Využití mikroskopie atomárních sil ke studiu hydrogelových systémů

Abstract

Předložená bakalářská práce se zabývá studiem mikroskopie atomárních sil (AFM), zejména optimalizací měřící procedury pro zobrazování povrchu různě síťovaných hydrogelů v hydratovaném stavu. Největší pozornost byla věnována fyzikálně síťovanému polysacharidovému hydrogelu (termoreverzibilní agaróza) v nabotnaném stavu, kdy byl měřen povrch vzorků o hmotnostních koncentracích 4, 2, 1, 0,75 a 0,5 hm. %. Následně byl měřen povrch iontově síťovaného 2 hm. % alginátové gelu s vápenatými ionty. Na základě literární rešerše byla měření provedena ve vodě za použití metody kvantitativního zobrazování (QITM Advanced Imaging), která je vhodná zejména pro měkké vzorky s nerovným povrchem. Pro měření bylo testováno více nosníků, nakonec byl vybrán nosník SNL-10, který se jevil jako nejvhodnější pro zobrazování vzorků v jakémkoliv měřicím prostředí, zejména ve vodném. Pomocí obrazové analýzy ImageJ byly sledovány velikosti pórů agarózových hydrogelů. Pro měření hydrogelů v nabotnaném stavu byla optimalizována procedura měření jejich povrchu pomocí mikroskopie atomárních sil, avšak pro různé druhy hydrogelů bude potřeba individuální optimalizace jak přípravy, tak nastavení přístroje.

The presented bachelor thesis deals with the study of atomic force microscopy (AFM), especially the optimization of the measuring procedure for imaging the surface of variously crosslinked hydrogels in the hydrated state. The most attention was given to the physically crosslinked polysaccharide hydrogel (termoreversible agarose) in hydrated state, where the surface of the samples with mass concentration of 4, 2, 1, 0,75 and 0,5 % was measured. Subsequently, the surface of the ionically crosslinked 2 % alginate gel with calcium ions was measured. Based on a literature research, measurements were performed in water using the method of quantitative imaging (QITM Advanced Imaging), which is especially suitable for soft samples with uneven surfaces. Multiple cantilever were tested for measurement, finally the SNL-10 cantilever was selected, which showed versatility for imaging samples in any measuring environment, especially aqueous. The pore sizes of the agarose hydrogels were monitored by image analysis ImageJ. For the measurement of hydrogels in the swollen state, the procedure of measuring their surface using atomic force microscopy has been optimized, but for different types of hydrogels, individual optimization of both preparation and instrument setup will be required.