Témy bakalárskeho štúdia
Témy bakalárskych prác vypísaných v študijnom programe Biofyzika v akademickom roku 2025/2026:
1. Štúdium slznej tekutiny pomocou Ramanovej spektroskopie kvapkovo nanášaných povlakov
Školiteľ: RNDr. Gabriela Fabriciová, PhD. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Cieľ: 1. Spracovanie poznatkov o možnom využití analýzy slznej tekutiny pri diagnostike niektorých ochorení.
2. Analýza Ramanovych spektier proteínov získaných z rôznych častí okrajového kruhu vysušenej kvapky roztokov proteínov.
3. Analýza Ramanovych spektier získaných z rôznych častí okrajového kruhu vysušenej kvapky slznej tekutiny.
4. Na základe porovnania Ramanovych spektier slznej tekutiny zdravých dobrovoľníkov a pacientov s diagnostikovaným ochorením zhodnotiť možnosť využitia tejto metódy DCDRS pri diagnostike očného ochorenia použitím slznej tekutiny.
.....................................................................................................................................................................................
2. Použitie Ramanovej a SERS spektroskopie pri detekcii znečisťovateľov životného prostredia: súčasný stav a porovnanie s inými analytickými metódami
Školiteľ: RNDr. Z. Jurašeková, PhD., univ. doc. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Cieľ: Cieľom tejto bakalárskej práce je analyzovať a zhodnotiť využitie Ramanovej (RS) a povrchovo-zosilnenej Ramanovej spektroskopie (SERS) pri detekcii znečisťovateľov životného prostredia. Práca sa zameriava na porovnanie týchto metód s inými bežne používanými analytickými technikami, identifikáciu ich výhod a obmedzení a preskúmanie možností ich rutinného využitia. Súčasťou práce je aj praktická časť, v ktorej študent experimentálne overí detekciu nízkych koncentrácií vybranej molekuly environmentálneho znečisťovateľa pomocou RS alebo SERS, čím sa podporí lepšie pochopenie princípov a potenciálu týchto metód.
Anotácia: Ramanova spektroskopia (RS) je založená na fyzikálnom jave rozptylu dopadajúceho svetla od študovanej vzorky, pričom každá molekula rozptyľuje svetlo špecificky. To znamená, že RS poskytuje špecifickú štrukturálnu informáciu na úrovni molekúl, tzv. odtlačok prsta jednotlivých zlúčenín. Veľkým nedostatkom je jej slabá citlivosť. Častým a významným problémom je aj silná fluorescencia, ktorá dokáže úplne pohltiť slabý Ramanov signál. Jedným z riešení je použitie kovových nanočastíc – ak sa analyzovaná molekula nachádza na ich povrchu alebo v jeho tesnej blízkosti, tak dochádza k významnému zosilneniu Ramanovho signálu (až niekoľko rádov) a súčasne môže dochádzať k zhášaniu fluorescencie. Táto technika sa označuje ako povrchovo-zosilnená Ramanova spektroskopia (SERS) a umožňuje špecificky detekovať aj veľmi nízke koncentrácie molekúl.
.....................................................................................................................................................................................
3. Materiály vhodné pre 3D biotlač a ich vplyv na vlastnosti kultivovaných buniek
Školiteľ: RNDr. Zuzana Naďová, PhD. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Anotácia: Biologická kompatibilita 3D tlačeného lešenia zohráva rozhodujúcu úlohu pri udržiavaní bunkových funkcií. V niektorých prípadoch vytlačený materiál nemusí podporovať rast buniek a štúdie ukázali, že stuhnuté polyméry po vytlačení môžu obsahovať toxické zvyšky, ktoré inhibujú rast buniek. Techniky úpravy povrchu sa často používajú na prispôsobenie povrchových vlastností 3D tlačeného materiálu, tak, aby spĺňali špecifické požiadavky. Pre účely práce budú ľudské fibroblasty kultivované na 3D lešeniach, vytlačených pomocou Multi Jet Fusion (MJF). Cieľom bakalárskej/magisterskej práce bude vyhodnotiť vplyv tlačených konštruktov na (i) vlastnosti kultivačného média (najmä zmeny jeho pH), (ii) produkciu kyslíkových radikálov (ROS), funkčnosť mitochondrií a (iii) vitalitu a proliferáciu buniek. Študent získa praktické skúsenosti s UV-VIS spektroskopiou, kultiváciou buniek in vitro a fluorescenčným zobrazovaním vybraných vnútrobunkových cieľov.
.....................................................................................................................................................................................
4. Štúdium vplyvu mikro- a nanoplastov na nervové bunky
Školiteľ: doc. RNDr. Katarína Štroffeková, PhD. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Cieľ: Určenie vplyvu mikro- a nano-plastov na funkciu nervových buniek.
Anotácia: Nanoplasty (NP) a mikroplasty (MP) sa hromadia v našom prostredí v dôsledku masívnej spotreby plastov. Pribúdajú dôkazy o prítomnosti MP v pitnej vode, a ich následnej akumulácie v rôznych orgánoch a tkanivách v tele vrátane pľúc, mozgu, pečene a obličiek. Existujú obrovské vedomostné medzery týkajúce sa absorpcie a osudu mikro- a nano- plastových častíc u ľudí, ako aj ich vplyvu na ľudské zdravie. Vystavenie MP a NP môže vyvolať oxidačný stres, čo môže potenciálne viesť k poškodeniu buniek a zvýšenej zraniteľnosti pri rozvoji neuronálnych porúch. Štúdia sa zameria na účinky MP a NP na prežívanie a funkciu nervových buniek. Pri výskume bude využitý interdisciplinárny prístup využívajúci fluorescenčnú mikroskopiu, spektroskopiu a molekulárnu biológiu.
.....................................................................................................................................................................................
5. Molekulové mechanizmy agregácie patologických foriem proteínov
Školiteľ: doc. RNDr. Gabriel Žoldák, DrSc. (PF UPJŠ)
Cieľ: 1. Preskúmať mechanizmus vzniku agregátov ľahkého reťazca IgG v prítomnosti vybraných sérových proteínov
2. Určiť fyzikálne parametre, ktoré su rozhodujúce pre interakciu ľahkého reťazca IgG so sérovými proteínmi
3. Pripraviť literárny prehľad ohľadom proteín-proteín interakcií s ľahkým reťazcom IgG
Anotácia: Táto práca ponúka jedinečnú príležitosť študovania patologických proteínov. Agregácia patologických foriem proteínov vedie k vážnym zdravotným komplikáciám a mnohé sú v súčasnosti klasifikované ako nevyliečiteľné. Využijete širokú škálu inovatívnych techník na štúdium týchto procesov ex vivo a získate tak hlbšie pochopenie týchto zložitých mechanizmov. Vaša práca prispeje k hlbšiemu pochopeniu mechanizmov agregácie patologických ľahkých reťazcov IgG v prítomnosti sérových proteínov, čo by potenciálne mohlo viesť k novým terapeutickým stratégiám. Študent bude aktívne zapojení do návrhu experimentov, zberu a analýzy dát. Tento projekt predstavuje významnú príležitosť prispieť do oblasti s vysokým aplikačným významom.