|
|
Detekce biomarkerů pomocí elektrochemických metod mikrofluidickým čipem
Klepáčová, Ivana ; Svoboda, Ondřej (oponent) ; Neužil, Pavel (vedoucí práce)
Práca je zameraná na vývoj elektrochemického systému s mikrofluidickou platformou pre detekciu niekoľkých biomarkerov. Analyzuje problematiku použitia biomarkerov pre včasnú diagnostiku rakoviny. Teoretická časť obsahuje základné informácie o voltametrických metódach a o mikrofluidických systémoch. Praktická časť poskytuje riešenia mikrofluidických čipov, vrátane popisu použitých materiálov, dizajnov, metodík prípravy a závery z testovania vyrobených mikrofluidických systémov. V práci je popísaný elektrochemický „lock-in“ systém merajúci odozvu zo 4 elektrochemických buniek súčasne. K meraniam so systémom bol použitý elektrochemický čip pozostávajúci zo 64 elektrochemických buniek. Výsledky analýzy obsahujú spracovanie testov sytému a detekovaných voltametrických kriviek roztoku Fe2+/Fe3+ a cysteínu.
|
|
|
Mikrofluidní systémy v křemíkové technologii
Juránek, Dominik ; Fecko, Peter (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím a funkčností mikrofluidních zařízení. Blíže se potom zaměřuje na jejich práci s krví, kde se mikrofluidní žařízení dají využít k rozříznutí červených krvinek. První část této práce je věnovaná teorii vzpjaté z mirofluidikou, stručně uvádí historii mikrofluidních zařízení a materiálů využívaných k jejich integraci, dále hovoří o využívaných metodách při výrobě samotných mikrofluidních zařízeních v křemíkovém substrátu. Jako poslední je v této části popsána struktura krve z hlediska jejího složení a vlastností, které jsou pro práci s mikrofluidními zařízeními důležité. Praktická část zahrnuje (výrobní postup) vytvoření mikrofluidního zařízení a testování zařízení, tak aby bylo schopné červené krvinky rozříznout.
|
|
|
Mikrofluidická zařízení
Stehlík, Martin ; Sluše, Jan (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou míchání kapalin v zařízeních s mikrorozměry a jejich výrobou. První část práce je zaměřena na problematiku Reynoldsova, Pécletova a Strouhalova čísla. V druhé části jsou popsány mikromíchadla a jejich rozdělení. Závěrečná část se věnuje konkrétním příkladům výroby mikrofluidních zařízení.
|
|
|
Cavitation in microfluidics
Holub, Martin ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Microfluidics has recently gained attention of numerous research groups. Its applications are manifold and could potentially bring about significant advances in several fields including healthcare, battery energy storage and high-performance computing. The thesis “Cavitation in Microfluidics” deals with cavitation at the microscale level. Its relevance to the up-to-date research is emphasized by recent studies which show that various aspects of cavitating flows observed at microscale often differ from their macroscale counterparts. Better understanding of this phenomenon can be directed towards addressing crucial challenges of microfluidics including fluid mixing and pumping. Cell stretching and lysis, chemical catalysis and targeted drug delivery count among other possible applications. The first part of this work deals in turn with fluid mechanics and chemistry fundamentals of cavitation. This is followed by concise overview of its conventional as well as microscale applications. Finally, numerical flow simulations of cavitating flow in two distinct domains are presented together with results analysis and validation. The results include distribution of phases, report on areas of recirculation and influence of changing cavitation number on flow variables. Based on this, an experiment enabling accurate investigation of flow characteristics is proposed. This will enable to draw parallels between the experimental and numerical investigations and allow for evaluation of the suitability of laminar model. This thesis lays foundation for future work on the topic planned at Brno University of Technology, hence recommendations for prospective endeavors are included.
|
|
|
Kavitace na mikrofluidické clonce
Bohunský, Tomáš ; Burda, Radim (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá kavitujícím prouděním v mikroměřítku, což je oblast, ve které je tento jev stále nedostatečně popsán. Mikrofluidika je zároveň obor zažívající dramatický vzestup v řadě biochemických aplikací, což podtrhuje relevantnost výzkumů tohoto typu. V teoretické části práce byla kavitace podrobně charakterizována. V praktické části bylo navrženo a vyrobeno vlastní mikrofluidického zařízení s kavitační clonkou. Pro tento návrh bylo využito programu ANSYS. Na navrženém mikročipu byl proveden experiment, jehož cílem bylo pozorovat na clonce kavitující proudění. Toto měření proběhlo v mikrofluidické laboratoři na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana. Vzhledem k neúspěchu experimentu byl sestaven CFD model dvoufázového kavitujícího proudění. Závěry práce byly sestaveny z poznatků při měření a z výsledků modelace.
