Use of Graphene for Biosensors

Mgr. Ondřej Kubesa, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Grafen a jeho deriváty jako grafen oxid se staly v posledních letech velmi populárními, i když jejich existence byla známa již po nějakou dobu. Jejich zajímavé vlastnosti jako monoatomární struktura, velký specifický povrch, tepelná vodivost a balistický elektronový transport učinily tento materiál velmi zajímavým a přilákaly pozornost mnoha vědních oblastí. V této doktorské práci je představena celá rodina uhlíkových nanočástic se zaměřením právě na materiály na bázi grafenu, jejich přípravu, charakterizaci a užití v oblasti biosensoriky. Mezi hlavní účely této práce patří představení celé oblasti, současných znalostí o problematice a prezentování některých experimentálních dat a výsledků, které byly publikovány v mezinárodních recenzovaných časopisech a které jsou také součástí této práce, doplněny o další, doposud nepublikované, výsledky. Součástí této práce je také ilustrovaný návod na přípravu oxidu grafenu jednou z variant Hummersovy metody.

Abstract:

Graphene and its derivatives like graphene oxide became very popular in the past few years, although their existence has been known for a while. Its interesting properties like one atom thick structure, large specific surface area, thermal conductivity or ballistic electron transport made it very popular and attracted focus of many scientific fields. In this doctoral thesis, whole family of carbon nanoallotropes is discussed with main focus on graphene based nanoparticles, their preparation, characterization and use in biosensing field. The main purposes of this thesis are to introduce the whole field, current knowledge about the topic and present some experimental data and other findings which were published in peer-reviewed articles which are also part of this thesis, accompanied by some unpublished results. In addition, an illustrated student’s guide for a preparation of graphene oxide by variant of Hummers’ method is also included.

Keywords

Graphene, Graphene oxide, Biosensors, Enzyme, Nanoparticles, Carbon, Grafen, Grafen oxid, Biosensory, Enzym, Nanočástice, Uhlík

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 9. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 12. 12. 2017
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.
• Reader: doc. RNDr. Miroslav Fojta, CSc., RNDr. Jan Krejčí, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Biochemistry