UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI. Přírodovědecká fakulta Katedra Biochemie
|
|
- Pavla Štěpánková
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI Přírodovědecká fakulta Katedra Biochemie Imobilizace proteinů na magnetické nanočástice a jejich praktické použití DISERTAČNÍ PRÁCE Autor: Mgr. Michaela Pečová Studijní program: P1416 Biochemie Studijní obor: Biochemie Forma studia: Prezenční Vedoucí práce: prof. Mgr. Marek Šebela, Dr. Termín odevzdání práce:
2 Prohlašuji, že jsem předloženou disertační práci vypracovala samostatně za použití citované literatury. V Olomouci dne Poděkování Chtěla bych srdečně poděkovat svému školiteli prof. Mgr. Marku Šebelovi, Dr. za odborné vedení, za cenné rady a konzultace, které mi poskytl při řešení a vypracování předložené disertační práce. Děkuji také konzultantům prof. RNDr. Radku Zbořilovi, Ph.D. a doc. RNDr. Ludmile Zajoncové, Ph.D. za odborné diskuse k danému tématu. Dále děkuji za obětavou spolupráci Regionálnímu centru pokročilých technologií a materiálů PřF, UP v Olomouci. Konkrétně děkuji Mgr. Kateřině Polákové, Ph.D., Mgr. Jiřímu Tučkovi, Ph.D., Mgr. Zdence Markové, Mgr. Kateřině Holé, Mgr. Janu Čudovi za odbornou pomoc při řešení daného tématu. Za spolupráci na zahraniční studijní stáži bych chtěla poděkovat prof. Fabio Vianellovi z Univerzity v Padove
3 Bibliografická identifikace: Jméno a příjmení autora Mgr. Michaela Pečová Název práce Imobilizace proteinů na magnetické nanočástice a jejich praktické využití Typ práce disertační Pracoviště Katedra biochemie PřF UP Vedoucí práce prof. Mgr. Marek Šebela, Dr. Rok obhajoby práce 2013 Abstrakt Předložená disertační práce je zaměřena na imobilizaci proteinů na magnetické nanočastice a jejich praktické využití. První část teorie se zabývá vlastnostmi magnetických nanočástic oxidů železa, jejich přípravou, modifikací povrchu nanočástic a jejich strukturní, magnetickou, morfologickou a velikostní charakterizací. V další části teorie jsou popsány typy imobilizačních technik, chemické modifikace trypsinu a bioaplikace nanočástic oxidů železa zahrnující imobilizace proteinů, především trypsinu (EC ), a jeho využití pro MALDI-TOF peptidové mapování. Z dalších aplikací je uvedeno využití nanočástic pro konstrukci amperometrického biosensoru a nanomedicínské obory patřící mezi in vivo aplikace. Druhá část práce se zabývá charakterizací enzymu sulfitoxidasy (EC ) a jejím využitím pro stanovení siřičitanů v potravinářském průmyslu pomocí amperometrického biosensoru. Experimentální část je zaměřena na chemickou modifikaci hovězího trypsinu pomocí cyklodextrinů nebo biotinylačního činidla. Hodnota molekulové hmotnosti trypsinových konjugátů byla zhodnocena pomocí SDS-PAGE a MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie. Trypsin a jeho konjugáty byly kovalentně imobilizovány na povrch různých typů nanočástic magnetitu. Magnetometrická měření nanometrických materiálů byla provedena pomocí supravodivého kvantového interferenčního magnetometru (SQUID). Velikost nanočástic, morfologické a povrchové vlastnosti byly zhodnoceny pomocí technik elektronové mikroskopie. Volná a imobilizovaná forma trypsinu byla podrobena měření teplotní stability, ph optima, operační stability a stability při skladování. Byla rovněž stanovena vazebná kapacita funkcionalizovaných částic pro trypsin. Termostabilní imobilizované konjugáty trypsinu byly aplikovány pro rychlé a účinné štěpení proteinů v roztoku. Nanočástice biogenního magnetitu s imobilizovanou aminoxidasou a peroxidasou byly zvoleny pro konstrukci enzymové elektrody pro stanovení aminů. Dále byla z kuřecích jater izolována sulfitoxidasa. Hlavními kroky izolace byla příprava acetonového prášku a jeho extrakce, srážení - 3 -
4 síranem amonným, denaturace zahříváním a dialýza. Následovalo přečištění pomocí iontově výměnné chromatografie (Macro-Prep High Q, Resource Q), gelové permeační chromatografie (Superdex HR 10/30) a adsorpční chromatografie (Bio-Scale CHT5-I keramický hydroxyapatit). Sulfitoxidasa (stejně jako ostatní proteiny izolované v této práci) byla analyzována pomocí SDS-PAGE a potvrzena pomocí MALDI-TOF peptidového mapování. Výsledný enzym byl kovalentně imobilizován na povrch zlaté elektrody a vyzkoušen pro potenciální stanovení siřičitanů v biologických vzorcích pomocí amperometrického biosensoru. Klíčová slova bioelektroda, imobilizace a modifikace proteinů, magnetotaktické bakterie, magnetické mikro- a nanočástice, peptidové mapování, proteomika, trypsin, stabilita enzymů; purifikace proteinů, siřičitany, sulfitoxidasa Počet stran 207 Počet příloh 5 Jazyk Český - 4 -
5 Bibliographical identification: Autor s first name and surname Mgr. Michaela Pečová Title Immobilization of proteins on magnetic nanoparticles and their practical applications Type of thesis Ph.D. Department Department of Biochemistry, Faculty of Science Supervisor prof. Mgr. Marek Šebela, Dr. The year of presentation 2013 Abstract This Ph.D. thesis is focused on the immobilization of proteins on magnetic nanoparticles and their practical applications. In the beginning of a theoretical introduction, there are properties of nanoparticles of iron oxides described together with their preparation, surface modification and structural, magnetic, morphological and size characterization. Furthermore, immobilization techniques, chemical modification of trypsin and bioapplications of nanoparticles of iron oxides including immobilization of proteins, especially trypsin (EC ), and their applications for MALDI-TOF peptide mass fingerprinting are mentioned. The usability of nanoparticles for the construction of an amperometric biosensor and in vivo applications within nanomedicine fields are described. The second part of the thesis deals with characterization of enzyme sulfite oxidase (EC ) and its utilization for the determination of sulfite in food industry by means of an amperometric biosensor. The experimental part of the thesis is focused on chemical modification of bovine trypsin using cyclodextrins or a biotinylating agent. Molecular mass values of the resulting trypsin conjugates were evaluated by SDS-PAGE and MALDI-TOF MS. Both trypsin and its conjugates were covalently immobilized on the surface of different types of magnetite nanoparticles. Magnetometric measurements of the nanometric materials were performed by SQUID. Particle size, morphological and surface properties were evaluated using techniques of electron microscopy. All free and immobilized forms of trypsin were characterized by measurements of thermostability, ph optimum, operational and storage stability. Moreover, the binding capacity for trypsin of the functionalized magnetic particles was determined. The thermostable immobilized conjugates of trypsin were applied for a rapid and efficient in-solution digestion of proteins. Biogenic magnetite nanoparticles with attached amine oxidase and peroxidase were chosen for the construction of a carbon-paste electrode. In addition, a sulfite oxidase was isolated from chicken liver. The procedure of isolation - 5 -
