Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Předložená dizertační práce s názvem “Rastrovací elektronová mikroskopie a její aplikace pro senzitivní vzorky” pojednává o problematice rastrovací elektronové mikroskopie v kontextu instrumentálního a metodologického vývoje vedoucího k inovativnímu řešení, které je dobře aplikovatelné zejména v mikrobiologickém výzkumu. Součástí práce je rozprava o historii a současném stavu elektronové mikroskopie (EM) jakožto vědecké zobrazovací a analytické techniky, tato část se nachází v úvodních kapitolách. Nepopiratelný přínos EM v biologických a lékařských oborech je dokazován mnoha citovanými vědeckými publikacemi. Předložená dizertační práce přináší novinky z oblasti přípravy preparátů a kryogenní rastrovací elektronové mikroskopie (cryo-SEM) vyvinuté na pracovišti Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně. Jedná se především o návrhy a výrobu speciálních držáků vzorků a vývoj nových metodik v oblasti přípravy mikrobiologických preparátů vedoucích k nalezení optimálních parametrů jednotlivých procesů. V experimentální části se nachází ověření metodologických postupů při studiu hydratovaných a na elektronový svazek senzitivních preparátů. Následné srovnání různých přístupů na definovaném biologickém systému z oblasti mikrobiologie přispívá k rozšíření interpretace doposud známých výsledků. Mezi zkoumanými mikrobiologickými kmeny byly biofilm-pozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis a kvasinky jako Candida albicans a Candida parapsilosis, jež jsou považovány za klinicky významné, protože se podílejí na vzniku závažných infekcí zejména u imunokompromitovaných pacientů. Dále byl studován vliv růstu biofilmu bakterie Bacillus subtilis na biodeteriorizaci a biodegradaci poly--kaprolaktonových fólií. Vývoj v oblasti cryo-SEM byl aplikován ve výzkumu mikrobů s biotechnologickým potenciálem, jako jsou např. Cupriavidus necator a Sporobolomyces shibatanus.
The presented dissertation thesis titled “Scanning electron microscopy and its applications for sensitive samples” describes an instrumental and methodological development in the field of scanning electron microscopy leading to an innovative solution that could be particularly applicable in microbiological research. A summary of the history and current state of electron microscopy (EM) as a scientific imaging and analytical technique is provided in the introductory chapters. The undeniable contribution of EM in the biological and medical sciences is evidenced by many cited scientific publications. This dissertation thesis contains innovations and improvements in specimen preparation and cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM) produced at the Institute of Scientific Instruments of the CAS in Brno. In particular, the new constructions of special sample holders together with methodological development in the field of microbiological sample preparation resulted in finding optimal parameters for individual processes. In the experimental part there is showed a verification of methodological procedures in the study of hydrated and electron beam sensitive specimens. Subsequent comparison of different methodological approaches on a defined microbiological system contributes to extending the interpretation of the hitherto known results. Among the microbiological strains investigated were the biofilm positive bacteria Staphylococcus epidermidis and yeasts such as Candida albicans and Candida parapsilosis, which are considered to be clinically significant because they are often involved in serious infections and especially threaten immunocompromised patients. Furthermore, the effect of the biofilm formation of Bacillus subtilis on the biodeterioration and biodegradation of poly--caprolactone films was studied. The new development in low temperature cryo-SEM was employed in the research of microbes with biotechnological potential such as Cupriavidus necator and Sporobolomyces shibatanus.
The presented dissertation thesis titled “Scanning electron microscopy and its applications for sensitive samples” describes an instrumental and methodological development in the field of scanning electron microscopy leading to an innovative solution that could be particularly applicable in microbiological research. A summary of the history and current state of electron microscopy (EM) as a scientific imaging and analytical technique is provided in the introductory chapters. The undeniable contribution of EM in the biological and medical sciences is evidenced by many cited scientific publications. This dissertation thesis contains innovations and improvements in specimen preparation and cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM) produced at the Institute of Scientific Instruments of the CAS in Brno. In particular, the new constructions of special sample holders together with methodological development in the field of microbiological sample preparation resulted in finding optimal parameters for individual processes. In the experimental part there is showed a verification of methodological procedures in the study of hydrated and electron beam sensitive specimens. Subsequent comparison of different methodological approaches on a defined microbiological system contributes to extending the interpretation of the hitherto known results. Among the microbiological strains investigated were the biofilm positive bacteria Staphylococcus epidermidis and yeasts such as Candida albicans and Candida parapsilosis, which are considered to be clinically significant because they are often involved in serious infections and especially threaten immunocompromised patients. Furthermore, the effect of the biofilm formation of Bacillus subtilis on the biodeterioration and biodegradation of poly--caprolactone films was studied. The new development in low temperature cryo-SEM was employed in the research of microbes with biotechnological potential such as Cupriavidus necator and Sporobolomyces shibatanus.
Description
Citation
HRUBANOVÁ, K. Scanning Electron Microscopy and its Applications for Sensitive Samples [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D. (člen)
Mgr. Jiří Nováček, Ph.D. (člen)
RNDr. Marie Vancová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-11-21
Defence
Přínosem DDP je doplnění metodických postupů a navržení speciálních držáků pro přenos zmrazených biologických preparátů do HR SEM pracujícím v kryo-módu. Této oblasti je v současnosti věnována malá pozornost, proto každé posunutí a vylepšení má značný dopad pro biologickou mikroskopickou komunitu.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení