Analytické využití nanočástic ušlechtilých kovů

Mgr. Ariana OPLETALOVÁ

Doctoral thesis

Utilization of Noble Metal Nanoparticles in Chemical Analysis

Abstract:

Cílem disertační práce bylo analytické využití nanočástic stříbra pro detekci biologicky významných molekul v povrchem zesílené Ramanově spektroskopii (SERS). Práce se zabývá sledováním míry zesílení Ramanova signálu modelové biomolekuly adeninu v závislosti na snoubení průměrné velikosti částic stříbra s vlnovou délkou budícího laserového záření (532, 633 a 780 nm). Dále pak na základě získaných výsledků je hlavní výzkum SERS aplikace směřován především do oblasti detekce a identifikace mikrobiálních patogenů. Pro tyto účely byla vyvinuta rychlá metoda pracující na principu magneticky asistované SERS (MA-SERS) selektivní detekce vybraných patogenních bakteriálních kmenů. K MA-SERS detekci byl využit biosenzor na bázi magnetických nanočástic oxidu železa funkcionalizovaných příslušnými protilátkami na jednotlivé bakterie, které byly následně konjugovány s nanočásticemi stříbra. Dále byl rovněž studován aplikační potenciál nanočástic stříbra v podobě vrstev či jako součást kompozitního materiálu, jakožto aktivních substrátů pro zesílení Ramanova signálu biologicky významných molekul.

Abstract:

The aim of this dissertation was the analytical utilization of silver nanoparticles for the detection of biologically important molecules in the surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). The thesis deals with monitoring of the Raman enhancement rate of the adenine, which was used as a model analyte, depending on the combination of the average size of the silver particles with the excitation wavelengths in the visible region (532, 633 and 780 nm). Furthermore, based on the obtained results, the main research of the SERS application is focused to the area of detection and identification of microbial pathogens. For this purpose, a rapid method based on magnetically assisted SERS (MA-SERS) selective detection of selected pathogenic bacterial strains was developed. A biosensor based on magnetic iron oxide nanoparticles whose surface is functionalized with suitable antibodies and then coated with silver nanoparticles by self-assembly was used for the MA-SERS detection. The applicable potential of silver nanoparticles in the form of layers or as a part of composite material was also studied as efficient substrates for enhancement of the Raman signal of biologically important molecules.

Keywords

nanočástice stříbra, rekrystalizace, povrchem zesílená Ramanova spektroskopie, bakterie, diagnostika, infekce kloubních náhrad

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 7. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry / Physical Chemistry