diplomová práce

Uspořádaná a neuspořádaná pole koloidních nanočástic a jejich využití pro detekci biomolekul

Text práce 9.54 MB

Autor práce: Ing. Filip Ligmajer, Ph.D.

Ak. rok: 2012/2013

Vedoucí: doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Oponent: doc. RNDr. Bohuslav Rezek, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá depozicí zlatých nanočástic na křemíkové povrchy pomocí řízeného uspořádávání z jejich koloidních roztoků a možným uplatněním nanočástic v detekci biomolekul. Bylo ukázáno, že upravením pH roztoku a modifikací povrchových chemických skupin pomocí expozice vzorku elektronovým svazkem je možné dosáhnout depozice nanočástic do polí s velkou přesností. Spektroskopická elipsometrie byla poté využita k analýze připravených vrstev nanočástic a její kombinace s teorií efektivních prostředí prokázala schopnost určit rozměry nanočástic a jejich koncentraci na povrchu. Za pomocí experimentů s thiolovanými oligonukleotidy bylo ukázáno, že s pomocí elipsometrie lze detekovat i malé změny v okolí nanočástic způsobené přítomností biomolekul, což může umožnit její využití v oblasti biodetekce.

Klíčová slova:

kovové nanočástice, koloidní zlato, křemík, spektroskopická elipsometrie, biodetekce, oligonukleotidy, samouspořádávání

Termín obhajoby

17.6.2013

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Filip Ligmajer ve své diplomové práci navázal na experimenty z bakalářského studia, pokračoval hned v dalším semestru ve čtvrtém ročníku. Přístup k experimentům, jejich vyhodnocení, prezentace, interpretace a hledání nových směrů výzkumu jsou u bc. Ligmajera na úrovni studenta doktorandského studia. Dokazuje to zejména fakt, že práce vznikla v podstatě za nepřítomnosti školitele (neboť jsem byl na delší dobu v zahraničí) a student tak prokázal maximální možnou samostatnost. Svou prací přispěl k publikaci v kvalitním časopise a nejnovější výsledky s detekcí biomolekul jsou příslibem pro publikaci další. Práci nelze hodnotit jinak než A a jsem rád, že bc. Ligmajer bude pokračovat v doktorském studiu.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Práce je celkově pěkně a přehledně zpracována. Práce ke každému tématu uvádí přiměřenou rešeršní část a popis používaných metod. Následně student prezentuje řadu vlastních originálních měření a výpočtů. Na základě jejich interpretace vyvozuje jasné závěry a perspektivy pro využití těchto výsledků v dalším výzkumu i aplikacích.

Z mého pohledu nejzajímavější a nejvíce originální částí práce je přímá modifikace křemíkových substrátů nízkoenergetickým elektronovým svazkem a následné využití pro samouspořádávání zlatých nanočástic do různých útvarů, a to dokonce s možností výběru pozitivních či negativních obrazců. Podařilo se přitom cíleně překonat nebo naopak využít známý faktor kontaminace povrchu v elektronovém mikroskopu. Zajímavou a originální částí je také zkoumání optických vlastností Au nanočástic deponovaných na povrch a kritická analýza a diskuze vhodné teorie efektivního prostředí pro popis tohoto systému. To je využito pro následnou charakterizaci komplexů Au nanočástic s oligonukleotidy. Diplomant tak zcela naplnil cíle práce.

V práci naopak bylo místy obtížné odlišit přechod mezi obecnější rešeršní části a popisem vlastní konkrétní práce a výsledků. Také by možná bylo vhodnější nepoužívat „in our group“ ale cíleně „we did“ (ve smyslu autor diplomové práce), aby bylo jasnější, kdo co dělal. Místy by popis metod a materiálů mohl být konkrétnější: např. jaké nanočástice, jaká kyselina a koncentrace pro posun pH apod. Postrádal jsem také číselné vyhodnocení některých veličin, jako například hustoty pokrytí nanočásticemi, které je z dostupných dat relativně snadné. Toho se týkají i otázky k zodpovězení při obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: A