Předmětem diplomové práce bylo studium problematiky vlivu čistoty albuminu hovězího séra na fluorescenci nanoklastrů ušlechtilých kovů a dále ověření změn sekundární struktury BSA metodami cirkulárního dichroismu. Cílem experimentální části diplomové práce bylo zjistit, zda čistota albuminu hovězího séra ovlivňuje fluorescenční aktivitu nanoklastrů ušlechtilých kovů (Au, Ag, Au/Ag). Experimentální strategií byl přístup spočívající ve studiu změn fluorescenčních vlastností nanoklastrů monometalických a bimetalických ušlechtilých kovů v závislosti na čistotě albuminu hovězího séra (čistota 96 %, 98 % a 98 % FA free) a dalších faktorů jako například vliv mikrovln a čas uplynulý od počátku syntézy. Výsledky vedly k závěrům, že každý z výše jmenovaných faktorů hraje důležitou roli při tvorbě fluorescenčních nanoklastrů.
Anotace v angličtině
The subject of this master thesis was to study the problems of the influence of bovine serum albumin purity on fluorescence of noble metal nanoclusters and verification of BSA secondary structure changes by circular dichroism. The aim of the experimental part of the thesis was to determine whether BSA purity affects the fluorescence activity of noble metal nanoclusters (Au, Ag, Au/Ag). The approach consisting in the study of the changes of fluorescence properties of monometallic and bimetallic noble metal nanoclusters depending on the BSA purity (96 %, 98 % and 98 % FA free) and other factors such as the effect of microwaves and the time elapsed from the beginning of the synthesis was used as an experimental strategy. Results led to the conclusions that each of the above mentioned factors plays a key role in the formation of fluorescent nanoclusters.
nanocluster, nanoparticle, bovine serum albumin, fluorescence, noble metal
Rozsah průvodní práce
60
Jazyk
CZ
Anotace
Předmětem diplomové práce bylo studium problematiky vlivu čistoty albuminu hovězího séra na fluorescenci nanoklastrů ušlechtilých kovů a dále ověření změn sekundární struktury BSA metodami cirkulárního dichroismu. Cílem experimentální části diplomové práce bylo zjistit, zda čistota albuminu hovězího séra ovlivňuje fluorescenční aktivitu nanoklastrů ušlechtilých kovů (Au, Ag, Au/Ag). Experimentální strategií byl přístup spočívající ve studiu změn fluorescenčních vlastností nanoklastrů monometalických a bimetalických ušlechtilých kovů v závislosti na čistotě albuminu hovězího séra (čistota 96 %, 98 % a 98 % FA free) a dalších faktorů jako například vliv mikrovln a čas uplynulý od počátku syntézy. Výsledky vedly k závěrům, že každý z výše jmenovaných faktorů hraje důležitou roli při tvorbě fluorescenčních nanoklastrů.
Anotace v angličtině
The subject of this master thesis was to study the problems of the influence of bovine serum albumin purity on fluorescence of noble metal nanoclusters and verification of BSA secondary structure changes by circular dichroism. The aim of the experimental part of the thesis was to determine whether BSA purity affects the fluorescence activity of noble metal nanoclusters (Au, Ag, Au/Ag). The approach consisting in the study of the changes of fluorescence properties of monometallic and bimetallic noble metal nanoclusters depending on the BSA purity (96 %, 98 % and 98 % FA free) and other factors such as the effect of microwaves and the time elapsed from the beginning of the synthesis was used as an experimental strategy. Results led to the conclusions that each of the above mentioned factors plays a key role in the formation of fluorescent nanoclusters.
nanocluster, nanoparticle, bovine serum albumin, fluorescence, noble metal
Zásady pro vypracování
1. Literární rešerše s klíčovými slovy jako např.: nanoclusters and BSA (or bovine serum albumin), nanoparticles and BSA (or bovine serum albumin), případně více specifikovat nanoklastry a nanočástice, stříbrné (Ag, silver) či zlaté (Au, gold)
2. Příprava nanoklastrů zlata reakcí Au(III) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
3. Příprava nanoklastrů stříbra reakcí Ag(I) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
4. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou různých poměrech těchto kovových iontů (6:1 a 10:1) v reakční směsi s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
5. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou výše uvedených poměrech těchto kovových iontů, ale vznikajících postupným přidáváním stříbrných iontů k reakční směsi Au(III) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
6. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou výše uvedených poměrech těchto kovových iontů, ale vznikajících postupným přidáváním zlatých iontů k reakční směsi Ag(I) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
7. Každou z příslušných syntéz a následných spektroskopických měření zopakovat 3x pro ověření reprodukovatelnosti dat.
8. Průběžně zpracovávat naměřená spektra. Vytvořit průměrné absorpční a fluorescenční spektrum charakteristické pro každý typ systému. Tato průměrná spektra pak diskutovat v diskuzní části DP a s ohledem na odbornou časopiseckou literaturu.