6 involved acetone powder preparation and its extraction, ammonium sulfate precipitation, heat denaturation and dialysis. This was followed by ion-exchange chromatography (Macro-Prep High Q, Resource Q), gel permeation chromatography (Superdex HR 10/30) and adsorption chromatography (Bio-Scale CHT5-I ceramic hydroxyapatite). The obtained sulfite oxidase (as well as other proteins isolated in this study) was analyzed by SDS-PAGE and confirmed by MALDI-TOF peptide mass fingerprinting. The resulting enzyme was immobilized on the surface of a gold electrode and tested for possible determination of sulfite in biological samples using an amperometric biosensor. Keywords bioelectrode, immobilization and modification of proteins, magnetotactic bacteria, magnetic microand nanoparticles, peptide mass fingerprinting, proteomics, trypsin, stability of enzymes; protein purification, sulfite, sulfite oxidase Number of pages 207 Number of appendices 5 Language Czech - 6 -
7 OBSAH Cíle práce 10 ČÁST I Imobilizace proteinů na magnetické nanočástice a jejich praktické využití Úvod Teoretická část Magnetické nanočástice oxidů železa magnetit, maghemit Příprava magnetických mikro- a nanočástic oxidů železa Metody syntézy magnetických částic oxidů železa Izolace magnetosomů z magnetotaktických bakterií Povrchová modifikace magnetických nanočástic Charakterizace magnetických nanočástic oxidů železa Imobilizace proteinů na magnetické nosiče Typy imobilizačních technik Biologické aplikace magnetických nanočástic oxidů železa Proteiny imobilizované na magnetických nosičích Proteomika imobilizace proteolytických enzymů Hovězí trypsin pojem, vlastnosti a výskyt Chemické modifikace proteolytických enzymů Využití imobilizovaného trypsinu pro MALDI-TOF peptidové mapování Imobilizace mikrobiálních buněk jako celobuněčných biokatalyzátorů Využití magnetických nanočástic pro konstrukci amperometrického 39 biosensoru Nano-medicínské obory Kontrastní látky pro MRI Magnetické nosiče léčiv Metoda magnetické hyperthermie Materiál a metody Materiál Příprava a modifikace magnetických mikro- a nanočástic oxidů železa Příprava biogenního magnetitu modifikovaného chitosanem Příprava syntetických nanočástic magnetitu modifikovaných chitosanem Příprava silanizovaných syntetických nanočástic magnetitu Enkapsulace nanočástic magnetitu do prostředí celulosy Chemické modifikace hovězího trypsinu
8 Glykace trypsinu prostřednictvím cyklodextrinů Biotinylace trypsinu s využitím aminoskupin SDS-PAGE Stanovení molekulové hmotnosti proteinů pomocí MALDI-TOF MS Imobilizace trypsinu na magnetické nosiče Glutaraldehydová metoda Karbodiimodová metoda Epoxidová metoda Jodistanová metoda Bioafinitní interakce Charakterizace magnetických částic Superconducting QUantum Interference Device SQUID Transmisní a skenovací elektronová mikroskopie Stanovení aktivity, vazebné kapacity částic, teplotní stability a hodnoty ph optima trypsinu Stanovení operační a funkční stability trypsinu a stability při skladování MALDI-TOF peptidové mapování ( peptide mass fingerprinting, PMF) Příprava bioelektrod s využitím nanočástic magnetitu Cyklická voltametrie a chronoamperometrie Výsledky a diskuse Stanovení molekulové hmotnosti modifikovaného trypsinu Charakterizace magnetických částic SQUID TEM a SEM Specifická aktivita, vazebná kapacita částic, teplotní stabilita a ph optimum trypsinu Stanovení operační a funkční stability trypsinu a stability při skladování MALDI-TOF peptidové mapování Příprava bioelekrody s obsahem nanočástic magnetitu Cyklická voltametrie a chronoamperometrie Stanovení kinetických parametrů oxidoreduktas TEM analýza imobilizovaných oxidoreduktas Závěr Použitá literatura 102 ČÁST II Izolace sulfitoxidasy z kuřecích jater Úvod Charakterizace enzymu sulfitoxidasy
9 7.2. Siřičitany význam jejich stanovení Materiál a metody Materiál Izolace sulfitoxidasy z kuřecích jater Chromatografická purifikace kuřecí sulfitoxidasy Stanovení aktivity sulfitoxidasy, SDS-PAGE MALDI-TOF peptidové mapování Imobilizace kuřecí sulfitoxidasy na povrch zlaté elektrody Výsledky a diskuse Extrakce sulfitoxidasy z kuřecích jater Chromatografická purifikace sulfitoxidasy z kuřecích jater Identifikace proteinů pomocí MALDI-TOF peptidového mapování Imobilizace kuřecí sulfitoxidasy na povrch zlaté elektrody Závěr Použitá literatura Seznam použitých zkratek Životopis Přílohy Superparamagnetic maghemite nanoparticles from solid-state synthesis Their functionalization towards peroral MRI contrast agent and magnetic carrier for trypsin immobilization Biologicky aktivní látky imobilizované na magnetických nosičích a jejich využití v biochemii a biotechnologiích Thermostable Trypsin Conjugates Immobilized to Biogenic Magnetite Show a High Operational Stability and Remarkable Reusability for Protein Digestion 14.4 Surface engineering of iron oxide nanoparticles isolated from Magnetospirillum gryphiswaldense for biochemical and biomedical applications Purification of chicken liver sulfite oxidase: a study on performance of conventional chromatography - 9 -
10 Cíle práce vypracovat literární rešerši o magnetických mikro- a nanočásticích oxidů železa, metody přípravy magnetitových a maghemitových nanočástic, jejich funkcionalizace povrchu, charakterizace a bioaplikace; přehled imobilizačních technik, využití imobilizovaného trypsinu v proteomice a aplikace nanočástic magnetitu pro konstrukci bioelektrod amperometrického biosensoru; charakterizace enzymu sulfitoxidasy a význam monitorování siřičitanů v potravinářském průmyslu provést chemickou modifikaci hovězího trypsinu prostřednictvím cyklodextrinů nebo biotinylačních činidel. Porovnání trypsinových konjugátů s nativní formou enzymu kovalentně imobilizovat trypsin a jeho konjugáty na bakteriální a syntetické nanočástice magnetitu s různými typy funkcionalizující vrstvy. Provést charakterizaci nanočástic s imobilizovanými proteiny pomocí magnetizačního měření (SQUID), pomocí transmisní a skenovací elektronové mikroskopie oproti nanočásticím bez přítomnosti proteinu; charakterizace imobilizovaného trypsinu a jeho konjugátů v porovnání s volnou formou enzymu (teplotní stabilita, ph optimum, stabilita při skladování) aplikovat modifikovaný trypsin imobilizovaný na biogenním magnetitu pro MALDI-TOF peptidové mapování připravit bioelektrody pro amperometrický biosensor na bázi modifikované uhlíkové pasty s obsahem magnetitu s imobilizovanými oxidoreduktasami; její potenciální využití pro stanovení biogenních aminů v potravinářském průmyslu purifikovat sulfitoxidasu z kuřecích jater a její kovalentní imobilizace na zlatou elektrodu pro stanovení siřičitanů v biologických vzorcích
11 ČÁST I IMOBILIZACE PROTEINŮ NA MAGNETICKÉ NANOČÁSTICE A JEJICH PRAKTICKÉ VYUŽITÍ
