|
|
Design, fabrication and testing of graphene biosensors
Tripský, Andrej ; Gablech, Imrich (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
The progress in nanotechnology gives an outstanding tool to develop new cutting edge devices. This thesis aims to fabricate, describe and measure graphene pH sensors on two different substrates - polymer parylene C and SiO2. Such pH sensor is a pioneering step in the development of a wearable patch monitoring skin wound condition and local infections. Graphene is a one atom thick carbon-based material with promising properties and applications. We successfully performed two different experiments to characterise graphene sensors and their response to various pH. The first type of experiment used a liquid top gate to determine graphene charge neutrality point (Dirac point). The second experiment described graphene resistance change as a function of pH. Moreover, we also functionalised graphene by polyaniline to improve sensor qualities. We demonstrated pH sensitivity of graphene sensors on both substrates and discovered particular challenges regarding ionic strength, experiments themselves and graphene destruction.
|
|
|
Mikroviskozitní sondy ve studiu agregací systému biopolymer-tenzid
Vašíčková, Kamila ; Vala, Martin (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Byl zkoumán vliv koncentrace kationaktivního tenzidu a vliv iontové síly na anizotropii fluorescence sond difenylhexatrienu a fluoresceinu v systému s kationaktivním tenzidem a v systému kationaktivního tenzidu s hyaluronanem. Měření bylo provedeno metodou fluorescenční spektroskopie. Zjištěná anizotropie poskytuje informace o mikroviskozitě zkoumaných systémů. Dále byl zkoumán systém kationaktivního tenzidu s hyaluronanem při použití sond 9-(2-karboxy-2-kyanovinyl)julolidin, 4-(dikyanovinyl)julolidin a 1,3bispyrenylpropan. Informace o mikroviskozitě mikroprostředí udává integrál pod emisní křivkou u 9-(2-karboxy-2-kyanovinyl)julolidinu a 4-(dikyanovinyl)julolidinu a poměr excimer/monomer u 1,3bispyrenylpropanu. Bylo zjištěno, že vliv iontové síly na anizotropii difenylhexatrienu a fluoresceinu se projevil pouze při prvním přídavku soli, tj. při iontové síle 0,025 mol dm-3 a že přídavek hyaluronanu má vliv na anizotropii difenylhexatrienu a fluoresceinu pouze ve vzorcích bez přídavku soli. Výsledky měření s 9(2-karboxy-2-kyanovinyl)julolidinem a 4-(dikyanovinyl)julolidinem popisují vznik agregátů kationaktivního tenzidu s hyaluronanem a charakterizují tyto agregáty s hyaluronanem z hlediska mikroviskozity.
|
|
|
Fluorescence ve výzkumu hydrofilních oblastí asociativních koloidů
Londinová, Monika ; Knotková,, Kateřina (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Pomocí různých fluorescenčních sond byly zkoumány vlastnosti hyaluronanu, neboť je slibným nosičem aktivních substancí v medicíně a kosmetice. Zvolenými sondami byly: kationaktivní akridinová oranž, Nilská modř A, methylenová modř, amfifilní 4-Di-2-ASP a anionaktivní fluorescein. Kromě fluorescenčních a absorpčních spekter sond byly sledovány elektrostatické a hydrofobní interakce. Sondy v různě polárních prostředích (MeOH, EtOH, DMSO) vykazovaly bathochromní posun emisního maxima a zhášení fluorescenčního záření s rostoucí polaritou roztoků. Ve vodných roztocích chloridů byl zkoumán vliv iontové síly na fluorescenční vlastnosti sondy akridinová oranž a 4-Di-2-ASP. V případě AO se s rostoucí iontovou silou více bránilo tvorbě dimerů AO. CaCl2 nejvíce zvýšil iontovou sílu, nejvíce bránil repulzi karboxylových skupin a tedy expanzi klubka hyaluronanu do roztoku. Naopak emise sondy 4-Di-2-ASP se nejvíce zhášela s přídavkem CaCl2. Při sledování vlivu přídavku hyaluronanu na absorpční a emisní vlastnosti AO způsobily první přídavky (COO– skupin) tvorbu dimerů AO, následovala depolymerizace dimerů a nárůst intenzity emise. Repolymerizace způsobila pokles a poté došlo k opětovnému nárůstu. V případě 4-Di-2-ASP se charakter fluorescence (intenzita emise, poloha maxima) zpočátku neměnil, ale od koncentrace 1 g dm–3 došlo k nárůstu intenzity emise. Sondy methylenová modř a fluorescein byly použity pro spektroskopické studium interakce mezi methylenová modř-fluoresceinovým komplexem a aniontovým a kationtovým tenzidem. Absorbance samotné methylenové modři a fluoresceinu se měnily jen s přídavkem tendzidů s opačným nábojem. Absorbance směsi MB-F se měnila s přídavkem tenzidu CTAC, přídavek SDS do směsi způsobil jen změnu absorpčního spektra MB.
