|
|
Zlaté nanosystémy pro detekci molekul pomocí povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (SERS)
Benešová, Markéta ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na výrobu a využití zlatých nanosystémů k zesílení Ramanova rozptylu. Kovové nanočástice při interakci s elektromagnetickým zářením vytváří tzv. lokalizované plazmony, které mají schopnost zesílit Ramanův rozptyl. SERS (povrchem zesílený Ramanův rozptyl) je nedestruktivní analytická technika, která byla v této práci použita k měření koncentrace a chemických změn v molekule rhodaminu B. Rhodamin B byl před měřením podroben fotokatalytické degradaci za pomoci dvou typů fotokatalyzátorů: TiO2-(H) a TiO2-(H)-Ag. Byla hledána kvantitativní závislost fotodegradace rhodaminu B na přítomnosti fotokatalyzátorů ve stanoveném časovém úseku, pomocí fotodegradačních procesů. Výsledky z měření pomocí metody SERS byly porovnány s výsledky získanými UV-VIS spektroskopií. Z naměřených dat bylo zjištěno, že fotokatalyzátory výrazně urychlují fotodegradační procesy, protože Ramanův signál rhodaminu B klesal, přičemž pokles signálu byl nejvýraznější pro katalyzátor s přídavkem TiO2-(H)-Ag, méně výrazný, ale stále statisticky významný pokles signálu byl pozorován pro katalyzátor bez přídavku TiO2-(H), zatímco v kontrolním vzorku bez fotokatalyzátoru nebyl pokles signálu pozorován. V další fázi diplomové práce byl navržen sendvičový imunotest, který využívá SERS k detekci bakterie E. coli, nebo jiných specifických mikroorganismů ve vzorku. První složkou sendvičového imunotestu jsou zlaté nanočástice, které nesou tzv. Ramanův reportér, který má zřetelnou Ramanovskou odezvu ve spektru a zlaté nanočástice tento signál zesilují, a protilátky, díky nimž se částice specificky váže na mikroorganismus. Další složkou jsou buď pozlacená sklíčka nebo magnetické nanočástice, které jsou modifikovány protilátkami a slouží imobilizaci mikroorganismů. Tento systém může být rychlou a velmi přesnou cestou, jak identifikovat daný mikroorganismus ve vzorku.
|
|
|
Zlepšování limitů detekce spektroskopie laserem indukovaného plazmatu (LIBS) pomocí aplikace nanočástic
Képeš, Erik ; Prochazka, David (oponent) ; Sládková, Lucia (vedoucí práce)
Bakalárska práca popisuje možnosti zlepšovania detekčných limít metódy spektroskopie laserom indukovanej plazmy (LIBS). Zhŕňa modifikácie klasickej aparatúry, ktoré využívajú metódy double-pulsed LIBS (DPLIBS), Townsend effect plasma sectroscopy (TEPS), resonance enhanced LIBS (RELIBS), spark discharge LIBS (SDLIBS), flame-enhanced LIBS (FELIBS) aj nové postupy pri príprave vzoriek, ktoré používa metóda nanoparticle enhanced LIBS (NELIBS). Popisuje mechanizmy, ktoré využívajú jednotlivé metódy k zníženiu detekčných limít a obsahuje prehľad dosiahnutých zlepšení oproti klasickej metóde LIBS. Podrobnejšie sa zaoberá najnovšou metódou nanoparticle enhanced LIBS a experimentálne overuje a skúma vplyv nanočastíc rôznych typov a veľkostí na intenzitu emisného spektra metódy LIBS.
