velikost textu

Application of Raman spectroscopy for the identification of organic inclusions in minerals for the field of exobiology

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:
Application of Raman spectroscopy for the identification of organic inclusions in minerals for the field of exobiology
Název v češtině:
Využití Ramanovy spektroskopie pro identifikaci organických inkluzí minerálů pro účely exobiologie
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Kateřina Osterrothová, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Jan Jehlička, Dr.
Oponenti:
doc. RNDr. Ivan Němec, Ph.D.
prof. Peter Vandenabeele
Id práce:
82903
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů (31-430)
Program studia:
Geologie (P1201)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 8. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Ramanova spektrometrie, organické inkluze, exobiologie
Klíčová slova v angličtině:
Raman spectrometry, organic inclusins, exobiology
Abstrakt:
Astrobiologie  je  multidisciplinární  vědní  obor,  který  zaznamenává  v současné  době  prudký  rozvoj. Mezi hlavní cíle současného výzkumu patří: vyhledávání obyvatelných zón, a to jak v naší  sluneční  soustavě,  tak  mimo  ni,  hledání  důkazů  prebiotické  chemie  a  života  na  Marsu  a  jiných  tělesech  v naší  sluneční  soustavě,  laboratorní  i  terénní  výzkum  mapující  vznik  a  raný  vývoj  života  na  Zemi  a  studium  možností  živých  organismů  přizpůsobit  se  jak  terestrickým  nepříznivým  podmínkám,  tak  i  podmínkám  ve  vesmíru.  Pozornost  vesmírných  agentur,  NASA  a ESA,  se  nyní  obrací  na  chystané  výzkumné  mise  (zejména  na  Mars  Science  Laboratory,  která  odstartuje  na  podzim  2011;  ExoMars,  který  je  v  plánu  v roce  2018;  a  následné  mise  „Mars  Sample Return“ po roce 2020). Ramanův spektrometr je momentálně zmenšován pro využití na  palubě  mise  ExoMars.  Od  Ramanova  spektrometru  se  očekává,  že  identifikuje  případné  organické  sloučeniny  a  biominerály  a  podá  informace  o  základní  mineralogii,  zejména  o minerálech,  které  vznikají  v  přítomnosti  vody.  Tato  disertační  práce  shrnuje  výsledky  laboratorního  výzkumu  zaměřeného  na  využitelnost  Ramanovy  spektrometrie  pro  identifikaci  biomarkerů (pigmentů, karboxylových kyselin a aminokyselin) ve směsích s minerálními prášky  a při simulaci pevných inkluzí v minerálech pomocí UV‐transparentních krystalů různé tloušťky.  Jako excitační zdroje v této studii byly použity lasery v infračervené (785 nm) a viditelné oblasti  (514,5  nm).  Dalším  záměrem  bylo  vypěstovat  modelové  krystaly,  které  budou  obsahovat  ve  svých  fluidních  inkluzích  rozpuštěné  biomarkery  v  různých  koncentracích.  Tímto  způsobem  vytvořené  minerální  standardy  byly  dále  podrobeny  studiu  pomocí  Ramanovy  spektrometrie.  Ramanova  spektrometrie  prokázala  schopnost  detekovat  zmíněné  biomarkery  v prášcích  i v inkluzích  nedestruktivně,  bez  jakékoliv  přípravy  vzorků,  v krátkém  časovém  úseku,  i v inkluzích  o  rozměrech  několika  mikrometrů,  a  v  neposlední  řadě  v relativně  nízkých  koncentracích.   
Abstract v angličtině:
The multidisciplinary field of astrobiology has grown rapidly in recent years. The major goals of  research in the field have been the search for habitable environments both within and outside  our  solar  system,  the  search  for  evidence  of  prebiotic  chemistry  and  life  on  Mars  and  other  bodies in our solar system, laboratory and field research into the origins and early evolution of  life  on  Earth,  and  studies  of  the  potential  for  life  to  adapt  to  challenges  on  Earth  and  in  space.  NASA and ESA are heavily focused on a number of upcoming exploratory missions (e.g., the Mars  Science Laboratory, with its planned launch in the fall 2011; ExoMars 2018; and the follow‐up  Mars Sample Return missions beyond 2020). A Raman spectrometer is now being miniaturized  for  the  ExoMars  Rover  Instrument  Suite.  This  Raman  instrument  is  expected  to  be  used  to  identify organic compounds and mineral products that could be related to signatures of life, as  well as provide a general mineralogical overview, especially those minerals produced by water‐ related processes. This thesis describes the results of laboratory investigation into the feasibility  of Raman spectroscopy to detect different types of biomarkers (pigments, carboxylic acids, and  aminoacids) first mixed in the mineral matrices and then covered by UV‐transparent crystals of  different thicknesses. Experiments were performed using near infrared 785 nm and visible 514  nm excitation wavelengths sources. Another goal of this thesis has been to grow model crystals  containing  organic  compounds  in  different  concentration  levels  embedded  within  fluid  inclusions, thereby developing “mineralogical standards” suitable for testing via non‐destructive  micro‐Raman  spectroscopy.  Raman  spectroscopy  has  proven  able  to  detect  different  biomolecules, not only those which are dispersed in mineral matrices and but also those which  are dissolved and embedded in fluid inclusions non‐destructively, and furthermore without any  sample preparation, in the submicrometer range, in short measurement times, and in relatively  low concentrations.   
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Kateřina Osterrothová, Ph.D. 1.28 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Kateřina Osterrothová, Ph.D. 1.11 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Kateřina Osterrothová, Ph.D. 39 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Kateřina Osterrothová, Ph.D. 35 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Ivan Němec, Ph.D. 95 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Peter Vandenabeele 99 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.03 MB