|
|
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.
|
|
|
Cell inclusions in microscopic eukaryotes
Pilátová, Jana
Tato práce přináší systematickou studii, která identifikuje různé buněčné inkluze napříč širokou diverzitou všech hlavních eukaryotických domén. Technika Ramanovy mikrospektroskopie byla použita jako metoda první volby pro studie, které vyžadují mikroanalytický přístup. V kapitole 1 odhalila prostorová rekonstrukce chloroplastů jednobuněčné spájivky Cylindrocystis sp. (Streptophyta) "prázdné prostory". Následná analýza prokázala masivními akumulace polyfosfátu, který není jako v jiných druzích v cytoplazmě, ale právě uvnitř chloroplastů. Tato nově objevená schopnost zygnematofyt, sesterské skupiny suchozemských rostlin, nás vede ke spekulacím o možné adaptaci na extrémní arktické podmínky nebo dokonce preadaptaci vedoucí k terestrializaci rostlin. Kapitola 2 shrnuje náš náhodný objev purinových krystalických inkluzí u obrněnek (Dinoflagellata, Alveolata) a dalších mikrořas. Nejprve byly zkoumány druhy způsobující toxické vodní květy a zooxantely, endosymbionti korálů budujících útesy. Dále bylo prokázáno, že purinové krystaly fungují jako dynamická vysokokapacitní zásobárna dusíku. Aby se ukázalo, jak jsou purinové inkluze rozšířené, byla provedena revize krystalických inkluzí ve všech hlavních eukaryotických skupinách. Byli zkoumáni zástupci z řad volně žijících prvoků a řas, parazitů i...
|
|
|
Cell inclusions in microscopic eukaryotes
Pilátová, Jana ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Gierlinger, Notburga (oponent) ; Prášil, Ondřej (oponent)
Tato práce přináší systematickou studii, která identifikuje různé buněčné inkluze napříč širokou diverzitou všech hlavních eukaryotických domén. Technika Ramanovy mikrospektroskopie byla použita jako metoda první volby pro studie, které vyžadují mikroanalytický přístup. V kapitole 1 odhalila prostorová rekonstrukce chloroplastů jednobuněčné spájivky Cylindrocystis sp. (Streptophyta) "prázdné prostory". Následná analýza prokázala masivními akumulace polyfosfátu, který není jako v jiných druzích v cytoplazmě, ale právě uvnitř chloroplastů. Tato nově objevená schopnost zygnematofyt, sesterské skupiny suchozemských rostlin, nás vede ke spekulacím o možné adaptaci na extrémní arktické podmínky nebo dokonce preadaptaci vedoucí k terestrializaci rostlin. Kapitola 2 shrnuje náš náhodný objev purinových krystalických inkluzí u obrněnek (Dinoflagellata, Alveolata) a dalších mikrořas. Nejprve byly zkoumány druhy způsobující toxické vodní květy a zooxantely, endosymbionti korálů budujících útesy. Dále bylo prokázáno, že purinové krystaly fungují jako dynamická vysokokapacitní zásobárna dusíku. Aby se ukázalo, jak jsou purinové inkluze rozšířené, byla provedena revize krystalických inkluzí ve všech hlavních eukaryotických skupinách. Byli zkoumáni zástupci z řad volně žijících prvoků a řas, parazitů i...
