Bakalářské práce

Aktuální nabídku prací můžete najít také v SISu. v oboru “Obecná fyzika (FOF)”

Citlivá SERS spektroskopie porfyrinů na zaschlých koloidních kapkách – Doc. RNDr. Marek Procházka, Dr.
	Povrchem zesílený Ramanův rozptyl (SERS) je extrémně citlivá metoda vibrační spektroskopie používaná ke studiu biomolekul za velmi nízkých koncentrací. Hlavním cílem bakalářské práce bude testování zaschlých stříbrných koloidních kapek jako SERS-aktivních povrchů. Je známo, že při zasychání tvoří koloidní kapka prstenec, kde se shromažďují agregáty nanočástic vhodné pro SERS. Budou testovány tyto povrchy ke studiu porfyrinů za velmi nízkých koncentrací až na úroveň jedné molekuly. Více informací...
Ramanova mikrospektroskopie kapkově nanášených povlaků (DCDR) cukrů – RNDr. Vladimír Kopecký Jr., PhD.
	DCDR spektroskopie je novou techniku měření biomolekul, jež je založena na interakci molekul a speciálně k tomu připraveného hydrofobního povrchu. Měření tak lze provádět za až o dva řády nižších koncentrací biomolekul než je tomu obvyklé u standardní Ramanovy spektroskopie. Náplní bakalářské práce bude otestování použitelnosti DCDR techniky pro měření vzorků cukrů a vytvoření referenční databáze DCDR spekter pro účely studia glykoproteinů. Měření budou prováděna na Ramanově mikrospektrometru LabRam HR800 (Horiba Jobin Yvon).
Mikroskopie atomárních sil ve světě biomakromolekul – RNDr. Vladimír Kopecký Jr., PhD.
	AFM je technika vysokého rozlišení, která umožňuje „zobrazit“ struktury v řádech nanometrů. Citlivosti AFM je dosaženo měřením síly mezi sondou a povrchem vzorku. Sonda je představována ostrým 3–6µm hrotem s vrcholem 15–40 nm. Náplní bakalářské práce bude nalezení vhodných podmínek pro měření různých biomakromolekul, např. DNA, proteinů či virových kapsid pro měření na novém Ramanově mikroskopu kombinovaného s AFM a SNOM – Alpha 300 (WITec). AFM měření by měla odhalit parametry ovlivňující přesnost i možnosti měření různých biomolekul s ohledem na jejich velikost, tvar či strukturu.
Testování citlivosti Ramanovy spektroskopie při studiu liposomů – RNDr. Eva Kočišová, PhD.
	Liposomy představují váčky, jejichž stěna (membrána) je tvořena dvojitou vrstvou fosfolipidů, která odděluje vnitřní prostředí od vnějšího s odlišným složením. Membrána liposomu svým charakterem napodobuje membránu buňky nebo buněčné organely a její složení je možné cíleně měnit a modifikovat. Z tohoto důvodu jsou liposomy studovány jako modelový systém s mnoha potenciálními aplikacemi (mimo jiné i jako transportní prostředek pro různá léčiva). Membrána liposomu je ideální systém i pro studium jejich vlastností při interakci s biologickými molekulami jako jsou např. nukleové kyseliny a peptidy nebo proteiny. Bakalářská práce má za cíl testování limitů citlivosti Ramanovy spektroskopie pro studium liposomů. Použity budou speciální metody Ramanovy spektroskopie (Ramanova spektroskopie kapkově nanášených povlaků – DCDR, povrchem zesílená Ramanova specktrokopie – SERS).
Vibrační optická aktivita 3-aminoquinuclidinu – RNDr. Václav Profant
	3-aminoquinuclidin (AQN) má široké využití jako důležitý farmakofor v mnoha různých modulátorech 5-HT3 a 5-HT1A receptorů (iontové kanály zprostředkovávající depolarizaci a excitaci neuronů), činidlech zobrazující neuronální aktivitu a látkách, které pomáhají obejít rezistenci vůči některým lékům proti rakovině. AQN je chirální molekula, tj. není ztotožnitelná se svým zrcadlovým obrazem. Dvě molekuly, které se liší pouze svoji chiralitou, nazýváme enantiomery. Informace o konkrétní chiralitě a enantiomerní čistotě je pak klíčová pro využití AQN v syntéze medikamentů. Náplní bakalářské práce bude experimentální studium AQN metodami ROA a VCD i kvantově mechanické simulace vedoucí k detailní interpretaci spekter. Více informací...
