text size

Spectroscopic Study of Singlet Oxygen in Cells and Model Systems

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
Spectroscopic Study of Singlet Oxygen in Cells and Model Systems
Title (in czech):
Spektroskopické studium singletního kyslíku v buňkách a modelových systémech
Type:
Dissertation
Author:
RNDr. Marek Scholz
Supervisor:
doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D.
Opponents:
doc. RNDr. Petr Heřman, CSc.
RNDr. Pavel Kubát, CSc.
Thesis Id:
106220
Faculty:
Faculty of Mathematics and Physics (MFF)
Department:
Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO)
Study programm:
Physics (P1701)
Study branch:
Biophysics, Chemical and Macromolecular Physics (4F4)
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
25/02/2016
Defence result:
Pass
Language:
English
Keywords (in czech):
singlet oxygen, phosphorescence, delayed fluorescence, time-resolved luminescence detection, photosensitizer
Keywords:
singlet oxygen, phosphorescence, delayed fluorescence, time-resolved luminescence detection, photosensitizer
Abstract (in czech):
Název: Spektroskopické studium singletního kyslíku v buňkách a modelových systémech Autor: Marek Scholz Pracoviště: Katedra chemické fyziky a optiky Školitel: doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D., KChFO Abstrakt: Singletní kyslík (1O2), první excitovaný stav molekulárního kyslíku, hraje významnou roli v přírodních i technologických procesech. Práce se zaměřuje na vývoj nových metod detekce 1O2 v buňkách a biologických vzorcích. Byly využity dva hlavní přístupy: Přímá detekce velmi slabé infračervené fosforescence 1O2 a detekce singletním kyslíkem indukované zpožděné fluorescence (SOFDF), což je luminiscence fotosensitizéru vybuzená přenosem energie z 1O2. První část práce představuje zá- kladní koncepty fotofyziky a fotochemie 1O2: vznik, deaktivaci, aplikace a přehled detekčních metod. Druhá část pojednává o experimentálních výsledcích. Mikrospek- troskopická detekce fosforescence 1O2 nám umožnila získat snímky 1O2 a blízká in- fračervená spektra z jednotlivých buněk inkubovaných s fotosensitizéry. Přímá detekce však trpí velmi nízkými kvantovými výtěžky fosforescence. Je ukázáno, že detekce založená na SOFDF může překonat tento problém a stát se slibnou alternativní me- todou pro studium 1O2 a excitovaných stavů fotosensitizérů. Práce poskytuje jeden z mála systematických výzkumů SOFDF v biologicky relevantních vzorcích, počínaje roztoky fotosensitizérů a konče časově rozlišenou mikroskopickou detekcí SOFDF z jednotlivých buněk. Keywords: singletní kyslík, fosforescence, zpožděná fluorescence, časově rozlišená de- tekce luminiscence, fotosensitizér v
Abstract:
Title: Spectroscopic Study of Singlet Oxygen in Cells and Model Systems Author: Marek Scholz Department: Department of Chemical Physics and Optics Supervisor: doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D., KChFO Abstract: Singlet oxygen (1O2), the first excited state of molecular oxygen, plays many important roles in nature and technology. The work is aimed at development of novel methods for monitoring of 1O2 in cells and other biological samples. Two main ap- proaches were employed: direct detection of the very weak near-infrared phospho- rescence of 1O2, and detection of Singlet Oxygen-Feedback Delayed Fluorescence (SOFDF), which is the emission from the photosensitizer induced by energy transfer from 1O2. The first part of the thesis introduces the basic concepts of photophysics and photochemistry of 1O2: its generation, deactivation, applications, and overview of detection methods. The second part presents the experimental results. Wide-field mi- crospectroscopic detection of 1O2 phosphorescence enabled us to acquire 1O2-based images and near-infrared spectra from single cells incubated with photosensitizers. However, the direct detection suffers from the inherently very low phosphorescence quantum yield. It is shown that SOFDF may overcome this problem and become a promising alternative tool for studies of 1O2 and excited states of photosensitizers. The work provides one of the very scarce systematic studies of SOFDF in biologi- cally relevant samples, spanning from solutions of photosensitizers to time-resolved microscopic detection of SOFDF from individual living cells. Keywords: singlet oxygen, phosphorescence, delayed fluorescence, time-resolved lu- minescence detection, photosensitizer iii
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis RNDr. Marek Scholz 16.38 MB
Download Abstract in czech RNDr. Marek Scholz 28 kB
Download Abstract in english RNDr. Marek Scholz 27 kB
Download Supervisor's review doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D. 138 kB
Download Opponent's review doc. RNDr. Petr Heřman, CSc. 82 kB
Download Opponent's review RNDr. Pavel Kubát, CSc. 217 kB
Download Defence's report prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. 107 kB