Individualita v nanosvětě: mikro-spektroskopie jednotlivých molekul
| Thesis title in Czech: | Individualita v nanosvětě: mikro-spektroskopie jednotlivých molekul |
|---|---|
| Thesis title in English: | Individuality in nanoworld: Micro-spectroscopy of single molecules |
| Academic year of topic announcement: | 2008/2009 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO) |
| Supervisor: | prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Úkolem diplomové práce bude získat spektra jednotlivých molekul s využitím nové unikátní mikro-spektroskopické aparatury v oddělení optické spektroskopie KCHFO MFF UK. Důležité bude zvládnutí přípravy „spektrálně čistých“ vzorků a také mikroskopického zobrazovaní vzorků umístěných v kryostatu. Kromě „klasických“ organických barviv bude možné zkoumat i moderní „umělé molekuly“ – nanokrystalky polovodičů (kvantové tečky), které nahrazují organická barviva v mikroskopii. Zvládnutí metody pak otevírá možnosti aplikace na mnoho dalších systémů významných pro biologii, medicínu atd.
konzultant Doc. RNDr. F. Vácha, PhD., Ústav fyzikální biologie Jihočeské Univerzity, České Budějovice Zapojení do projektů: Centrum základního výzkumu LC510 (2005-2009) Projekt Nanotechnologie pro společnost FUNS (2007-2011) Hlavní spolupracující instituce Ústav fyzikální biologie Jihočeské Univerzity, České Budějovice a Nové Hrady Ústav fyzikálních chemie AV ČR v Praze |
| References |
| Paras N. Prasad: Introduction to Biophotonics, Wiley 2003
Ch. Gell, D. Brockwell, A. Smith, Handbook of Single Molecule Fluorescence Spectroscopy, Oxford University Press, 2006 I. Pelant, J. Valenta: Luminiscenční spektroskopie I., Academia 2006 časopisecká literatura |
| Preliminary scope of work |
| Spojením optického mikroskopu a spektrometru s nejnovějšími CCD detektory získáváme nástroj, který může detekovat fluorescenci jednotlivých molekul. Samozřejmě k tomu potřebujeme i speciálně připravený vzorek s nízkou koncentrací vhodných molekul ve „spektrálně čistém“ prostředí. Další náročnou částí experimentu je nutnost spojit mikroskopické zobrazení s chlazením vzorku v kryostatu. Za pokojové teploty totiž molekuly vykazují široká fluorescenční spektra, která se hodí např. jako fluorescenční značky v nějakém biologickém preparátu, ale nedávají příliš informace spektroskopické. Za kryogenních teplot můžeme ovšem pozorovat více úzkých pásů ve fluorescenčním spektru a navíc zjistíme, že jednotlivé molekuly (stejného složení) se mohou značně lišit, každá má jedinečnou kombinaci konformace, interakce s okolím atd., kteréžto vlastnosti se navíc mohou v čase měnit. Z fluorescenčních spekter jednotlivých molekul za kryogenních teplot tak dostáváme informace nedostupné při běžných měřeních s velkými soubory molekul; dokonce se objevují zcela nové jevy jako je spektrální difúze a fluorescenční intermitence.
Úkolem diplomové práce bude získat spektra jednotlivých molekul s využitím nové unikátní mikro-spektroskopické aparatury v oddělení optické spektroskopie KCHFO MFF UK. Důležité bude zvládnutí přípravy „spektrálně čistých“ vzorků a také mikroskopického zobrazovaní vzorků umístěných v kryostatu. Kromě „klasických“ organických barviv bude možné zkoumat i moderní „umělé molekuly“ – nanokrystalky polovodičů (kvantové tečky), které nahrazují organická barviva v mikroskopii. Zvládnutí metody pak otevírá možnosti aplikace na mnoho dalších systémů významných pro biologii, medicínu atd. |