FLIMELOVÁ, M. Studium optických a elektrických vlastností biomateriálů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2016.
Dizertační práce je zaměřena na studium a experimentální charakterizaci základních optických a elektrických vlastností vybraných materiálů s potenciálním uplatněním v bioelektronice s důrazem na charakterizaci transportu náboje v DNA. Autorka se experimentální činnosti zhostila na velmi dobré úrovni a při své práci prokázala velmi vysoký stupeň samostatnosti při návrhu experimentální metodiky, zvládání experimentálních technik, vyhodnocení naměřených dat a interpretaci výsledků. Během své práce dokázala autorka velmi dobře využít experimentální zázemí a metody dostupné na pracovišti a výsledky těchto metod vzájemně provázat do jednoho celku. V rámci řešení dané problematiky autorka rovněž účinně využila spolupráci s domácími i zahraničními pracovišti, zejména s Ústavem organické chemie a biochemie a Tohoku University v Japonsku. Práce Ing. Miroslavy Flimelové je přínosem k rozvoji oboru a přinesla nové a zásadní poznatky prezentované na konferencích a v časopisech. Na základě experimentálních výsledků autorky byly připraveny a publikovány tři články v kvalitních impaktovaných časopisech a dále příspěvky na domácích a zahraničních konferencích. Ing. Miroslava Flimelová tak splnila všechny své studijní povinnosti stanovené studijním plánem. Disertační práce splňuje kritéria kladená na disertační práci a doporučuji ji přijmout k obhajobě.
Předložená práce Ing. Miroslavy Flimelové se zabývá studiem nových materiálů potenciálně využitelných pro organickou elektroniku a fotoniku. Disertační práce je psána anglicky. Důraz je kladen zejména na využití dostupných biologických materiálů, jako jsou huminové kyseliny, DNA a RNA při přípravě polovodičů. Předložená práce začíná teoretickou částí popisující anorganické a organické polovodiče. Dále jsou vysvětleny možnosti přenosu náboje a práce pokračuje popisem vztahu mezi strukturou látky a jejími optickými a elektrickými vlastnostmi. Velká pozornost je také věnována struktuře DNA. Experimentální část začíná popisem studovaných vzorků huminových kyselin (substances) a DNA následovaný popisem využitých experimentálních technik. Výsledková část je pak rozdělena na část zabývající se „humic substances“ (HS) a část zaměřenou na přenos náboje v systémech DNA/RNA. Disertace končí závěrem, použitou literaturou a výčtem publikací autorky. K předložené disertační práci ing. Flimelové mám celou řadu výhrad. Menší výhrady, chyby a překlepy jsem přiložil na konec posudku. K těm větším výtkám patří grafické provedení teoretické části. Celá řada obrázků (č. 7, 9, 10, 13, 19 a zřejmě i další) byla do disertace zkopírována z různých zdrojů a to bez jakékoliv reference (případně povolení). Např. obr. č. 13 je zřejmě zkopírován z Wikipedie. Obrázky 10 a 12 ukazují prakticky totéž. Některé obrázky jsou vkopírovány v nízkém rozlišení (např. obr. 16) a podobně. Textová část zase obsahuje příliš mnoho obecných vět, které se navíc v různých obměnách opakují (např. DNA je jeden z nejdůležitějších biopolymerů… uvedeno na str. 57 a následně na str. 67). V teoretické části se občas vyskytují podkapitoly, které nemají vztah k experimentální části nebo jí týkají jen okrajově. Na druhou stranu, některé kapitoly teoretické části jsou zpracovány na velmi dobré úrovni (např. kapitola 2.5.10.). Je překvapivé, kolik prostoru je v disertaci věnováno sekundární struktuře DNA, když během experimentů nebylo nijak ověřováno, jaká struktura se ve studovaném systému skutečně nachází. V teoretické části, případně na začátku experimentální části mi chybí kapitola věnovaná analýze naměřených a vyhodnocení výsledků. V části „Výsledky a diskuze“ (platí obecně) postrádám jakékoliv údaje o počtu vzorků a opakování experimentů. Velmi zarážející je to zejména u části věnované „humic substances“, které mají složitou strukturu a složení (viz. dotaz o opakování experimentů). Další problém je téměř úplná absence diskuze u prezentovaných výsledků. Např. v kapitole 6.1.2. jsou na obrázku č. 35 absorpční spektra lignosulfonátu ve třech různých koncentracích. Vzorek s „prostřední“ koncentrací má nejvyšší absorbanci při většině vlnových délek, což však není nikde diskutováno. Také výsledky v následující kapitole nejsou nijak „diskutovány“. Jedná se spíše o ukázku naměřených dat doplněné o stručné zhodnocení použitelnosti HA. Výsledková část pokračuje kapitolou 6.2. a přechází od studia HS studiu přenosu náboje v systémech DNA/DNA a RNA. Je třeba říct, že tato část je zpracována kvalitněji, ale i tak se zde nalézá celá řada chyb a nepřesností. V prvé řadě by se teploty tání oligonukleotidů neměly vyhodnocovat derivační metodou, jak je naznačeno v textu a absorbance by neměla překračovat 0,8. V této části disertace postrádám konkrétní hodnoty teplot tání pro jednotlivé oligonukleotidy a celkově chybí experimentální podmínky a popis provedení pokusů (dotaz 3). Kapitola 6.3. popisuje vliv rtuti na transport náboje v DNA. Výsledky z této část disertace byly publikovány v prestižním časopise JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B a jsou v disertační práci zpracovány kvalitně. Je jediné škoda, že autorka neuvádí i hodnoty iontové síly, případně, že nebylo provedeno více experimentů při různých iontových silách. Celkově, přes uvedené výtky a chyby, obsahuje disertační práce celou řadu zajímavých výsledků. Po zodpovězení výše uvedených dotazů, doporučuji předloženou dizertační práci Ing. Flimelové k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení doporučuji udělení titulu Ph.D.
