Sirvi Kuupäev , alustades "2024-07" järgi

Filtreeri tulemusi aasta või kuu järgi

Nüüd näidatakse 1 - 20 28

Banachi ruumi ühikkera plastilisus
(Tartu Ülikool, 2024-07) Leo, Nikita; Haller, Rainis, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Matemaatika ja statistika instituut
Selles magistritöös tõestatakse mõned Banachi ruumi ühikkera plastilisusega seonduvad tulemused (nimetame meetrilist ruumi M plastiliseks, kui iga kaugusi mittesuurendav bijektsioon f : M → M on tegelikult isomeetria). Esimeses peatükis loetletakse vajalikke eelteadmisi. Teises peatükis tõestatakse ruumi ℓ_1 ⊕_p R ühikkera plastilisus p ∈ (1, ∞) korral. Kolmandas peatükis vaadeldakse lõpliku arvu rangelt kumerate Banachi ruumide ℓ∞-summa ühikkera plastilisust. Tõestatakse, et kahe rangelt kumera Banachi ruumi ℓ∞-summal on plastiline ühikkera ning et suvalise lõpliku arvu liidetavate korral on mittelaiendava bijektsiooni F : B_X → B_X isomeetrilisus tagatud lisaeeldusega F(S_X) ⊂ S_X või F(ext B_X) ⊂ ext B_X.
The cellular dynamics and epithelial morphogenesis in Drosophila wing development
(2024-07-08) Tran, Vi Ngan; Shimmi, Osamu, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Epiteliaalsed rakud mängivad üliolulist rolli loomade organite ja 3D koestruktuuride arengus. Kudede morfogenees sõltub suuresti muutustest, mis toimuvad üksikute rakkude tasandil. Selle protsessi jälgimiseks oleme loonud süsteemi, mis võimaldab uurida rakkude detailset ehitust reaalajas. Käesolev töö keskendub raku struktuuri muutuste tuvastamisele ja kirjeldab, kuidas need muutused koordineerivad Drosophila melanogaster’i tiiva 3D-morfogeneesi kahes etapis: inflatsiooni ja teise apositsiooni ajal. Uurimise käigus kirjeldasime üksikasjalikult erilist võrgustikku, mis tekib nukutiiva inflatsioonifaasis. See võrgustik (IPAN - Interplanar Amida Network), tekib selja- ja ventraalsete rakkude vahel ning on väga oluline tiiva koordineeritud kasvu jaoks. IPAN koosneb mikrotuubulitest ja mikrofilamentidest ning meie uuring viitab sellele, et IPAN-i kaudu toimub aktiivne transport, et koordineerida mitoosi kahe füüsiliselt eraldatud epiteelikihi vahel. Tiiva arengu hilisemates etappides IPAN võrgustik lagundatakse, millega kaasnevad rakukuju muutused ja mikrotuubulite organiseerimiskeskuste ümberlülitamine mittetsentrosomaalsetelt tsentrosomaalsetele organiseerimiskeskustele. Lisaks sellele leidsime, et α-spektriin mängib üliolulist rolli apikaalse lõdvestuse reguleerimisel aktomüosiinivõrkude kaudu, mis on samuti vajalik terve kolmemõõtmelise koe morfogeneesiks. Viimasena uurisime, kuidas raku kuju muutused ja luu morfogeneetilise valgu (Bone Morphogenetic Protein, BMP) signaaliülekande raja koostoime mõjutavad tagumise ristveeni morfogeneesi. Tulemused viitavad sellele, et apikaalne ahenemine täpsustab BMP signaale, diferentseerides rakud veenideks või veenide vahelisteks rakkudeks. Kokkuvõtvalt käsitlevad doktoritöö artiklid küsimusi, kuidas rakukuju muutused koordineerivad 3D koe morfogeneesi, kuidas IPAN aitab sünkroniseerida selgmise ja kõhtmise tiivaepiteeli rakkude jagunemist läbi rakk-rakk kontaktide kaotamise, kuidas α-spektriin on seotud tiiva epiteeliraku apikaalse osa “lõdvestusega” ning kuidas raku apikaalse osa ahenemine ja raku kuju muutus vahendavad BMP arengusignaali konkurentsi, mis suunab tagumise tiivasoone morfogeneesi.
The relationship between residential segregation, school segregation and family context
(2024-07-08) Knapp, David; Tammaru, Tiit, juhendaja; Kährik, Anneli, juhendaja; Leetmaa, Kadri, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Püsiv segregatsioon ja selle negatiivsed mõjud on reaalsus linnades üle maailma. Praegused uuringud näitavad, et segregatsioon ühes eluvaldkonnas, näiteks asumis, võib põhjustada segregatsiooni teistes eluvaldkondades, näiteks koolides ja töökohtades. Segregatsiooni võib edasi anda, kuna lapsepõlve asjaolud mõjutavad tulemusi hilisemas elus. Segregatsiooni kordamise erinevates eluvaldkondades ja põlvkondadest üles võib ette kujutada kui „ruumilise eraldatuse nõiaringi“. Kuid protsess võib tähendada ka seda, et lõimumine ühes eluvaldkonnas võib põhjustada lõimumise teistes – „lõimumine hooratas“. See doktoritöö uurib seost elukoha segregatsiooni, kooli segregatsiooni ja perekonteksti vahel ning seda, kuidas need seotud „lõimumise hoorattaga“. Mina keskendun kahele aspektile: seosele koolikoosseisu ja täiskasvanu asumi koosseisu vahel ning koolikoosseisu ja kõrghariduse omandamise seosele Tallinna venekeelse vähemuse seos. Käesoleva doktoritöö tulemustest selgub, et nendel peamiselt venekeelses asumis üles kasvanud vene noortel, kes asusid õppima eesti õppekeelega koolis, on suurem tõenäosus kõrghariduse omandamiseks ja täiskasvanuna eestikeelses asumis elamiseks. Ning vastupidi, nendel peamiselt venekeelses asumis üles kasvanud vene noortel, kes asusid õppima vene õppekeelega koolis, on väiksem tõenäosus kõrghariduse omandamiseks ja täiskasvanuna eestikeelses asumis elamiseks. Perekonna sotsiaalmajanduslik staatus, asumi kontekst lapsepõlves ja enamusühiskonda lõimumisetase näivad ka olevat kõrghariduse omandamisega ja täiskasvanuna eestikeelses asumis elamisega. Need tulemused, et segregatsiooni vähendamine koolides võib aidata kaasa lõimumisele. Ainult koolides toimuvad muutused ei pruugi samas olla piisavad. Ruumilise eraldatust vähendamine nõuab terviklikku lähenemist, mis arvestab nii vanemate elukohtade kui ka koolide valikuid, samuti suuremaid kulutusi. kui elukohaerinevused on kasvanud väga suureks, on lõimumise korraldamine koolides keerulisem ning ainult koolikeele muutmine ei anna efekti.
