Supervisors

Hydrogely jsou trojrozměrné polymerní sítě schopné vázat velké množství vody. Díky této vlastnosti se využívají například v biomedicíně, při řízeném uvolňování léčiv nebo při enkapsulaci mikroorganismů pro zemědělské aplikace. Jejich vysoký obsah vody však komplikuje studium struktury pomocí elektronové mikroskopie, protože běžná příprava vzorků vede k dehydrataci a možným strukturním změnám. Práce se zaměří na alginátové hydrogely připravené iontovým síťováním vápenatými ionty jako modelový systém. Cílem bude porovnat různé postupy přípravy vzorků pro elektronovou mikroskopii a vyhodnotit jejich vliv na zachování původní struktury materiálu.

Student se bude zabývat optimalizací chemických protokolů přípravy hydrogelů pro elektronovou mikroskopii. Budou testovány různé způsoby síťování (např. iontové zesítění pomocí vápenatých iontů), fixace, kontrastování či dehydratace vzorků. Jednotlivé protokoly budou porovnávány na základě kvality výsledných mikroskopických snímků a míry zachování původní ultrastruktury hydrogelu. Na základě získaných výsledků budou postupy dále optimalizovány. Součástí práce bude také hledání vhodné kryogenní cesty přípravy vzorků, která umožní minimalizovat artefakty vznikající při konvenčním chemickém zpracování. Student si tak prakticky vyzkouší principy kryofixace a porovná jejich přínos oproti konvenčním chemickým metodám.

Jednotlivé postupy budou hodnoceny na základě kvality mikroskopických snímků a míry zachování ultrastruktury. Práce tak umožní analyzovat vztah mezi chemickými podmínkami přípravy a výslednou morfologií polymerní sítě. Student si během řešení práce osvojí základy laboratorní práce s polymerními materiály, principy síťovacích reakcí a přípravy vzorků pro elektronovou mikroskopii. Současně si rozvine schopnost experimentální optimalizace, systematického vyhodnocování výsledků a kritické interpretace dat.