Disertacijoje nagrinėjami lantano manganitai, pasižymintys faziniu virsmu iš paramagnetinės į feromagnetinę būseną bei milžiniškos neigiamos magnetovar-žos efektu. Tiriami magnetovaržos ir jos anizotropijos efektai silpnuose (iki  0,5 T) magnetiniuose laukuose bei stiprių impulsinių srovių ir magnetinių laukų sukelti efektai plonuose epitaksiniuose manganitų sluoksniuose. Pateikiami pasiūlymai tyrimo rezultatus panaudoti kuriant magnetinio lauko jutiklius, spar-čiųjų elektrinių impulsų formuotuvus bei amplitudės moduliatorius. Tiriant sil-pnų magnetinių laukų poveikį ultraplonųjų La-Sr-MnO3 sluoksnių elektriniam laidumui, buvo nustatyta, kad magnetovaržos anizotropijos ženklas ir vertė šiuo-se laukuose priklauso nuo sluoksnio storio. Pateiktas modelis, paaiškinantis eks-perimentinius rezultatus, paremtas vidutinio lauko artiniu ir įskaitantis sluoksnio struktūros kitimą kintant jo storiui. Aptiktas ir ištirtas grįžtamasis termoelektrinis nestabilumas, išaiškintos šio reiškinio atsiradimo priežastys. Pasiūlytas ir ekspe-rimentiškai realizuotas naujas ns trukmės elektrinių impulsų amplitudės modulia-vimo išoriniu magnetiniu lauku būdas, naudojant epitaksinius La0,87Sr0,17MnO3 sluoksnius. Disertaciją sudaro reziumė lietuvių ir anglų kalbomis, įvadas, šeši skyriai, pagrindiniai rezultatai ir išvados, literatūros sąrašas, publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis... [toliau žr. visą tekstą] / The objective of this dissertation is to investigate lanthanum manganites, which exhibit colossal negative magnetoresistance and phase transitions from the paramagnetic state to the ferromagnetic state. The magnetoresistance and its ani-zotriopy of thin epitaxial manganite films at low (up to  0.5 T) magnetic fields, as well as effects induced by strong pulsed magnetic and electric fields were in-vestigated. It was demonstrated how it can be used in the development of magne-tic field sensors, short electric pulse forming devices and amplitude modulators. It was found that in the case of ultra-thin La-Sr-MnO3 films, the sign and value of the magnetoresistance anisotropy at low magnetic fields depends on the thickness of the films. An explanation of these results was proposed using the mean field approach and taking into consideration that the structure of the films changes with its thickness. A reversible thermoelectrical switching effect was discovered and investigated. A new method for nanosecond duration electrical pulses amplitude modulation by an external magnetic field using La0.87Sr0.17MnO3 films was suggested and experimentally verified. This dissertation consists of the abstracts in Lithuanian and English, intro-duction, six chapters, the main results and conclusions and list of literature. The introduction contains topicality and problem, the aim of the work, tasks, scientific novelty, practical value, approval of the results, statement to be de-fended and... [to full text]

The objective of this dissertation is to investigate lanthanum manganites, which exhibit colossal negative magnetoresistance and phase transitions from the paramagnetic state to the ferromagnetic state. The magnetoresistance and its ani-zotriopy of thin epitaxial manganite films at low (up to  0.5 T) magnetic fields, as well as effects induced by strong pulsed magnetic and electric fields were in-vestigated. It was demonstrated how it can be used in the development of magne-tic field sensors, short electric pulse forming devices and amplitude modulators. It was found that in the case of ultra-thin La-Sr-MnO3 films, the sign and value of the magnetoresistance anisotropy at low magnetic fields depends on the thickness of the films. An explanation of these results was proposed using the mean field approach and taking into consideration that the structure of the films changes with its thickness. A reversible thermoelectrical switching effect was discovered and investigated. A new method for nanosecond duration electrical pulses amplitude modulation by an external magnetic field using La0.87Sr0.17MnO3 films was suggested and experimentally verified. This dissertation consists of the abstracts in Lithuanian and English, intro-duction, six chapters, the main results and conclusions and list of literature. The introduction contains topicality and problem, the aim of the work, tasks, scientific novelty, practical value, approval