|
|
|
Surface-enhanced Raman microspectroscopy of biomolecules and biological systems
Šimáková, Petra ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Michl, Martin (oponent) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Cílem této práce bylo využití mikrospektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS) ke studiu biomolekul a biologických systémů. Hlavní testovací molekulou byl kationický porfyrin H2TMPyP, avšak byly použity také jiné porfyriny, tryptofan a dva lipidy. Byla srovnána citlivost a reprodukovatelnost několika pevných SERS substrátů: (1) Au a Ag nanočástic (NPs) imobilizovaných pomocí bifunkční molekuly, (2) AgNPs imobilizované vyschnutím, (3) vysoce uspořádaných Au- a AgFON substrátů a (4) Ag pokovených hmyzích křídlech. Na většině z těchto pevných povrchů byla nejnižší detekovaná koncentrace H2TMPyP ~10-8 M. Nejvyšší citlivost poskytly vyschlé kapky směsi AgNPs/analyt, z nichž byly detekovány koncentrace 1×10-10 M TMPyP, 1×10-5 M tryptofanu, 2×10-7 M DSPC a 3×10-7 M DMTAP. Spektrální reprodukovatelnost je však v tomto případě nižší kvůli metalaci porfyrinu a změnám ve spektrech lipidů ve srovnání s jejich Ramanovy spektry z roztoku. Nejvyšší reprodukovatelnost byla dosažena na AuFON substrátech a Ag pokovených hmyzích křídlech. AgNPs modifikované polymerem PEG byly testovány na rakovinných HeLa buňkách pro vnitrobuněčné využití. Metalace H2TMPyP sloužila jako sonda dostupnosti povrchu PEG-Ag- nanočástic. Výsledky prokázaly, že tato dostupnost je závislá na chemických vlastnostech jak...
|
|
|
Ramanova mikrospektroskopie na mikrofluidních zařízeních
Peksa, Vlastimil ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Miniaturizace zařízení pro studium chemických interakcí a procesů v kapalných vzorcích vedla ke vzniku mikrofluidiky a konstrukci tzv. lab-on-a-chip systémů. Náplní této práce byla implementace, rozvoj a testování mikrofluidních zařízení s detekcí pomocí konfokální Ramanovy mikroskopie a povrchem zesíleného Ramanova rozptylu v podmínkách školícího pracoviště. Byly testovány možnosti přenesení některých typů běžných makroskopických měření do mikroskopických podmínek. Byla navržena a odzkoušena metoda měření teplotní stability biopolymerů s bezkontaktní detekcí teploty v mikrosystémech. Rovněž byly studovány možnosti využití mikrofluidních zařízení pro studium SERS efektu. Bylo demonstrováno, že mikrofluidní čipy poskytují perspektivní možnost studia hydrodynamiky kapalin na mikroskopické úrovni a chemických reakcí a kinetik.
|
|
|
Surface-enhanced Raman microspectroscopy of biomolecules and biological systems
Šimáková, Petra ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Michl, Martin (oponent) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Cílem této práce bylo využití mikrospektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS) ke studiu biomolekul a biologických systémů. Hlavní testovací molekulou byl kationický porfyrin H2TMPyP, avšak byly použity také jiné porfyriny, tryptofan a dva lipidy. Byla srovnána citlivost a reprodukovatelnost několika pevných SERS substrátů: (1) Au a Ag nanočástic (NPs) imobilizovaných pomocí bifunkční molekuly, (2) AgNPs imobilizované vyschnutím, (3) vysoce uspořádaných Au- a AgFON substrátů a (4) Ag pokovených hmyzích křídlech. Na většině z těchto pevných povrchů byla nejnižší detekovaná koncentrace H2TMPyP ~10-8 M. Nejvyšší citlivost poskytly vyschlé kapky směsi AgNPs/analyt, z nichž byly detekovány koncentrace 1×10-10 M TMPyP, 1×10-5 M tryptofanu, 2×10-7 M DSPC a 3×10-7 M DMTAP. Spektrální reprodukovatelnost je však v tomto případě nižší kvůli metalaci porfyrinu a změnám ve spektrech lipidů ve srovnání s jejich Ramanovy spektry z roztoku. Nejvyšší reprodukovatelnost byla dosažena na AuFON substrátech a Ag pokovených hmyzích křídlech. AgNPs modifikované polymerem PEG byly testovány na rakovinných HeLa buňkách pro vnitrobuněčné využití. Metalace H2TMPyP sloužila jako sonda dostupnosti povrchu PEG-Ag- nanočástic. Výsledky prokázaly, že tato dostupnost je závislá na chemických vlastnostech jak...
