|
|
Intrinsic fluorescence of bacteria Cupriavidus necator
Marková, Kateřina ; Obruča, Stanislav (referee) ; Mravec, Filip (advisor)
This thesis focuses on autofluorescence of flavins in gram-negative bacteria Cupriavidus necator H16 and its mutant strain PHB-4. The main methods used were fluorescence microscopy and flow cytometry. To confirm the presence of flavins, excitation and emission spectra of the bacterial suspension were measured, which were compared with flavin standards. In the part of testing cells without stress response, the autofluorescence of bacteria in PBS buffer and cell suspensions stained with fluorescence probe BODIPY 493/503 was measured. The ratio of short fluorescence lifetime to long autofluorescence lifetime, and its dependence on fluorescence probe was compared with previous conditions. Autofluorescence of the supernatant was measured; it was found that the relative amplitude of long lifetime was multiple times higher than in the cell. In the part devoted to the stress response, this thesis was focused on the amount of dissolved oxygen in the production medium and the effect on bacterial autofluorescence. Then differently concentrated hydrogen peroxide was used, the best results were obtained from the concentration of 100 mM in media. For comparison a combination of hydrogen peroxide with ferro-ammonium sulphate was used, but there was no big difference. Sodium azide and antimycin A were selected as substances that directly influence on bacterial respiratory chain. Both compounds affected change in the ratio of the relative amplitudes, but the distribution of these lifetimes and the autofluorescence change over time was affected only by sodium azide.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (referee) ; Weidlich,, Tomáš (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Organická elektronika a bioelektronika zažívá v moderním věku obrovskou snahu o vývoj nových organických materiálů s vlastnostmi, které běžná elektronika na bázi křemíku obvykle nedosahuje. Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací nových organických materiálů pro organickou elektroniku. Zaobírá se přípravou nových pentafluorsulfanylových heterocyklických stavebních bloků, alkylovaných vysokoúčinných organických pigmentů a bioinspirovaných organických -konjugovaných materiálů s modifikovatelnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a racionálními syntetickými přístupy k jejich přípravě. Pentafluorsulfanylová skupina (SF5) je ceněna pro svou vysokou elektronegativitu, lipofilitu, tepelnou a chemickou stabilitu. Pozitivně ovlivňuje optické a elektronické vlastnosti, rozpustnost a stabilitu v často lepší míře než u zavedených CF3-analogů. Šesti a čtyřkrokovou syntézou byly připraveny dva typy derivátů 3-SF5-substituovaných pyrrolidinů, které mohou sloužit jako všestranné stavební jednotky pro začlenění do pokročilých aromatických a heteroaromatických -konjugovaných systémů prostřednictvím atomů dusíku jako fluorované terminální skupiny. Modelový derivát byl zaveden jako terminální skupina do elektronově chudého heteroaromatického systému nukleofilní substitucí. Vodíkovými můstky vázané vysokovýkonné organické pigmenty přitahují velkou pozornost díky svým působivým polovodivým vlastnostem, silné 2D molekulární asociaci, vysoké tepelné, chemické a fotochemické stabilitě a nízké toxicitě. Přesto jsou pouze omezeně rozpustné a zpracovatelné, což lze vyřešit zavedením solubilizačních skupin. Je známo, že obzvláště objemné rigidní skupiny nesoucí adamantyl zlepšují uspořádání molekulární struktury, tepelnou stabilitu a výsledné vlastnosti díky samoorganizační schopnosti adamantanu. Adamantylmethylová a adamantylethylová skupina byla zavedena do vybraných barviv a pigmentů ze skupiny karbonylových azaacenů, rylen-diimidů a indigoidů pomocí nukleofilní substituce se zaměřením na zvýšení rozpustnosti a zpracovatelnosti při zachování tepelné stability a efektivní molekulární organizaci v pevné fázi. Fyzikálně-chemické studie série derivátů quinacridonu a epindolidionu ukázaly srovnatelnou, nebo vyšší tepelnou stabilitu než u nesubstituovaných derivátů, dobrou rozpustnost v organických rozpouštědlech, silnou fluorescenci v pevné fázi a roztoku v oblasti VIS a unikátní krystalovou strukturu pozorovanou z RTG analýzy. Flaviny jsou všudypřítomné bioinspirované organické materiály s nepostradatelnými biologickými funkcemi, výhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, chemickou a aplikační všestranností. Cílem práce byla modifikace optických, elektronických, elektrochemických, tepelných a dalších vlastností rozšířením -konjugovaného systému syntetizovaných materiálů. V první fázi byly navrženy dva syntetické přístupy pro přípravu série NH-nesubstituovaných flavinů, u kterých byly provedeny komplexní fyzikálně-chemické studie. Poté byly navrženy dva přístupy k syntéze N,N'-dialkylovaných flavinů s inkorporovaným butylovým, adamantylethylovým a triethylenglykolovým substituentem. Alkylací byla zvýšena rozpustnost v organických rozpouštědlech a vodném prostředí, zesílena fluorescence v pevné fázi a v roztocích a modifikovány tepelné vlastnosti v závislosti na zavedeném alkylovém substituentu.
