Vícesložkové strukturované vrstvy pro biodetekci
| Thesis title in Czech: | Vícesložkové strukturované vrstvy pro biodetekci |
|---|---|
| Thesis title in English: | Multicomponent structured films for biodetection |
| Key words: | tenká vrstva|magnetronové naprašování|plynový agregační zdroj|vícesložkové materiály |
| English key words: | thin film|magnetron sputtering|gas aggregation sources|multicomponent materials |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Macromolecular Physics (32-KMF) |
| Supervisor: | doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Bude upřesněno, podrobnější informace podrobnější informace jan.hanus@mff.cuni.cz, +420 95155 2335 |
| References |
| J.L. Vossen, W. Kern, Thin Film Processes II, Academic Press, 1991, San Diego
H. Biederman, Plasma Polymer Films, Imperial College Press, 2004 Y. Huttel (Editor), Gas-Phase Synthesis of Nanoparticles, Wiley-VCH 2017 P. Milani, M. Sowwan (Editors), Cluster Beam Deposition of Functional Nanomaterials and Devices, Elsevier, 2020 Další aktuální časopisecká literatura na dané téma/other current journal literature on the topic. |
| Preliminary scope of work |
| Vícesložkové strukturované vrstvy na bázi kov plazmový polymer jsou jedním ze slibných kandidátů pro použití jako platformy pro snadnou detekci rozličných biomolekul pomocí analytických technik jako jsou povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (SERS – Surface Enhanced Raman Spectroscopy), povrchová plazmonová rezonance (SPR – Surface Plasmon Resonance) nebo křemenné krystalové mikrovážky (QCM – Quartz Crystal Microbalance). Základním předpokladem pro pokročilou selektivní biodetekci je úspěšná příprava povrchu s vhodným chemickým složením a nanostrukturou. Zejména v případě SERS se ukazuje, že při použití vhodného kovu naneseného na, či zabudovaného do polymerní matrice lze dosáhnout extrémní citlivosti biodetekce. Pro reálné použití takovýchto vrstev je však důležité jejich chování v kapalinách o rozličném pH a iontové síle. Tato problematika je v případě funkčních vrstev na bázi plazmových polymerů stále nedostatečně prozkoumána a ukazuje se, že např. použití rozličných pufrů značně ovlivňuje výsledné vlastnosti vrstvy které jsou klíčové pro biodetekci.
V rámci této práce budou připraveny strukturované kompozitní vrstvy na bázi kov/plazmový polymer pomocí kombinace plazmové polymerace s magnetronovým naprašováním kovu nebo depozicí nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje. Takto připravené vrstvy budou testovány s ohledem na svoji vhodnost pro biodetekci. U vybraných vrstev bude systematicky studován vliv pufrů na výsledné detekční vlastnosti. Předpokládané znalosti uchazeče jsou na úrovni ukončeného magisterského studia oboru Fyzika kondenzovaných soustav a materiálů případně Biofyzika. |
| Preliminary scope of work in English |
| Multicomponent structured films composed of metal a plasma polymer is one of the promising candidates as a platform for facile detection of different biomolecules by means of analytical techniques like Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS), Surface Plasmon Resonance (SPR) or Quartz Crystal Microbalance (QCM). Successful preparation of surfaces with proper chemical composition and nanostructure is the key factor for advanced selective biodetection. Performance of such coatings in different liquids at various pH and ionic strength is extremely important for their practical use. There are only a few studies on this topic for functional coating based on plasma polymers. E.g., it was shown that the use of different buffer solutions at the same pH can affect the performance of the coating.
Structured composite thin films based on metal/plasma polymer will be prepared in this work by combination of plasma polymerization with magnetron sputtering of metal or with deposition of nanoparticles by means of gas aggregation source. Capability for biodetection of the coatings will be tested. In case of films with the best performance systematic study of the buffer solutions on the biodetection will be performed. An applicant must hold a master’s diploma and have the necessary research abilities in the branch of Physics of Condensed Matter Systems and Materials or Biophysics. |