Микроистория сообщества формалистов: Кабинет современной литературы при ГИИИ (1927–1930)
(2024-07-09) Отяковский, Валерий; Лейбов, Роман, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond
Doktoritöö on pühendatud ühele lokaalsele teemale formalismi ajaloost, nimelt Riikliku Kunstide Ajaloo Instituudi Kaasaegse Kirjanduse Kabineti tegevusele. See asutati 1927. aastal, kui formalistide institutsionaalsed võimalused olid haripunktis, ja eksisteeris kuni Instituudi lüüasaamiseni 1930. aastal. Kabineti ilmumist seostatakse Juri Tõnjanovi ja Boriss Eihenbaumi katsega korraldada Leningradis aktuaalse proosa ja luule uurimise keskus – Kaasaegse Kirjanduse Komitee. Komitee tegevuse raames toimusid kohtumised kirjanikega, arutati uudisteoseid ja töötati välja teoreetilisi paradigmasid, mis võiksid seda materjali ajaloolisest ja kirjanduslikust vaatenurgast lahti mõtestada. Järk-järgult moodustus aktuaalse kirjanduse arhiiv, mis kasvas kiiresti ja kujunes iseseisvaks institutsiooniks, Kaasaegse Kirjanduse Kabinetiks. Kabinett saavutas kiiresti iseseisvuse ning selle töötajad, filoloog Konstantin Šimkevitš ja kriitik, instituudi üliõpilane Juri Pertsovitš, alustasid aktiivset kogumis- ja uurimistegevust, mille eesmärk oli moodustada materjalide korpus vene modernismi ajaloost, alates sümbolist Dmitri Merežkovskist ja lõpetades avangardist Aleksandr Vvedenskiga. Selle institutsiooni tööd vaadeldakse korraga mitmel tasandil – läbi institutsionaalse optika, stalinismi sotsiaalse ajaloo kontekstis ja läbi teooria ajaloo prisma, mis võimaldab tuvastada asutuse positsiooni 1920. aastate teaduses, hariduses ja kirjanduses.
Impact of environmental conditions and soil microbiome on greenhouse gas fluxes from soil and tree stems in hemiboreal drained peatland forest
(2024-07-09) Ranniku, Reti; Soosaar, Kaido, juhendaja; Mander, Ülo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Antud doktoritöös uuriti mulla ja puutüvede kasvuhoonegaaside (KHG) voogude aastaaegadevahelist dünaamikat hemiboreaalses kõdusoometsas, keskendudes lähemalt varasemalt väheuuritud talveperioodile ja kevadistele külmumis-sulamistsüklitele. Uuritud kõdusoometsa mulla aastakeskmine bilanss näitas CH₄ sidumist ning N₂O ja CO₂ lendumist. Talvisel perioodil, kui veetase oli kõrgem, jäid mulla CH₄ vood nullilähedaseks, suvel toimus mullas CH₄ sidumine. Sesoonsed mõõtmised näitasid, et mulla hüdroloogia mõjutab CH₄ dünaamikat pikaajaliselt, samas kui temperatuur mängib lühiajalist rolli. Mulla N₂O vooge mõjutasid kiired muutused mulla hüdroloogias, eriti külmumis-sulamissündmuste ajal. Mulla pinnasekihi sulatamine suurendas N₂O heitkoguseid, peamiselt läbi mittetäieliku denitrifikatsiooni anaeroobsetes tingimustes. Puutüved olid kõikide mõõdetud gaaside allikad ning kase tüved olid olulisemad KHG allikad kui kuuse tüved. CH₄ ja N₂O tüvevoogude ajalist dünaamikat iseloomustasid lühiajalised emissioonide piigid, mida põhjustasid CH₄ puhul pikemad kõrge veetasemega perioodid ja N₂O puhul kiired muutused mulla hüdroloogias. Nii mulla kui puutüvede sesoonsed CO₂ vood sõltusid kasvuperioodist, järgides temperatuurimuutusi. Tüvedest eralduvad KHG vood pärinevad peamiselt mullast. Puutüvedest eralduv CH₄ võib aastas tühistada ligi kolmandiku mulla CH₄ sidumise efektist. Märjemal perioodil võib see osakaal tõusta 50%-ni, tõstes esile mulla hüdroloogiliste tingimuste tugevat mõju CH₄ bilansile. Tüve N₂O vood reageerisid rohkem lühiajalistele veetaseme muutustele ja nende panus N₂O koguheitesse jäi madalaks. Tüvevood mängisid olulist rolli temperatuuri muutustega seotud CO₂ koguemissioonis. Käesoleva doktoritöö tulemused näitavad, et tüvevoogude väljajätmine metsa KHG-de bilansist võib põhjustada metsa koguheidete üle- või alahindamist.