Předložená dizertační práce k obhájení doktorského titulu působí z hlediska úpravy a celkového vzhledu profesionálním dojmem a je zřejmé, že autorka vynaložila nutný čas k tomu, aby práce do tohoto stadia dospěla. Práce je rozdělena do několika logicky na sebe navazujících kapitol, počínaje úvodem, současným stavem řešené problematiky zabývající se organickou elektronikou, dále experimentální částí a kapitolou výsledky a diskuze. Závěr práce je poněkud stručný: obsahuje pouze bodové shrnutí dosažených výsledků a chybí zde perspektivy pro další studium, které v této oblasti není zcela určitě vyčerpáno. Lze však s jistotou říci, že všechny vytčené cíle disertační práce byly splněny. Hlavní část experimentální práce je věnována studiu procesů přenosu náboje v DNA a dále v huminových látkách, jejichž výzkum na Fakultě chemické má dlouholetou tradici. Tyto biomateriály byly zvoleny jako vhodné modelové látky ze skupiny přírodních pigmentů a biopolymerů pro potenciální využití ve (flexibilní) organické elektronice a v teoretické části jim byla věnována dostatečná pozornost. Autorka uvádí, že přenos náboje v molekule DNA byl poprvé studován před 40 lety, viz citace [100]. V této části práce je také dobré připomenout významný přínos českého vědce, a to prof. Palečka z Biofyzikálního ústavu AV ČR, který v tomto oboru výrazně přispěl v celosvětovém měřítku zejména zjištěním, že DNA je elektricky aktivní materiál. V experimentální části je srozumitelně popsána příprava vzorků ze zvolených modelových materiálů včetně pečlivé optimalizace podmínek přípravy a dále postup charakterizace jejich morfologických, elektrických a optických vlastností. V části zabývající se přípravou elektrod na str. 64 pomocí napařování je vhodné uvést čistotu použitého hliníku a zlata. V následující části jsou přehledně dokumentována a popsána naměřená data rozdělená do dvou hlavních podkapitol podle typu studovaného materiálu. Nemohu zanechat bez kritiky kvalitu většiny obrázků a rovněž chybějící odkazy na jejich zdroje v teoretické části práce, neboť právě díky snížené kvalitě ilustrativních schémat není jasné, zda je autorkou právě Ing. Flimelová. U paralelně umístěných obrázků chybí označení a, b. Dále jsou v práci časté gramatické chyby, i když celková úroveň jazyka doktorandky je velmi vysoká, což dokazuje bohatá slovní zásoba odborné angličtiny. V práci je také několik typografických chyb, např. nedodržení psaní veličin a latinských výrazů kurzívou, dále faktických chyb jako jsou chybějící indexy u jednotky mobility, chybějící popis veličin (např. proudová hustota J, str. 35), atd. Na několika stránkách je ponecháno zbytečně prázdné místo. I přes zmíněné drobné nedostatky má předložená práce vysokou kvalitu a prokazuje, že Ing. Flimelová je schopná systematicky pracovat jak samostatně, tak ve formě interdisciplinární spolupráce (např. s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR). Její vědeckou aktivitu dokazuje také přiložený seznam vlastních konferenčních příspěvků a článků v impaktovaných časopisech, z nichž na dvou je doktorandka jako první autorka. Práci Ing. Flimelové doporučuji k obhajobě pro získání akademického titulu PhD.
eVSKP id 95181