|
|
|
Dynamický rozptyl světla a elektroanalytické metody ve studiu systémů hyaluronanu a aminokyselin
Muchová, Johana ; Kalina, Michal (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem interakcí mezi polysacharidem hyaluronanem (HA) o nízké a vysoké molekulové hmotnosti a protonizovanými amfifilními aminokyselinami lysinem a argininem. Interakce byly pozorovány v oblasti nízkých koncentrací v koncentračním rozmezí lysinu a argininu 0–15 mmoldm-3. K interakcím dochází mezi karboxylovou skupinou HA a aminoskupinou protonizované aminokyseliny. Prokázání těchto interakcí by umožnilo fyzikální modifikaci HA a následné využití jako cíleného nosiče léčiv. Byla zkoumána odolnost vůči iontové síle o koncentraci 0,015 a 0,15 moldm-3 NaCl. Z předešlých výsledků vyplývá, že systém s neprotonizovanými aminokyselinami se rozpadá již při nízkých koncentracích elektrolytu v roztoku. Interakce proto byly posíleny protonizací aminokyselin pomocí kyseliny chlorovodíkové. Pro negativní vliv chloridových aniontů byly aminokyseliny oproti úplné protonizaci protonizovány také do pH roztoku HA. K výzkumu interakcí byly použity metody měření pH, měření vodivosti a dynamického rozptylu světla.
|
|
|
Nový způsob přípravy hydrogelů
Kratochvílová, Olga ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na testování vlivu iontové síly na přípravu hydrogelů připravených pomocí fázové separace polyelektrolytu hylauronanu sodného (Hya) s kationaktivním tenzidem cetyltrimethylamonium bromidem (CTAB) tzv. „suchou cestou“. V tomto případě dojde ke smísení polymeru a tenzidu v suché formě a následně je přidáno disperzní prostředí. Pomocí pozorování a reologie byl zkoumán vliv poměru jednotlivých složek na vznik hydrogelu. Bylo zjištěno, že čím vyšší je iontová síla, tím má hydrogel nižší viskozitu a je více tekutý, tento fakt byl potvrzen i na základě výsledků reologických měření. Gel s iontovou silou 1 M je méně viskózní, jak gel o iontové síle 0,5 M. Dále byla pozorována čirost hydrogelu, a bylo zjištěno, že hydrogely s iontovou silou nad 0,15 M jsou čiré i bez použití odstředění. V případě tvorby gelů o konkrétních iontových silách 0,15 M a 0,3 M vytvořených přídavkem vícemocných kationtů/aniontů lze na základě pozorování říci, že iontová síla v případě tohoto způsobu přípravy gelů nehraje roli.
