|
|
Spectrophotometry of ROS species with focus on hydrogen peroxide
Zhorný, Lukáš ; Hořavová, Lenka (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
The main theme of this work is spectrophotometry. The first chapter describes the theoretical problems of the topic, relevant units and formulas for calculating the absorbance of the solutions of given concentrations. Further disclosed herein is a spectrophotometer, its individual parts, and the principle on which the unit is based. The last chapter of the theoretical introduction to this work is focused on the production of ROS in living organisms and especially in plants, and then there are some spectrophotometric methods for determining the concentration of ROS. The practical part describes the method using TiCl4 and method using KI. Both methods were used to determine the hydrogen peroxide concentration and subsequent measurement of absorbance of solutions of standard hydrogen peroxide added interfering substances. Then, the statistical analysis of the measured data and the assessment of the impact of these interferents to measure absorbance. The first of these methods proved to be suitable for a given measurement.
|
|
|
Signal processing based methods for genome assembly refinement
Jugas, Robin ; Provazník, Ivo (referee) ; Sedlář, Karel (advisor)
The diploma thesis deals with sequencing methods and genome assembly methods including usage of numerical representations. The theoretical part of thesis describes the history of DNA research, generations of sequencing methods, the assembly methods themselves and definiton of numerical representations. Numerical represenatations serve to convert character form of DNA to numerical form and so allow to use digital signal processing methods. There is an algorithm for genome assembly using numerical represenatation proposed in thesis, which is later tested at sequence data.
|
|
|
Searching repetitive DNA in nucleotide sequences
Moskovská, Kateřina ; Provazník, Ivo (referee) ; Kubicová, Vladimíra (advisor)
This bachelor thesis deals with problem of repetitive DNA and algorithms for searching tandem repeats. Tandem repeats are important for biological industry. They are used as gene marker for creating genetic maps, profiles of DNA for paternity testing and in forensic sphere. Tandem repeats wreak several sever humen illness and it is another reason for their searching. Therefore are algorithms for searching of tandem repeats objects of many studies. We can divided algorithms to two main groups – algorithms based on string matching and algorithms based on digital signal processing. Task of this bachelor thesis is choose one member of each group and propose their implementation and than implement them in program Matlab. Result of this thesis should be comparison both programs. This comparison pass off on the basis of chosen criterion and several sequences. Both program transform these sequences and than can be programs compare.
|
|
|
Analysis of Heart Rate Variability
Škrtel, Karol ; Kolářová, Jana (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
The project describes the methods useful for observe changes of heart rate in ECG signal. Heart rate variability become (HRV) the conventionally accepted term to describe variations of NN intervals between consecutive heart beats and generally it is function of instantaneous heart rate or NN interval on time. HRV may be evaluated by time domain or frequency domain measures. In Matlab was developed algorithm, realized like function, which counts HRV parameters from ECG signal series. Analysis in time domain adverts to high correlation between statistic and geometric parameters and similarly with signal HRV. Results of frequency domain analysis shows similarity of power spectral density, which was calculated by two different ways (from interpolated and no interpolated signal HRV). Functionality of developed algorithm was verified on each signal. Project results have signification in progress of analysis ECG signal methods with a view to observe pathological changes in heart rate.
|
|
|
Methods for Predicting Drug Side Effects in Silico
Cicková, Pavlína ; Lexa,, Matej (referee) ; Berka,, Karel (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
Vývoj a výzkum léčiv je oblastí současné vědy, jejíž nedílnou součástí je i využití výpočetních metod. Z důvodu nákladnosti a časové náročnosti laboratorních přístupů, metody in silico sehrávají svou významnou roli. I přes rychlý vývoj výpočetních technik využívaných při vývoji léků, však není drtivá většina zkoumaných molekul v procesu vývoje úspěšná a do schvalovací fáze nepostoupí. Nejen proto se nejmodernější strategie návrhu potenciálních nových léčiv zaměřují na opětovné zkoumání již schválených léků a berou do úvahy i analýzu podobností. Tato práce popisuje vývoj a aplikaci souboru několika workflow, jež byl vytvořen v rámci analytické platformy KNIME a jež implementuje metody strojového učení za účelem predikce nežádoucích účinků léčiv. Součástí prezentovaných workflow je získání dat, jejich předzpracování, výpočet metrik podobností a provedení explorační analýzy. Následně je využito klasifikačních modelů k predikci specifických nežádoucích účinků léčiv. Tato predikce vychází z principů technik založených na podobnosti. K natrénování modelů rozhodovacích stromů pro predikci potenciální asociace nežádoucích účinků s léčivy byly využity strukturní a jiné podobnosti schválených molekul léčiv. Hlavní přínos práce spočívá především v přenositelnosti použitých metod. Soubor workflow je určen k využití jako vhodný nástroj k řešení výzkumných otázek ohledně podobnosti léčiv a jelikož analytická platforma KNIME poskytuje uživatelsky přívětivé grafické rozhraní, není nutné, aby měli uživatelé pokročilé zkušenosti v oblasti strojového učení nebo programování, aby mohli soubor navržených workflow v rámci této platformy pro své analýzy využít.
