Studium hydratačního obalu vezikulárních systémů na bázi iontových amfifilních párů - Rašticová, Barbora (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2021)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem hydratačního obalu kladně nabitých vezikulárních systémů. Cílem práce bylo sledovat hydratační obal a zjistit tak množství molekul vody v okolí při různých stavech membrány. Dále také porovnání dvou vybraných fluorescenčních sond. Jako systémy byly využity kladně nabité vezikulární systémy složeny ze dvou druhů tenzidů, a to ze záporně nabitého SDS a kladně nabitého CTAB. Pro stabilizaci byl k systému přidán i dvou řetězcový kladně nabitý tenzid DODAC. Díky tomuto tenzidu získaly vzniklé vezikulární systémy kladný náboj. Pro studium byly vybrány tři různé koncentrace cholesterolu, které byly přidány k systému, a to 20, 40 a 60 mol. %. Studium bylo provedeno pomocí měření emise fluorescence v závislosti na rostoucí teplotě, kde teplotní interval byl od 10 do 80 °C. Jako fluorescenční sondy byly vybrány Laurdan a Prodan. Pro vyhodnocení byla využita metoda generalizované polarizace. Laurdanu se díky své struktuře nachází zejména v membránovém prostředí, proto byla pro jeho vyhodnocení postačující metoda dvou vlnové generalizované polarizace, která zahrnuje příspěvky fluorescence pouze z membrány. Prodan má oproti Laurdanu kratší uhlovodíkový řetězec, proto se začleňuje nejen do membrány ale také do vodného prostředí. Proto byla pro vyhodnocení Prodanu využita metoda tří vlnové generalizované polarizace, která zahrnuje i příspěvek fluorescence z vodného prostředí. Výsledky ukázaly, že chování obou sond je velmi podobné. U všech systému docházelo s rostoucí teplotou k poklesu hodnot generalizované polarizace. Při nízkých teplotách se tedy membrána nachází ve stavu pevném uspořádaném. Se zvyšující teplotou dochází k přeměně do stavu kapalného neuspořádaného. S rostoucí teplotou tedy dochází ke zvyšování počtu molekul vody. Zároveň se s rostoucí koncentrací cholesterolu zvětšoval interval fázového přechodu. Výsledky též ukázaly, že hodnoty tří vlnové generalizované polarizace Prodanu jsou vždy vyšší, jak hodnoty dvou vlnové generalizované polarizace Laurdanu.

This bachelor thesis deals with the study of hydration shell of positively charged vesicular systems. The aim of the work was to monitor the hydration shell and to find out the amount of water molecules in the environment at different conditions of the membrane. Furthermore, a comparison of two selected fluorescent probes were studied. Positively charged vesicular systems composed of two types of surfactants were used, namely negatively charged SDS and positively charged CTAB. The two-chain positively charged surfactant was also added, resulting a positively charged vesicular systems. Three different concentrations of cholesterol were selected for the study and added to the system, namely 20, 40 and 60 mol. %. The study was performed by measuring the fluorescent emission as a function of temperature. The temperature range was from 10 to 80 °C. As a fluorescent probe Laurdan and Prodan were selected. For evaluation the method of generalized polarization was used. Due to its structure, Laurdan is mainly found in the membrane environment, so the method of two-wavelength generalized polarization, which includes fluorescence contributions only from the membrane, was sufficient for its evaluation. Compared to Laurdan, Prodan has a shorter hydrocarbon chain, so its distribution is not only in the membrane but also in the aqueous environment. Therefore, the method of three-wavelength generalized polarization, which also includes the contribution of fluorescence from the aqueous environment was used. The results showed that the behaviour of both probes is very similar. In all systems, the values of generalized polarization decreased with increasing temperature. Thus, at low temperatures, the membrane is in a solid ordered phase. With increasing temperature, it transforms into a liquid disordered phase. Thus, with increasing temperature, the number of water molecules increases. As the cholesterol concentration increased, the phase transition interval increased. The results also showed that the values of Prodan’s three wavelength generalized polarization are always higher than the values of Laurdan’s two wavelength generalized polarization.
Study of the hydration shell of vesicular systems based on ionic amphiphilic pairs
Keywords: kataniontové vezikulární systémy; iontový amfifilní pár; hydratační obal; Prodan; Laurdan; generalizovaná polarizace; catanionic vesicular systems; ion pair amphiphile; hydration shell; Prodan; Laurdan; Generalized polarization