of the results, statement to be de-fended and... [to full text] / Disertacijoje nagrinėjami lantano manganitai, pasižymintys faziniu virsmu iš paramagnetinės į feromagnetinę būseną bei milžiniškos neigiamos magnetovar-žos efektu. Tiriami magnetovaržos ir jos anizotropijos efektai silpnuose (iki  0,5 T) magnetiniuose laukuose bei stiprių impulsinių srovių ir magnetinių laukų sukelti efektai plonuose epitaksiniuose manganitų sluoksniuose. Pateikiami pasiūlymai tyrimo rezultatus panaudoti kuriant magnetinio lauko jutiklius, spar-čiųjų elektrinių impulsų formuotuvus bei amplitudės moduliatorius. Tiriant sil-pnų magnetinių laukų poveikį ultraplonųjų La-Sr-MnO3 sluoksnių elektriniam laidumui, buvo nustatyta, kad magnetovaržos anizotropijos ženklas ir vertė šiuo-se laukuose priklauso nuo sluoksnio storio. Pateiktas modelis, paaiškinantis eks-perimentinius rezultatus, paremtas vidutinio lauko artiniu ir įskaitantis sluoksnio struktūros kitimą kintant jo storiui. Aptiktas ir ištirtas grįžtamasis termoelektrinis nestabilumas, išaiškintos šio reiškinio atsiradimo priežastys. Pasiūlytas ir ekspe-rimentiškai realizuotas naujas ns trukmės elektrinių impulsų amplitudės modulia-vimo išoriniu magnetiniu lauku būdas, naudojant epitaksinius La0,87Sr0,17MnO3 sluoksnius. Disertaciją sudaro reziumė lietuvių ir anglų kalbomis, įvadas, šeši skyriai, pagrindiniai rezultatai ir išvados, literatūros sąrašas, publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis... [toliau žr. visą tekstą]

Šio darbo tikslas – išanalizuoti 2003 – 2005 m. Šiaulių miesto ore fiksuotų žiedadulkių kiekio kaitos priklausomybę nuo atmosferos cirkuliacijos, kritulių kiekio ir vėjo greičio. Darbo tikslui įgyvendinti buvo iškelti keli uždaviniai. Nustatyti 2003-2005 m. atslenkančių oro masių atgalines trajektorijas bei jų kelyje pasitaikiusio lietaus kiekį. Nustatyti žiedadulkių koncentracijos priklausomybę nuo atmosferos cirkuliacijos. Pasitelkus fenologinius duomenis, įrodyti egzistuojančią žiedadulkių tolimąją pernašą. Išanalizuoti žiedadulkių koncentracijos kaitos priklausomybę nuo kritulių kiekio bei vėjo greičio Šiaulių mieste. Žiedadulkių duomenys paimti iš Šiaulių aerobiologinių tyrimų stoties. Atgalinės oro masių trajektorijos nustatytos remiantis Tarptautinės vandenyno ir atmosferos administracijos oro resursų laboratorijos tiekiamu HYSPLIT 4 modeliu. Augalų dulkėjimo periodui Europos regione apibudinti ir tolimosios pernašos galimybei tyrimo metu nustatyti, naudotasi Europos aeroalergenų duomenų bazės žiedadulkių koncentracijų duomenimis. Meteorologinius duomenis tiriamajam periodui analizuoti suteikė Šiaulių meteorologijos stotis, Lietuvos Hidrometeorologijos tarnyba prie Aplinkos ministerijos. Atgalinių oro masių trajektorijų analizė parodė, kad 2003-2005 m. augalų žydėjimo laikotarpiu vyravo vakarinė ir šiaurės vakarinė oro pernaša. Šios oro masės į Šiaulių miestą atslinkdavo iš 1 Europos regiono. Gauta, kad 2003 m. salierinių, kiečio, astrinių, beržo, kiparisinių, pušies... [toliau žr. visą tekstą] / The aim of this study is to analyse the dependence of the fluctuation of pollen concentration on atmosphere circulation, rainfall and wind speed in Šiauliai city, in 2003 – 2005. In order to implement the aim of the study several tasks were set. The first is to identify backward air mass trajectories and compute the rainfall in the trajectories during 2003–2005. The second is to evaluate the dependence of airborne pollen concentration on the atmosphere circulation. The third is to prove existing long-range transport of pollen by using phenological data. The fourth is to analyse the dependence of pollen concentration on the rainfall and wind speed in Šiauliai city. The data about the amount of pollen were obtained from Šiauliai aerobiological station. Backward air mass trajectories were calculated according to HYSPLIT 4 model, which is provided by Air Resources Laboratory of National Oceanic and Atmospheric Administration. In order to evaluate plants pollination period in neighbouring European countries and pollen long-range transport the data referring to the European Aeroallergen Network database were used. The meteorological data for Šiauliai city was provided by Šiauliai meteorological station, the Hydrometeorological Service of Lithuania under the Ministry of Environment. The analysis of backward air masses trajectories has shown that in 2003–2005 during the blooming period of plants, western and north-western air transport dominated. These air masses moved from 1... [to full text]