Počítačové modelování membránových proteinů – RNDr. Ivan Barvík Jr., PhD.
	Více než polovina současných léků cílí na tzv. membránové proteiny, jejichž struktura na atomární úrovni byla až donedávna neznámá. To bránilo racionálnímu designu nových léků či optimalizaci vlastností těch stávajících. Průlomové pokroky, k nimž v posledních pěti letech došlo v rentgenové krystalografii či elektronové mikroskopii, však vedly k tomu, že rozřešené struktury membránových proteinů v tzv. proteinové databance přibývají závratným tempem. Předmětem našeho zájmu jsou zejména tzv. GPC receptory (cíl cca. 1/3 současných léků) a TRP iontové kanály (potenciální cíl nových analgetik). V rámci projektu bude prostřednictvím tzv. molekulárně-dynamických simulací zkoumána struktura a dynamika vybraného membránového proteinu ukotveného v buněčné membráně a obklopeného vodní obálkou a jeho interakce s různými ligandy. Výpočty budou realizovány v superpočítačovém MetaCentru.
Počítačové modelování komplexů nukleových kyselin a proteinů – RNDr. Ivan Barvík Jr., PhD.
	Prostřednictvím chemicky modifikovaných nukleových kyselin je možné terapeuticky zasahovat do procesu exprese genetické informace. Chemicky modifikované stavební kameny nukleových kyselin mohou inhibovat virové polymerázy a zabraňovat kopírování virové genetické informace. Chemicky modifikovaná vlákna nukleových kyselin pak mohou vytvářet dvoušroubovicovité komplexy s mRNA a inhibovat proces tzv. translace genetické informace vedoucí k syntéze proteinů. Někdy mohou analoga nukleových kyselin dokonce stimulovat štípání cílové mRNA prostřednictvím enzymů RNase H či Argonaute. Od roku 2012 je známé, že chemicky modifikované nukleové kyseliny mohou stimulovat i editaci DNA enzymem CRISPR-Cas9. V rámci projektu bude zkoumána struktura a dynamika vybraného komplexu nukleové kyseliny a proteinu obklopeného vodní obálkou. Molekulárně-dynamické simulace budou realizovány v superpočítačovém MetaCentru.
Studium kinetiky formování SERS-aktivních systémů ve stříbrných koloidech – Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
	Povrchem zesílený Ramanův rozptyl je metoda umožňující zesílit jinak slabý Ramanův signál o mnoho řádů. K zesílení signálu dochází na površích kovových nanostruktur, například koloidních částic, a to jak adsorpcí studovaných molekul na jejich povrch, tak následnou agregací nanočástic. Proces formování tzv. SERS-aktivního systému není plně objasněný. K pochopení některých aspektů může přispět studium kinetiky nárůstu SERS signálu analýzou časového vývoje po přidání molekul do koloidu. Náplní projektu bude měření kinetiky formování SERS-aktivního systému na několika různých stříbrných koloidech.
Studium tvorby guaninových kvartetů a jejich samoasociátů pomocí Ramanovy spektroskopie – Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
	Guaninové kvadruplexy jsou čtyřvláknové struktury nukleových kyselin se zajímavým polymorfizmem a velkým biologickým významem. Jejich základní stavební jednotkou je guaninový kvartet tvořený čtveřici guaninů propojených vodíkovými můstky. Stabilita kvartetů závisí mimo jiné na tom, jestli se jedná o ribo- nebo deoxyribonukleotidy. Tvorbu kvartetů a kvadruplexů je možno studovat i pomocí Ramanovy spektroskopie, kde je výhodou citlivost metody na různé typy interakcí, které se na stabilizaci kvartetů a jejich asociátů podílejí. Náplní projektu bude studium tvorby a stability guanionových kvartetů pomocí Ramanovy spektroskopie.