|
|
|
Vliv iontové síly na vlastnosti iontových amfifilních párů
Filipová, Lenka ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá kataniontovými vezikulárními systémy tvořených z iontových amfifilních párů (IPA) a jejich vlastnostmi v přítomnosti iontové síly. Iontové amfifilní páry byly vytvořeny z jednořetězcových tenzidů – kationaktivního tenzidu HTMAB (hexadecyltrimethylamonium bromid) a anionaktivního tenzidu SDS (dodecylsíran sodný). Následně byl přidán dvouřetězcový kationaktivní tenzid DODAC (dioktadecyldimethylamonium chlorid), díky němuž jsou vezikulární systémy kladně nabité a elektrostaticky stabilizované. Další stabilizace tohoto vezikulárního systému byla podpořena přídavkem cholesterolu. Systém vykazuje poměrně dobrou stabilitu, jestliže je tvořen z 90 % IPA a 10 % DODAC a přídavek cholesterolu v membráně dosahuje 43 mol.%. Tato stabilita lze narušit podmínkami okolního prostředí, jako je např. iontová síla. Ta byla vytvořena pomocí řady roztoků NaCl o koncentracích 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 50,0; 100,0; 150,0 a 300,0 mM. Změna vlastností vezikulárního systému vlivem působení iontové síly byla analyzována pomocí elektroforetického a dynamického rozptylu světla, fluorescenční anizotropie a generalizované polarizace. Měřením elektroforetického rozptylu světla byl získán –potenciál, s jehož pomocí byla určována stabilita systému. Dynamickým rozptylem světla byla určena velikost vezikul. Metodou fluorescenční anizotropie byla určována tekutost vezikulárních membrán, a to s pomocí sondy DPH (1,6-difenyl-1,3,5-hexatrien). Generalizovanou polarizací s využitím sondy Laurdan (6-dodekanoyl-2-(dimethylamino)naftalen) byl pozorován hydratační obal vezikul. Bylo zjištěno, že při použití nízké iontové síly (0,5 až 2,0 mM) klesá velikost vezikul a při použití vysoké iontové síly (50,0 až 300,0 mM) velikost roste. –potenciál vykazoval stejný trend pro celou koncentrační řadu, kde s rostoucí iontovou silou rapidně klesala jeho hodnota. Nestabilní vzorky jsou dle –potenciálu vzorky s obsahem soli 50,0 až 300,0 mM. Fluorescenční anizotropie klesá s rostoucí teplotou a s rostoucí iontovou silou. Z toho vyplývá, že s rostoucí koncentrací soli a teplotou roste fluidita membrány. Hodnota generalizované polarizace klesá s rostoucí teplotou, čímž roste solvatace membrány vezikul. Při vyšších koncentracích chloridu sodného (50,0 až 300,0 mM) byly hodnoty generalizované polarizace nejvyšší, což znamená, že membrána je méně hydratovaná, a tedy více uspořádaná.
|
|
|
Vliv změny iontové síly na vlastnosti kataniontových vezikul z HTMA-DS
Filipová, Lenka ; Klučáková, Martina (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je založena na zkoumání vlivu iontové síly na kataniontové vezikuly vytvořené z iontového amfifilního páru (IPA) ve formě HTMA-DS (hexadecyltrimethylamonium-dodecyl síran). Kataniontové vezikuly jsou stabilizované přídavkem kationtového tenzidu dioktadecyldimethylamonium chloridu neboli DODAC a cholesterolem. Iontová síla byla získána přídavkem solí CaCl2 a Na2SO4 v rozsahu 0–300 mM. Změny vlastností vlivem působení iontové síly byly sledovány pomocí metod dynamického a elektroforetického rozptylu světla (DLS a ELS), fluorescenční anizotropie, generalizované polarizace (GP), pH měření a vizuálního pozorování. Měření probíhalo za konstantní teploty, měnící se teploty, ihned po přídavku solí ke kataniontovým vezikulám a také probíhalo měření v čase. Diplomová práce navazuje na bakalářskou práci, ve které byl zkoumán vliv NaCl na stejný typ kataniontových vezikul a ve stejném rozsahu iontové síly. Výsledky vlivů CaCl2 a Na2SO4 byly následně porovnány vůči soli NaCl, a