|
|
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.
|
|
|
Preparation and characterization of nanostructured III-V semiconductor materials
Maniš, Jaroslav ; Kostelník,, Petr (oponent) ; Hospodková,, Alice (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The aim of the presented PhD thesis was to develop and analyze gallium nitride (GaN) nanostructures in three different forms. Firstly, three dimensional GaN nanocrystals prepared on graphene were studied from the perspective of the intrinsic crystal properties as well as growth statistics. Adopting the method of droplet epitaxy allowed the formation of such nanostructures at a low substrate temperature (T = 200°C). In order to demonstrate possible applications, the proof of concept of an UV sensitive device was designed and tested with the successful results and the great promise to the future work. Secondly, two dimensional GaN nanostructures were prepared on a pristine silicon surface also at low temperature (T = 200°C). Following experiments were focused on a study of a crystal structure and an elemental analysis as these structures have been observed for the first time. Two dimensional structures are promising candidates into the high power applications which are emerging in these days. Thus, preparation of such 2D GaN nanostructures serves as a solid foundation for the further research. Thirdly, one dimensional GaN horizontal nanowires were fabricated on different sapphire planes. The prepared nanowires provided adequate dataset for the subsequent data analysis related to the growth kinetics. Collected dataset was used for verification of the developed theoretical model of the nanowire growth. It has been shown that the theoretical model describes the growth of nanowires with great precision and, thus, provide a useful insight into the growth mechanisms.
|
|
|
SMV-2023-57: EM analýza mikroorganismů II
Hrubanová, Kamila
Cílem smluvního výzkumu byla odborná analýza mikrobiologických vzorků s biotechnologickým významem se záměrem popsat ultrastrukturu buněk, která se odvíjí od kultivačních podmínek průmyslového procesu. Součástí spolupráce byla provedena kryogenní příprava vzorků, následovalo mikrobů pomocí elektronového mikroskopu za nízkých teplot (cryo-SEM), vybrané vzorky byly zpracovány i pro transmisní elektronovou mikroskopii (TEM). Dále byla provedena spektroskopická měření pomocí Ramanovy spektroskopie.
|
|
|
SMV-2023-56: EM analýza mikroorganismů
Hrubanová, Kamila
Cílem smluvního výzkumu byla odborná analýza mikrobiologických vzorků se záměrem popsat morfologické změny závislé na kultivačních podmínkách. Součástí spolupráce byla provedena kryogenní příprava vzorků, následovalo mikrobů pomocí elektronového mikroskopu za nízkých teplot (cryo-SEM), vybrané vzorky byly zpracovány i pro transmisní elektronovou mikroskopii (TEM). Dále byla provedena spektroskopická měření pomocí Ramanovy spektroskopie.
|
|
|
Ramanova spektroskopie jako nástroj pro analýzu mikrobiálních buněk
Pokorný, Petr ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Samek, Ota (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na využití Ramanovy spektroskopie pro analýzu výskytu ektoinů a hydroxyektoinů v bakteriálním kmeni Halomonas elongata. V teoretické části je zpracována charakteristika extrémofilů s bližším přihlédnutím na halofilní organismy a jedny z jejich hlavních osmolytů, ektoiny. Dále je popsána metoda Ramanovy spektroskopie a její využití. V experimentální části je rozebrána kultivace bakterie na různých kombinacích substrátu a koncentrace soli pro dosažení optimální produkce PHA a pro dosažení co největšího výtěžku biomasy pro analýzu Ramanovou spektroskopií. Nejlepším substrátem pro produkci PHA se ukázala být glukóza s koncentrací soli 30 g/l NaCl, kde procentuální zastoupení PHB v biomase činilo 30,5229 %. Ideálním substrátem pro největší množství biomasy byla sacharóza. Bakterie narostlá na sacharóze při třech koncentracích soli, 40, 70 a 100 g/l NaCl byla měřena pomocí Ramanovy spektroskopie pro porovnání spolu s bakteriemi Halomonas salina a Halomonas organivorans. Ramanova spektroskopie se však ukázala jako nedostatečně citlivá pro měření tohoto typu vzorku, tudíž jsme nebyli schopni změřit přítomnost ektoinů nebo hydroxyektoinů v buňkách.