|
|
|
Ramanova mikrospektroskopie a mapování jednotlivých buněk
Gregorová, Šárka ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Plášek, Jaromír (oponent)
Ramanova mikrospektroskopie umožňuje měřit spektra Ramanova rozptylu s prostorovým rozlišením v řádu μm3 a studovat tak neinvazivním způsobem přirozené složení biologických objektů jako jsou tkáně, jednotlivé buňky a buněčné organely. V předkládané práci byly pomocí Ramanovy mikrospektroskopie studovány vakuoly oportunisticky patogenní kvasinky druhu Candida albicans. Byly naměřeny rozsáhlé série Ramanových spekter vakuol při různých způsobech kultivace buněk. K vyhodnocení souborů Ramanových spekter byla využita vícerozměrná statistická metoda rozkladu do singulárních hodnot (singular value decomposition). Spektrální analýza umožnila charakterizaci chemického složení vakuol. Bylo zjištěno, že vakuoly buněk kultivovaných různým způsobem či v různých kultivačních médiích se mezi sebou liší zejména obsahem polyfosfátu, reprezentovaného ve spektru úzkým pásem s maximem okolo 1155 cm-1 . Až o několik cm-1 se může překvapivě lišit též poloha maxima tohoto pásu na vlnočtové škále. Na základě experimentů provedených in vitro s hexametafosfátem sodným coby modelem vakuolárního polyfosfátu bylo navrženo, že poloha maxima tohoto pásu je významně ovlivněna koncentrací dvojmocných kationtů.
|
|
|
Vibrační spektroskopie ve farmaceutické analýze
Průchová, Kristýna ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Šmejkal, Petr (oponent)
Diplomová práce se zabývá využitím vibrační spektroskopie ke studiu pevných lékových forem ve farmaceutické analýze. Povrch vzorků tablet obsahujících účinnou látku ze skupiny statinů byl studován především metodami infračervené mikrospectroskopie. Po zjištění optimálních podmínek měření byly mapy vzorků sbírány technikami spekulární reflexe, zeslabené totální reflexe (ATR) a "inverzní" ATR. K hodnocení naměřených map bylo využito jednorozměrné analýzy a analýzy hlavních komponent. Pro srovnání byly stejné vzorky tablet měřeny i Ramanovou mikroskopií. Z naměřených map bylo určeno rozložení látek ve vzorku a také určen způsob výroby zkoumaných tablet. Porovnáním map generického a originálního léku bylo zjištěno, že se v tomto případě jednalo o granulaci. Porovnáním jednotlivých způsobů měření z hlediska výhod a nevýhod při měření a zpracování dat, byla za nejvhodnější techniku pro získání map z povrchu tablet vybrána metoda spekulární reflexe.
|
|
|
Ramanova mikrospektroskopie na mikrofluidních zařízeních
Peksa, Vlastimil ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Šloufová, Ivana (oponent)
Miniaturizace zařízení pro studium chemických interakcí a procesů v kapalných vzorcích vedla ke vzniku mikrofluidiky a konstrukci tzv. lab-on-a-chip systémů. Náplní této práce byla implementace, rozvoj a testování mikrofluidních zařízení s detekcí pomocí konfokální Ramanovy mikroskopie a povrchem zesíleného Ramanova rozptylu v podmínkách školícího pracoviště. Byly testovány možnosti přenesení některých typů běžných makroskopických měření do mikroskopických podmínek. Byla navržena a odzkoušena metoda měření teplotní stability biopolymerů s bezkontaktní detekcí teploty v mikrosystémech. Rovněž byly studovány možnosti využití mikrofluidních zařízení pro studium SERS efektu. Bylo demonstrováno, že mikrofluidní čipy poskytují perspektivní možnost studia hydrodynamiky kapalin na mikroskopické úrovni a chemických reakcí a kinetik.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.