Intraspecific trait diversity in plants: characterizing effects of trait variation on community assembly and ecosystem functioning
(2024-07-09) Rodríguez Alarcón, Slendy Julieth; Carmona, Carlos Pérez, juhendaja; Tamme, Riin, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kliimamuutuste tagajärjel intensiivistuvad kogu maailmas põuaperioodid. Muutunud keskkonnatingimused on ohuks nii ökosüsteemide toimimisele kui ka taimede elurikkusele, muutes koosluste liigilist koosseisu ja tunnuste väärtusi. Seetõttu on oluline uurida taimede funktsionaalseid tunnuseid, mis määravad üksikisendite edukuse ja mõjutavad seeläbi ka ökosüsteemide toimimist. Kuigi traditsiooniline ökoloogia on keskendunud tunnuste erinevustele liikide vahel, siis olulist rolli taimeliikide ökoloogiliste strateegiate kujunemisel, üksikisendi edukusel, koosluste moodustumisel ja ökosüsteemide toimimisel mängib ka tunnuste liigisisene varieeruvus. See doktoritöö annabki uusi teadmisi taimede maapealsete ja -aluste tunnuste liigisisesest varieeruvusest põuatingimustes. Kasvuhoonekatses rohttaimedega selgus, et taimetunnuste liigisisene varieeruvus on maa all suurem kui maa peal. Tõenäoliselt erinevad sama liigi üksikisendite juured üksteisest ebaühtlaste mullatingimuste tõttu. Kuigi põuaperiood ei mõjutanud liigisisest tunnuste varieeruvust, põhjustas see mitmete tunnuste väärtuste muutusi ning taimeliigid muutusid üksteisega sarnasemaks, omades siiski erinevaid strateegiaid põua talumiseks. Uurides tunnuste liigisisest varieeruvust Colombia troopilistes kuivades metsades, ei leidnud me tugevat ennustuslikku seost puittaimede tunnuste ja kasvu vahel, kuna nii üksikisendi tunnuseid kui ka kasvu mõjutab lisaks veel keskkonna varieerumine uurimisalal. Nendes metsades on liikidel kindlad tunnused, et hakkama saada sademete hooajalisuse ja kõrgete temperatuuridega ning uuringutes on oluline arvestada tunnuste vastastikmõjusid, seda eriti heitlehiste puude puhul. Kokkuvõttes parandavad doktoritöö tulemused meie arusaama taimede maapealsete ja -aluste osade keerukatest strateegiatest vee kättesaamisel põuatingimustes. Doktoritöös saadud tulemused on vajalikud arendamaks sobivaid looduskaitsemeetmeid ning ennustamaks kliimamuutuste mõju ökosüsteemide toimimisele.
Metastable TiO2-II in atomic layer deposited thin and ultrathin films: stabilization, properties and impact on film growth
(2024-07-09) Möls, Kristel; Aarik, Jaan, juhendaja; Mändar, Hugo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Doktoritöös uuriti õhukeste titaandioksiidi (TiO₂) kilede struktuuri ja faasikoostist, et teha kindlaks metastabiilset TiO₂-II faasi sisaldavate kilede valmistamise võimalused ja omadused. Oma eriliste omaduste tõttu on TiO₂-l palju olulisi rakendusi. TiO₂ kasutatakse värvi-, paberi-, ravimi- ja kosmeetikatööstuses, aga see pakub suurt huvi ka mikro- ja nanoelektroonika tööstusele tänu oma suurele dielektrilisele konstandile ja optikatööstusele tänu suurele murdumisnäitajale ja läbipaistvusele nähtavas spektripiirkonnas. TiO₂ on samuti leidnud rakendust isepuhastuvates ja antibakteriaalsetes pinnakatetes, katalüsaatorites, gaasisensorites ja korrosioonivastastes katetes. Üks vähemuuritud aga tähelepanuväärsemaid TiO₂ modifikatsioone on TiO₂-II. See faas on oma unikaalsete omaduste tõttu äratanud viimasel ajal suurt huvi erinevates tehnoloogiaharudes. Näiteks on teoreetiliste uuringute tulemusena leitud, et selle faasi fotokatalüütilised ja mehhaanilised omadused ületavad tunduvalt TiO₂ enimtuntud faaside, anataasi ja rutiili, vastavaid omadusi. Kuna aga TiO₂-II saamine enamuse tavapäraste materjalisünteesi meetoditega on vähetõenäoline, siis pole seni piisavalt andmeid selle faasi mitmete omaduste (näit murdumisnäitaja, keelutsooni laiuse ja kõvaduse) kohta, ega selle faasi moodustumise kohta tahkisekiledes. Seetõttu on doktoritöö peamiseks panuseks TiO₂-II faasi edukas stabiliseerimine sellisel kujul, mis võimaldas määrata TiO₂-II optilisi ja mehaanilisi omadusi. Selleks uuriti võimalusi TiO₂-II aatomkihtsadestamiseks, selgitati välja tehnoloogiliste protsesside parameetrid, mis soodustavad TiO₂-II teket ning õpiti tundma nende parameetrite mõju saadud kilede omadustele. Tulemusena saadi ülevaade TiO₂-II sisalduse mõjust seda faasi sisaldavate kilede optilistele ja mehhaanilistele omadustele. Saadud tulemused on hea lähtepunkt edasisteks uuringuteks ja TiO₂-II võimalikeks rakendusteks, näiteks fotokatalüüsis ja suure kõvadusega funktsionaalsetes pinnakatetes.