In this dissertation is analysed the transfer of artificial radionuclides (137Cs and 90Sr) from soil to tree. The main goal of this work – to estimate specific activi-ties of 137Cs and 90Sr in selected trees, investigate the peculiarities of these ra-dionuclides distribution in trees, suggest the methodology for estimation of the transfer of radionuclides from soil to tree in tree wood by chemical analog in soil under the tree crown, and to do the forecast of transfer of radionuclides in sys-tem “soil–tree” by the most relevant models. The main tasks solved in this dissertation are following: to do the radiomet-ric, radiochemical and biological affections researches of selected pines, evalu-ate the specific activity and concentration in collected samples of investigated radionuclides and their chemical analogs, apperciate the transfer of 137Cs and 90Sr from soil to tree and analyse peculiarities of this process by soil radioactive pollution and plants growing peculiarities; to modelling the spread of 137Cs and 90Sr distribution in system “soil–plant”, the accumulation of these radionuclides in tree and internal doses. This dissertation consists of introduction, five chapters, the main conclusion and recommendation, bibliography and list of author publications. In the introduction it is discussed the investigated problem, actualities of work, object of research, scientific novelty and practical significant of this dis-sertation, protective hypotheses. Additionally it is... [to full text] / Disertacijoje nagrinėjama dirbtinės kilmės radionuklidų (137Cs ir 90Sr) per-naša iš dirvožemio į medį. Pagrindinis šio darbo uždavinys – nustatyti 137Cs ir 90Sr savituosius aktyvumus tyrimui parinktuose medžiuose bei įvertinti šių ra-dionuklidų pasiskirstymo juose ypatumus, pasiūlyti metodiką radionuklido per-našos iš dirvožemio į medį vertinimui pagal radionuklido cheminį analogą dir-vožemyje po medžio laja, atlikti radionuklido pernašos iš dirvožemio į medį prognozę, parinkus tinkamiausius modelius. Šiame darbe sprendžiami tokie pagrindiniai uždaviniai: atlikti medžių sandų radiometrinius, radiocheminius ir pušų biologinio pažeistumo tyrimus; įvertinti tiriamųjų radionuklidų ir jų stabiliųjų cheminių analogų savituosius aktyvumus bandiniuose; įvertinti 137Cs ir 90Sr pernašos iš dirvožemio į medžius ir pasiskirs-tymo juose ypatumus, atsižvelgiant į dirvožemio radioaktyviąją užtaršą ir augalo vystymosi ypatumus; modeliuoti 137Cs ir 90Sr migracijos sistemoje „dirvožemis–medis“ sklaidą, įvertinti radionuklidų sukauptą augale kiekį, modeliuoti augalo patiriamą vidinę apšvitą. Disertaciją sudaro įvadas, penki skyriai, bendrosios išvados, rekomendaci-jos, naudotos literatūros ir autorės publikacijų sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, apra-šomas tyrimų objektas, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Pristatomos disertacijos tema autorės paskelbtos publikacijos, pranešimai, disertacijos struktūra... [toliau žr. visą tekstą]

Sunkieji metalai (SM) yra gamtinė žemės plutos sudedamoji dalis, tačiau žmogaus veikla drastiškai keičia jų geocheminį ir biocheminį balansą. Intensyvus miestų augimas, pramonės plėtra, transporto intensyvumo didėjimas ir žemės ūkio vystymasis kelia dirvožemio užtaršos SM problemas. Aplinkos tarša SM yra svarbi problema, nes pagal suminį Korte indeksą, kuris rodo pavojingumą gyvybei, sveikatai ir paveldimumui, SM užima vieną iš pirmųjų vietų tarp tokių ekologinių problemų, kaip pesticidai, rūgštūs lietūs, naftos išsiliejimo pasekmės, cheminių trąšų ar triukšmo poveikis. Dideli žemės plotai yra užteršti SM, susidariusiais nuotekose, atliekų deginimo įrenginiuose, žemės ūkyje naudojant trąšas, pesticidus, pramonėje – apdirbant metalus, oda ir kt. SM yra ilgalaikiai teršalai, besikaupiantys dirvožemyje ir augaluose, tačiau gamtiniu būdu negalintys iš jų pasišalinti. Labiausiai pavojingi yra toksiški SM (švinas, chromas, nikelis, varis, cinkas, manganas ir kt.) bei jų tirpūs junginiai. Vieni SM (pvz., cinkas, manganas, nikelis) yra svarbios augalui maistinės medžiagos, kiti (pvz., švinas, kadmis, gyvsidabris) yra labiau kenksmingos negu naudingos augalams medžiagos. SM patekimas į augalą, jų pernaša ir pasiskirstymas augale turi įtakos augalo mitybai. Augalų gebėjimas kaupti SM savo organizme leidžia spręsti dirvožemių užtaršos SM problemą. Kasmet Lietuvoje susikaupia apie 200 tūkst. tonų nuotekų dumblo. Šiuo metu dumblas sandėliuojamas, juo tręšiami laukai, tačiau sandėliuojamo... [toliau žr. visą tekstą] / Heavy metals (HMs) are natural components of the earth crust the geochemical and biochemical balance of which is undergoing drastic changes caused by anthropogenic activities. Rapid urbanisation, industrialisation, growing transport intensity as well as agricultural activities create problems of soil contamination with HMs. The environmental pollution with HMs is an acute problem because, according to the Korte index designed to show hazard to life, health and heridity, HMs are among such major ecological problems as contamination with pesticides, acid rain, oil spills, chemical fertilizers, and noise. Large areas of land are contaminated with HMs formed in sewage, waste incineration plants, in farming with fertilizers and pesticides, as well as in industrial metal and leather processing, etc. HMs are long-term contaminants with the ability accumulate in the soil and plants, and cannot disappear in a natural way. The most hazardous are toxic metals (e.g. lead, chromium, nickel, copper, zinc, manganese and others), including their soluble compounds. Some HMs (e.g. zinc, manganese, nickel) are nutrients essential to plants, whereas lead and cadmium are more harmful elements. The transfer of HMs to the plant and their distribution therein make an impact on plant nutrition. Each year witness an accumulation of around 200 000 tons of sewage sludge in Lithuania. The sludge is being stored and used for fertilisation, yet the amount of the stored sludge is constantly... [to full text]

The main goals of the thesis are advanced characterization by complementary optical and electrical methods of organic semiconductors and the complexes of DNA (deoxyribonucleic acid) designed with purposefully controllable properties for opto-, photo- and electrical applications in modern device engineering. It was demonstrated that the polymer photovoltaic device having an active layer with donor/transmitter/acceptor structure bearing polar molecules exhibits the improvement of the external quantum efficiency associated with the growth of the mobility and reduced potential barrier for charge injection or extraction from the electrodes. The impact of the trapping states and their energetical and spatial distribution on the charge transport properties of organic semiconductors was revealed by several different complementary methods. It was demonstrated that carrier trapping is effectively involved in the charge transport phenomena, depending on the exciting light spectral range and applied electrical field. The influence of the hybrid DNA, dyes and silica material complexes on the optical properties of bio-organic materials was proven. Later the new cationic surfactant with a high efficiency third order nonlinear optical properties was demonstrated, which extended the range of available solvents for DNA complex. / Disertacija skirta išanalizuoti veiksnius, įtakojančius krūvio pernašą ir pagavimą šiuolaikinėse organinėse medžiagose skirtose optoelektronikai, bei ištirti DNR bio-molekulių įtaką elektrinėms bei optinėms medžiagų savybėms. Eksperimentiškai nustatyta, kad polimerinės medžiagos turinčios aktyviojo sluoksnio struktūrą: donoras/pernašos grandis/akceptorius ir chemiškai sujungtos su polinėmis molekulėmis, pasižymi išorinio kvantinio našumo padidėjimu, susijusiu su judrio išaugimu ir sumažėjusiu potencialo barjeru krūvininkų injekcijai ar ekstrakcijai iš elektrodų. Panaudojant keletą skirtingų, bet papildančių eksperimentinių metodų, parodyta pagavimo būsenų ir jų energetinio bei erdvinio pasiskirstymo įtaka krūvininkų pernašos savybėms organiniuose puslaidininkiuose. Pademonstruota, kad krūvininkų pagavimas efektyviai lemia krūvio pernašos reiškinius ir priklauso nuo žadinančios šviesos spektro pločio bei pridėto elektrinio lauko. Nustatyta DNR komplekso, sudaryto iš dažo ir silikagelio matricos, įtaka optinėms medžiagos savybėms. Taip pat pademonstruoti nauji katijoniniai surfaktantai su efektyviomis trečios eilės netiesinės optikos savybėmis, kurie išplečia tirpiklių pasirinkimą gaminant DNR kompleksus.