12 1. Úvod Nanotechnologie a nanomateriály představují v dnešní době nové možnosti rozvoje v řadě oborů lidské činnosti. Nanotechnologiemi se rozumí aplikace vědeckého poznání vedoucí k syntéze, manipulaci a použití materiálů v rozmezí nm, které vykazují nové unikátní vlastnosti, takové, které se u objemových protějšků těchto nanomateriálů nevyskytují (Filipová et al., 2012). Jde o nové moderní technologie, které se rozšířily po celém světě a nachází využití téměř ve všech vědeckých i průmyslových oborech (Invernizzi, 2011). Ukazuje se, že tyto nadstandardní technologie a materiály přinesou převrat také v biomedicíně jako magnetické nosiče cytostatik či jako kontrastní látky, v informačních technologiích, při čištění pitných a podzemních vod s využitím nanofiltrů, ale i v potravinářském průmyslu jako nové obalové materiály. Během posledních let se rozšiřují nanotechnologie z laboratoří do průmyslu a konkrétních aplikací. Často používanými magnetickými materiály se staly nanočástice oxidů železa, které představují vysoce atraktivní nanomateriály nejen v průmyslu, ale především v biomedicíně a to pro své výhodné magnetické, elektrické, katalytické a netoxické vlastnosti. V případě nanočástic oxidů železa se využívá oxid železnato-železitý (Fe 3 O 4 zvaný magnetit) a oxid železitý ( -Fe 2 O 3 zvaný maghemit) (Pankhurst et al., 2003). Jednou ze specifických výhod těchto nanomateriálů je možnost jejich cílené manipulace prostřednictvím vnějšího magnetického pole. Důležitými posuzovanými parametry nanočástic jsou biokompatibilita, biodegradabilita, netoxičnost, chemická stabilita, velká plocha povrchu a rozměr částic (Marková et al., 2012). Z důvodu zlepšení biokompatibility a pro omezení mezičásticových interakcí je povrch nanočástic oxidů železa chemicky modifikován (Ansari & Husain, 2012; Selim et al., 2007). Jako materiály pro úpravu povrchu nanočástic lze aplikovat chitosan a jeho deriváty (Kalkan et al., 2012), polyethylenglykol, dextran, celulosu nebo agarosu. Cílem obalových materiálů je také zavedení vhodných funkčních skupin na povrch nanočástic (funkcionalizace) pro následnou imobilizaci biosubstancí (Hong et al., 2007). Z aplikací in vivo se nabízí využití nanočástic jako kontrastních látek při magnetické rezonanci MRI (angl. Magnetic Resonance Imaging ), nosičů kancerostatik, léčba tumorů a magnetická hyperthermie (Ma et al., 2003). Nanočástice oxidů železa lze připravit syntetickými metodami, jsou však i komerčně dostupné. Nanometrické oxidy železa vytváří tzv. procesem biomineralizace také řada mikroorganismů, ze kterých se dané nanočástice izolují a upravují pro příslušné bioaplikace (Faivre & Schüler, 2008). Vhodně povrchově modifikované nanočástice lze využít pro imobilizaci různých enzymů. V proteomickém výzkumu nabývá významu imobilizace proteasy trypsinu (EC
13 ). Z důvodu nízké teplotní stability trypsinu a nežádoucí autolýzy se provádí jeho chemická modifikace a následná imobilizace na pevné nosiče (Sun et al., 2012; Šebela et al., 2006). Z dalších tříd enzymů lze imobilizovat např. oxidoreduktasy využitelné při konstrukci enzymových elektrod amperometrických biosensorů (Gasparini et al., 1994; Sinigaglia et al., 2012)
14 2. Teoretická část 2.1. Magnetické nanočástice oxidů železa magnetit, maghemit Magnetické nanočástice oxidů železa jsou středem velkého zájmu pro své potenciální použití v biologických disciplínách, lékařství, v oblastech biotechnologií, v environmentálních technologiích a analytických aplikacích. V přírodě nacházíme oxidy železa v různých strukturních formách. Oxidy železa se staly součástí řady minerálů a archeologických nálezů. K přípravě nosičů lze zvolit nejrůznější materiály, nejčastěji oxidy železa -Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, čisté kovy (Fe, Co, Ni) a jejich slitiny (Suh et al., 2006) nebo ferity. Magnetické nanočástice oxidů železa (obr. 1) vykazují velikost v rozmezí nm, které vykazují velký povrch a tím větší vazebnou kapacitu pro navázání různých biosubstancí. V současné době se nanočástice oxidů železa stávají žádaným materiálem v oboru nanotechnologií. Nejznámějším a často používaným magnetickým oxidem železa je černý ferimagnetický minerál magnetit (Fe 3 O 4 ) obsahující ionty Fe 2+ i Fe 3+. Tento nerost byl prokázán také v meteoritech pocházejících z Marsu. Magnetit se vyskytuje u mikroorganismů, ale i u eukaryot, jako jsou ryby, plazi, ptáci a savci, kde napomáhá k orientaci podle směru magnetického pole Země. Zajímavostí je, že magnetit byl nalezen i v mozku člověka (Kirschvink et al., 1992). První biomineralizovaný magnetit, který sloužil jako radula zubů chitonů byl objeven v roce 1962 H. A. Lowenstamem u mořského plže třídy Polyplacophora (chroustnatky), kde typickým zástupcem je Chiton olivaceus (Wal et al., 2000). Hojně se také využívá syntetický maghemit ( -Fe 2 O 3 ), představující jeden ze čtyř strukturních polymorfů oxidu železnatého (kromě -Fe 2 O 3 - hematit, -Fe 2 O 3, a - Fe 2 O 3 ), které ovšem nevykazují žádoucí magnetické vlastnosti (Tuček et al., 2006). Maghemit představuje kvůli své spinelové struktuře se dvěma podmřížkami typického představitele ferimagnetických látek, které udílejí velkou susceptibilitu vzorkům, v nichž jsou obsaženy, tudíž se maghemit stal důležitým magnetickým materiálem v medicíně a v průmyslu. Maghemit je teplotně nestabilní a v rozmezí teplot K se transformuje na hematit. Pro některé bioaplikace lze zvolit speciální magnetické kapaliny tzv. ferrofluidy, což je koloidální suspenze jemných magnetických nanočástic (magnetit, maghemit) ve vhodné nemagnetické kapalině (Šafaříková & Šafařík, 1995). Ferrofluidy bývají označovány jako tekuté magnety. Hlavní výhodou magnetických nanomateriálů je možnost cílené manipulace působením vnějšího magnetického pole, (obr. 2) (Safarik & Safarikova, 2009). V praxi se používají různé typy magnetických separátorů (obr. 3)
15 A) B) Obr. 1. A) Snímek ze skenovací elektronové mikroskopie (SEM) magnetických nanočástic Fe 3 O 4 ; B) Snímek z transmisní elektronové mikroskopie (TEM) magnetických nanočástic -Fe 2 O 3 (Li et al., 2010; Kluchová et al., 2009). Obr. 2. Zobrazení magnetické separace bakteriálních nanočástic cíleným působením vnějšího magnetického pole. Obr. 3. Různé typy magnetických separátorů používaných pro laboratorní účely