to ve spojitosti s Hofmeisterovou řadou. Pomocí DLS a ELS bylo zjištěno, že velikost vezikul s přídavky CaCl2 i Na2SO4 nejprve klesala a následně rostla, zatímco -potenciál exponenciálně klesal s rostoucí iontovou silou. Velikost vezikul v přítomnosti iontové síly rostla také v čase, zatímco hodnota -potenciálu byla v čase téměř neměnná. Přídavek obou těchto solí způsoboval mírnou dehydrataci vnější části membrány, což bylo zjištěno pomocí fluorescenční sondy Laurdan (6-dodekanoyl-2-dimethylaminnaftalen) a metody GP. Z fluorescenční anizotropie s využitím sondy DPH (1,6-difenyl-1,3,5-hexatrien) bylo zjištěno, že oba typy solí způsobovaly nárůst fluidity vnitřní části membrány. Pomocí obou fluorescenčních technik bylo potvrzeno, že rostoucí teplota způsobovala fázové přechody membrány z gelové fáze, přes fázi tekutou uspořádanou až do tekuté neuspořádané fáze. Hodnoty pH se vlivem přídavků použitých solí také příliš neměnily. Při porovnání vlivu solí CaCl2 a Na2SO4 vůči NaCl na kataniontové vezikuly bylo zjištěno, že ve většině případů mělo NaCl největší vliv na pozorované vlastnosti. NaCl totiž zapříčinilo největší nárůst velikosti vezikul, dosahovalo nejnižších hodnot -potenciálu, nejdříve vyvolávalo dehydrataci vnější části membrány a při I > 15 mM nejvíce navyšovalo fluiditu vnitřní části membrány. Tyto výsledky jsou v souladu s Hofmeisterovou řadou. Na základě vizuálního pozorování byly za prokazatelně nestabilní vzorky s iontovou silou od 150 mM pro CaCl2 a od 75 mM pro Na2SO4, což je v souladu s výsledky ELS. Zbylé vzorky nevykazovaly změny vzhledu v pozorovaném čase (28 dní). Byl také zkoumán vliv PBS pufru na kataniontové vezikuly, a to při stejných iontových silách. PBS pufr je iontové prostředí, který imituje prostředí živých organismů. Jeho vliv byl charakterizován pomocí stejných metod a za stejných podmínek. Z výsledků bylo zjištěno, že působení PBS na kataniontové vezikuly mělo většinou stejné chování pozorovaných vlastností. Při studiu tohoto vlivu bylo zjištěno, že vliv PBS na stanovované vlastnosti byl výraznější než u solí CaCl2, Na2SO4 nebo i NaCl. Vliv PBS se nejvíce přibližoval působení NaCl na kataniontové vezikuly.
|
|
|
Stanovení konstant stability komplexů s nabitými cyklodextriny kapilární zónovou elektroforézou
Beneš, Martin ; Zusková, Iva (vedoucí práce) ; Dubský, Pavel (oponent)
Martin Beneš Stanovení konstant stability komplexů nabitých cyklodextrinů kapilární zónovou elektroforézou Abstrakt V rámci této diplomové práce byly určeny konstanty stability kationtového cyklodextrinu PABCD s neutrálními analyty. Veliká pozornost byla věnována faktorům, které tato stanovení metodou ACE ovlivňují. Bez ohledu na přístup ke stanovení samotných konstant se jeví jako vhodný a jednoduchý způsob nastavení průměrné teploty roztoku v kapiláře na požadovanou hodnotu 25řC snížením teploty chlazení kapiláry na základě sledování signálu vodivostního detektoru. Dále byl demonstrován vliv měnící se viskozity a iontové síly prostředí v důsledku přídavku PABCD do základního elektrolytu. Jako vhodná a jednoduchá korekce experimentálních dat na změnu viskozity prostředí se jeví korekce pomocí relativního viskozitního koeficientu prostředí, který je určen měřením viskozitního koeficientu přímo v separační kapiláře. Iontovou sílu prostředí můžeme zohlednit dvěma způsoby: provádět experimenty v systému s konstantní iontovou silou, nebo dodatečně určit závislost aktuální pohyblivosti nabitého cyklodextrinu na iontové síle prostředí a pomocí této naměřená data ze systému s proměnlivou iontovou silou korigovat. V případě, že se jedná o ionogenní ligandy, u nichž je příspěvek k iontové síle prostředí relativně...