|
|
|
Plazmonicky aktivní elektrochemické elektrody na bázi nanotrubic sulfidu wolframičitého pokrytých zlatými nanočásticemi
Salajková, Zita ; Daňhel,, Aleš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Při dopadu elektromagnetické vlny na kovovou nanostrukturu dochází za určitých podmínek k jejímu svázání s kmity elektronů a ke vzniku tzv. povrchových plazmonových polaritonů. Při nezářivém zániku těchto kolektivních oscilací dochází k excitaci nosičů náboje, které pak mají na krátký čas mnohem větší energii, než jaká by jim příslušela čistě na základě teploty nanostruktury. Tyto tzv. horké elektrony a díry nacházejí svoje využití ve fotochemických aplikacích, například v reakcích probíhajících na fotoaktivních elektrodách, kde horké elektrony fungují jako katalyzátory. Při výrobě těchto elektrod se nabízí využít zlatých nanočástic, které díky vybuzení plazmonů vykazují ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti výrazně (rezonančně) zesílenou absorpci, což by např. mohlo zefektivnit využití solární energie. Tato práce se zabývá elektrochemickými experimenty, které mají sloužit k objasnění principů fotochemických reakcí za přítomností horkých elektronů v našem modelovém systému. Ten je tvořen skleněnými elektrodami s vrstvou cínem dopovaného oxidu inditého pokrytého nanotrubkami ze sulfidu wolframičitého, které na sobě nesou zlaté nanočástice a elektrolytem obsahujícím redoxní komplexy. Porovnání chronoamperometrických měření na jednotlivých součástech tohoto systému ukazuje, že excitace plazmonických nanočástic skutečně vede ke vzniku fotoproudu a že elektrochemické metody mohou sloužit k analýze fotochemických reakcí katalyzovaných horkými elektrony.
|
|
|
Fotoelektrochemické vlastnosti oxidu titaničitého dopovaného kovy
Vičarová, Monika ; Drbohlavová, Jana (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací materiálů a procesů pro zhotovení vrstev oxidu titaničitého obohacených o agregáty kovů nanoskopických rozměrů. Při osvitu viditelným zářením se u těchto vrstev vyskytuje plazmonický efekt. Tenké vrstvy oxidu titaničitého dopované zlatem byly naneseny na FTO skleněný substrát metodou spin-coating a kalcinovány při teplotě 450 °C po dobu 30 minut. Pro zhotovení vrstev byly použity dvě formy oxidu titaničitého a dva různé prekurzory zlata. Struktura vrstev byla pozorována pomocí optické a SEM mikroskopie. Fotoelektrochemické vlastnosti připravených vrstev byly studovány prostřednictvím elektroanalytických metod – lineární voltametrií a chronoampérometrií.
|
|
|
Funkcionalizované nanostruktury
Váňa, Rostislav ; Kvapil, Michal (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá funkcionalizovanými nanostrukturami. V první části jsou zmíněny materiály vhodné pro funkcionalizaci, využití funkcionalizovaných nanostruktur v oblasti medicíny a biochemie a metody detekce změn optických vlastností. Ve druhé části jsou zkoumány změny optických vlastností nanostruktur po funkcionalizaci pomocí spektroskopické elipsometrie a FTIR spektroskopie.
|
|
|
Synthesis of spherical gold nanoparticles for biomedical applications
Gablech, Evelína ; Adam, Vojtěch (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
This paper deals with synthesis of spherical gold nanoparticles for various biomedical applications. Gold nanoparticles were synthetized by green methods. Considerable part of this thesis is devoted to green procedures. The aim of this work was to synthetize stable colloid gold nanoparticles suitable for various biomedical applications; especially for in vivo and in vitro bioimaging techniques. Review of these methods is included in theoretical part of this thesis as well. A cytotoxicity test was also provided. Gold nanoparticles were characterized by methods SEM, DLS, UV-VIS.
|
|
|
Funkcionalizace zlatých nanočástic pro zobrazování
Jakubechová, Jana ; Pekárková, Jana (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá syntézou zlatých nanočastíc s následnou funkcionalizáciou povrchu tak, aby boli vhodné pre in vitro zobrazovanie. Z tohto hľadiska musia zlaté nanočastice vykazovať výhodné optické vlastnosti, vysokú stabilitu, monodisperzitu a hlavne by nemali javiť známky cytotoxicity. K dosiahnutiu stanovených požiadavok bola prevedená syntéza sférických zlatých nanočastíc na základe Turkevichovej metódy a modifikácia povrchu pomocou glutatiónu a polyetylénglykolu. K charakterizácií nanočastíc boli využité analýzy ako SEM, DLS, UV-VIS a Zeta potenciál. Výsledné nanočastice boli podrobené testu toxicity s využitím MTT na bunkovej kultúre HEK 293.
