|
|
Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples
Hrubanová, Kamila ; Nováček, Jiří (referee) ; Schröfel,, Adam (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
Předložená dizertační práce s názvem “Rastrovací elektronová mikroskopie a její aplikace pro senzitivní vzorky” pojednává o problematice rastrovací elektronové mikroskopie v kontextu instrumentálního a metodologického vývoje vedoucího k inovativnímu řešení, které je dobře aplikovatelné zejména v mikrobiologickém výzkumu. Součástí práce je rozprava o historii a současném stavu elektronové mikroskopie (EM) jakožto vědecké zobrazovací a analytické techniky, tato část se nachází v úvodních kapitolách. Nepopiratelný přínos EM v biologických a lékařských oborech je dokazován mnoha citovanými vědeckými publikacemi. Předložená dizertační práce přináší novinky z oblasti přípravy preparátů a kryogenní rastrovací elektronové mikroskopie (cryo-SEM) vyvinuté na pracovišti Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně. Jedná se především o návrhy a výrobu speciálních držáků vzorků a vývoj nových metodik v oblasti přípravy mikrobiologických preparátů vedoucích k nalezení optimálních parametrů jednotlivých procesů. V experimentální části se nachází ověření metodologických postupů při studiu hydratovaných a na elektronový svazek senzitivních preparátů. Následné srovnání různých přístupů na definovaném biologickém systému z oblasti mikrobiologie přispívá k rozšíření interpretace doposud známých výsledků. Mezi zkoumanými mikrobiologickými kmeny byly biofilm-pozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis a kvasinky jako Candida albicans a Candida parapsilosis, jež jsou považovány za klinicky významné, protože se podílejí na vzniku závažných infekcí zejména u imunokompromitovaných pacientů. Dále byl studován vliv růstu biofilmu bakterie Bacillus subtilis na biodeteriorizaci a biodegradaci poly--kaprolaktonových fólií. Vývoj v oblasti cryo-SEM byl aplikován ve výzkumu mikrobů s biotechnologickým potenciálem, jako jsou např. Cupriavidus necator a Sporobolomyces shibatanus.
|
|
| |
|
|
Thickness determination of a cathodoluminescence active nanoparticles by means of Quantitative STEM imaging
Skoupý, Radim ; Krzyžánek, Vladislav
Labeling of specimens by nanoscale probes is common approach of complex biological\nsystems exploration. Namely gold nanoparticles immuno-staining is well established method\nin electron microscopy. However, if more than two label sizes are used, the differentiation of\nindividual nanoparticles becomes difficult.\nThis can be overcome by cathodoluminescence (CL) active particles – nanophosphors where\nlabels recognition is done by wavelength of emitted light. This gives a great opportunity to\nuse advanced multi probe labeling within one sample.\nThere is a huge variety of nanophosphors: green fluorescent protein, quantum dots, ZnO\nnanoparticles, organic molecules, rare earth-doped nanophosphors etc. Therefore, in order\nto choose best type of nanophosphors for a given task, it is important to measure particles\nsize/thickness, as the CL intensity is proportional to the probe volume.
|
|
|
Structure investigation of hydrogels using a cryo-SEM
Adámková, Kateřina ; Hrubanová, Kamila ; Samek, Ota ; Trudičová, M. ; Sedláček, P. ; Krzyžánek, Vladislav
Hydrogels can be characterized as elastic hydrophilic polymer chains connected in network\nwhich are able to swell notably when exposed to aqueous media by absorbing considerable\namounts of water. Besides being a constituent of living organisms, nowadays, there are\nvarious fields hydrated polymers (e.g. polyvinyl alcohol, collagen, and starch) can be utilized\n– in both biological and non-biological form. Classic examples of such applications are\nhuman health and cosmetics (contact lenses, wound healing dressings and artificial\nreplacement tissues – skin, arterial grafts, cornea and spinal disc replacement), pharmacy\n(drug delivery systems), bioengineering, food industry, agriculture etc. Also, hydrogels\ncan reversibly change their shape when being exposed to a temperature change.
|
|
|
Complex structural characterization of hydrogels based on semi interpenetrating biopolymer networks.