|
|
|
Bio-inspired organic molecules for photodynamic therapy
Švarcová, Nikola ; Cigánek, Martin (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Photodynamic therapy is a treatment method using the clinical application of photosensitisers for alternative treatment of oncological and inflammatory diseases. Using photosensitisers, substances with absorption properties, is a crucial element for the effective therapy process. Flavins can serve as photosensitisers in photodynamic therapy thanks to their conjugated system. The proposed bachelor thesis is focused on preparing of a novel, riboflavin-inspired flavin derivative. The structural isomers of riboflavin, alloxazines, provide simple synthetic modification for material properties enhancement. The theoretical part deals with the principle and mechanism of photodynamic therapy, modern trends in medical applications, limitations, benefits and essential elements for the effective therapy process. Consequently, the possibility of flavin derivatives potential use as infrared-absorbing photosensitisers is considered. The experimental part aims to prepare the intermediates and final precursors, 1,3-dialkylated uracil and acenaphthene-based 1,2-diketone. Verified synthetic paths described in the thesis provided high yields of the prepared intermediates and final precursors. Thus, the approaches will be utilized in the following synthetic studies to prepare the acenaphthene flavins series.
|
|
|
Attempt to Prepare N-(4-oxazolin-2-ylphenyl)barbituic acid
Sika, Jan ; Kotoučová, Hana (advisor) ; Liška, František (referee)
Presented bachelor thesis is a part of broader topic of preparation and utilization of flavines and flavin salts in organo-catalysis. Primarily it deals with their utilization in the role of catalyst in enantioselective oxidations. Original purpose of this thesis was to prepare N-[4-(oxazolinu-2-yl)phenyl]barbituric acid 1. This experiment was supposed to prove a possibility of similarly substituted barbituric acids preparation and their further use in antropoizomer flavines and flavin salts synthesis. Although the original substance preparation proved to be unsuccessful the work results in the a successful preparation of one its intermediates N-[4-(oxazolin-2yl)phenyl]-methylcarbamate 25 which is a brand new substance and which was successfully characterized.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (referee) ; Weidlich,, Tomáš (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Organická elektronika a bioelektronika zažívá v moderním věku obrovskou snahu o vývoj nových organických materiálů s vlastnostmi, které běžná elektronika na bázi křemíku obvykle nedosahuje. Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací nových organických materiálů pro organickou elektroniku. Zaobírá se přípravou nových pentafluorsulfanylových heterocyklických stavebních bloků, alkylovaných vysokoúčinných organických pigmentů a bioinspirovaných organických -konjugovaných materiálů s modifikovatelnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a racionálními syntetickými přístupy k jejich přípravě. Pentafluorsulfanylová skupina (SF5) je ceněna pro svou vysokou elektronegativitu, lipofilitu, tepelnou a chemickou stabilitu. Pozitivně ovlivňuje optické a elektronické vlastnosti, rozpustnost a stabilitu v často lepší míře než u zavedených CF3-analogů. Šesti a čtyřkrokovou syntézou byly připraveny dva typy derivátů 3-SF5-substituovaných pyrrolidinů, které mohou sloužit jako všestranné stavební jednotky pro začlenění do pokročilých aromatických a heteroaromatických -konjugovaných systémů prostřednictvím atomů dusíku jako fluorované terminální skupiny. Modelový derivát byl zaveden jako terminální skupina do elektronově chudého heteroaromatického systému nukleofilní substitucí. Vodíkovými můstky vázané vysokovýkonné organické pigmenty přitahují velkou pozornost díky svým působivým polovodivým vlastnostem, silné 2D molekulární asociaci, vysoké tepelné, chemické a fotochemické stabilitě a nízké toxicitě. Přesto jsou pouze omezeně rozpustné a zpracovatelné, což lze vyřešit zavedením solubilizačních skupin. Je známo, že obzvláště objemné rigidní skupiny nesoucí adamantyl zlepšují uspořádání molekulární struktury, tepelnou