Mikroskopie atomárních sil ve světě biomakromolekul

• Název práce v češtině: Mikroskopie atomárních sil ve světě biomakromolekul
• Název v anglickém jazyce: Atomic force microscopy in the region of biomacromolecules
• Klíčová slova: mikroskopie atomárních sil, zobrazování, buňky, proteiny, fibrily
• Klíčová slova anglicky: Atomic force microscopy, imaging, cells, proteins, fibrils
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 07.11.2017
• Datum zadání: 14.11.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 28.11.2017
• Datum a čas obhajoby: 13.09.2018 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 12.07.2018
• Datum odevzdání tištěné podoby: 12.07.2018
• Datum proběhlé obhajoby: 13.09.2018
• Oponenti: RNDr. Mgr. Lucie Bednárová, CSc.
• Konzultanti: RNDr. Martin Veis, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Seznámit se s principy mikroskopie atomárních sil (atomic force microscopy – AFM).
2. Vypracovat základní rešerši na téma studium biomakromolekul pomocí AFM.
3. Prakticky zvládnout měření pomocí mikroskopu atomárních sil.
4. Nalézt optimální podmínky pro měření různých typů biomolekul/biologických preparátů pomocí AFM.
5. Provést strukturní měření různých typů biomakromolekul, např. nukleových kyselin, proteinů či virových kapsid.

Seznam odborné literatury

P. Eaton, P. West: Atomic force microscopy, Oxford University Press, Oxford - New York 2014.
V. J. Morris, A. R. Kirby, A. P. Gunning: Atomic force microscopy for biologists, Imperial College Press, London 2010.

Předběžná náplň práce

Mikroskopie atomárních sil (AFM) je technika vysokého rozlišení, která umožňuje „zobrazit“ struktury v řádech nanometrů, tedy zhruba s 1000× lepším rozlišením než je difrakční limit optických mikroskopů. Za její objev byla udělena Nobelova cena v roce 1986 a teprve od 90. let je technika komerčně dostupná a neustále se vyvíjí. Citlivosti AFM je dosaženo měřením síly mezi sondou a povrchem vzorku. Sonda je v tomto případě představována ostrým hrotem – 3–6µm pyramidou s vrcholem o poloměru 15–40 nm. Interakce hrotu se vzorkem umožňuje dosáhnout příčného rozlišení ~30 nm a vertikálního až ~0,1 nm. Je tedy možné zobrazovat virové kapsidy, proteinové fibrily či DNA (včetně stoupání závitů).
Náplní bakalářské práce by mělo být otestování měřících schopností nového Ramanova mikroskopu kombinovaného s AFM a SNOM – Alpha 300 (WITec), pomocí definovaných substrátů. Následné nalezení vhodných podmínek pro měření biologických preparátů a různých biomakromolekul, např. DNA, proteinů či virových kapsid. AFM měření by měla odhalit parametry ovlivňující přesnost měření při daném módu AFM a určit i možnosti měření různých biomolekul s ohledem na jejich velikost, tvar či strukturu.