|
|
|
Charakterizace polovodičových nanovláken
Novotný, Karel ; Grym, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje charakterizaci polovodičových nanodrátů. Teoretická část popisuje základní fyzikální vlastnosti TiO2 a je předložena rešerše vybraných vlastností nanostruktur oxidu titaničitého. V experimentální části je popsáno několik spektroskopických měření na souborech TiO2 nanodrátů. Rovněž je testován vliv zlatých nanočástic (deponovaných na povrchu nanodrátů) na vlastnosti testovaných vzorků. Poslední část práce je věnována vytvoření metodologie pro měření elektrických vlastností jediného nanodrátu. K těmto experimentům byla využita metoda depozice elektronovým (resp. iontovým) svazkem a elektronová litografie.
|
|
|
Analýza jednorozměrných struktur pomocí Kelvinovy silové mikroskopie
Kovařík, Martin ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím Kelvinovy silové mikroskopie (KPFM) při analýze 1D nanostruktur, konkrétně germaniových nanodrátů a nanotrubic ze sulfidu wolframičitého (WS2). První část této práce je věnována možnosti detekce zlatých nanočástic na germaniových nanodrátech a také analýze relevantnosti KPFM metody při měření za různých vzdušných vlhkostí. Druhá část je věnována měření změn povrchového potenciálu WS2 nanotrubic způsobených interakcí se světlem. Výsledkem této práce je zjištění, že relativní změny povrchového potenciálu lze pomocí KPFM měřit i za atmosférické vlhkosti, a této znalosti je využito při zkoumáni interakce WS2 nanotrubic s monochromatickým světlem. Experiment ukázal, že nanotrubice pokryté zlatými nanočásticemi vykazují při interakci se světlem o dané vlnové délce opačné změny povrchového potenciálu než nemodifikované nanotrubice, což ukazuje na odlišné fyzikální procesy v nich probíhající.
|
|
|
Techniky přípravy elektrod s nanostrukturovaným povrchem a jejich charakterizace
Hrdý, Radim ; Trnková, Libuše (oponent) ; Janderka,, Pavel (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Nanostruktury fixované na pevném povrchu či koloidní nanočástice dnes pronikají do všech oblastí lidského života, oblast senzoriky a detekce nevyjímaje. Tato disertační práce pojednává o výrobě nanostruktur na povrchu planárních elektrod s využitím uspořádané šablony z oxidu hlinitého jako jedné z mnoha možných technik pro zvětšení aktivního povrchu elektrody, vytvoření unikátních typů povrchů se specifickými vlastnostmi a možnostmi jejich aplikace v oblasti elektrochemické a biochemické detekce. Jako hlavní technika je zde využita metoda anodické oxidace hliníkové vrstvy a využití její schopnosti transformace do nevodivé nanoporézní membrány. Výroba kvalitní membrány s úzkou distribucí velikostí pórů na různých typech metalických multivrstev je jednou z klíčových experimentálních částí této práce. Je zde řešeno několik problémů spojených s její výrobou v tenkovrstvých systémech především odstranění oxidové bariéry mezi nanoporézní maskou a vodivým substrátem. Další částí práce je použití této masky pro výrobu metalických nanostruktur formou elektrolytického vylučování do nanopórů. Vyrobené nanostruktury v podobě nanodrátů, nanotyčinek nebo nanoteček byly charakterizovány pomocí elektronové rastrovací mikroskopie a energiově disperzní nebo vlnově disperzní rentgenovou spektroskopií. Pro výrobu nanostrukturovaných elektrod využitelných v detekci biomolekul byl zvolen povrch tvořený zlatými nanostrukturami z důvodu biokompatibility zlata. Tyto elektrody byly dále charakterizovány pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie a cyklické voltametrie. Výsledky těchto charakterizací ukázaly významný vliv geometrických parametrů nanostruktur a jejich rozdílné chování vzhledem k holým planárním elektrodám (bez nanostruktur) včetně změn velikosti elektrochemické aktivní plochy. Jako modelové biomolekuly pro studium potencionálního využití vyrobených zlatých nanostruktur v biosenzorice byly zvoleny guanin a glutation.
|
host ::
RSS.