|
|
|
Fluorescent Methods in Research of Eukaryotic Cells
Chmelíková, Larisa ; Babula, Petr (referee) ; Pešl,, Martin (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
Tato práce zkoumá aplikaci fluorescenčních metod používaných v in vitro studiích v oblasti regenerace srdeční tkáně. Konfokální fluorescenční mikroskopie je vhodnou mikroskopickou technikou pro výzkum v této oblasti, protože umožňuje vizualizaci 3D struktur a distribuce buněk ve 3D modelech. Používané fluorescenční markery by měly být dlouhodobě stabilní, biokompatibilní a netoxické pro živé buňky. V současné době je použití nanočástic jako superparamagnetické nanočástice oxidu železa (SPION) velmi populární; velké množství studií ukazuje, že jsou vhodné pro dlouhodobé experimenty. Tento výzkum využívá superparamagnetické maghemitové nanočástice svázaným rhodaminem na jejich povrchu (SAMN-R) a popisuje jejích excitační a emisní spektrum, velikost a lokalizaci vbuňkách. Stanovení toxicity bylo provedeno měřením reaktivních forem kyslíku (ROS) a nekvantitativním měřením pomocí fluorescenční mikroskopie bylo zjištěno, že hodnota dávky 20 µg·cm-2 je optimální pro aplikaci na živé buňky. Dále byl zkoumán vliv aplikace SAMN-R na buněčnou proliferaci a motilitu, kdy ve studii buněčné proliferace a scratch assay byla použita buněčná linie fibroblastů 3T3. Poté byla studována migrace jednotlivých buněk s použitím mezenchymálních kmenových buněk (MSCs), izolovaných zlidské tukové tkáně. Následná statistická analýza nepotvrdila, že by aplikace SAMN-R měla významný vliv na buněčnou proliferaci, kolektivní migraci nebo na migraci jednotlivých buněk. Lze tedy předpokládat, že SAMN-R jsou vhodným fluorescenčním markerem pro výzkum živých buněk, včetně experimentů voblasti regenerace tkáně. MSC buňky izolované z tukové tkáně mají velký potenciál v regeneraci srdeční tkáně. Jejich interakce s buněčnou linií srdečních svalových buněk HL-1 byly studovány pomocí scratch assay, kdy se tento model jeví jako nadějný a vhodný pro studium buněčných kontaktů a jejich roli přiregeneraci buněk.
|
|
|
Concept drift in metabolomic analysis
Koštoval, Aleš ; Provazník, Ivo (referee) ; Schwarzerová, Jana (advisor)
This bachelor thesis deals with machine learning, specifically the analysis of the concept drift. This is an unwanted phenomenon that can be detected in predictive models. Through detection followed by correction of the concept drift, predictive models become more reliable and can respond adequately to input data representing dynamic information. Metabolomic data can be considered a suitable representative of such data. Metabolomic data and their analysis can help to detect diseases such as diabetes mellitus or cancer early. In the first part of this bachelor thesis, the theoretical background of concept drift analysis and metabolomics analysis are described. The second part discusses the process of modeling predictive classifiers and implementing algorithms for concept drift detection. The practical part of the work was implemented in the Python programming language. Finally, the second part describes the results obtained and their discussion.
|
|
|
Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Visualization of Biological Objects
Nedvědová, Marie ; Kužel,, Petr (referee) ; Vrba, Jan (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This thesis deals with the methods of Terahertz (THz) spectroscopy to observe the kinetics of haemostatic materials used for supporting the native mechanism of haemostasis. The theoretical part follows the physical principles of THz time-domain spectroscopy (THz TDS), mentions the advantages and limitations of this method and its application possibilities for the characterization of biomedical materials. Further, there are specified properties of actual haemostats, described principles of their function and usage in practice, including their interaction with the living tissue. There were performed experiments monitoring the kinetics of physiologic reaction of the tissue adhesive based on the cyanoacrylates and absorbable haemostats. The mechanisms of monitored reactions were explained based on the physical-chemical principles that are used also for the kinetic models’ derivation. Modelling of the measured data results in the estimation of the parameters characterizing the observed samples. The most interesting parameter is the time constant of the reaction because of the possibility to compare reaction rates of different types of haemostats. The detailed analysis of this parameter is performed using the means of statistical methods. Tissue adhesive samples were measured by other spectroscopic and microscopic methods to compare the findings with the experimental results of the THz TDS. Data were processed using algorithms designed especially for this experiment and analysed using mathematical methods.
|
|
|
Genetic variations in coronary artery disease
Kocmanová, Klára ; Roy, Sudeep (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
Tato bakalářská práce se zabývá genetikou onemocnění koronárních tepen. Díky studiu rizikových genetických variací je možné identifikovat ohrožené pacienty a vyvíjet cílenou léčbu. V první kapitole se zmiňuje anatomie, histologie a patofyziologie koronárních tepen. Druhá kapitola je zaměřena na dosavadní znalosti dědičnosti onemocnění koronárních tepen. Ve třetí kapitole jsou zmíněny dva genomické projekty, které přispěly ke studiu variací u onemocnění koronárních tepen, a způsoby čtení dat z jejich databází. Těmito projekty jsou 1000 Genomes Project a CARDIoGRAM plus CD4 consortium. Na základě dat z 1000 Genomes databáze byl získán referenční panel vazebné nerovnováhy. Dále byla provedena asociační analýza na základě dat ze souhrnné statistiky metaanalýzy provedené CARDIoGRAM plus CD4 konsorciem.
|
|
|
Cursor trajectory analysis in schizophrenia research
Vaňková, Michaela Elen ; Provazník, Ivo (referee) ; Schwarz, Daniel (advisor)
By using game controllers in experiments of functional magnetic resonance, we can obtain not only valuable neuroimaging data, but also important behavioral data and data related to the process of experiment. This thesis deals with the use of joystick in schizophrenia research. Furthermore, the thesis deals with the processing and classification of acquired data and their preparation for analysis.
|
guest ::