Resistive switching in memristor structures with multilayer dielectrics
(2024-07-09) Merisalu, Joonas; Aarik, Jaan, juhendaja; Kukli, Kaupo, juhendaja; Tamm, Aile, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Tänapäevane elektroonika, arvutid ja arvutisüsteemid on läbi teinud meeletu arengu. Toasuurusest arvutist on saanud käekella asendav nutiseade. Kõige suurema panuse kõnealusesse progressi on andnud teadusuuringute tulemuste kiire rakendamine. Näiteks operatiivmälu, mida kasutavad arvutiseadmed protsesside kiireks täitmiseks kui ka FLASH mälu andmekandjates põhineb elektrilaengu säilitamisel. Need tehnoloogiad ise pärinevad sisuliselt eelmise sajandi kuuekümnendatest ja seitsmekümnendatest aastatest, kuid meeletult suure mälumahu kättesaadavuse on taganud nende seadmete füüsiliste mõõtmete vähendamine, mis on põhinenud materjaliteaduse alasel teadus- ja arendustööl. Paraku näitavad viimased teadusuuringud, et infosalvestusseadmete mälumahu edasine suurendamine muutub üha keerukamaks, aeganõudvamaks ja kulukamaks. Selles valguses on teadlased üha enam pööranud tähelepanu uute mälutehnoloogiate arendamisele. Takistusmälu, mälutakisti ehk memristor on üks nendest potentsiaalsetest uudsetest mälutehnoloogiatest, mis ei põhine enam elektrilaengu säilitamisel, vaid materjali takistuse muutmisel. Erilist tähelepanu väärib asjaolu, et see nähtus leiab aset nanomaailmas, võimaldades luua veelgi väiksemate mõõtmete ja suurema mahuga elektroonilisi mälusid. Kuna memristorides toimuvad takistuslülitused leiavad aset väikesemõõtmelistes keskkondades, on nende täielik mõistmine, kontrollimine ning uurimine seni veel äärmiselt keerukas. Hoolimata sellest, et pooljuhtide tööstus on juba alustanud takistuslülitusel põhinevate mäluseadiste tootmist, vajab selle tehnoloogia suuremahuline rakendamine ja tootmine veel täiendavat teadusmahukat uurimist. Käesoleva töö raames valmistati ja uuriti tänapäeva arvutikiipides kasutatavatest materjalidest valmistatud memristorstruktuure ja nende sobivust kasutamiseks uue põlvkonna mäluseadistes. Töö tulemusena näidati, kuidas hoolikas materjalide kombineerimine võimaldab varieerida ja optimeerida memristorite erinevaid omadusi.
Optimizing cell-penetrating peptide-based nanoparticles for delivery of nucleic acid therapeutics
(2024-07-09) Maloverjan, Maria; Pooga, Margus, juhendaja; Rebane, Ana, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Geenide avaldumise mõjutamine, manustades erinerva toimemehhanismiga nukleiinhappelisi (NH) ravimeid, on leidnud üha enam rakendust meditsiinis nii kaasasündinud kui omandatud haiguste raviks. Paraku ei ole sellised terapeutilised molekulid organismis piisavalt stabiilsed ning suure molekulmassi ja negatiivse laengu tõttu ei suuda need efektiivselt läbida bioloogilisi barjääre. NH efektiivseks toimetamiseks märklaudrakkudesse on tänapäeval välja töötatud mitmeid kandursüsteeme. Üheks tõhusaks kandursüsteemiks on rakkudesse penetreeruvad peptiidid (RPP). Need on kuni 30 aminohappe pikkused peptiidid, mis on võimelised läbima rakumembraane ja koos endaga transportima rakkudesse lastmolekule. RPP-d on valdavalt positiivselt laetud ning seostudes negatiivselt laetud NH-ga moodustavad nad elektrostaatiliste ja hüdrofoobsete interaktsioonide tulemusena nanoosakesi. Käesolevas töös uurisime tegureid, mis pärsivad RPP/NH komplekside tõhusust märklaudgeenide mõjutamisel, ning viise, kuidas vastavat efektiivsust suurendada. Mudelpeptiidina kasutasime peptiidi PepFect14 (PF14), mille laeng on +5 ning mis on modifitseeritud stearüülhappega. Doktoriprojekti esimeses etapis analüüsisime valgukrooni teket PF14/NH osakeste pinnale. Valgukroon on valkude kiht, mis moodustub verre või muudesse biovedelikesse sattuvate osakeste pinnale ning võib põhjustada osakeste agregatsiooni, suurendada toksilisust ja suunata organismist eemaldamisele. Näitasime, et osakestele moodustuva valgukrooni koostis sõltub kasutatud seerumist ning valgukroon mõjutab oluliselt osakeste transfektsiooni ja efektiivsust kultuuris kasvatatavates rakkudes. Seejärel uurisime kas ja kuidas mõjutab Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonide lisamine RPP/NH osakeste omadusi ja efektiivsust. Näitasime, et mõlemad ioonid, eriti Ca²⁺, suurendavad RPP/NH osakeste efektiivsust rakukultuuris mitmekordselt, tõenäoliselt hõlbustades NH vabanemist endosoomidest. Järgnevalt rakendasime PF14 ka mRNA transfekteerimiseks rakkudesse. Selleks moodustasime mRNA-st ja PF14-st nanoosakesed ja varieerisime abiainete lisamisega nende koostist eesmärgiga suurendada osakeste efektiivsust. Näitasime, et PF14 transpordib mRNA efektiivset püsiliinide rakkudesse, aga mõnevõrra vähem tõhusalt inimese primaarsetesse rakkudesse koekultuuris ja kõrvakoesse hiires.
