Inhibice enzymové reakce pomocí kapičkové mikrofluidiky

Bc. Lukáš Jordán

Diplomová práce

Enzyme reaction inhibition acquired by droplet microfluidics

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá studiem enzymové kinetiky a inhibice. Teoretická část práce shrnuje základní principy enzymologie, mechanismy katalýzy a kinetické modely, včetně popisu enzymové inhibice. Následně představuje mikrofluidní metody na čipu jako moderní nástroj pro detailní biochemické analýzy, popisuje její principy, materiály a metody detekce. Detailněji se zaměřuje na kapičkovou mikrofluidiku, metodu založenou na generování emulzí vodných mikroreaktorů v olejové fázi, umožňující vysoce paralelní a individualizované experimenty v nanolitrovém měřítku. Experimentální část práce využívá kapičkovou mikrofluidiku pro stanovení kinetických parametrů modelového enzymu a studium vlivu vybraných inhibitorů. Optimalizace experimentálního protokolu na mikrofluidním čipu s fluorescenční detekcí je detailně popsána, přičemž získané výsledky kinetických analýz a inhibičních studií jsou diskutovány v kontextu stávajících poznatků a potenciálu mikrofluidních přístupů v enzymologickém výzkumu.

Abstract:

This thesis deals with the study of enzyme kinetics and inhibition. The theoretical part of the thesis summarizes the basic principles of enzymology, mechanisms of ca-talysis and kinetic models, including a description of enzyme inhibition. It then intro-duces microfluidic methods on a chip as a modern tool for detailed biochemical anal-ysis, describing its principles, materials and detection methods. It focuses in detail on droplet microfluidics, a method based on the generation of oil-phase aqueous micro-reactor emulsions, enabling highly parallel and individualized experiments at the nanoliter scale. The experimental part of the work uses droplet microfluidics to de-termine the kinetic parameters of a model enzyme and to study the effect of selected inhibitors. The optimization of the experimental protocol on a microfluidic chip with fluorescence detection is described in detail, while the obtained results of kinetic analyses and inhibition studies are discussed in the context of current knowledge and the potential of microfluidic approaches in enzymological research.

Klíčová slova

enzymová kinetika, enzymová inhibice, beta-galaktosidasa, kapičková mikrofluidika, mikrofluidní čip, enzyme kinetics, enzyme inhibition, beta-galactosidase, droplet microfluidics, microfluidic chip

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2025
• Vedoucí: Mgr. Marta Pelcová, Ph.D.
• Oponent: Ing. Mgr. Roman Řemínek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Bioanalytická laboratorní diagnostika ve zdravotnictví - Bioanalytik / Bioanalytická laboratorní diagnostika ve zdravotnictví - Bioanalytik