Tematy prac licencjackich

1. „Mikrobioogniwa przepływowe z wykorzystaniem nanocząstek metali”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Celem niniejszego projektu jest opracowanie prototypu bioogniwa przepływowego zbudowanego z bioelektrod na bazie nanocząstek metali i enzymów do zasilania urządzeń medycznych wszczepialnych pacjentom. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii naturalnie występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję w energię elektryczną.

2. „Czujnik tlenu do monitorowania stężenia tlenu w organizmie człowieka”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Najnowsze badania wskazują możliwość stosowania bioogniw, jako samo zasilających urządzeń, niewymagających do pracy zewnętrznego źródła energii, dzięki wykorzystaniu substancji chemicznych zawartych w organizmie, przetwarzając energię chemiczną zachodzących reakcji redoks w energię elektryczną, co stanowiłoby przełom w medycynie oraz implantowanych urządzeniach. Do konstrukcji czujnika zostanie zastosowana biobateria zbudowana z anody cynkowej i katody pokrytej nanomateriałami oraz lakazą, jako samozasilający się czujnik tlenu wszczepialny do organizmu.

3 „Bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych bioelektrod”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Niniejszy projekt dotyczy przygotowania bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych elektrod. Nowość podejścia do konstrukcji takich bioogniw jest konstrukcja elektrod polegająca na unieruchomieniu enzymów jako biokatalizatorów na przestrzennym porowatym materiale węglowym jakim jest porowaty węgiel szklisty (RVC, ang. Reticulated Vitreous Carbon). Planujemy osadzić na jego powierzchni nanocząstki Ru i Au, jako centra adsorpcji enzymów. Jak materiały porowate będą również stosowane nanorurki i nanocząstki grafenu. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii naturalnie występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję w energię elektryczną.

4 „Zastosowanie nanocząstek złota jako selektywnych nanonośników leków w transporcie antynowotworowych substancji czynnych”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
dr Elżbieta U. Stolarczyk, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. I. Mościckiego w Warszawie
Nanocząstki złota dzięki swoim wyjątkowym właściwościom fizycznym i chemicznym mogą być stosowane do transportu i rozprowadzania środków farmaceutycznych. Znajdują zastosowanie w terapii genowej, w aplikacjach bakteriobójczych, przeciwnowotworowych. Celem niniejszego projektu jest opracowanie metody syntezy nanocząstek złota z odpowiednimi lekami i charakterystyka tych układów za pomocą różnych technik np. woltamperometrycznych, spektroskopowych itd.

5.„Zastosowanie nanocząstek platyny jako nanozymy”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Korzystając z szybkiego rozwoju nanotechnologii i biotechnologii, poczyniono w ostatnich lat, znaczne postępy w naśladowaniu aktywności enzymatycznych z zastosowaniem wysokowydajnych nanomateriałów m.in. za pomocą nanozymów przy udziale światła widzialnego powstają wysoce reaktywne formy tlenu. Formy takie gwałtownie rozkładają się i zabijają bakterie. Dlatego sztuczne enzymy mogą pewnego dnia zostać użyte w walce z infekcjami, a także w leczeniu różnych nowotworów. Celem niniejszego projektu jest przygotowanie nanozymów na bazie nanocząstek platyny i zastosowanie ich w konkretnych reakcjach chemicznych.

Tematy prac magisterskie

1. „Mikrobioogniwa przepływowe z wykorzystaniem nanocząstek metali”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Celem niniejszego projektu jest opracowanie prototypu bioogniwa przepływowego zbudowanego z bioelektrod na bazie nanocząstek metali i enzymów do zasilania urządzeń medycznych wszczepialnych pacjentom. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii naturalnie występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję w energię elektryczną.

2. „Czujnik tlenu do monitorowania stężenia tlenu w organizmie człowieka”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Najnowsze badania wskazują możliwość stosowania bioogniw, jako samo zasilających urządzeń, niewymagających do pracy zewnętrznego źródła energii, dzięki wykorzystaniu substancji chemicznych zawartych w organizmie, przetwarzając energię chemiczną zachodzących reakcji redoks w energię elektryczną, co stanowiłoby przełom w medycynie oraz implantowanych urządzeniach. Do konstrukcji czujnika zostanie zastosowana biobateria zbudowana z anody cynkowej i katody pokrytej nanomateriałami oraz lakazą, jako samozasilający się czujnik tlenu wszczepialny do organizmu.