Disertacija skirta išanalizuoti veiksnius, įtakojančius krūvio pernašą ir pagavimą šiuolaikinėse organinėse medžiagose skirtose optoelektronikai, bei ištirti DNR bio-molekulių įtaką elektrinėms bei optinėms medžiagų savybėms. Eksperimentiškai nustatyta, kad polimerinės medžiagos turinčios aktyviojo sluoksnio struktūrą: donoras/pernašos grandis/akceptorius ir chemiškai sujungtos su polinėmis molekulėmis, pasižymi išorinio kvantinio našumo padidėjimu, susijusiu su judrio išaugimu ir sumažėjusiu potencialo barjeru krūvininkų injekcijai ar ekstrakcijai iš elektrodų. Panaudojant keletą skirtingų, bet papildančių eksperimentinių metodų, parodyta pagavimo būsenų ir jų energetinio bei erdvinio pasiskirstymo įtaka krūvininkų pernašos savybėms organiniuose puslaidininkiuose. Pademonstruota, kad krūvininkų pagavimas efektyviai lemia krūvio pernašos reiškinius ir priklauso nuo žadinančios šviesos spektro pločio bei pridėto elektrinio lauko. Nustatyta DNR komplekso, sudaryto iš dažo ir silikagelio matricos, įtaka optinėms medžiagos savybėms. Taip pat pademonstruoti nauji katijoniniai surfaktantai su efektyviomis trečios eilės netiesinės optikos savybėmis, kurie išplečia tirpiklių pasirinkimą gaminant DNR kompleksus. / The main goals of the thesis are advanced characterization by complementary optical and electrical methods of organic semiconductors and the complexes of DNA (deoxyribonucleic acid) designed with purposefully controllable properties for opto-, photo- and electrical applications in modern device engineering. It was demonstrated that the polymer photovoltaic device having an active layer with donor/transmitter/acceptor structure bearing polar molecules exhibits the improvement of the external quantum efficiency associated with the growth of the mobility and reduced potential barrier for charge injection or extraction from the electrodes. The impact of the trapping states and their energetical and spatial distribution on the charge transport properties of organic semiconductors was revealed by several different complementary methods. It was demonstrated that carrier trapping is effectively involved in the charge transport phenomena, depending on the exciting light spectral range and applied electrical field. The influence of the hybrid DNA, dyes and silica material complexes on the optical properties of bio-organic materials was proven. Later the new cationic surfactant with a high efficiency third order nonlinear optical properties was demonstrated, which extended the range of available solvents for DNA complex.

