2022

Browse

Now showing 1 - 5 of 12

Vývoj systému pro digitální PCR
(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Gaňová, Martina; Neužil, Pavel; Lipov,, Jan; Jansová,, Eva
Mikrotechnologické a nanotechnologické metody se v posledních letech ukázaly jako účinný nástroj pro analýzu deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Různé techniky vyvinuté k amplifikaci nukleových kyselin (NK) byli publikovány v posledním desetiletí, včetně mikrofluidních systémů. Polymerázová řetězová reakce (PCR) je v molekulární biologii široce používána k amplifikaci cílové NK in vitro. Počet skupin pracujících s PCR po celém světě je obrovský vzhledem k důležitému sociálnímu a ekonomickému dopadu této techniky, například v oblasti lékařské diagnostiky, kriminalistiky, zpracování potravin nebo environmentálních studií. V současné době pandemie koronavirového onemocnění 2019 se prokázala důležitost vývoje přístupnějších technologií pro diagnostiku virových onemocnění. Disertační práce popisuje vývoj dvou verzí platforem PCR pro detekci NK, kapkovou kvantitativní PCR v reálném čase (qPCR) a digitální PCR (dPCR). Klíčové komponenty obou platforem byly vyrobeny pomocí mikrotechnologických postupů pro úpravu povrchů a litografickou výrobu umožňující vývoj hydrofobních krycích skel nebo křemíkových mikročipů. Výsledky práce demonstrují návrh, sestavení a testování včetně optimalizace obou platforem. Technologie PCR je tvořena softwarovou částí, ovládanou programem LabView a hardwarovou častí sestávající ze systému řízení teploty a zobrazovacího systém florescence. Kapková qPCR byla prováděna v 0.3 µL kapky směsi obsahující cílový gen napipetovaný v objemu 2 µL kapky minerálního oleje. Kapky byly pipetovány na hydrofobní krycí sklo, které bylo umístěno na termoelektrický chladič (TEC) pod fluorescenční mikroskop, aby se provedlo teplotní cyklování. Změny fluorescence během cyklů byly zachyceny fotonásobičem a sledovány osciloskopem. Výsledky testování popisují také schopnost multiplexování vyvinuté techniky. V práci je představená amplifikace tří syntetických genů s využitím interkalačního fluorescenčního barviva pro simultánní detekci a kvantifikaci na základě jednoho fluorescenčního kanálu. Kapková technologie qPCR byla zásadní platformou pro další vývoj platformy dPCR. Platforma dPCR používá křemíkový mikročip s disperzí vzorku do mikrojamek o celkovém počtu 26 448, každá s průměrem 50 µm a objemem 59 pL. Mikročip naplněn vzorkem byl pokryt minerálním olejem a krycím sklem modifikovaným polydimethylsiloxanem a Parylenem C. Systém ohřevu/chlazení teplotního cyklování s TEC byl podobný jako u kapkové platformy qPCR. Fluorescenční zobrazovací systém používal k zachycení fluorescenčních obrazů polovodičovou kameru na bázi CMOS. Vyvinutá dPCR byla testována pro aplikace ve výzkumu humánní medicíny. Testovací vzorky DNA byly část syntetického genu viru, izolovaná genomická DNA viru a izolovaná genomická DNA ženy. Disertační práce popisuje vývoj systému dPCR, který je součástí nové techniky dPCR, která je cenově dostupnější a snadno použitelná s jednoduchým dávkováním vzorků, což jsou nejčastější problémy, proč si zatím mezi laboratořemi nenašla velkou popularitu. dPCR mikročip na bázi křemíku zlepšil výkon systému díky velkému počtu mikrojamek. Využití technologie dPCR vyniká ve vysoké citlivosti, v nízkém poměru signálu k šumu, dosahované přesnosti, v nízkém detekčním limitu a schopnosti multiplexování.
Nízkoteplotní plastická deformace BCC kovů s vnitřním magnetickým uspořádáním
(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Holzer, Jakub; Gröger, Roman; Máthis,, Kristián; Mrověc, Matouš
Přestože plastická deformace kovů s prostorově střeďenou kubickou mřížkou za nízkých teplot je dnes dobře vysvětlena, vliv vnitřního magnetického uspořádání na mechanické vlastnosti a vliv plastické deformace na vnitřní magnetické uspořádání zůstávají z větší časti nevysvětleny. Cílem této práce je popsat nízkoteplotní plastickou deformaci -železa a chromu pomocí analýzy skluzových čar, elektronovou zpětně odraženou difrakcí a transmisní elektronovou mikroskopií (TEM). Vnitřní magnetické uspořádání chromu je zkoumáno pomocí magnetické neutronové difrakce v neutronovém centru na Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku. Vibrační magnetometrie je využita pro hledání změn v hmotnostní susceptibilitě, aby byly rozeznány různé magnetické stavy. Anomální skluz byl poprvé pozorován v deformovaném vzorku chromu. Dislokační síť zodpovědná za anomální skluz je charakterizována pomocí g·b analýzy v TEM. Síť protínajících se 1/2111 šroubových dislokací a jejich 100 spoje se tvoří na nízkozatížených {110} rovinách. Dvojčata vytvořená antidvojčatovým smykem byla pozorována v chromu, ale nikoliv v -železe. Tento jev je vysvětlen pomocí atomárních simulací využívajících semiempirické interakční potenciály. Magnetické domény v -železe byly studovány pomocí Kerrovy mikroskopie. Výsledky ukazují, že dvojčata mohou efektivně blokovat pohyb doménových stěn a nukleovat nové.
