Nové elektrochemické sensory na bázi bórem dopovaného diamantu

• Název práce v češtině: Nové elektrochemické sensory na bázi bórem dopovaného diamantu
• Název v anglickém jazyce: New electrochemical sensors based on boron-doped diamond
• Klíčová slova: bórem dopovaný diamant, elektrochemie, organické sloučeniny
• Klíčová slova anglicky: boron doped diamond, electrochemistry, organic compounds
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra analytické chemie (31-230)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Karolina Schwarzová, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Vývoj elektrochemických senzorů na bázi borem dopovaného diamantu (BDD) je progresivním směrem pro detekci organických látek ve farmaceutických, enviromentálních a biologických matricích vzhledem k výhodným elektrochemickým, fyzikálním a mechanickýmn vlastnostem BDD. Mezi jeho přednosti patří nízký nabíjecí proud, odolnost vůči pasivaci a korozi, široké potenciálové okno s možností využití elektrochemické oxidace či redukce a biokompatibilita. Přednosti tohoto materiálu vedly k vývoji celé řady voltametrických metod stanovení organických látek a vývoji ampérometrických sensorů na bázi BDD jak pro aplikaci v průtokových systémech (HPLC, kapilární elektroforéza, průtoková injekční analýza), tak k vývoji ampérometrických miniaturizovaných sensorů pro detekci in-vivo a in-vitro [1-5]. Velká pozornost je věnována i možnostem modifikace tohoto elektrodového materiálu V rámci řešení tématu budou rozvíjeny následující projekty: - charakteristika nových typů BDD povrchů (nanostrukturovaný BDD, povrch modifikovaný COOH, NH2 skupinami, povrch modifikovaný surfaktanty) a vývoj elektrochemických sensorů pro stanovení vybraných organických sloučenin s využitím těchto alternativních povrchů - vývoj duálního sensoru na bázi pole BDD mikroelektrod pro in-vitro simultánní záznam neuroelektrické a elektrochemické aktivity neuronů. - vývoj BDD mikroelektrod pro detekci in vitro, a pro ampérometrickou detekci v μ-HPLC a kapilární elektroforéze. Jako analyty mohou být v tomto v tomto projektu zvoleny elektrochemicky redukovatelné a oxidavatelné organické sloučeniny - farmaceutika, pesticidy, environmentální polutanty, látky přirozeně se vyskytující ve fyziologických matriciích (např. neurotransmitery, steroly, markery karcinogennich onemocnění, atd. ). Upřesnění tématu bude probíhat dle zájmu a oboru studia řešitele. Jednotlivé projekty jsou řešeny ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR, Ústavem fyzikální chemie AV ČR, Fyziologickým ústavem AV ČR a Michigan State University, East Lansing, USA. Práce bude vypracována na katedře analytické chemie s možností studijní stáže na spolupracujících pracovištích a zahraničních pracovištích v rámci projektu Erasmus Plus (např. Porto, Coimbra (Portugalsko), Regensburg (Německo), Athény (Řecko), Konya (Turecko)). Zájemci prosím kontaktujte: doc. RNDr. Karolina Schwarzová, katedra analytické chemie, místnost 114a, email: [e-mail].
[1] J. Musilova, J. Barek, K. Peckova, Chem. Listy 103 (2009) 469; [2] K. Peckova, J. Musilova, J. Barek, Crit. Rev. Anal. Chem. 39 (2009) 148; [3] K. Peckova, J. Barek, Curr. Org. Chem. 15 (2011) 3014; [4] J. Svítková, T. Ignat, L. Švorc, J. Labuda, J. Barek, Crit. Rev. Anal. Chem. 46 (2016) 248; [5] S. Baluchova, A. Danhel, H. Dejmkova, V. Ostatna, M. Fojta, K. Schwarzova-Peckova, Anal. Chim. Acta, 1077 (2019) 30.