Darbo tikslas buvo ištirti nuo pirolo chinolinchinono (PQQ) priklausomų oksidoreduktazių veikimą homogeninėje ir heterogeninėje aplinkose ir jų pagrindu sukurti naujas bioelektrokatalizines sistemas. Tuo tikslu buvo kurtos impedimetrinės ir bioamperometrinės sistemos su nuo PQQ priklausomomis alkoholio (tADH ir mADH), gliukozės (GDH) ir fruktozės (FDH)dehidrogenazėmis naujų elektrodinių medžiagų pagrindu, parenkant optimalų fermento imobilizavimo būdą ir elektronų pernašos (EP) mediatorius. Fermentai ir sistemos tirtos klasikinės elektrochemijos, impedanso spektroskopijos, spektrofotometrijos, atominės jėgos mikroskopijos metodais. Nustatytos tADH ir mADH pKa reikšmės ir EP keliai, pagrindinės bioelektrocheminių sistemų charakteristikos, įvertinta heterogeninės aplinkos įtaka fermentų specifiškumui. Sukurtas imobilizavimo būdas leidžiantis išlaikyti GDH aktyvumą iki 9-ių mėnesių. Pirmą kartą parodyta, jog fermentai gali tiesiogiai re-oksiduotis ant poli - N - (N, N‘- dietil ditiokarbamoil etil amidoetil) – anilino ir grafito produktų. Nustatyta, jog 2-(3-nitro(fenil)amino)- cikloheksa-2,5-dien-1,4-dionas iki 10 kartų pagreitina FDH katalizuojamą fruktozės oksidaciją. Pirmą kartą parodyta, kad bioamperometrinės sistemos su FDH gali oksiduoti D(-)tagatozę. Tyrimų rezultatai pritaikyti kuriant alkoholių, angliavandenių ir anglies monoksido stebėjimo sistemas. / The aim of this work was to study the action of pyrroloquinoline quinone (PQQ) dependent oxidoreductases in homogeneous and heterogeneous ambiences and to create new bioelectrocatalytic systems based on these enzymes. Bioelectrochemical systems with PQQ dependent alcohol (sADH and mADH), glucose (GDH) and fructose (FDH) dehydrogenases were constructed by using new electrode materials, enzyme immobilization techniques and electron transfer (ET) mediators. Enzymes and systems were studied by different electrochemical methods and atomic force microscopy. pKa values and ET pathways in bioelectrochemical systems were determined for sADH and mADH. The main characteristics of systems and influence of heterogeneous ambience to the specificity of the enzymes were determined. The GDH immobilization method, which ensures enzyme activity up to 9 months, was created. The direct ET from reduced enzymes active sites to poly(N-(N’,N’-diethyldithiocarbamoylethylamidoethyl)aniline) and graphite oxidation products was revealed for the first time. It was observed that 2-(3-nitro(phenyl)amino)- ciclohexa-2,5-dien-1,4-dione is the most effective mediator for FDH. The ability of bioamperometric systems with FDH to oxidize D(-)tagatose was determined for the first time. It was shown, that bioamperometric systems based on PQQ dependent enzymes can be applied for detection of alcohols, carbohydrates and carbon monoxide.

Darbo tikslas buvo ištirti nuo pirolo chinolinchinono (PQQ) priklausomų oksidoreduktazių veikimą homogeninėje ir heterogeninėje aplinkose ir jų pagrindu sukurti naujas bioelektrokatalizines sistemas. Tuo tikslu buvo kurtos impedimetrinės ir bioamperometrinės sistemos su nuo PQQ priklausomomis alkoholio (tADH ir mADH), gliukozės (GDH) ir fruktozės (FDH)dehidrogenazėmis naujų elektrodinių medžiagų pagrindu, parenkant optimalų fermento imobilizavimo būdą ir elektronų pernašos (EP) mediatorius. Fermentai ir sistemos tirtos klasikinės elektrochemijos, impedanso spektroskopijos, spektrofotometrijos, atominės jėgos mikroskopijos metodais. Nustatytos tADH ir mADH pKa reikšmės ir EP keliai, pagrindinės bioelektrocheminių sistemų charakteristikos, įvertinta heterogeninės aplinkos įtaka fermentų specifiškumui. Sukurtas imobilizavimo būdas leidžiantis išlaikyti GDH aktyvumą iki 9-ių mėnesių. Pirmą kartą parodyta, jog fermentai gali tiesiogiai re-oksiduotis ant poli - N - (N, N‘- dietil ditiokarbamoil etil amidoetil) – anilino ir grafito produktų. Nustatyta, jog 2-(3-nitro(fenil)amino)- cikloheksa-2,5-dien-1,4-dionas iki 10 kartų pagreitina FDH katalizuojamą fruktozės oksidaciją. Pirmą kartą parodyta, kad bioamperometrinės sistemos su FDH gali oksiduoti D(-)tagatozę. Tyrimų rezultatai pritaikyti kuriant alkoholių, angliavandenių ir anglies monoksido stebėjimo sistemas. / The aim of this work was to study the action of pyrroloquinoline quinone (PQQ) dependent oxidoreductases in homogeneous and heterogeneous ambiences and to create new bioelectrocatalytic systems based on these enzymes. Bioelectrochemical systems with PQQ dependent alcohol (sADH and mADH), glucose (GDH) and fructose (FDH) dehydrogenases were constructed by using new electrode materials, enzyme immobilization techniques and electron transfer (ET) mediators. Enzymes and systems were studied by different electrochemical methods and atomic force microscopy. pKa values and ET pathways in bioelectrochemical systems were determined for sADH and mADH. The main characteristics of systems and influence of heterogeneous ambience to the specificity of the enzymes were determined. The GDH immobilization method, which ensures enzyme activity up to 9 months, was created. The direct ET from reduced enzymes active sites to poly(N-(N’,N’-diethyldithiocarbamoylethylamidoethyl)aniline) and graphite oxidation products was revealed for the first time. It was observed that 2-(3-nitro(phenyl)amino)- ciclohexa-2,5-dien-1,4-dione is the most effective mediator for FDH. The ability of bioamperometric systems with FDH to oxidize D(-)tagatose was determined for the first time. It was shown, that bioamperometric systems based on PQQ dependent enzymes can be applied for detection of alcohols, carbohydrates and carbon monoxide.