stabilitu a výsledné vlastnosti díky samoorganizační schopnosti adamantanu. Adamantylmethylová a adamantylethylová skupina byla zavedena do vybraných barviv a pigmentů ze skupiny karbonylových azaacenů, rylen-diimidů a indigoidů pomocí nukleofilní substituce se zaměřením na zvýšení rozpustnosti a zpracovatelnosti při zachování tepelné stability a efektivní molekulární organizaci v pevné fázi. Fyzikálně-chemické studie série derivátů quinacridonu a epindolidionu ukázaly srovnatelnou, nebo vyšší tepelnou stabilitu než u nesubstituovaných derivátů, dobrou rozpustnost v organických rozpouštědlech, silnou fluorescenci v pevné fázi a roztoku v oblasti VIS a unikátní krystalovou strukturu pozorovanou z RTG analýzy. Flaviny jsou všudypřítomné bioinspirované organické materiály s nepostradatelnými biologickými funkcemi, výhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, chemickou a aplikační všestranností. Cílem práce byla modifikace optických, elektronických, elektrochemických, tepelných a dalších vlastností rozšířením -konjugovaného systému syntetizovaných materiálů. V první fázi byly navrženy dva syntetické přístupy pro přípravu série NH-nesubstituovaných flavinů, u kterých byly provedeny komplexní fyzikálně-chemické studie. Poté byly navrženy dva přístupy k syntéze N,N'-dialkylovaných flavinů s inkorporovaným butylovým, adamantylethylovým a triethylenglykolovým substituentem. Alkylací byla zvýšena rozpustnost v organických rozpouštědlech a vodném prostředí, zesílena fluorescence v pevné fázi a v roztocích a modifikovány tepelné vlastnosti v závislosti na zavedeném alkylovém substituentu.
|
|
|
Intrinsic fluorescence of bacteria Cupriavidus necator
Marková, Kateřina ; Obruča, Stanislav (referee) ; Mravec, Filip (advisor)
This thesis focuses on autofluorescence of flavins in gram-negative bacteria Cupriavidus necator H16 and its mutant strain PHB-4. The main methods used were fluorescence microscopy and flow cytometry. To confirm the presence of flavins, excitation and emission spectra of the bacterial suspension were measured, which were compared with flavin standards. In the part of testing cells without stress response, the autofluorescence of bacteria in PBS buffer and cell suspensions stained with fluorescence probe BODIPY 493/503 was measured. The ratio of short fluorescence lifetime to long autofluorescence lifetime, and its dependence on fluorescence probe was compared with previous conditions. Autofluorescence of the supernatant was measured; it was found that the relative amplitude of long lifetime was multiple times higher than in the cell. In the part devoted to the stress response, this thesis was focused on the amount of dissolved oxygen in the production medium and the effect on bacterial autofluorescence. Then differently concentrated hydrogen peroxide was used, the best results were obtained from the concentration of 100 mM in media. For comparison a combination of hydrogen peroxide with ferro-ammonium sulphate was used, but there was no big difference. Sodium azide and antimycin A were selected as substances that directly influence on bacterial respiratory chain. Both compounds affected change in the ratio of the relative amplitudes, but the distribution of these lifetimes and the autofluorescence change over time was affected only by sodium azide.
|
|
|
Attempt to Prepare N-(4-oxazolin-2-ylphenyl)barbituic acid
Sika, Jan ; Kotoučová, Hana (advisor) ; Liška, František (referee)
Presented bachelor thesis is a part of broader topic of preparation and utilization of flavines and flavin salts in organo-catalysis. Primarily it deals with their utilization in the role of catalyst in enantioselective oxidations. Original purpose of this thesis was to prepare N-[4-(oxazolinu-2-yl)phenyl]barbituric acid 1. This experiment was supposed to prove a possibility of similarly substituted barbituric acids preparation and their further use in antropoizomer flavines and flavin salts synthesis. Although the original substance preparation proved to be unsuccessful the work results in the a successful preparation of one its intermediates N-[4-(oxazolin-2yl)phenyl]-methylcarbamate 25 which is a brand new substance and which was successfully characterized.
|
guest ::