16 2.2. Příprava magnetických mikro- a nanočástic oxidů železa V současné době je k dispozici celá řada syntetických metod pro přípravu magnetických mikro- a nanočástic oxidů železa, které mohou být potenciálně využívány v medicíně, biologických vědách a biotechnologiích. Metody syntézy jsou zaměřeny na přípravu práškových materiálů, které obsahují mikro- nebo nanočástice magnetitu, maghemitu, směsných oxidů železa nebo feritů. Často se připravují i magnetické kapaliny tzv. ferrofluidy a provádí se syntéza magnetických částic přímo v prostředí polymerního materiálu, který stabilizuje, disperguje a vhodně modifikuje povrch částic pro další bioaplikace (Laurent et al., 2008). Magnetické mikro- a nanočástice oxidů železa nabízí i celá řada komerčních firem. Zajímavou možností přípravy vysoce čistého magnetitu o uniformní velikosti je izolace magnetosomů z magnetotaktických bakterií Metody syntézy magnetických částic oxidů železa Ze syntetických metod přípravy částic oxidů železa pro bioaplikace se často využívají chemické reakce zahrnující termické rozklady prekurzorů obsahujících železo, sol-gel reakce, srážecí reakce solí železa, sonochemické syntézy, aerosolové, elektrochemické a mikroemulzní techniky a laserová pyrolýza aj. (Laurent et al., 2008). Jednou z nejvíce používaných metod syntézy částic magnetitu nebo maghemitu ve velkém množství je jednoduchá a účinná metoda tzv. koprecipitace (spolusrážení), kdy dochází k reakci železnatých a železitých iontů v bazickém prostředí. Pro kompletní precipitaci je požadováno ph v rozmezí hodnot 8 14, stechiometrický poměr 2:1 (Fe 3+ /Fe 2+ ) a nepřítomnost vzdušného kyslíku. Tyto uvedené podmínky jsou vyžadovány z toho důvodu, že magnetit je nestabilní a citlivý k oxidaci. V přítomnosti kyslíku je magnetit transformován na maghemit (Thanh, 2011). Chemickou reakci přípravy Fe 3 O 4 ukazuje obr. 4. Z reakčních podmínek je důležitá hodnota ph, teplota, iontová síla, typ použité soli a poměr koncentrací železnatých a železitých iontů. Na těchto faktorech závisí tvar a velikost vzniklých oxidů železa. Hlavní výhodou koprecipitačního procesu je zisk částic ve velkém množství. Koprecipitační metody poskytují většinou částice rozdílné velikosti. Monodisperzity částic lze docílit přídavkem chelatujících organických aniontů (kyseliny olejová, glukonová nebo citronová) anebo polymerů jako je dextran, karboxydextran a polyvinylalkohol. První kontrolovaná příprava superparamagnetických částic oxidu železa s použitím FeCl 3 a FeCl 2 v alkalickém prostředí byla provedena Massartem (Massart, 1981). Při Massartově procesu přípravy vodných magnetických kapalin se částice stabilizují přítomností kyseliny chloristé nebo hydroxidu tetramethylamonia
17 Další hojně využívanou možností může být mikroemulzní technika, při které termodynamicky stálá disperze dvou nemísitelných fází vyrobí micely obklopující magnetické částice. Vhodnou úpravou velikosti nitra micely obsahující vodnou fázi může být řízena velikost vzniklých částic. Při provedení sol-gel reakce se prekurzor podrobí sadě hydrolytických a polymeračních reakcí, vzniklá koloidní suspenze se převádí na viskózní gel a pak na pevný materiál (Xu et al., 2009). Magnetické mikro- a nanočástice s vhodně modifikovaným povrchem jsou i komerčně dostupné, ovšem pro denní výzkumné účely jsou poměrně finančně náročné. Mezi hlavní firmy, které vyrábí magnetické nosiče patří Advanced Magnetics (USA) a Miltenyi Biotec (Německo). Nanočástice magnetitu nabízí firma Sigma-Aldrich (Německo), lze zakoupit i modifikované magnetické mikročástice s amino- nebo karboxyskupinou, ale i mikročástice funkcionalizované biotinem nebo streptavidinem. Českým výrobcem magnetických nosičů (obr. 5) modifikovaných např. celulosou je firma Iontosorb Bead Cellulose Derivates ( Fe Fe OH - Fe 3 O H 2 O 4 Fe 3 O 4 + O 2 6 Fe 2 O 3 Obr. 4. Schéma přípravy magnetitu koprecipitací železnatých a železitých iontů v bazickém prostředí. Transformace magnetitu na maghemit v přítomnosti kyslíku (Thanh et al., 2011). Obr. 5. SEM snímek makroporezních magnetických mikročástic modifikovaných celulosou (
18 Izolace magnetosomů z magnetotaktických bakterií Zajímavou metodou přípravy unikátních magnetických nanočástic uniformní velikosti ( nm) je produkce tzv. magnetosomů (částice magnetitu obalené fosfolipidovou membránou) magnetotaktickými bakteriemi (MTB). MTB byly poprvé izolovány v roce 1975 z rybniční vody R. Blakemorem. Magnetosomy bakterie tvoří pomocí biomineralizace, což je proces, při kterém organismy produkují biogenní minerály, které se stávají součástí jejich organismu. Biogenní magnetit je významný hlavně pro budoucí potenciální aplikace v lékařství i jiných oborech, proto se jeho produkcí zabývá několik výzkumných týmů. Podle typu prostředí, ve kterém se mikroorganismy nachází, tvoří uvnitř buňky magnetit (Fe 3 O 4 ) nebo greigit (Fe 3 S 4 ). Magnetit se vyskytuje u bakterií, které žijí aerobně, krystalky greigitu nebo pyritu u mikroorganismů, které žijí v sulfidické a anaerobní zóně. MTB tvoří různé morfologické typy zahrnující vibria, koky, spirály a tyčky (Schüler Frankel, 1999). Různé druhy MTB produkují rozdílné tvary, velikost a uspořádání magnetosomů. Na druhu a kmenu dané bakterie a na typu přírodních a růstových podmínkách závisí výsledný tvar, velikost a složení magnetických krystalů. MTB patří mezi gramnegativní prokaryota a nachází se v mnoha prostředích po celém světě. MTB mohou být sladkovodní i mořské a pohybují se podél geomagnetického pole Země. Magnetosomy tvoří mechanismus, který pomáhá k orientaci bakterií tzv. magnetotaxi, když bakterie je vytržena z místa s optimálními a životně důležitými podmínkami. S využitím magnetitového kompasu bakterie hledá nejvhodnější prostředí k životu (Schüler, 1999). Magnetosomy uvnitř bakterie mohou být rozptýlené anebo uspořádané v řetízku. Kultivovatelné MTB patří do rodu Magnetospirillum. Mezi nejznámější kultivovatelné kmeny řadíme M. gryphiswaldense MSR-1 (obr. 6), M. magnetotacticum MS-1 a M. magnetotacticum AMB-1 (Schleifer et al., 1991; Matsunaga et al., 1991). Magnetosomální membrána je složena z fosfolipidů. Z anorganického pohledu obsahuje prvky uhlík, fosfor a vápník, z organických látek jsou nejdůležitější transmembránové proteiny. Zajímavými proteiny membrány, které nebyly nalezeny v buněčných orgánech jiných mikroorganismů je Mag A, Mam a Msm (Jogler & Schüler, 2007). Magnetosomální membrána je znázorněna na obr. 7. Magnetosomy se získávají v laboratorních podmínkách kultivací vhodných kmenů MTB a následnou izolací, nebo lze využít možnosti genového inženýrství. Závěrem lze říci, že tvorba specifických magnetických nanokrystalů je ohromujícím příkladem, jak jednoduchý mikroorganismus tvoří anorganické struktury na základě informací kódovaných v genomu. Nanokrystaly magnetitu se nachází i u vyšších organismů včetně člověka
19 0,5 m Obr. 6. Snímek bakterie Magnetospirillum gryphiswaldense, která obsahuje magnetosomy seskupené do řetízku (Schüler Frankel, 1999). 25 nm Obr. 7. Magnetosomy vyizolované z Magnetospirillum gryphiswaldense. Krystalky magnetitu mají v průměru 42 nm. Šipka označuje magnetosomální membránu, kterou je biogenní magnetit obklopen (Schüler Frankel, 1999)
