|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|
|
|
Detection of DNA/RNA fragments using graphene sensor and influence of upper electrolytic gate
Herzánová, Kristína ; Konečný, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Graphene's unique properties, such as biocompatibility, high charge carrier mobility and surface sensitivity, make it a suitable material for biosensing devices. This thesis aims to describe and demonstrate such sensors and the measurements performed to detect fragments of DNA, specifically cytosine-based substances. The graphene is employed in field-effect transistors as the conductive sensing channel. The doping of graphene induced by adsorbed molecules on the channel causes changes in graphene's transport properties. These changes are reflected in electronic response measurements: real-time measurements of graphene sheet resistance responding to the addition of different solutions and dependency of the resistance on the continual change of gate voltage. The latter can be performed either in the back-gated or electrolytic top-gated configuration of the FET sensor. The difference between the two configurations is observed, as well as the effect of the distance between graphene and top-gate electrode on the sensor response. The output of these measurements are transfer curves exhibiting typical peaks indicating the charge neutrality point (Dirac point) of graphene. Different concentrations of the analyte solution results in different shift of the Dirac point voltage, quantifying the doping level.
|
|
|
Detection of DNA/RNA fragments using graphene sensor and influence of upper electrolytic gate
Herzánová, Kristína ; Konečný, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Graphene's unique properties, such as biocompatibility, high charge carrier mobility and surface sensitivity, make it a suitable material for biosensing devices. This thesis aims to describe and demonstrate such sensors and the measurements performed to detect fragments of DNA, specifically cytosine-based substances. The graphene is employed in field-effect transistors as the conductive sensing channel. The doping of graphene induced by adsorbed molecules on the channel causes changes in graphene's transport properties. These changes are reflected in electronic response measurements: real-time measurements of graphene sheet resistance responding to the addition of different solutions and dependency of the resistance on the continual change of gate voltage. The latter can be performed either in the back-gated or electrolytic top-gated configuration of the FET sensor. The difference between the two configurations is observed, as well as the effect of the distance between graphene and top-gate electrode on the sensor response. The output of these measurements are transfer curves exhibiting typical peaks indicating the charge neutrality point (Dirac point) of graphene. Different concentrations of the analyte solution results in different shift of the Dirac point voltage, quantifying the doping level.
|
|
|
Determination of structure and dynamics of biomolecules by theoretical calculations of NMR spectroscopic parameters
Benda, Ladislav ; Sychrovský, Vladimír (vedoucí práce) ; Munzarová, Markéta (oponent) ; Hrabal, Richard (oponent)
iii Abstrakt Název: Určování strukturních a dynamických vlastností biomolekul pomocí teoretických výpočtů parametrů spekter NMR Autor: Ladislav Benda, ladislav.benda@gmail.com Katedra/Ústav: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i. Vedoucí doktorské práce: Dr. Vladimír Sychrovský, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., vladimir.sychrovsky@uochb.cas.cz Abstrakt: Předkládaná doktorská práce se zaměřuje na teoretické modelování parametrů spekter nukleární magnetické rezonance (NMR) v peptidech a nukleových kyselinách. Mo- delovány byly především závislosti NMR parametrů na molekulární struktuře a solvataci. Velký důraz byl kladen na porovnání vypočtených dat s experimentem. Studovanými modely byly především di-peptid l-alanyl-l-alanin (AA) a fosfátová skupina páteře nuk- leových kyselin. Na základě výpočtů se podařilo určit konformace všech tří nabitých forem AA v roztoku a vysvětlit experimentálně pozorované změny NMR parametrů při změnách pH. Byly kalibrovány závislosti NMR kros-korelovaných relaxačních rychlostí na geometrii molekuly AA. 31 P NMR parametry ve fosfátu nukleových kyselin byly systema- ticky modelovány v závislosti na konformaci a solvataci fosfátu. Navrhli jsme pravidla pro...
|
|
|
Study of Biomolecular Interactions with Surface Plasmon Resonance Biosensors
Šípová, Hana ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Houska, Milan (oponent) ; Skládal, Petr (oponent)
Biosenzory s povrchovými plasmony (SPR biosenzory) jsou moderní technologií, která umožňuje sledování biomolekulárních interakcí v reálném čase. Tato doktorská práce popisuje jejich vývoj a aplikaci pro studium a detekci vybraných biomolekulární interakcí. Mezi optimalizované parametry patří způsob imobilizaci biomolekul na povrch SPR čipu a parametry mikrofluidického systému, který zajišťuje dopravu vzorku do reakční komůrky. Je diskutováno několik způsobů, jak transport biomolekul k povrchu senzoru zrychlit a tak zvíšit citlivost senzoru pro detekované látky. Dále je popsáno několik detekčních schémat, které umožňují detekci nízkých koncentrací nukleových kyselin v reálných vzorcích, resp. detekci bodových mutací v sekvenci nukleové kyseliny. Byly vyvinuty nové metody pro studium enzymatické aktivity HIV integrázy a ribonukleázy H, které mohou sloužit k vývoji antivirálních léčiv, resp. léčiv pro genovou terapii.
