Model systems with the use of CeO2 for bioapplication

Abstract

Název práce: Modelové systémy s využitím CeO2 pro bioaplikaci Autor: Sofiia Bercha Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: Ing. Nataliya Tsud, PhD, Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Tato dizertační práce je zaměřena na zkoumání modelových systémů pro bioaplikace. Rozhraní mezi biomolekulami a anorganickými materiály byly studovány pomocí pokročilých technik fyziky povrchů s důrazem na elektronovou strukturu molekul a geometrii jejich vazby v závislosti na morfologii materiálů a/nebo způsobu molekulární depozice. U systému histidin/oxid ceričitý je prokázáno, že morfologie povrchu oxidu určuje mechanismus molekulární adsorpce. Přítomnost vodného roztoku nemění způsob interakce histidinu s nanostrukturovaným oxidem ceričitým. Pro systém adenin/oxid ceričitý jsme ukázali, že molekula adeninu chemisorbuje na CeO2 přes atomy dusíku nezávisle na morfologii oxidu a způsobu depozice molekul. Bylo zjištěno, že molekula adeninu se na redukovaném povrchu oxidu ceričitého rozkládá. Kombinací experimentálních a teoretických metod byly nalezeny dvě odlišné fáze adeninu na CeO2. U systému adenin/Cu(111) bylo ukázáno, že silná interakce s povrchem udržuje molekulu nepoškozenou na povrchu do 200 řC a rozhraní je charakterizováno novými stavy ve valenčním pásu. U systému adenin/Au(111)...

Title: Model systems with the use of CeO2 for bioapplication Author: Sofiia Bercha Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor: Ing. Nataliya Tsud Ph.D., Department of Surface and Plasma Science Abstract: This thesis is focused on the investigation of model systems for bioapplications. Interfaces between biomolecules and inorganic materials were studied by means of advanced surface science techniques with emphasis on the molecular electronic structure and bonding geometry as a function of material morphology and/or molecular deposition method. For the histidine/cerium oxide system it is demonstrated that the morphology of the oxide determines the mechanism of the molecular adsorption. The presence of an aqueous medium does not alter the histidine interaction with the nanostructured cerium oxide. For the adenine/cerium oxide system we have shown that the adenine molecule chemisorbs on CeO2 intact via nitrogen atoms, independent of the oxide morphology and deposition technique. The adenine molecule was found to decompose on a reduced surface of the cerium oxide. Combining experimental and theoretical methods two distinct phases of adenine on CeO2 were found. For adenine/Cu(111) system it was shown that the strong interaction with the surface keeps the molecule intact on the surface till...