20 2.3. Povrchová modifikace magnetických nanočástic Magnetické nanočástice oxidů železa vykazují reaktivní a poměrně velkou plochu povrchu (řádově 100 m 2.g -1 ). Aby nedocházelo k nežádoucím povrchovým jevům, provádí se chemická modifikace povrchu nanočástic, která navíc umožnuje zvýšit jejich využitelnost v řadě aplikací. Velký povrch částic je vhodný pro navázání biologicky významných látek. Obecně platí, čím je magnetická nanočástice menší, tím vyšší vykazuje vazebnou kapacitu pro navázání biokomponent. Pro imobilizaci biologicky významných látek na povrch magnetických částic je nutné jejich povrch chemicky modifikovat určitými chemickými komponentami, které umožní vytvořit vazbu pro navázání specifických biomolekul a zároveň se povrch modifikuje pro aplikace in vivo. Povrch částic se obaluje nejčastěji organickými látkami, jedná se o tzv. funkcionalizující obal (obr. 8; Tuček et al., 2006). Jako povrchové materiály se používají přírodní a syntetické polymery, organické a anorganické materiály nebo některé vitaminy (biotin). Především pro biomedicínské aplikace musí používané povrchové materiály splňovat řadu důležitých kriterií. Při in vivo aplikaci musí být zajištěna biokompatibilita, biodegradabilita a netoxičnost funkcionalizujícího obalu. Povrchová modifikace dále zabraňuje mezičásticové interakci a chrání magnetické jádro před chemickou transformací. Příkladem může být agregace nemodifikovaných nanočástic a adsorpce proteinů plazmy v krevním řečišti. Takové nanočástice jsou okamžitě eliminovány makrofágy, ještě dříve, než se dostanou k cílové buňce. Z tohoto důvodu se částice pro lékařské aplikace často modifikují polyethylenglykolem (PEG) (Zhang et al., 2002). V chemických oborech a biotechnologiích je chemická modifikace povrchu částic požadována pro imobilizaci biomolekul z důvodu obsahu příslušných funkčních (aktivních) skupin. Po povrchové modifikaci jsou magnetické vlastnosti ovlivněny nejen vlastnostmi magnetického jádra, ale i vlastnostmi diamagnetického funkcionalizujícího obalu (Lemarchand et al., 2004). Jako povrchové materiály se často používají přírodní látky zahrnující chitin, chitosan a jeho deriváty, dextran, alginát, celulosu, agarosu, škrob, želatinu aj. Častým obalujícím materiálem je biopolymer chitosan (Kalkan et al., 2012), což je deacetylovaná forma chitinu. Chitosan se vyznačuje výbornými biologickými, chemickými a fyzikálními vlastnostmi a jeho reaktivní amino- a hydroxyskupiny jsou využitelné pro imobilizaci biokomponent (Verheul et al., 2009). Ze skupiny syntetických sloučenin se pro povrchovou modifikaci používají PEG, polyvinylalkohol, polyethylenimin a polyvinylpyrrolidon. Zajímavou technikou je silanizace povrchu magnetických částic s využitím silanizačních činidel jako je -aminopropyltriethoxysilan (APTES), glycidoxypropyltriethoxysilan, 3-(
Analýza magnetických mikročástic mikroskopií atomárních sil
Analýza magnetických mikročástic mikroskopií atomárních sil Zapletalová 1 H., Tvrdíková 2 J., Kolářová 1 H. 1 Ústav lékařské biofyziky, LF UP Olomouc 2 Ústav chemie potravin a biotechnologií, CHF VUT Brno
VíceBakteriální nanočástice magnetitu. Produkce - biomineralizace, modifikace a aplikace. Zdenka Marková, Michaela Pečová a kolektiv CVN
Bakteriální nanočástice magnetitu Produkce - biomineralizace, modifikace a aplikace. Zdenka Marková, Michaela Pečová a kolektiv CVN Bakteriální nanočástice magnetitu 1. Biomineralizace a produkce magnetických
VíceZkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:
Biotechnologie interakce, polarita molekul. Hydrofilní, hydrofobní a amfifilní molekuly. Stavba a struktura prokaryotní a eukaryotní buňky. Viry a reprodukce virů. Biologické membrány. Mikrobiologie -
VíceMagnetické částice, izolace a detekce chřipky (hemaglutininu)
Název: Magnetické částice, izolace a detekce chřipky (hemaglutininu) Školitel: Ludmila Krejčová, MVDr. Datum: 7.11. 2013 Reg.č.projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023 Název projektu: Partnerská síť centra excelentního
VíceMetabolismus bílkovin. Václav Pelouch
ZÁKLADY OBECNÉ A KLINICKÉ BIOCHEMIE 2004 Metabolismus bílkovin Václav Pelouch kapitola ve skriptech - 3.2 Výživa Vyvážená strava člověka musí obsahovat: cukry (50 55 %) tuky (30 %) bílkoviny (15 20 %)
VíceStruktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová
Struktura proteinů - testík na procvičení Vladimíra Kvasnicová Mezi proteinogenní aminokyseliny patří a) kyselina asparagová b) kyselina glutarová c) kyselina acetoctová d) kyselina glutamová Mezi proteinogenní
VíceIzolace nukleových kyselin
Izolace nukleových kyselin Požadavky na izolaci nukleových kyselin V nativním stavu z přirozeného materiálu v dostatečném množství požadované čistotě. Nukleové kyseliny je třeba zbavit všech látek, které
VíceSeznam řešených projektů včetně informací o délce trvání projektu, objemu a poskytovateli finančních prostředků
Seznam řešených projektů včetně informací o délce trvání projektu, objemu a poskytovateli finančních prostředků Podíl na řešení celkem: 52 grantových projektů V roli hlavního e/e za UP/spoluautora návrhu
VíceNanobiotechnologie a bionanotechnologie
Nanobiotechnologie a bionanotechnologie Ivo Šafařík Oddělení nanobiotechnologie Ústav systémové biologie a ekologie AV ČR, v.v.i České Budějovice Nanobiotechnologie a bionanotechnologie z pohledu nanočástic
VíceMetody práce s proteinovými komplexy
Metody práce s proteinovými komplexy Zora Nováková, Zdeněk Hodný Proteinové komplexy tvořeny dvěma a více proteiny spojenými nekovalentními vazbami Van der Waalsovy síly vodíkové můstky hydrofobní interakce
VíceMolekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství
Molekulární biotechnologie č.9 Cílená mutageneze a proteinové inženýrství Gen kódující jakýkoliv protein lze izolovat z přírody, klonovat, exprimovat v hostitelském organismu. rekombinantní protein purifikovat
VíceV organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.
BÍLKOVINY Bílkoviny jsou biomakromolekulární látky, které se skládají z velkého počtu aminokyselinových zbytků. Vytvářejí látkový základ života všech organismů. V tkáních vyšších organismů a člověka je
VíceMAGNETICKÉ MATERIÁLY PRO BIORAFINACI POTRAVINÁŘSKÝCH ODPADŮ
MAGNETICKÉ MATERIÁLY PRO BIORAFINACI POTRAVINÁŘSKÝCH ODPADŮ Ivo Šafařík Biologické centrum AVČR, v.v.i. České Budějovice Proč jsou magnetické materiály významné pro biovědy a biotechnologie? Jedná se o
VíceNázev: Vypracovala: Datum: 7. 2. 2014. Zuzana Lacková
Název: Vypracovala: Zuzana Lacková Datum: 7. 2. 2014 Reg.č.projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023 Název projektu: Partnerská síť centra excelentního bionanotechnologického výzkumu MĚLI BYCHOM ZNÁT: informace,
VíceZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332
Animovaná chemie Top-Hit Analytická chemie Analýza anorganických látek Důkaz aniontů Důkaz kationtů Důkaz kyslíku Důkaz vody Gravimetrická analýza Hmotnostní spektroskopie Chemická analýza Nukleární magnetická
VíceInovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie
Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í CZ.1.07/2.2.00/15.0324 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem
VíceÚvod do biochemie. Vypracoval: RNDr. Milan Zimpl, Ph.D.
Úvod do biochemie Vypracoval: RNDr. Milan Zimpl, Ph.D. TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Co je to biochemie? Biochemie je chemií živých soustav.
VícePOROVNÁNÍ ÚČINNOSTI SRÁŽENÍ REAKTIVNÍCH AZOBARVIV POUŽITÍM IONTOVÉ KAPALINY A NÁSLEDNÁ FLOKULACE AZOBARVIV S Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O S ÚPRAVOU ph
POROVNÁNÍ ÚČINNOSTI SRÁŽENÍ REAKTIVNÍCH AZOBARVIV POUŽITÍM IONTOVÉ KAPALINY A NÁSLEDNÁ FLOKULACE AZOBARVIV S Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O S ÚPRAVOU ph Ing. Jana Martinková Ing. Tomáš Weidlich, Ph.D. prof. Ing.
VíceOhlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR
Celkový dusík Základní informace Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR Základní charakteristika Použití Zdroje úniků Dopady na životní prostředí Dopady na zdraví člověka, rizika
VíceMagnetotaktické bakterie
Magnetotaktické bakterie G- bakterie, objeveny v 60.l. 20.stol. koky, bacily, vibria, spirily; pohyb bičíky obligátně mikroaerofilní nebo anaerobní negativní aerotaxe výskyt: svrchní sedimenty ve vodě
VíceAminokyseliny, proteiny, enzymy Základy lékařské chemie a biochemie 2014/2015 Ing. Jarmila Krotká Metabolismus základní projev života látková přeměna souhrn veškerých dějů, které probíhají uvnitř organismu
VíceStudium chemie na PřF UPOL. Mgr. Eva Schütznerová Katedra organické chemie
Studium chemie na PřF UPOL Mgr. Eva Schütznerová Katedra organické chemie Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého Olomouc Fakulty Město Olomouc 2 Přírodovědecká fakulta 3 Formy studia: prezenční kombinované
VíceLékařská chemie a biochemie modelový vstupní test ke zkoušce
Lékařská chemie a biochemie modelový vstupní test ke zkoušce 1. Máte pufr připravený smísením 150 ml CH3COOH o c = 0,2 mol/l a 100 ml CH3COONa o c = 0,25 mol/l. Jaké bude ph pufru, pokud přidáme 10 ml
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie
Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. MBIO1/Molekulární biologie 1 Tento projekt je spolufinancován
VícePříprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253
Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253 Část 16 Iontová chromatografie Iontová chromatografie je speciální technika vyvinutá pro separaci anorganických iontů a organických
VíceEnzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů.
ENZYMOLOGIE 1 Enzymologie Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů. Jak je možné, že buňka dokáže utřídit hrozivou změť chemických procesů, které v ní v každém okamžiku
VíceSekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch
Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch Atom, složení a struktura Chemické prvky-názvosloví, slučivost Chemické sloučeniny, molekuly Chemická vazba
VíceTestové úlohy aminokyseliny, proteiny. post test
Testové úlohy aminokyseliny, proteiny post test 1. Které aminokyseliny byste hledali na povrchu proteinů umístěných uvnitř fosfolipidových membrán a které na povrchu proteinů vyskytujících se ve vodném
Více8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany
Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL 8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany Ivo Frébort Polysacharidy Funkce: uchovávání energie, struktura, rozpoznání a signalizace Homopolysacharidy a
VíceCALCIUM CARBONATE PARTICLES AND THEIR APPLICATIONS VÁPENATÉHO A JEJICH APLIKACE
SYNTHESIS OF MICRO AND NANO-SIZED CALCIUM CARBONATE PARTICLES AND THEIR APPLICATIONS SYNTÉZA MIKRO A NANOČÁSTIC UHLIČITANU VÁPENATÉHO A JEJICH APLIKACE Autoři článku: Yash Boyjoo, Vishnu K. Pareek Jian
VíceTypy molekul, látek a jejich vazeb v organismech
Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Organismy se skládají z molekul rozličných látek Jednotlivé látky si organismus vytváří sám z jiných látek,
VíceVÝBĚROVÁ ŘÍZENÍ CENTRUM REGIONU HANÁ PROJEKT EXCELENTNÍ VÝZKUM (OP VVV)
VÝBĚROVÁ ŘÍZENÍ CENTRUM REGIONU HANÁ PROJEKT EXCELENTNÍ VÝZKUM (OP VVV) Oddělení biofyziky - absolvování magisterského studia v oboru biofyzika, biochemie nebo v biologickém oboru - prezenční Ph.D. studium
VíceBIOLOGICKY AKTIVNÍ LÁTKY IMOBILIZOVANÉ NA MAGNETICKÝCH NOSIČÍCH A JEJICH VYUŽITÍ V BIOCHEMII A BIOTECHNOLOGII
BIOLOGICKY AKTIVNÍ LÁTKY IMOBILIZOVANÉ NA MAGNETICKÝCH NOSIČÍCH A JEJICH VYUŽITÍ V BIOCHEMII A BIOTECHNOLOGII MICHAELA PEČOVÁ a, LUDMILA ZAJONCOVÁ a, KATEŘINA POLÁKOVÁ b, JAN ČUDA b, MIRKA ŠAFAŘÍKOVÁ c,
VíceObsah. Sarkosin Charakterizace slepičích protilátek proti sarkosinu. Dagmar Uhlířová
Investice do rozvoje vzdělávání Charakterizace slepičích protilátek proti sarkosinu Dagmar Uhlířová 7.2.2014 Reg.č.projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023 NanoBioMetalNet Název projektu: Partnerská síť centra
VíceText zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY
Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY Obsah 1 Úvod do problematiky přírodních látek... 2 2 Vitamíny... 2 2.
Více1. ročník Počet hodin
SOUSTAVY LÁTEK A JEJICH SLOŽENÍ rozdělení přírodních látek a vlastnosti chemických látek soustavy látek a jejich složení STAVBA ATOMU historie pohledu na atom složení a struktura atomu stavba atomu VELIČINY
VíceAMINOKYSELINY REAKCE
CHEMIE POTRAVIN - cvičení AMINOKYSELINY REAKCE Milena Zachariášová (milena.zachariasova@vscht.cz) Ústav chemie a analýzy potravin, VŠCHT Praha REAKCE AMINOKYSELIN část 1 ELIMINAČNÍ REAKCE DEKARBOXYLACE
VíceZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332
Úvodní obrazovka Menu (vlevo nahoře) Návrat na hlavní stránku Obsah Výsledky Poznámky Záložky edunet Konec Chemie 1 (pro 12-16 let) LangMaster Obsah (střední část) výběr tématu - dvojklikem v seznamu témat
VíceTématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky
Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky Obor Povinný okruh Volitelný okruh (jeden ze dvou) Forenzní biologická Biochemie, pathobiochemie a Toxikologie a bioterorismus analýza genové inženýrství Kriminalistické
VíceEva Benešová. Dýchací řetězec
Eva Benešová Dýchací řetězec Dýchací řetězec Během oxidace látek vstupujících do různých metabolických cyklů (glykolýza, CC, beta-oxidace MK) vznikají NADH a FADH 2, které následně vstupují do DŘ. V DŘ
VíceKvantové tečky. a jejich využití v bioanalýze. Jiří Kudr SPOLEČNĚ PRO VÝZKUM, ROZVOJ A INOVACE CZ/FMP.17A/0436
SPOLEČNĚ PRO VÝZKUM, ROZVOJ A INOVACE CZ/FMP.17A/0436 Kvantové tečky a jejich využití v bioanalýze Jiří Kudr Datum: 9.4.2015 Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o, Vsetínská 78, Valašské Meziříčí, Nanotechnologie
VíceImunochemické metody. na principu vazby antigenu a protilátky
Imunochemické metody na principu vazby antigenu a protilátky ANTIGEN (Ag) specifická látka (struktura) vyvolávající imunitní reakci a schopná vazby na protilátku PROTILÁTKA (Ab antibody) molekula bílkoviny
VíceTermická analýza. Pavel Štarha. Zdeněk Marušák. Katedra anorganické chemie Přírodovědecká fakulta Univerzita Palackého v Olomouci
E-mail: pavel.starha@upol.cz http://agch.upol.cz E-mail: zdenek.marusak@upol.cz http://fch.upol.cz Termická analýza Pavel Štarha Zdeněk Marušák Katedra anorganické chemie Přírodovědecká fakulta Univerzita
VícePřehled pracovišť pro trainee
Přehled pracovišť pro trainee Trainee program v Contipru je na období jednoho až jednoho a půl roku. Každý trainee má možnost vybrat si preferované pracoviště, ke kterému nabídneme další pracoviště, která
VíceSeminář z chemie. Charakteristika vyučovacího předmětu
Seminář z chemie Časová dotace: 2 hodiny ve 3. ročníku, 4 hodiny ve 4. Ročníku Charakteristika vyučovacího předmětu Seminář je zaměřený na přípravu ke školní maturitě z chemie a k přijímacím zkouškám na
VíceKatedra chemie FP TUL Chemické metody přípravy vrstev
Chemické metody přípravy vrstev Metoda sol-gel Historie nejstarší příprava silikagelu 1939 patent na výrobu antireflexních vrstev na fotografické čočky 60. léta studium vrstev SiO 2 a TiO 2 70. léta výroba
VíceMEMBRÁNY AMPEROMETRICKÝCH SENSORŮ
MEMBRÁNY AMPEROMETRICKÝCH SENSORŮ Literatura: Petr Skládal: Biosensory (elektronická verze) Zajoncová L. Pospíšková K.(2009) Membrány Amperometrických biosensorů. Chem. Listy Belluzo 2008 upravila Pospošková
VíceChemie 2018 CAUS strana 1 (celkem 5)
Chemie 2018 CAUS strana 1 (celkem 5) 1. Vápník má atomové číslo 20, hmotnostní 40. Kolik elektronů obsahuje kationt Ca 2+? a) 18 b) 20 c) 40 d) 60 2. Kolik elektronů ve valenční sféře má atom Al? a) 1
VíceBiologické odstraňování nutrientů
Biologické odstraňování nutrientů Martin Pivokonský 8. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: pivo@ih.cas.cz
VíceAplikace nano-sorbentů pro stabilizaci Pb a Zn v kontaminované půdě
Aplikace nano-sorbentů pro stabilizaci Pb a Zn v kontaminované půdě Martina Vítková, Z. Michálková, L. Trakal, M. Komárek Katedra geoenvironmentálních věd, Fakulta životního prostředí, Česká zemědělská
VíceStruktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL
Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL 2. Posttranslační modifikace a skládání proteinů Ivo Frébort Biosyntéza proteinů Kovalentní modifikace proteinů Modifikace proteinu může nastat předtím než je
VíceBIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ
BIOMEMRÁNA BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA - všechny buňky na povrchu plazmatickou membránu - Prokaryontní buňky (viry, bakterie, sinice) - Eukaryontní buňky vnitřní členění do soustavy membrán KOMPARTMENTŮ - za
VícePražské analytické centrum inovací Projekt CZ / /0002 spolufinancovaný ESF a Státním rozpočtem ČR
Pražské analytické centrum inovací Projekt CZ.04.3.07/4.2.01.1/0002 spolufinancovaný ESF a Státním rozpočtem ČR SEPARACE PROTEINŮ Preparativní x analytická /měřítko, účel/ Zvláštnosti dané povahou materiálu
VícePotravinářské aplikace
Potravinářské aplikace Nanodisperze a nanokapsle Funkční složky (např. léky, vitaminy, antimikrobiální prostředky, antioxidanty, aromatizující látky, barviva a konzervační prostředky) jsou základními složkami
VíceChromatofokusace. separace proteinů na základě jejich pi vysoké rozlišení. není potřeba připravovat ph gradient zaostřovací efekt jednoduchost
Chromatofokusace separace proteinů na základě jejich pi vysoké rozlišení není potřeba připravovat ph gradient zaostřovací efekt jednoduchost Polypufry - amfolyty Stacionární fáze Polybuffer 96 - ph 9-6
VíceObecný metabolismus.
mezioborová integrace výuky zaměřená na rostlinnou biochemii a fytopatologii CZ.1.07/2.2.00/28.0171 becný metabolismus. Mechanismy enzymové katalýzy (7). Prof. RNDr. Pavel Peč, CSc. Katedra biochemie Přírodovědecká
VíceNutriční aspekty konzumace mléčných výrobků
Nutriční aspekty konzumace mléčných výrobků Prof. MVDr. Lenka VORLOVÁ, Ph.D. a kolektiv FVHE VFU Brno Zlín, 2012 Mléčné výrobky mají excelentní postavení mezi výrobky živočišného původu - vyšší biologická
VíceCarbovet - mechanismus vyvazování mykotoxinů neschopných adsorpce
Dos 1654 July 25 nd, 2011 Carbovet - mechanismus vyvazování mykotoxinů neschopných adsorpce Catherine Ionescu Pancosma R&D, Carbovet expert 1 Představení Většina zákazníků požaduje vysvětlení jaký je mechanismus
VíceENZYMY. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.
ENZYMY RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. Enzymy: katalyzátory živé buňky jednoduché nebo složené proteiny Apoenzym: proteinová část Kofaktor: nízkomolekulová neaminokyselinová struktura nezbytně nutná pro funkci
VíceUhlíkové struktury vázající ionty těžkých kovů
Uhlíkové struktury vázající ionty těžkých kovů 7. června/june 2013 9:30 h 17:30 h Laboratoř metalomiky a nanotechnologií, Mendelova univerzita v Brně a Středoevropský technologický institut Budova D, Zemědělská
VíceBÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.
BÍLKOVINY o makromolekulární látky, z velkého počtu AMK zbytků o základ všech organismů o rostliny je vytvářejí z anorganických sloučenin (dusičnanů) o živočichové je musejí přijímat v potravě, v trávicím
VíceIzolace RNA. doc. RNDr. Jan Vondráček, PhD..
Izolace RNA doc. RNDr. Jan Vondráček, PhD.. Metodiky izolace RNA celková buněčná RNA ( total RNA) zahrnuje řadu typů RNA, které se mohou lišit svými fyzikálněchemickými vlastnostmi a tedy i nároky na jejich
VíceNěkteré poznatky z charakterizace nano železa. Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová
Některé poznatky z charakterizace nano železa Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová Nanotechnologie 60. a 70. léta 20. st.: období miniaturizace 90. léta 20.
VíceVyužití enzymů pro analytické a výzkumné účely
Využití enzymů pro analytické a výzkumné účely Enzymy jako analytická činidla Stanovení enzymových aktivit Diagnostika (klinická biochemie) Indikátory technologických a jakostních změn v potravinářství
Víceenergetického využití odpadů, odstraňování produktů energetického využití odpadů, hodnocení dopadů těchto technologií na prostředí.
Příjemce projektu: Partner projektu: Místo realizace: Ředitel výzkumného institutu: Celkové způsobilé výdaje projektu: Dotace poskytnutá EU: Dotace ze státního rozpočtu ČR: VŠB Technická univerzita Ostrava
VíceBiosenzory. Helena Uhrová
Biosenzory Helena Uhrová L.C.Clarc, článek o O 2 elektrodě, 1956 1962, symposium v New Yorku oxidoredukční enzym glukózooxidáza byl uchycen na dialyzační membránu a s ní na kyslíkovou elektrodu - enzymová
VíceStruktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL
Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL 2. Posttranslační modifikace a skládání proteinů Ivo Frébort Biosyntéza proteinů Kovalentní modifikace proteinů Modifikace proteinu může nastat předtím než je
VícePrvní testový úkol aminokyseliny a jejich vlastnosti
První testový úkol aminokyseliny a jejich vlastnosti Vysvětlete co znamená pojem α-aminokyselina Jaký je rozdíl mezi D a L řadou aminokyselin Kolik je základních stavebních aminokyselin a z čeho jsou odvozeny
VíceMesoporézní vs. ploché elektrody
Mesoporézní vs. ploché elektrody Imobilizované molekuly Polovodičové vrstvy e - e- Požadavky: vhodná porozita velká plocha povrchu vhodná velikost pórů, úzká PSD vhodná konektivita bez difuzních omezení
VíceAminokyseliny, proteiny, enzymologie
Aminokyseliny, proteiny, enzymologie Aminokyseliny Co to je? Organické látky karboxylové kyseliny, které mají na sousedním uhlíku navázanou aminoskupinu Jak to vypadá? K čemu je to dobré? AK jsou stavební
VíceBiologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy
Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy Martin Pivokonský, Jana Načeradská 7. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v.
VíceDynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR. chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů
Dynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů Chemická výměna jakýkoli proces při kterém dané jádro mění svůj stav
VíceINTERAKCE NULMOCNÉHO NANOŽELEZA SE SÍRANY. Pavla Filipská, Josef Zeman, Miroslav Černík. Ústav geologických věd Masarykova Univerzita
INTERAKCE NULMOCNÉHO NANOŽELEZA SE SÍRANY Pavla Filipská, Josef Zeman, Miroslav Černík Ústav geologických věd Masarykova Univerzita NANOČÁSTICE NULMOCNÉHO ŽELEZA mohou být používány k čištění důlních vod,
VíceGymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.