Daktaro disertacijoje apibendrintų mokslinių tyrimų tikslas - pritaikyti aukso nanodaleles, skirtingas gliukozės oksidazes bei elektrai laidų polimerą polipirolą elektrodo modifikavimui bei gliukozės amperometriniam nustatymui biologiniais jutikliais. Aukso nanodalelės (AuND) imobilizuotos grafito elektrodo paviršiuje kartu su tirpiu elektronų pernašos tarpininku užtikrina efektyvesnę elektronų pernašą nuo gliukozės oksidazės (GOx) aktyvaus centro elektrodui fermentinės gliukozės oksidacijos metu. Naudojant AuND modifikuotus elektrodus amperometriniais biologiniais jutikliais registruojami apie 2 kartus didesni maksimalūs analiziniai signalai lyginant su elektrodu be AuND. Biologinių jutiklių tiesinės priklausomybės nuo substrato koncentracijos intervalas yra iki 10 mmol/L gliukozės ir aptikimo riba 0,08 mmol/L analitės. Po 66 dienų biologiniu jutikliu naudojančiu elektrodą modifikuotą GOx užregistruotas analizinis signalas sudarė 43 % pradinės signalo reikšmės, tuo tarpu naudojant 13,0 nm AuND ir GOx jutiklio analizinis signalas sudarė tik 22 % pradinės reikšmės. AuND esančios tiriamajame tirpale užtikrina efektyvesnę elektronų pernašą nuo gliukozės oksidazės aktyviojo centro elektrodui, kai jų koncentracija yra nuo 0,01 iki 0,60 nmol/L ir tirpale yra N-metilfenazino metosulfato. Naudojant 13,0 nm skersmens AuND, biologinio jutiklio aptikimo riba yra 0,05 mmol/L gliukozės, o tiesiškumo intervalas nuo 0,1 iki 10 mmol/L substrato. Taip pat nustatyta, kad kuo didesnė AuND... [toliau žr. visą tekstą] / The amperometric and voltammetric biosensors, based on gold nanoparticles, were designed and applied for biochemical, clinical and environment applications. Electrochemical biosensors are very selective, sensitive, fast and reusable. Gold, silver, platinum and SiO2 particles in the range 1–100 nm often provide an ideal remedy for immobilized enzymes with minimum diffusion limitations, promotion of electrochemical reaction, maximum surface area per mass unit and high effective achievement of enzymes direct wiring to electrode surface. Also, nanoparticles increase electron transfer rate between enzyme and an electrode surface. The aim of the work was to to apply different size nanoparticles, different glucose oxidases and electroconductive polymer polypyrrole for graphite electrode modification and determine the analytical characteristics of enzymatic biosensors for determination of glucose. It is established, that gold nanoparticles immobilized on graphite electrode with electron transfer mediator provide more effective electron transfer from glucose oxidase to electrode. Also, gold nanoparticles present in solution provide more effective electron transfer from enzyme to electrode when concentration of gold nanoparticles is ˂ 0.06 nmol/L and concentration of electron transfer mediator PMS is 2 mmol/L. The higher concentrations of nanoparticles in the solution make the electron transfer in the same system less efficient if compared with lower concentrations of nanoparticles... [to full text]