Photocatalytic materials for water treatment and antimicrobial applications
(2024-07-09) Danilian, Dmytro; Kisand, Vambola, juhendaja; Pärna, Rainer, juhendaja; Ivask, Angela, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kasvav rahvastikutihedus on põhjustanud nii saasteainete kui võimalike patogeensete bakterite kogunemise keskkonda. Ühe lahendusena on soovimatute saasteainete ja patogeensete bakterite lagundamiseks pakutud välja fotokatalüüs – protsess, mille käigus keemilised reaktsioonid aktiveeritakse fotokatalüsaatori pinnal valguse toimel. Reaktsioonide käigus fotokatalüsaator ise ei lagune ning reeglina on fotokatalüsaator ka inertne ja kahjutu keemiline ühend. Käesolevas doktoritöös keskenduti titaandioksiidil (TiO₂) ja tsinkoksiidil (ZnO) põhinevate fotokatalüütiliste materjalide väljatöötamisele vee puhastamiseks ja antimikroobsete katete valmistamiseks. Töö esimeses osa keskenduti vee puhastamiseks kasutatavatele fotokatalüütilistele osakestele. Selleks sünteesiti magnetiliselt fotokatalüsaatorid, kombineerides TiO₂-P25 magnetise vaskferriidiga. Fotokatalüsaator lagundas herbitsiidi 2,4-D ning fotokatalüsaatorit oli võimalik veest kinni püüda ning taaskasutada. Lisaks uuriti akrüülmaatriksis olevaid ZnO ja ZnO/Ag nano- või mikrosuuruses osakestel põhinevaid fotokatalüütilisi antimikroobseid pinnakatteid vineeril ja roostevabal terasel. Seesugused pinnakatted näitasid laboritingimustes paljutõotavat fotokatalüütilist ja mikroobide vastast aktiivsust. Lisaks säilitasid pinnakatted oma efektiivsuse pärast simuleeritud kulumist. Viimasena uuriti kaubanduslikke TiO₂-põhiseid fotokatalüütilisi aknaklaase BIOCLEAN® ja SaniTise™. Nendest viimasel on väidete järgi nii fotokatalüütiline kui antibakteriaalne aktiivsus. Uuringus leiti, et SaniTise™ pind oli fotokatalüütilisem ja antibakteriaalsem kui BIOCLEAN® oma. Käesolev doktoritöö rakendab mitmekülgset lähenemist fotokatalüütiliste materjalide väljatöötamiseks ja nende komplekseks iseloomustamiseks suurendades arusaamist materjali koostisest ja võimalikust kasutamisest. Jätkuvad uuringud selles valdkonnas võivad sillutada teed keskkonnasõbralikele fotokatalüütilistele süsteemidele väljatöötamiseks vee puhastamiseks ja antimikroobsetele kateteks.
Multiple approaches to learners’ success and factors affecting it in computer programming MOOCs
(2024-07-11) Rõõm, Marili; Luik, Piret, juhendaja; Lepp, Marina, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Tehnoloogia areng nõuab inimestelt uusi teadmisi ja oskuseid ning üheks oskuseks, mida praegusel ajal vajatakse, on programmeerimine. Üheks võimaluseks uute oskuste, sh programmeerimise, õppimise alustamiseks on vaba juurdepääsuga e-kursused (ingl massive open online course, MOOC). Probleemiks on aga see, et suurem osa MOOCidel osalejatest ei ole edukad. Õppijate edu saab vaadata erinevalt ning selles lõputöös oli üheks edu käsitluseks kursuse lõpetamine ning teiseks see, kas õppijad teevad kursusel nii palju või enam, kui nad on kavatsenud teha. Selle lõputöö eesmärk oli välja selgitada, millised tegurid ja kuidas need mõjutavad õppijate edu programmeerimise MOOCidel. Kavatsustest lähtuv edu ja edu mõjutavad tegurid on teaduskirjanduses alauuritud valdkond. Selles lõputöös valiti edu mõjutavateks teguriteks ootuste-väärtuste motivatsiooniteooria põhjal õppijate taustategurid, motivatsioon, kaasatus (ingl engagement), aja ja MOOCi tegevuste kasutamine ning sooritus (ingl performance). Tulemuste kohaselt oli väljalangejate arv suurim MOOCide alguses ja kursuse lõpupoole enne projekti. Kursuse lõpetamist mõjutasid aja ja kursuse tegevuste kasutamine ning sooritus. Kavatsustest lähtuvat edu mõjutasid õppijate haridustase, eelnev kogemus kursuse teema ning veebipõhise õppega, kursuselt saadava tunnistuse kasulikkus (motivatsioon) ning õppematerjalides olevate lisamaterjalide kasutamine (kaasatus). Selle lõputöö ja varasema kirjanduse tulemustest koostati mudel, mis sisaldas kahte õppijate edu lähenemist ning neid mõjutavaid tegureid. See uurimus laiendab õppijate edu käsitlust teaduskirjanduses, eriti õppijate kavatsustel põhineva edu osas. Tulemused on kasulikud MOOCide korraldajatele, et mõista paremini kursusel osalejate käitumist ja toetusvajadust nende edu taustal ning anda sisendit selleks, et MOOCe kuluefektiivsemaks muuta.