Pokročilé hydrofobní a hydrofilní povrchové úpravy pro nejadernou energetiku
(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Komarov, Pavel; Čelko, Ladislav; Ctibor,, Pavel; Pawlowski, Lech
V současnosti lze zaznamenat zvýšený zájem o studium pevných povrchů se specifickou smáčivostí (hydrofilní/superhydrofilní a hydrofobní/superhydrofobní) s ohledem na širokou škálu jejich potenciálních aplikací, mezi které patří například snížení aerodynamického odporu, ochrana proti námraze/odmrazování, korozní odolnost, ochrana proti biologickému znečištění, schopnost samočištění povrchů, apod. Způsoby přípravy takových povlaků však zahrnují sofistikované vícestupňové postupy, které jsou nákladné a neposkytují dostatečnou odolnost hydrofilního/hydrofobního chování takto modifikovaného povrchu. Předkládaná disertační práce je zaměřena na (i) vývoj technologického způsobu výroby hydrofilních/hydrofobních povlaků z materiálů odolných proti opotřebení s využitím technologie žárového nástřiku; a (ii) studium připravených povlaků, analýza jejich mechanických vlastností a kvality smáčivosti jejich povrchu. První část práce obsahuje úvod do teorie smáčivosti, volné povrchové energie, hydrofilních/superhydrofilních a hydrofobních/superhydrofobních povrchových úprav a přehled technologií žárových nástřiků. V rámci druhé, experimentální, části byly připraveny povlaky na bázi Al2O3, Cr2O3-SiO2-TiO2, YSZ a WC-Co-Cr a analyzováno jejich smáčivé chování s ohledem na topografii jejich povrchu. Dále byly studovány povlaky YSZ s lamelární a kolumnární mikrostrukturou, s ohledem na posouzení vlivu struktury povlaku na smáčivé chování. Prezentován je zde rovněž modifikovaný povlak s využitím vysokofrekvenčního plasmatu. V závěrečné fázi experimentů byly použity tři rozdílné prášky na bázi WC-Co-Cr pro výrobu povlaků odolných proti opotřebení s tzv. více stupňovou povrchovou topografií povrchu této aktivity. V rámci bylo zjištěno, že kombinace hrubého prášku s ultra jemnými (~500 nm) WC částicemi umožňuje vznik optimální povrchové topografie s velmi vysokou hydrofobností, kterou lze dále optimalizovat do superhydrofobního stavu pomocí dodatečné modifikace olejem na bázi Si. V poslední části práce byla u tohoto typu povlaku stanovena odolnost smáčivosti vzorků WC-Co-Cr pomocí testu odezvy na otěr v abrazivní suspenzi a testu odolnosti vůči kavitační erozi.
Iontově selektivní membrána s antimikrobiálním účinkem
(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Gablech, Evelína; Drbohlavová, Jana; Farka,, Zdeněk; Soukupová,, Jan
Tato práce se zabývá zlepšením antimikrobiálních vlastností komerčních polymerních membrán používaných v mlékárenském průmyslu pro filtraci mléčných výrobků jako je syrovátka. Tyto membrány trpí kontaminací způsobenou mikroorganismy přítomnými v mléce během procesu filtrace. Toto biologické znečištění ovlivňuje životnost membrány i samotný filtrační proces. Pro ochranu membrány před vytvořením biofilmu z mikroorganismů byly tyto membrány modifikovány pomocí plazmových metod tak, aby došlo k funkcionalizaci aminovými skupinami pro následnou imobilizaci nanočástic stříbra a selenu. Antimikrobiální aktivita obou typů nanočástic a membrán s imobilizovanými nanočásticemi byla stanovena proti buněčným kmenům Staphylococcus aureus a Escherichia coli.
Jednomolekulární magnety s trigonální symetrií koordinačního mnohostěnu: Struktura, magnetické vlastnosti a depozice na površích
(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Havlíček, Lubomír; Neugebauer, Petr; Pinkas,, Jiří; Čižmár,, Erik
Tato práce se zaměřuje na syntézu, strukturu a magnetické vlastnosti Jedno Iontových Magnetů s trigonální symetrií a jejich depozici na povrchy. První část se zabývá úvodem do tématiky Jedno Molekulových magnetů. Následuje část věnovaná metodám použitým k provedení charakterizací studovaných vzorků, následně je kapitola doplněná o teoretickou část. Dále jsou diskutovány připravené vzorky a následuje diskuze o získaných datech a o dosažení cílů této práce. Závěrečná část obsahuje použitou literaturu a seznam autorových činností v průběhu studia.

Browse

Recent Submissions