|
|
|
Optická mikromanipulace a Ramanova spektroskopie buněk v mikrofluidních systémech
Klementová, Tereza ; Samek, Ota (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá optimalizací procesu měření a analýzou změn indukovaných antibiotiky v buňkách bakterií E.coli prostřednictvím Ramanovy mikrospektroskopie kombinované s optickou mikromanipulací (tzv. Ramanova pinzeta) v mikrofluidních systémech. Ramanova spektroskopie umožňuje nedestruktivní a rychlou analýzu chemických vazeb ve vzorku laserovým svazkem. Optická mikromanipulace dovoluje pomocí zaostřeného laserového paprsku bezkontaktně a neinvazivně manipulovat objekty o rozměrech řádově 10^-5–10^-8 m, například bakteriemi. Mikrofluidní systém složený z kanálků a komůrek v průhledném polymeru slouží k izolaci, pozorování a kultivaci bakterií v definovaném prostředí. Kombinace těchto metod poskytuje efektivní nástroj k pozorování, manipulaci a analýze mikroorganismů. Bakterie E. coli je mikroorganismus příležitostně patogenní pro člověka a rychlejší detekce její odezvy na antibiotika by usnadnila včasnou léčbu vhodnými přípravky. V popsaných experimentech byla měřena spektra čistých bakteriálních kultur a buněk ovlivněných antibiotiky s použitím optické pinzety i konvenční Ramanovou spektroskopií. Získaná spektra a jejich charakteristické znaky byla porovnána s literaturou a bylo ověřeno, jak široce lze tuto metodu aplikovat a zda je měření spolehlivé a opakovatelné.
|
|
|
Optical Micromanipulation Techniques Combined with Microspectroscopic Methods
Pilát, Zdeněk ; Prášil,, Ondřej (oponent) ; Mojzeš, Peter (oponent) ; Zemánek, Pavel (vedoucí práce)
The subject of the presented Ph.D. thesis is a combination of optical micromanipulation and microspectroscopic methods. We used laser tweezers to transport and sort various living microorganisms, such as microalgal or yeast cells. We employed Raman microspectroscopy to analyze chemical composition of individual cells and we used the information about chemical composition to automatically select the cells of interest. We combined pulsed amplitude modulation fluorescence microspectroscopy, optical micromanipulation and other techniques to map the stress response of cells to various laser wavelengths, intensities and durations of optical trapping. We fabricated microfluidic chips of various designs and we constructed Raman-tweezers sorter of micro-objects such as living cells on a microfluidic platform.
|
|
| |
|
|
Mikrosenzory plynů založené na samouspořádaných 3D nanovrstvách oxidů kovů
Pytlíček, Zdeněk ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá vývojem a výrobou mikrosenzorů plynů s využitím nové trojrozměrné (3D) nanostrukturované polovodivé vrstvy z oxidů kovů, která efektivně využívá výhod anorganických materiálů připravených snadno dostupnými elektrochemickými výrobními technikami bez použití litografie. Citlivá vrstva je vytvořena anodizací kovové dvojvrstvy Al/Nb naprášené na SiO2/Si substrátu skrze masku z porézní anodizované aluminy. Běžně se skládá z 200 nm tlusté vrstvy NbO2 propojující pole k ní kolmo orientovaných a prostorově oddělených Nb2O5 nanosloupků o šířce 50 nm, délce až 900 nm a celkovým počtem přibližně 8109 sloupkůcm-2. Nanosloupky fungují jako polovodivé nanokanálky jejichž rezistivita je vysoce citlivá na reakce probíhající na povrchu a rozhraní vrstvy. V rámci nového uspořádání senzoru byly na povrchu pole nanosloupků připraveny Pt nebo Au strukturované elektrody realizované pomocí běžných mikrotechnologických nebo elektrochemických depozičních technik, následované selektivním odleptáním vrstvy aluminy. Pro charakterizaci detekčních schopností byla struktura senzoru upevněna do standardního pouzdra TO-8 a elektricky propojena s využitím techniky drátového kontaktování. Elektrické charakterizace 3D nanovrstvy z oxidů niobu odhalily asymetrickou závislost vodivosti způsobenou Schottkyho bariérou vzniklou na rozhraní Pt/Nb2O5 nebo Au/Nb2O5. Při detekci vodíku a amoniaku byl zkoumán vliv struktury a složení citlivé vrstvy na elektrické a detekční schopnosti se zaměřením na citlivost, selektivitu, detekční limity a rychlost odezvy/zotavení. Rychlá a intenzivní odezva na H2 potvrdila potenciál využití 3D nanovrstvy z oxidů niobu jako citlivé vrstvy pro senzorické aplikace. Na počítači provedené mikrofluidní simulace difuze plynů do 3D nanovrstvy předpovídají možnost značného zlepšení detekčních schopností použitím perforované horní elektrody, a to optimalizací morfologie vrstvy, úpravou krystalické struktury a vhodnou úpravou návrhu elektrody. Předběžné experimenty prokázaly, že i další 3D nanovrstvy připravené z kovových dvojvrstev jako Al/W mají vysokou perspektivu při využití v pokročilých senzorických aplikacích. Techniky a materiály využité v této práci jsou vhodné pro vývoj technologicky jednoduchého, ekonomického a pro životní prostředí ohleduplného řešení mikro- a nanozařízení, kde použití definovaných nanokanálků pro nosiče náboje a povrchové reakce může přinést značné výhody.
|
|
|
Mikrofluidický obvod
Zeman, Radek ; Zemanová, Lucie (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Mikrofluidika je věda zabývající se prouděním velmi malých množství tekutin a je spjata především s medicínou a biochemií. Jedním z problémů, se kterým se tato věda potýká, je nesnadné mísení tekutin kvůli výskytu laminárního proudění. Tato bakalářská práce obsahuje návrh mikrofluidického obvodu s mikrofluidickým mísičem Staggered herringbone a následné uskutečnění experimentu dle provedeného návrhu.
|
host ::
RSS.