Resorcinol-derived carbon-based catalysts for polymer electrolyte fuel cell cathodes
(2024-07-11) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave, juhendaja; Tammeveski, Kaido, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Euroopa Komisjoni ettepanek vesiniku kasutuselevõtuks on kiirendanud vesinikutehnoloogiate arengut, et liikuda jätkusuutlike energialahenduste poole. Polümeerelektrolüüt- kütuseelemendid, mis kasutavad kütusena vesinikku, on sobivaks energiaallikaks erinevate rakenduste jaoks, sealhulgas autotööstuses, merenduses ja varutoitena. Hoolimata edusammudest kütuseelemendi tehnoloogias on nende kasutuselevõtt võrreldes akudega olnud aeglasem, mille üheks põhjuseks on kütuseelementides katalüsaatorina kasutatava plaatina nappus ja kõrge hind. Probleemi lahendamiseks keskendub käesolev doktoritöö väärismetallivabade hapniku redutseerumisreaktsiooni elektrokatalüsaatorite arendamisele kütuseelemendi katoodi jaoks. Töö eesmärk on töötada välja sünteesimeetodeid katalüsaatorite valmistamiseks pürolüüsi teel, kasutades süsiniku lähteainena alküülresortsinoole. Varieeriti sünteesitingimusi ja optimeeriti lähteainete suhteid, et saavutada kõrgeim hapniku redutseerumise elektrokatalüütiline aktiivsus. Lisaks uuriti süsinikmaterjali poorse struktuuri mõju kütuselemendi jõudlusele, kasutades sünteesiprotsessis magneesiumipõhiseid matriitse. Katalüsaatoreid iseloomustati põhjalikult füüsikalis-keemiliste meetoditega, et mõista nende struktuuri ja elektrokatalüütilise aktiivsuse vahelisi seoseid. Katalüsaatorite elektrokeemilist aktiivsust testiti pöörleva ketaselektroodi või pöörleva rõngas-ketaselektroodi meetodil ning sünteesitud materjale kasutati katoodkatalüsaatoritena nii anioonivahetusmembraaniga kui ka prootonivahetusmembraaniga kütuseelementides. See doktoritöö püüab lahendada plaatina nappusega seonduvat probleemi, arendades väärismetallivabasid katalüsaatoreid, mis võimaldaksid kütuseelementide laiemat kasutuselevõttu.
Development of carbon supported Pt–CeO2 catalysts for proton exchange membrane fuel cells
(2024-07-11) Nguyen, Huy Quí Vinh; Nerut, Jaak, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Kasuk, Heili, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Praeguseks on vesiniktehnoloogiatest ja vesinikuautost saanud maailmamajanduse lahutamatu osa. On oluline rõhutada, et vesinik mängib kriitilist rolli paljudes tööstuslikes rakendustes. Ärimagnaadi ja ettevõtte Tesla Inc kaasasutaja Elon Muski hiljutine tähelepanuväärne samm – mais 2024 vallandatud 500 Supercharger Team’i töötajat – räägib palju Tesla Inc muutuvast elektrisõidukite kontseptsioonist ning tõstatab küsimuse, kas Tesla liigub vesinikuautode tehnoloogia suunas? Toyota Mirai vesinikuauto sisemõõtmed on väiksemad kui tavalise sisepõlemismootoriga auto omad, kuna vesiniku ruumalaline energiamahutavus on võrreldes bensiiniga väiksem. Sisemõõtmete probleemi üks lahendus on võtta autodes kasutusele teisi kütuseid, näiteks metanool või etanool, sest ühe liitri metanooli või etanooli energiasisaldus on vastavalt 50% ja 70% ühe liitri bensiini energiasisaldusest, mis on vastavalt 27 ja 35 korda kõrgem kui vesiniku energiasisaldus rõhul 70 baari. Metanooli kütusena kasutava elektriauto südameks on otsemetanool-kütuseelement (DMFC), mis muundab metanooli keemilise energia elektriks. DMFCde laiaulatusliku kasutuselevõtu olulised takistused on seni olnud DMFC anoodkatalüsaatori madal kasutegur ja ajaline ebastabiilsus. Seetõttu keskenduti selles doktoritöös uue DMFC anoodkatalüsaatori välja arendamisele. Tartu Ülikoolil selge visioon rohelise energia tulevikust on kooskõlas käesoleva doktoritööga. Doktoritöö raames töötati välja läbimurdeline Pt–CeO2/C anoodkatalüsaator, mis on vähemalt sama aktiivne ja stabiilne kui kirjandusest leitavad parimad katalüsaatorid. Laboratoorsel skaalal saavutas sünteesitud katalüsaator elektroodi potentsiaalil 0,50 V metanooli oksüdeerimisvoolu väärtuse 0,86 〖"A g" 〗_"Pt" ^(-"1" ) ja elektroodi potentsiaalil 0,85 V 201 〖"A g" 〗_"Pt" ^(-"1" ). Selle suurepärase tulemuse saavutamiseks optimeeriti edukalt Pt ja CeO2 nanoosakeste sünteesimeetodeid. Mõistmaks struktuuri mõju katalüütilisele aktiivsusele uuriti põhjalikult katalüsaatorite struktuuri ja elektrokeemilist aktiivsust. Selgitati välja mitmed sünteesi võtmetegurid, mis mõjutavad metanooli oksüdeerimisaktiivsust katalüsaatoritel. Samuti töötati välja uus DMFC katalüsaatori süsinikkandjamaterjal, mis on parem kommertsiaalsetest süsinikest.