|
|
|
Charakterizace a eliminace obtížně odstranitelných látek při úpravě vody
Čermáková, Lenka
Disertační práce se zabývá charakterizací organických látek produkovaných fytoplanktonem (AOM - Algal Organic Matter), které patří k obtížně odstranitelným látkám při úpravě vody, a na základě charakteru AOM pak posuzuje různé metody jejich eliminace, např. koagulaci, oxidaci s následnou koagulací a adsorpci na aktivním uhlí. Zvláštní důraz je přitom kladen na zjištění optimálních podmínek daných procesů a na popis při nich se uplatňujících mechanismů a interakcí. V rámci druhé skupiny z hlediska úpravy vody problematických látek, antropogenních mikropolutantů, se disertační práce zabývá vysoce aktuální problematikou výskytu mikroplastů ve vodě. Bylo zjištěno, že účinnost odstranění jednotlivých složek AOM se zásadně liší v závislosti na použité eliminační metodě. Velmi se různí i identifikované optimální podmínky jednotlivých metod a především pak mechanismy, které se při odstranění cílových látek uplatňují. Neproteinová složka AOM se konvenční koagulací i za optimalizovaných podmínek (pH 6,6-7,5 pro koagulační činidlo síran hlinitý a pH 7,5-9,0 pro polyaluminium chlorid) odstraňuje s velmi nízkou účinností (max. 25 %), přičemž hlavní příčinou je vysoký obsah obtížně koagulovatelných nízkomolekulárních látek. Jako dominantní se zde uplatňuje mechanismus adsorpce na hydratované oxidy hliníku. Dále...
|
|
|
Vliv iontové síly na vlastnosti iontových amfifilních párů
Filipová, Lenka ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá kataniontovými vezikulárními systémy tvořených z iontových amfifilních párů (IPA) a jejich vlastnostmi v přítomnosti iontové síly. Iontové amfifilní páry byly vytvořeny z jednořetězcových tenzidů – kationaktivního tenzidu HTMAB (hexadecyltrimethylamonium bromid) a anionaktivního tenzidu SDS (dodecylsíran sodný). Následně byl přidán dvouřetězcový kationaktivní tenzid DODAC (dioktadecyldimethylamonium chlorid), díky němuž jsou vezikulární systémy kladně nabité a elektrostaticky stabilizované. Další stabilizace tohoto vezikulárního systému byla podpořena přídavkem cholesterolu. Systém vykazuje poměrně dobrou stabilitu, jestliže je tvořen z 90 % IPA a 10 % DODAC a přídavek cholesterolu v membráně dosahuje 43 mol.%. Tato stabilita lze narušit podmínkami okolního prostředí, jako je např. iontová síla. Ta byla vytvořena pomocí řady roztoků NaCl o koncentracích 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 50,0; 100,0; 150,0 a 300,0 mM. Změna vlastností vezikulárního systému vlivem působení iontové síly byla analyzována pomocí elektroforetického a dynamického rozptylu světla, fluorescenční anizotropie a generalizované polarizace. Měřením elektroforetického rozptylu světla byl získán –potenciál, s jehož pomocí byla určována stabilita systému. Dynamickým rozptylem světla byla určena velikost vezikul. Metodou fluorescenční anizotropie byla určována tekutost vezikulárních membrán, a to s pomocí sondy DPH (1,6-difenyl-1,3,5-hexatrien). Generalizovanou polarizací s využitím sondy Laurdan (6-dodekanoyl-2-(dimethylamino)naftalen) byl pozorován hydratační obal vezikul. Bylo zjištěno, že při použití nízké iontové síly (0,5 až 2,0 mM) klesá velikost vezikul a při použití vysoké iontové síly (50,0 až 300,0 mM) velikost roste. –potenciál vykazoval stejný trend pro celou koncentrační řadu, kde s rostoucí iontovou silou rapidně klesala jeho hodnota. Nestabilní vzorky jsou dle –potenciálu vzorky s obsahem soli 50,0 až 300,0 mM. Fluorescenční anizotropie klesá s rostoucí teplotou a s rostoucí iontovou silou. Z toho vyplývá, že s rostoucí koncentrací soli a teplotou roste fluidita membrány. Hodnota generalizované polarizace klesá s rostoucí teplotou, čímž roste solvatace membrány vezikul. Při vyšších koncentracích chloridu sodného (50,0 až 300,0 mM) byly hodnoty generalizované polarizace nejvyšší, což znamená, že membrána je méně hydratovaná, a tedy více uspořádaná.
|
host ::
RSS.