velikost textu

Testing of new electrode arrangements for monitoring of electrochemically oxidisable biologically active organic compounds

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.
Název:
Testing of new electrode arrangements for monitoring of electrochemically oxidisable biologically active organic compounds
Název v češtině:
Testování nových elektrodových uspořádání pro monitorování elektrochemicky oxidovatelných biologicky aktivních organických látek
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Milan Libánský
Školitel:
prof. RNDr. Jiří Zima, CSc.
Oponenti:
doc. Dr. Ing. et Ing. Tomáš Navrátil, Dr., Ph.D.
doc. Ing. Renáta Šelešovská, Ph.D.
Konzultanti:
RNDr. Hana Dejmková, Ph.D.
prof. RNDr. Jiří Barek, CSc.
Id práce:
141237
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
21. 4. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Uhlíkové kompozitní filmové elektrody, Uhlíková pastová elektroda, Elektrochemická charakterizace, Látky znečišťující životní prostředí, pNIPAAm (poly (n-isopropylakrylamid)), Zlaté nanostrukturované filmové elektrody, Naprašování zlata, Roubování, Biomarkery nádorových onemocnění
Klíčová slova v angličtině:
Carbon composite film electrodes, Carbon paste electrode, Electrochemical characterization, Environmental pollutants, pNIPAAm (poly(n-isopropylacrylamide)), Gold nanostructured film electrodes, Gold sputtering, Grafting, Tumor biomarkers
Abstrakt:
Abstrakt Předložená disertační práce je zaměřena na elektrochemickou charakterizaci a testování nově vyvinutých pracovních elektrod a jejich uspořádání. Tyto elektrody byly vyrobené z čistého atomárního zlata nebo z mikročástic grafitického uhlíku a jsou vhodné pro velkoplošné monitorování různých organických látek; dalším, ale neméně důležitým cílem práce je vývoj nových citlivých voltametrických metod pro stanovení oxidovatelných biologicky aktivních organických látek. Měřící systém cel s integrovanými uhlíkovými kompozitními elektrodami byl vybrán pro vývoj voltametrické metody vhodné ke stanovení homovanilové kyseliny, vanilylmandlové kyseliny a indoxylsulfátu. Tyto biomarkery různých onemocnění lidského těla byly vybrány z důvodu neustálého nárůstu zájmu lékařských laboratoří o jejich stanovování. Navíc, před samotným stanovením indoxylsulfátu byla provedena jeho extrakce na tuhé fázi z matrice lidské moči. Všechny naměřené výsledky byly porovnány s výsledky měření s již standardně používanou uhlíkovou pastovou elektrodou. Zlaté naprašované (metoda fyzikální parní depozice) nanostrukturované filmové elektrody s povrchem modifikovaným různými funkčními skupinami a substráty a zlaté nanostrukturované filmové elektrody naprášené na upraveném PTFE byly vybrány pro testování a elektrochemickou charakterizaci. Tyto elektrody představují zajímavý analytický nástroj vhodný pro použití jako jednorázový senzor pro měření v terénu v mikrolitrových objemech. Elektrochemická charakterizace zahrnovala: sledování parametrů elektrochemické reakce (opakovatelnost, reverzibilita) různých standardních analytů (ferrokyanid, hydrochinon) v rozdílných základních elektrolytech, vyhodnocení parametrů naměřených kalibračních křivek zmíněných analytů, výpočet reálných aktivních ploch elektrod pomocí Randlesovy-Ševčíkovy rovnice a sledování, zda není povrch modifikovaných elektrod blokován naroubovanými funkčními skupinami. Vše bylo následně kriticky zhodnoceno a byla navržena možná vylepšení. Získané výsledky byly opět porovnány s měřením na klasické zlaté elektrodě (bulk electrode) nebo na zlaté nemodifikované nanostrukturované elektrodě naprášené na skleněném substrátu.
Abstract v angličtině:
Abstract Submitted Ph.D. Thesis is focused on the electrochemical characterization and testing of recently developed working electrodes made from pure gold or graphitic carbon particles and electrochemical arrangements. These electrodes are suitable for large screening measurements of various organic compounds. The development of new sensitive voltammetric methods for determination of oxidisable biologically active organic compounds is another aim of this work. To verify its applicability, the array of carbon composite film electrodes integrated in measuring cell system was selected for the development of voltammetric methods for determination of homovanillic acid, vanillylmandelic acid, and indoxyl sulphate. These analytes, which belong to the group of biomarkers of human diseases, were selected for increasing interest in their determination in medical laboratories. Moreover, determination of indoxyl sulphate was coupled to its solid phase extraction from human urine prior to voltammetric determination. Obtained results were compared with measurements of standards with well-established carbon paste electrode. Sputtered (physical vapour deposition method) gold nanostructured film electrodes on treated PTFE substrates and gold nanostructured film electrodes modified with various functional groups on the surface were selected for testing and electrochemical characterization as an interesting analytical tool with promising use as disposable sensors for in-situ measurements with microvolumes of the sample. Electrochemical characterization was carried out by examination of the electrode reaction (reversibility, repeatability) of standard redox probes (ferrocyanide/ferricyanide, hydroquinone/benzoquinone) in different types of supporting electrolytes, by evaluation of the parameters of calibration curves of probes, by calculations of their real surface areas from Randles-Sevcik equation, and by observation of blocking of modified electrode surfaces by grafted functional groups. The whole study was complemented by critical evaluation and suggestion of possibilities for improvements of tested electrodes and arrangements. Obtained results were again compared to measurements with conventional bulk gold electrode or pristine gold nanostructured electrode sputtered on glass substrate.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Milan Libánský 30.04 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Milan Libánský 104 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Milan Libánský 8 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Milan Libánský 1.66 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Dr. Ing. et Ing. Tomáš Navrátil, Dr., Ph.D. 206 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Renáta Šelešovská, Ph.D. 213 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1024 kB