Trudičová, Monika ; Krzyžánek, Vladislav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor)
The content of this diploma thesis was testing the applicability of available structural analysis techniques on a appropriate model hydrogel system. The main aim was to evaluate the advantages and disadvantages of selected structural analysis techniques and the influence of the composition change of the hydrogel system on its internal structure. Semi-interpenetrated hydrogels based on agarose of different concentration were chosen as model system, this type of material was chosen for simple and repeatable preparation and also for its application potential. Electron microscopy (SEM, cryoSEM), mercury porosimetry and turbidimetry were chosen as structural analysis techniques. Experimental results could be used to improve knowledge about the influence of hydrogel composition on its structure and the comparison of chosen techniques will be used for the choice of appropriate structural analysis in the future, which will be applicable to other hydrogel systems as well.
|
|
| |
|
|
Principal component analysis of Raman spectroscopy data for determination of biofilm forming bacteria and yeasts
Šiler, Martin ; Samek, Ota ; Bernatová, Silvie ; Mlynariková, K. ; Ježek, Jan ; Šerý, Mojmír ; Krzyžánek, Vladislav ; Hrubanová, Kamila ; Holá, M. ; Růžička, F. ; Zemánek, Pavel
Many microorganisms (e.g., bacteria, yeast, and algae) are known to form a multi-layered structure composed of cells and extracellular matrix on various types of surfaces. Such a formation is known as the biofilm. Special attention is now paid to bacterial biofilms that are formed on the surface of medical implants, surgical fixations, and artificial tissue/vascular\nreplacements. Cells contained within such a biofilm are well protected against antibiotics and phagocytosis and, thus, effectively resist antimicrobial attack.\nA method for in vitro identification of individual bacterial cells as well as yeast colonies is presented. Figure 1 shows an an example of the biofilm formed by Staphylococcus epidermidis bacteria and Candida parapsilosis yeasts known for forming biofilms. The\npresented method is based on analysis of spectral “Raman fingerprints” obtained from the single cell or whole colony, see figure 2(top). Here, Raman spectra might be taken from the biofilm-forming cells without the influence of an extracellular matrix or directly form the bacterial/yeast colony.
|
|
|
Monte Carlo simulations of electron scattering in scanning transmission electron microscopy
Záchej, Samuel ; Hrubanová, Kamila (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
This thesis deals with an electron scattering in STEM microscopy on objects with dif-ferent shapes, such as cuboid, sphere and hollow capsule. Monte Carlo simulations are used for description of multiple electron scattering. Except the theoretical analysis of the electron scattering and simulation methods, the thesis contains design and realiza-tion of an algorithm simulating electron scattering in given objects. In addition, there is a design for robustness evaluation of the simulation, based on comparison between results and known signals for a given object. Reliability of the algorithm was verified by experimental measurements of the electron scattering on a carbon layer.
|
|
|
Characterization of scanning transmission electron microscopy images of thin biological sections
Novotná, Veronika ; Nebesářová,, Jana (referee) ; Krzyžánek, Vladislav (advisor)
Diplomová práce popisuje fyzikální principy mikroskopů TEM, SEM a STEM spolu s jejich vhodností pro pozorování vzorků citlivých na elektrony, jako jsou zalévací média či biologické vzorky. Dále je popsána příprava vzorků pro STEM (TEM) a popis interakcí, ke kterým dochází mezi primárním elektronovým svazkem a vzorkem. Součástí práce je také pojednání o zpracování mikroskopických obrazů s podkapitolou o metodách kvantitativního porovnání obrazů ze STEM. Praktická část práce je zaměřena zejména na měření úbytku hmoty zalévacích médií (Epon, Spurr, LR White) způsobený primárním svazkem elektronů v nízkonapěťovém STEM. Ultratenké řezy několika tlouštěk byly zkoumány při různých nastaveních mikroskopu (urychlovací napětí, celková dávka, proud svazku, čištění povrchu vzorku a komory mikroskopu) a zobrazovacích módech (světlé a tmavé pole). Dále jsou zkoumány také biologické vzorky Krásnoočka štíhlého (Euglena gracilis) zalitého v pryskyřicích Epon a Spurr. Nasbírané snímky, vytvořené algoritmy a získané výsledky jsou diskutovány a zhodnoceny.
|
|
| |
guest ::