Vyučovací předmět - Chemie Vzdělávací obor - Člověk a příroda Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4. ročník - seminář
VíceBiologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy
Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy Martin Pivokonský 7. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221
VíceZpráva o postupu projektu TA03010189
Zpráva o postupu projektu TA03010189 Efektivní separace Laktoferinu z kravského mléka Vypracovalo: Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů, 2014 V rámci spolupráce s Regionálním centrem
VíceStanovení koncentrace (kvantifikace) proteinů
Stanovení koncentrace (kvantifikace) proteinů Bioanalytické metody Prof. RNDr. Pavel Peč, CSc. Úvod Kritéria výběru metod stanovení koncentrace proteinů jsou založena na možnostech pro vlastní analýzu,
VíceSTANOVENÍ TVARU A DISTRIBUCE VELIKOSTI ČÁSTIC MODELOVÝCH TYPŮ NANOMATERIÁLŮ. Edita BRETŠNAJDROVÁ a, Ladislav SVOBODA a Jiří ZELENKA b
STANOVENÍ TVARU A DISTRIBUCE VELIKOSTI ČÁSTIC MODELOVÝCH TYPŮ NANOMATERIÁLŮ Edita BRETŠNAJDROVÁ a, Ladislav SVOBODA a Jiří ZELENKA b a UNIVERZITA PARDUBICE, Fakulta chemicko-technologická, Katedra anorganické
VícePOLYPEPTIDY. Provitaminy = organické sloučeniny bez vitaminózního účinku, které se v živočišném těle mění působením ÚV záření nebo enzymů na vitaminy.
POLYPEPTIDY Provitaminy = organické sloučeniny bez vitaminózního účinku, které se v živočišném těle mění působením ÚV záření nebo enzymů na vitaminy. Hormony = katalyzátory v živočišných organismech (jsou
VíceEnzymy charakteristika a katalytický účinek
Enzymy charakteristika a katalytický účinek Tematická oblast Datum vytvoření Ročník Stručný obsah Způsob využití Autor Kód Chemie přírodních látek enzymy 28.7.2012 3. ročník čtyřletého G Charakteristika
VíceMgr. Veronika Papoušková, Ph.D. Brno, 20. března 2014
Co je to CEITEC? Mgr. Veronika Papoušková, Ph.D. Brno, 20. března 2014 Pět oborů budoucnosti, které se vyplatí studovat HN 28. 1. 2013 1. Biochemie 2. Biomedicínské inženýrství 3. Průmyslový design 4.
VíceEvropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY ELEKTROFORÉZA K čemu to je? kritérium čistoty preparátu stanovení molekulové hmotnosti makromolekul stanovení izoelektrického
Více1) Napište názvy anorganických sloučenin: á 1 BOD OsO4
BIOCHEMIE, 1a TEST Čas: 45 minut (povoleny jsou kalkulátory; tabulky a učebnice NE!!). Řešení úloh vpisujte do textu nebo za text úlohy. Za správné odpovědi můžete získat maximálně 40 bodů. 1) Napište
VíceChemická reaktivita NK.
Chemické vlastnosti, struktura a interakce nukleových kyselin Bi7015 Chemická reaktivita NK. Hydrolýza NK, redukce, oxidace, nukleofily, elektrofily, alkylační činidla. Mutageny, karcinogeny, protinádorově
VíceChemické metody přípravy tenkých vrstev
Chemické metody přípravy tenkých vrstev verze 2013 Povrchové filmy monomolekulární Langmuirovy filmy PAL (povrchově aktivní látky) na polární kapalině (vodě), 0,205 nm 2 na 1 molekulu, tloušťka dána délkou
VíceMIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně
MIKROORGANISMY A OCHRANA ŽIVOTNÍHO PROSTŘED EDÍ Ústav inženýrstv enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně Důvody využívání mikroorganismů v procesech ochrany životního prostřed edí jsou prakticky všudypřítomné
VíceLABIFEL: Laboratoře Biofyzikální Chemie a Elektrochemie
LABIFEL: Laboratoře Biofyzikální Chemie a Elektrochemie doc. RNDr., CSc. doc. Jan Hrbáč, Dr., Mgr. Libor Gurecký, Bc. Aneta Večeřová, Markéta Bosáková CO? JAK? Protonační a komplexotvorné rovnováhy DNA,
VíceBiologické odstraňování nutrientů
Biologické odstraňování nutrientů Martin Pivokonský, Jana Načeradská 8. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Nutrienty v
VíceHemoglobin a jemu podobní... Studijní materiál. Jan Komárek
Hemoglobin a jemu podobní... Studijní materiál Jan Komárek Bioinformatika Bioinformatika je vědní disciplína, která se zabývá metodami pro shromážďování, analýzu a vizualizaci rozsáhlých souborů biologických
VíceMnohobuněčné kvasinky
Laboratoř buněčné biologie PROJEKT Mnohobuněčné kvasinky Libuše Váchová ve spolupráci s laboratoří Prof. Palkové (PřFUK) Do laboratoře přijímáme studenty se zájmem o vědeckou práci Kontakt: vachova@biomed.cas.cz
VíceDidaktické testy z biochemie 1
Didaktické testy z biochemie 1 Trávení Milada Roštejnská elena Klímová Trávení br. 1. Trávicí soustava Rubrika A Z pěti možných odpovědí (alternativ) vyberte tu nejsprávnější. A B D E 1 Mezi monosacharidy
VíceProč by se průmysl měl zabývat výzkumem nanomateriálů
Proč by se průmysl měl zabývat výzkumem nanomateriálů Měření velikost částic Jak vnímat nanomateriály Pigmenty x nanopigmenty Nové vlastnosti? Proč se věnovat studiu nanomateriálů Velikost (cm) 10-1000
VíceÚvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají)
Úvod do koroze (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají) Koroze je proces degradace kovu nebo slitiny kovů působením
VíceSouhlasím s prezenčním zpřístupněním své práce v Univerzitní knihovně. V Pardubicích dne 4. 5. 2009 Kateřina Netušilová
Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Optimalizace použití trypsinu imobilizovaného na magnetických mikročásticích pro proteomické účely Bc. Kateřina Netušilová Diplomová práce 29 Prohlašuji:
VíceTabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta
Tabulace učebního plánu Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : CHEMIE Ročník: 1.ročník a kvinta Obecná Bezpečnost práce Názvosloví anorganických sloučenin Zná pravidla bezpečnosti práce a dodržuje je.
VíceSada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace
Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace VY_52_INOVACE_737 8. Chemie notebook Směsi Materiál slouží k vyvození a objasnění pojmů (klíčová slova - chemická látka, směs,
VíceMAGNETICKÉ NANOČÁSTICE
MAGNETICKÉ NANOČÁSTICE Jana Chomoucká Investice do rozvoje vzdělávání Obsah Úvod Vlastnosti MNPs Využití MNPs Metody přípravy MNPs na bázi oxidů železa Co je to nanotechologie? Obor zabývající se tvorbou
VíceBiodegradabilní plasty: současnost a perspektivy
Biodegradabilní plasty: současnost a perspektivy Biodegradabilní plasty V průběhu minulého století nárůst využívání polymerů Biodegradabilní plasty Problémy s odpadovým hospodářstvím Vznik několika strategií,
VíceLABORATOŘ OBORU I. Příprava diagnostického testu na bázi lateral flow immunoassay ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE (111)
LABORATOŘ OBORU I ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE (111) C Příprava diagnostického testu na bázi lateral flow immunoassay Vedoucí práce: Ing. Aram Zolal Ing. Lukáš Filip Umístění práce: laboratoř S58 1. Úvod
VíceIZOLACE, SEPARACE A DETEKCE PROTEINŮ I. Vlasta Němcová, Michael Jelínek, Jan Šrámek
IZOLACE, SEPARACE A DETEKCE PROTEINŮ I Vlasta Němcová, Michael Jelínek, Jan Šrámek Studium aktinu, mikrofilamentární složky cytoskeletu pomocí dvou metod: detekce přímo v buňkách - fluorescenční barvení
Více