|
|
| |
|
|
Analýza biologicky významných látek
Maděránková, Denisa ; Rychtárik, Milan (oponent) ; Roleček, Jiří (vedoucí práce)
V této diplomové práci jsou popsány vybrané metody Ramanovy spektroskopie jako je povrchově zesílená Ramanova spektroskopie a jednomolekulová Ramanova spektroskopie. Také jsou zde uvedeny základy numerických metod „Discrete Dipole Approximation“ a „Finite Difference Time Domain“ pro modelování optických vlastností mikro- a nanočástic, které se používají pro povrchově zesílenou Ramanovu spektroskopii a další nanospektrometrické metody. Je zde dále popsána základní instrumentace používaná pro měření Ramanových spekter. Experimentální část práce je zaměřena na numerické modelování jevu „photonic nanojet“ vznikající na zastíněné straně dielektrických mikročástic. Tento jev by bylo možné využít pro novou metodu konfokální mikroskopie se současným snímáním Ramanových spekter. Pro modelování byla použita metoda „Finite Difference Time Domain“. Druhá experimentální část práce obsahuje výsledky měření klasických Ramanových spekter beta-karotenu a povrchově zesílených Ramanových spekter beta-karotenu v suspenzi nanočástic.
|
|
|
Characterization of PVDF material in nanoscale resolution
Pisarenko, Tatiana ; Dallaev, Rashid (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
This work deals with the characterization of nanofibers based on polyvinylidene fluoride. The focus is on the piezoelectric properties of the fiber, which are studied by piezoelectric force microscopy. Thus, two types of different samples were measured, which differed in the fabrication parameters. The differences in the fibers in their phase composition were also investigated using Raman spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy. Chemical analysis of the surface and its state was performed using X-ray photoelectron spectroscopy. The different arrangement of the nanofibers together with their cross-section was observed by a scanning electron microscope using focused ion beam. The wettability and contact angle of the surface of the samples with demineralized water were also examined. It was found that the higher speed of the roller during the electrospinning process has a very significant effect on their arrangement and thus on the parameters affecting the formation of the piezoelectric effect and other material properties.
|
|
|
Ramanova spektroskopie prokaryotních buněk
Večeríková, Paula ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Samek, Ota (vedoucí práce)
Predkladaná bakalárska práca sa zaoberá Ramanovou spektroskopiou bakteriálnych buniek. Táto metóda sa ukazuje ako veľmi vhodná na sledovanie kultivačných podmienok týchto bakteriálnych kmeňov, pretože je vo svojej podstate nedeštruktívna a rýchla v porovnaní s plynovou chromatografiou. Vďaka nedeštruktívnemu charakteru je možné zmerané bunky ďalej kultivovať. Túto analytickú metódu je ďalej možné využiť k triedeniu a výberu jedincov so zvýšenou schopnosťou tvorby PHB. Týmto výberom by bolo potom možné vybrať generáciu tzv. superproducentov PHB. Polyhydroxybutyrát (PHB) patrí do skupiny polyhdroxyalkanoátov (PHA), ktoré slúžia ako náhrada plastov z petrochemického priemyslu, ktorých spotreba narastá obzvlášť v dobe pandémie. Súčasne biodegradabilné náhrady sú na báze škrobu, čím však dochádza ku odčerpávaniu nutričného materiálu pre ľudí a zvieratá. Táto bakalárska práca môže slúžiť ako podklad ku zníženiu ceny výroby PHB, keďže výsledky môžu byť použité pri kultivácií buniek ako senzor obsahu PHB v reakcií na kmeň baktérií. V experimentálnej časti práce boli premerané Ramanové spektrá vybraných baktérií, kde výsledok ukázal najväčšiu odozvu pre PHB u Chelatococcus shambunathi a najnižšiu u termofilný izolát BZ (Paenibacillus sp.). Kvantitatívna informácia o obsahu PHA v baktériách bola zistená plynovou chromatografiou, kde najvyšší obsah mala baktéria – Chelatococcus shambunathi a naopak najnižší Termobacillus composti. Predmetom druhej časti bolo oddelenie zmesi dvoch bakteriálnych kultúr produkujúcich a neprodukujúcich PHA. Výsledkom bol jednoznačný dôkaz, že zmes je oddeliteľná na základe intenzity vybraného triediaceho parametra.
|
|
|
Příprava ultra ostrých hrotů pro STM - TERS aplikace
Šilhan, Lukáš ; Man, Ondřej (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou Au hrotů pomocí elektrochemického leptání. Teoretická část se zabývá srovnáním metod pro pozorování povrchu materiálů a Ramanovou spektroskopií. Experimentální část je věnována volbě vhodných parametrů k dosažení nejmenších poloměrů zaoblení špičky hrotu. Je zkoumán vliv tepelného zpracování výchozího materiálu na geometrii hrotů. Na zhotovených hrotech je ověřena jejich funkčnost. Tyto hroty je možné použít jak SPM technikách, tak i v lokálně zesílené Ramanově spektroskopii.
|
host ::
RSS.