|
|
| |
|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|
|
|
Computational Study of the TiO2-Catalyzed Synthesis of Acyclonucleosides from Formamide: Implications for the Origin of Life
Mládek, Arnošt ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Futera, Zdeněk (oponent)
TiO2-katalyzovaná syntéza nukleosid v nevodném prost edí formamidu, probí- hající p es acyklonukleosidové meziprodukty, p edstavuje alternativní cestu pro vznik monomerick˝ch jednotek nukleov˝ch kyselin, která by mohla vy eöit pro- blém spojen˝ s vytvo ením --glykosidické vazby mezi nukleovou bazí a cukern˝m zbytkem. V p edloûené v˝po etní studii je p edstavena moûná reak ní cesta pro prebiotickou, TiO2-katalyzovanou syntézu purinov˝ch C2- a C3-acyklonukleosid v prost edí formamidu, která nevyûaduje fotokatalytick˝ nebo radikálov˝ me- chanizmus. Maximální vypo tená aktiva ní energie podél reak ní koordináty, odpovídající p ibliûn 32 kcal·mol≠1 , je v experimentálních podmínkách Saladi- novy syntézy probíhající p i teplot 160 ¶ C dostupná. Ukazujeme, ûe deprotonace methylenového uhlíku formaldehyd hydrátu, probíhající pravd podobn na defekt- ním povrchu anatasu, p edstavuje rychlost ur ující krok celé reakce. Naöe v˝po ty jsou tak ve shod s p edstavou Saladina a jeho koleg o katalytické funkci TiO2 povrchu p i syntéze purinov˝ch acyklonukleosid v horkém roztoku formamidu.
|
|
|
Výuka molekulární biologie na SŠ a analýza prekonceptů pojmu nukleové kyseliny
Hanušová, Eva ; Ehler, Edvard (vedoucí práce) ; Pavlasová, Lenka (oponent)
Teoretická část práce shromažďuje teoretická východiska pro daný výzkum - obsah a význam kurikulárních dokumentů pro přírodovědné vzdělávání; současné vědní poznatky o vybraných molekulárně biologických tématech vyučovaných na středních školách; charakteristiku žákovských prekonceptů a miskoncepcí, jejich diagnostiku a význam. V praktické části jsou stanoveny výzkumné problémy a cíle, jejichž předmětem je analýza obsahu učiva a vyučovacích metod molekulárně biologických témat na vybrané střední škole; dále pak diagnostika prekonceptů pojmu "nukleové kyseliny" žáků 1., 3. a 4. ročníku vybrané školy (95 respondentů), jež sloužila k určení celkové podoby daného prekonceptu (geneze, modifikace a konceptuální změna v průběhu studia na střední škole). Součástí výzkumu též bylo zakomponování nových laboratorních cvičení, s tématikou nukleových kyselin, do výuky ve 4. ročníku a zhodnocení jejich vlivu na podobu daného prekonceptu. Hodnocení proběhlo formou porovnání úspěšnosti řešení otázek didaktického testu žáků 1.a 3. ročníků a žáků 3. a 4. ročníků, které bylo následně statisticky podloženo Pearsonovým χ2-testem. Analýzou ŠVP vybrané střední školy bylo zjištěno, že převážná část učiva molekulární biologie je řazena do 4. ročníku studia z důvodů své vysoké náročnosti a abstraktnosti. Dále byl vyhodnocen...
|
|
|
Study of Biomolecular Interactions with Surface Plasmon Resonance Biosensors
Šípová, Hana ; Homola, Jiří (vedoucí práce) ; Houska, Milan (oponent) ; Skládal, Petr (oponent)
Biosenzory s povrchovými plasmony (SPR biosenzory) jsou moderní technologií, která umožňuje sledování biomolekulárních interakcí v reálném čase. Tato doktorská práce popisuje jejich vývoj a aplikaci pro studium a detekci vybraných biomolekulární interakcí. Mezi optimalizované parametry patří způsob imobilizaci biomolekul na povrch SPR čipu a parametry mikrofluidického systému, který zajišťuje dopravu vzorku do reakční komůrky. Je diskutováno několik způsobů, jak transport biomolekul k povrchu senzoru zrychlit a tak zvíšit citlivost senzoru pro detekované látky. Dále je popsáno několik detekčních schémat, které umožňují detekci nízkých koncentrací nukleových kyselin v reálných vzorcích, resp. detekci bodových mutací v sekvenci nukleové kyseliny. Byly vyvinuty nové metody pro studium enzymatické aktivity HIV integrázy a ribonukleázy H, které mohou sloužit k vývoji antivirálních léčiv, resp. léčiv pro genovou terapii.
|
host ::
RSS.