Modelling structural and geometrical effects in carbon dioxide and oxygen electrocatalysis
(2024-07-11) Cepitis, Ritums; Kongi, Nadežda, juhendaja; Ivaništšev, Vladislav, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Tiheduse funktsionaalse teooria (DFT) arvutusi on kasutatud struktuurse mõju uurimiseks CO2 redutseerimisreaktsioonile ning geomeetrilise efekti uurimiseks O2 redutseerimisreaktsioonile. Nende eraldi uuringute vastandamine on avanud uue vaatenurga elektrokatalüüsi diskreetsetele ja pidevatele muutustele. Modelleeritud struktuuriefekt selgitab vismuti MOF-ist tuletatud katalüsaatorites täheldatud selektiivsust. Täpsemalt selgus, et metalli nanoosakeste suurem massisisaldus võrreldes M-N-C ühenditega toob kaasa kõrgema HCOOH selektiivsuse. O2 redutseerimiseks on välja töötatud geomeetrilise efekti põhjal geomeetrilise adaptiivse katalüüsi põhimõtted. Eeldatakse, et nulli termodünaamilise ülepotentsiaali saavutamine mehaanilise muutuse kaudu kahe geomeetrilise oleku vahel on võimalik. Seega võib geomeetrilise efekti teadlik kasutamine ja geomeetria adaptiivse katalüüsi eksperimentaalne rakendamine oluliselt suurendada oluliste reaktsioonide efektiivsust, sealhulgas hapniku eraldumist (elektrolüüserites ja akudes), hapniku redutseerumist (kütuseelementides ja akudes), süsinikdioksiidi redutseerumist (energiamuundamises ja süsinikuneutraalsuse saavutamiseks) ning lämmastiku redutseerumist (rohelise ammoniaagi tootmiseks).
Recognition of carboxylates by synthetic receptors – from structure-affinity studies to solid-contact anion-selective electrode prototyping
(2024-07-11) Martin, Kerli; Leito, Ivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Huvipakkuvate anioonide sisalduse reaalajas määramiseks erinevate tootmisprotsesside käigus, kaugel asuvates kohtades või miks mitte meie enda randmelt, on vaja arendada lihtsaid ja miniaturiseeritavaid analüsaatoreid. Sellisteks seadmeteks sobivad oma omaduste poolest hästi ioonselektiivsed elektroodid – need on lihtsad, odavad, kiired, miniaturiseeritavad ja need saab asetada otse mõõdetavasse lahusesse, ilma et peaks selleks proovi eeltöötlema või laborisse viima. Kuigi väikeste mõõtmetega katioone on polümeerse membraaniga ioonselektiivsete elektroodidega määratud juba üle 40 aasta, on keerukamate ioonide, iseäranis orgaaniliste anioonide määramine jätkuvalt lahendamata probleem, kuna ei ole leitud piisavalt häid ionofoore, millega elektroodi membraani valmistada. Käesolev väitekiri keskendub olulise orgaaniliste anioonide perekonna – monokarboksülaatide – vastasmõjude uurimisele potentsiaalsete uute ionofooridega. Selleks mõõdeti suhtelise tuumamagnetresonants-spektromeetrilise meetodiga 44 sünteetilise retseptormolekuli seondumisafiinsused kaheksa karboksülaatiooniga (formaat, atsetaat, pivalaat, laktaat, ibuprofeen, ketoprofeen, glükuronaat ja bensoaat). Koostati seondumisskaalad, kus kõik retseptor-anioon seondumisafiinsused on omavahel võrreldavad. Leiti, et karbüksülaatanioonide sidumiseks on kõige sobivamad planaarsed tetradentaatsed retseptorid. Lisaks kirjeldati, kuidas retseptori mittepolaarsed asendusrühmad, molekulide steerika, võimalikud lisainteraktsioonid ja solvofoobsed efektid konkreetsete karboksülaatide seondumist mõjutavad. Tulemustest ilmnes, et tekkivate seondumismustrite tõttu on mitme retseptori koosmõjul võimalik erineva struktuuriga karboksülaate üksteisest eristada. Seondumisuurimuse tulemusena valiti välja üks sobivaimate omadustega retseptormolekul, 1,3-biskarbasolüüluurea derivaat, mida kasutati ionofoorina tahke kontaktiga atsetaatselektiivsete elektroodide valmistamiseks. Valmistatud elektroodidel oli väikeste karboksülaatide (atsetaat, formaat) ja bikarbonaadi suhtes kõrgem selektiivsus kui kloriidiooni suhtes. Lisaks leiti, et valitud ionofoori lisamine membraani vähendab oluliselt tüüpiliste segavate ioonide (SCN-, I-, NO3- ja Br-) mõju, mis on oluline samm edasi karboksülaate siduvate ionofooride disainis.