3. „Bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych bioelektrod”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Niniejszy projekt dotyczy przygotowania bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych elektrod. Nowość podejścia do konstrukcji takich bioogniw jest konstrukcja elektrod polegająca na unieruchomieniu enzymów jako biokatalizatorów na przestrzennym porowatym materiale węglowym jakim jest porowaty węgiel szklisty (RVC, ang. Reticulated Vitreous Carbon). Planujemy osadzić na jego powierzchni nanocząstki Ru i Au, jako centra adsorpcji enzymów. Jak materiały porowate będą również stosowane nanorurki i nanocząstki grafenu. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii naturalnie występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję w energię elektryczną.

4. „Zastosowanie nanocząstek złota jako selektywnych nanonośników leków w transporcie antynowotworowych substancji czynnych”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
dr Elżbieta U. Stolarczyk, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. I. Mościckiego w Warszawie
Nanocząstki złota dzięki swoim wyjątkowym właściwościom fizycznym i chemicznym mogą być stosowane do transportu i rozprowadzania środków farmaceutycznych. Znajdują zastosowanie w terapii genowej, w aplikacjach bakteriobójczych, przeciwnowotworowych. Celem niniejszego projektu jest opracowanie metody syntezy nanocząstkami złota z odpowiednimi lekami i charakterystyka tych układów za pomocą różnych technik np. woltamperometrycznych, spektroskopowych itd.

5. „Zastosowanie nanocząstek platyny jako nanozymy”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
Korzystając z szybkiego rozwoju nanotechnologii i biotechnologii, poczyniono w ostatnich lat, znaczne postępy w naśladowaniu aktywności enzymatycznych z zastosowaniem wysokowydajnych nanomateriałów m.in. za pomocą nanozymów przy udziale światła widzialnego powstają wysoce reaktywne formy tlenu. Formy takie gwałtownie rozkładają się i zabijają bakterie. Dlatego sztuczne enzymy mogą pewnego dnia zostać użyte w walce z infekcjami, a także w leczeniu różnych nowotworów. Celem niniejszego projektu jest przygotowanie nanozymów na bazie nanocząstek platyny i zastosowanie ich w konkretnych reakcjach chemicznych.

6. ”Enzymatyczny bioczujnik glutaminianu oparty na złotych nanostrukturyzowanych elektrodach”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk,
dr inż. Marcin Urbanowicz (Pracownia Bioczujników i Mikrosystemów Analitycznych Zakład I, Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. M. Nałęcza, PAN)
Celem pracy magisterskiej jest opracowanie elektrochemicznego bioczujnika glutaminianu, którego warstwę bioreceptorową będzie stanowiła unieruchomiona na powierzchni czujnika oksydaza glutaminianowa. Konstrukcja bioczujnika będzie oparta na złotych elektrodach, których powierzchnia będzie nanostrukturyzowana w celu zwiększenia czułości. Do biofunkcjonalizacji powierzchni złotych elektrod zastosowane będą różne techniki unieruchamiania enzymu: kowalencyjne oraz sieciowanie.

7. „Hybrydowe enzymatyczno-nieorganiczne mikro - i nanokwiaty.”
dr hab. Krzysztof Stolarczyk
dr hab. inż. Kamila Sadowska (Pracownia Bioczujników i Mikrosystemów Analitycznych Zakład I, Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. M. Nałęcza, PAN)
Celem projektu dyplomowego jest otrzymanie i wykorzystanie jako materiałów receptorowych nanostruktur enzymatyczno-metalicznych. Takie struktury mogą być zastosowane jako katalizatory różnych procesów, a także do konstrukcji bioczujników lub bioogniw. Przeprowadzone zostaną badania strukturalne oraz elektrochemiczne utworzonych układów. Na tej podstawie zostanie ustalony wpływ kształtu i wielkości mikrokwiatów na zdolności elektro-katalityczne układu. W ramach pracy dyplomowej zostanie opracowana metoda otrzymywania struktur w skali nano.