9. Sepsat DP dle klasického rozvržení.
Zásady pro vypracování
1. Literární rešerše s klíčovými slovy jako např.: nanoclusters and BSA (or bovine serum albumin), nanoparticles and BSA (or bovine serum albumin), případně více specifikovat nanoklastry a nanočástice, stříbrné (Ag, silver) či zlaté (Au, gold)
2. Příprava nanoklastrů zlata reakcí Au(III) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
3. Příprava nanoklastrů stříbra reakcí Ag(I) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
4. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou různých poměrech těchto kovových iontů (6:1 a 10:1) v reakční směsi s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
5. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou výše uvedených poměrech těchto kovových iontů, ale vznikajících postupným přidáváním stříbrných iontů k reakční směsi Au(III) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
6. Příprava nanoklastrů zlato-stříbrných ve dvou výše uvedených poměrech těchto kovových iontů, ale vznikajících postupným přidáváním zlatých iontů k reakční směsi Ag(I) s BSA o čistotě 96%, 98% anebo 98%-FAfree za přesně definovaných podmínek. Proměření absorpčních a fluorescenčních spekter vzniklých produktů. Sledování vývoje fluorescenčních vlastností v delším časovém rozsahu (týden, 14 dní, měsíc, případně déle).
7. Každou z příslušných syntéz a následných spektroskopických měření zopakovat 3x pro ověření reprodukovatelnosti dat.
8. Průběžně zpracovávat naměřená spektra. Vytvořit průměrné absorpční a fluorescenční spektrum charakteristické pro každý typ systému. Tato průměrná spektra pak diskutovat v diskuzní části DP a s ohledem na odbornou časopiseckou literaturu.
9. Sepsat DP dle klasického rozvržení.
Seznam doporučené literatury
- V. Proser a kol., Experimentální metody biofyziky, Academia Praha 1989, ISBN 80-200-0059-3, kapitola Metody emisní spektroskopie (autor O. Jelínek), str. 384-435
- Lakowicz J.R. (Ed.), Topics in Fluorescence Spectroscopy, Volumes 1-3, Techniques Principles - Biochemical Applications, 1992, Plenum Press, New York, ISBN 0-306-43874-7, 0-306-43875-5, 0-306-43954-9
- Shang L., Dong S., Nienhaus G.U.: Ultra-small fluorescent metal nanoclusters: synthesis and biological applications. Nano Today 2011, 6, 401-418
- Yu Y., Geng J., Ong E.Y.X., Chellappan V., Tan Y.N.: Bovine serum albumin protein-templated silver nanocluster (BSA-Ag13): An effective singlet oxygen generator for photodynamic cancer therapy. Adv. Healthcare Mater. 2016, 1-8
- Dutta D., Chattopadhyay A., Ghosh S.S.: Cationic BSA templated Au-Ag bimetallic nanoclusters as a theranostic gene delivery vector for HeLa cancer cells. ACS Biomater. Sci. Eng. 2016, 2, 2090-2098
- Ganguly M., Jana J., Pal A., Pal T.: Synergism of gold and silver invites enhanced fluorescence for practical applications. RSC Adv. 2016, 6, 17683-17703
- Xie J., Zheng Y., Ying J.Y.: Protein-directed synthesis of highly fluorescent gold nanoclusters. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 888-889
- Zheng B., Zheng J., Yu T., Sang A., Du J., Guo Y., Xiao D., Choi M.M.F.: Fast microwave-assisted synthesis of AuAg bimetallic nanocluters with strong yellow emission and their response to mercury(II) ions. Sens. Actuators, B 2015, 221, 386-392
- Hsu N.Y., Lin Y.W.: Microwave-assisted synthesis of bovine serum albumin-gold nanoclusters and their fluorescence-quenched sensing of Hg2+ ions. New J. Chem. 2016, 40, 1155-1161
Další odborná časopisecká literatura dle vlastního uvážení či doporučení školitelky
Seznam doporučené literatury
- V. Proser a kol., Experimentální metody biofyziky, Academia Praha 1989, ISBN 80-200-0059-3, kapitola Metody emisní spektroskopie (autor O. Jelínek), str. 384-435
- Lakowicz J.R. (Ed.), Topics in Fluorescence Spectroscopy, Volumes 1-3, Techniques Principles - Biochemical Applications, 1992, Plenum Press, New York, ISBN 0-306-43874-7, 0-306-43875-5, 0-306-43954-9
- Shang L., Dong S., Nienhaus G.U.: Ultra-small fluorescent metal nanoclusters: synthesis and biological applications. Nano Today 2011, 6, 401-418
- Yu Y., Geng J., Ong E.Y.X., Chellappan V., Tan Y.N.: Bovine serum albumin protein-templated silver nanocluster (BSA-Ag13): An effective singlet oxygen generator for photodynamic cancer therapy. Adv. Healthcare Mater. 2016, 1-8
- Dutta D., Chattopadhyay A., Ghosh S.S.: Cationic BSA templated Au-Ag bimetallic nanoclusters as a theranostic gene delivery vector for HeLa cancer cells. ACS Biomater. Sci. Eng. 2016, 2, 2090-2098
- Ganguly M., Jana J., Pal A., Pal T.: Synergism of gold and silver invites enhanced fluorescence for practical applications. RSC Adv. 2016, 6, 17683-17703
- Xie J., Zheng Y., Ying J.Y.: Protein-directed synthesis of highly fluorescent gold nanoclusters. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 888-889
- Zheng B., Zheng J., Yu T., Sang A., Du J., Guo Y., Xiao D., Choi M.M.F.: Fast microwave-assisted synthesis of AuAg bimetallic nanocluters with strong yellow emission and their response to mercury(II) ions. Sens. Actuators, B 2015, 221, 386-392
- Hsu N.Y., Lin Y.W.: Microwave-assisted synthesis of bovine serum albumin-gold nanoclusters and their fluorescence-quenched sensing of Hg2+ ions. New J. Chem. 2016, 40, 1155-1161
Další odborná časopisecká literatura dle vlastního uvážení či doporučení školitelky