastních látek pro in vivo zobrazování.
Odehnalová, Nikola ; Kratochvílová, Irena (oponent) ; Turánek,, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá optimalizací syntézy nanočástic zlata a následnou povrchovou modifikací umožňující jejich využití jakožto kontrastních látek pro in vivo zobrazování pomocí CT. Zlaté nanočástice byly připraveny Turkevichovou metodou a charakterizovány metodami TEM, DLS, MADLS a UV-Vis. Jejich povrch byl funkcionalizován polyethylenglykolem obsahujícím na jednom ze svých konců thiolovou skupinu, díky které se na povrch zlatých nanočástic vázal. Terminální konec řetězce daného polymeru byl pak methylovaný nebo zakončený aminoxy skupinou umožňující vznik oximové vazby s kyselinou hyaluronovou prostřednictvím klik-chemie. Způsobilost připravených nanočástic pro in vivo aplikaci byla ověřena na základě testů stability a cytotoxicity. Aplikační potenciál nanočástic zlata modifikovaných methylovaným polyethylenglykolem byl ověřen pomocí CT na myším modelu po intravenózním podání.
|
|
|
Plazmonicky aktivní elektrochemické elektrody na bázi nanotrubic sulfidu wolframičitého pokrytých zlatými nanočásticemi
Salajková, Zita ; Daňhel,, Aleš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Při dopadu elektromagnetické vlny na kovovou nanostrukturu dochází za určitých podmínek k jejímu svázání s kmity elektronů a ke vzniku tzv. povrchových plazmonových polaritonů. Při nezářivém zániku těchto kolektivních oscilací dochází k excitaci nosičů náboje, které pak mají na krátký čas mnohem větší energii, než jaká by jim příslušela čistě na základě teploty nanostruktury. Tyto tzv. horké elektrony a díry nacházejí svoje využití ve fotochemických aplikacích, například v reakcích probíhajících na fotoaktivních elektrodách, kde horké elektrony fungují jako katalyzátory. Při výrobě těchto elektrod se nabízí využít zlatých nanočástic, které díky vybuzení plazmonů vykazují ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti výrazně (rezonančně) zesílenou absorpci, což by např. mohlo zefektivnit využití solární energie. Tato práce se zabývá elektrochemickými experimenty, které mají sloužit k objasnění principů fotochemických reakcí za přítomností horkých elektronů v našem modelovém systému. Ten je tvořen skleněnými elektrodami s vrstvou cínem dopovaného oxidu inditého pokrytého nanotrubkami ze sulfidu wolframičitého, které na sobě nesou zlaté nanočástice a elektrolytem obsahujícím redoxní komplexy. Porovnání chronoamperometrických měření na jednotlivých součástech tohoto systému ukazuje, že excitace plazmonických nanočástic skutečně vede ke vzniku fotoproudu a že elektrochemické metody mohou sloužit k analýze fotochemických reakcí katalyzovaných horkými elektrony.
|
|
|
Fotoelektrochemické vlastnosti oxidu titaničitého dopovaného kovy
Vičarová, Monika ; Drbohlavová, Jana (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací materiálů a procesů pro zhotovení vrstev oxidu titaničitého obohacených o agregáty kovů nanoskopických rozměrů. Při osvitu viditelným zářením se u těchto vrstev vyskytuje plazmonický efekt. Tenké vrstvy oxidu titaničitého dopované zlatem byly naneseny na FTO skleněný substrát metodou spin-coating a kalcinovány při teplotě 450 °C po dobu 30 minut. Pro zhotovení vrstev byly použity dvě formy oxidu titaničitého a dva různé prekurzory zlata. Struktura vrstev byla pozorována pomocí optické a SEM mikroskopie. Fotoelektrochemické vlastnosti připravených vrstev byly studovány prostřednictvím elektroanalytických metod – lineární voltametrií a chronoampérometrií.
|
|
|
Funkcionalizované nanostruktury
Váňa, Rostislav ; Kvapil, Michal (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá funkcionalizovanými nanostrukturami. V první části jsou zmíněny materiály vhodné pro funkcionalizaci, využití funkcionalizovaných nanostruktur v oblasti medicíny a biochemie a metody detekce změn optických vlastností. Ve druhé části jsou zkoumány změny optických vlastností nanostruktur po funkcionalizaci pomocí spektroskopické elipsometrie a FTIR spektroskopie.
|
|
|
Synthesis of spherical gold nanoparticles for biomedical applications
Gablech, Evelína ; Adam, Vojtěch (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
This paper deals with synthesis of spherical gold nanoparticles for various biomedical applications. Gold nanoparticles were synthetized by green methods. Considerable part of this thesis is devoted to green procedures. The aim of this work was to synthetize stable colloid gold nanoparticles suitable for various biomedical applications; especially for in vivo and in vitro bioimaging techniques. Review of these methods is included in theoretical part of this thesis as well. A cytotoxicity test was also provided. Gold nanoparticles were characterized by methods SEM, DLS, UV-VIS.
|
|
|
Funkcionalizace zlatých nanočástic pro zobrazování
Jakubechová, Jana ; Pekárková, Jana (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá syntézou zlatých nanočastíc s následnou funkcionalizáciou povrchu tak, aby boli vhodné pre in vitro zobrazovanie. Z tohto hľadiska musia zlaté nanočastice vykazovať výhodné optické vlastnosti, vysokú stabilitu, monodisperzitu a hlavne by nemali javiť známky cytotoxicity. K dosiahnutiu stanovených požiadavok bola prevedená syntéza sférických zlatých nanočastíc na základe Turkevichovej metódy a modifikácia povrchu pomocou glutatiónu a polyetylénglykolu. K charakterizácií nanočastíc boli využité analýzy ako SEM, DLS, UV-VIS a Zeta potenciál. Výsledné nanočastice boli podrobené testu toxicity s využitím MTT na bunkovej kultúre HEK 293.
|
|
|
Charakterizace polovodičových nanovláken
Novotný, Karel ; Grym, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje charakterizaci polovodičových nanodrátů. Teoretická část popisuje základní fyzikální vlastnosti TiO2 a je předložena rešerše vybraných vlastností nanostruktur oxidu titaničitého. V experimentální části je popsáno několik spektroskopických měření na souborech TiO2 nanodrátů. Rovněž je testován vliv zlatých nanočástic (deponovaných na povrchu nanodrátů) na vlastnosti testovaných vzorků. Poslední část práce je věnována vytvoření metodologie pro měření elektrických vlastností jediného nanodrátu. K těmto experimentům byla využita metoda depozice elektronovým (resp. iontovým) svazkem a elektronová litografie.
|
host ::
RSS.