Foundations of efficient and secure algorithm development for secure multiparty computation
(2024-07-11) Pullonen-Raudvere, Pille; Laur, Sven, juhendaja; Bogdanov, Dan, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Turvaline ühisarvutus on meetod erinevate osapoolte privaatsete andmete kasutamiseks nii, et sisendite privaatsust säilitades saada ühiseid tulemusi. Intuitiivselt tähendab turvalisus, et sisendite kohta ei leki muud kui planeeritud arvutuse korrektne tulemus. Seega on vaja tagada, et arvutamise protsessi käigus ei lekiks rohkem informatsiooni kui see väljund annab. Töö fookuses on küsimus algoritmi võimalikest leketest ja nende välistamisest. Algoritmi turvalisuse tõestamise klassikaline meetod näitab, et algoritmi tööd on võimalik jäljendada ilma privaatseid sisendeid teadmata. Kui jäljendamise tulemus ja algoritmi päris andmetega käitamine on eristamatud, ei saa keegi algoritmi jooksutamise ajal rohkem informatsiooni kui planeeritud väljund. Käesolev doktoritöö defineerib üldkuju, millele paljud turvalise ühisarvutuse protokollid vastavad. Seda üldkuju saab kasutada, et väiksematest protokollidest kombineerida suuremaid algoritme ning lihtsustada algoritmide turvalisuse tõestamist. Töö tuletab kitsendused, millele vastavate algoritmide puhul on detailse formaalse tõestuse asemel võimalik piirduda algoritmi käigus avalikustatud andmete analüüsimisega. Sageli koosnevad rakendused alamprotokollidest, millel pole avalikku väljundit. Selliste komponentide puhul on tegelikult piisav, kui need säilitavad sisendite privaatsust. Sellise privaatuse ja turvalisuse definitsioonid on formaalselt erinevad ning seetõttu erinevad ka protokollid, mis neid omadusi saavutavad. Sageli on privaatsed protokollid lihtsamad ning ka privaatsuse omadust on lihtsam tõestada. Seetõttu võimaldab privaatsete komponentide ja turvaliste algoritmide eristamine luua parema jõudlusega turvalise ühisarvutuse rakendusi ja nende turvalisust lihtsamalt tõestada. Doktoritöö defineerib privaatuse omaduse ning näitab kuidas privaatseid protokolle saab kombineerida turvalistega, et luua turvalisi rakendusi.
Mechanical properties of nanocomposites with artificial periodic structure
(2024-07-12) Piirsoo, Helle-Mai; Tamm, Aile, juhendaja; Jõgiaas, Taivo, juhendaja; Kukli, Kaupo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Mikroelektromehaanilised süsteemid (MEMS) on vajalikud komponendid elektroonikaseadmetes nagu nutitelefonid ja nutikellad. MEMS-andurid ja -täiturid koosnevad mikrostruktuuridest ja nanomaterjalidest, mis peavad mehaaniliselt vastu pidama deformatsioonile ja kulumisele. Antud töö raames uuriti, kuidas on võimalik mõjutada nanomaterjali mehaanilisi omadusi luues kihilise struktuuriga nanokomposiite, edasise võimaliku perspektiiviga hakata uurima ka nende funktsionaalsust MEMS-seadmetes. Valmistati kahe – ja kolmekihilised üksikutest Al₂O₃ ja Ta₂O₅ komponentkihtidest koosnevad õhukesed tahkiskiled. Kasutati aatomkihtsadestamise meetodit, mis võimaldas täpselt kontrollida Al₂O₃ ja Ta₂O₅ kihtide paksusi 70 nm kogupaksusega komposiitkiledes. Komponentkihtide paksus ja sadestamise järjekord mõjutasid komposiitkile mehaanilist kõvadust, mis korreleerub materjali kulumiskindlusega. Uurimistöö jooksul sadestatud komposiitkiled kõvenesid veelgi peale lõõmutamist Ta₂O₅ kihtide kristalliseerumise järel. Mehaanilisi omadusi mõjutas kristalliseerumiseks kasutatud temperatuur, 700 ja 800 ºC, ja kristalliitide orientatsioon. Orientatsioon sõltus samuti komponentkihtide paksusest ja järjekorrast. Teiste uuritud ja sadestatud materjalikihtide kohta saab öelda, et ainult 20 nm kogupaksustega kahekihiliste SnO₂/ZrO₂ komposiitkilede kõvadus ja elastsusmoodul, mis kirjeldab materjali vastupidavust deformatsioonile, sõltusid oluliselt kihtide sadestamise järjekorrast. Al₂O₃ lisamisel ZrO₂ kilesse tihendati ZrO₂ struktuuri, kõvendades materjali. Al₂O₃ kihtide sadestamisel polükristallilisele grafeenile kompenseeriti grafeeniliblede vahelisi joondefekte, parandades süsinikkihi pidevust ja mehhaanilist elastsust. Uuringud näitasid, et õhukeste oksiidkilede mehaanilisi omadusi on võimalik mõjutada kunstliku perioodilise kihilise struktuuriga. Mehaaniliselt vastupidavate komposiitkilede väljatöötamine võiks võimaldada arendada vastupidavamaid, võimsamaid ja väiksemaid MEMS seadeldisi.
Microbes and climate change: insights from plant-microbe interactions in rice phyllosphere and soil microbiomes in subarctic grasslands
(2024-07-12) Devarajan, Arun Kumar; Truu, Marika, juhendaja; Truu, Jaak, juhendaja; Ostonen, Ivika, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Inimtegevuse, eriti fossiilsete kütuste põletamise ja tööstuse tõttu, on kasvuhoonegaasid tase atmosfääris märkimisväärselt suurenenud. See põhjustab kliimamuutusi, nagu globaalne soojenemine, põud ja ekstreemsed ilmastikunähtused. Prognoosid näitavad, et 2100. aastaks võib globaalne temperatuur tõusta 3–5 °C, millel võivad olla pöördumatud tagajärjed ökosüsteemidele. Kliimamuutuste tagajärjel väheneb paljudes maailma piirkondades sademete hulk ja õhuniiskus, mis viib mulla niiskuse vähenemiseni ja seega põllukultuuride, eriti teraviljade, saagikuse vähenemiseni. Mikroorganismid on olulised ökosüsteemide funktsioneerimisel, osaledes ainete ringes ja säilitades mulla stabiilsust. Taimede ja mikroorganismide kooseksisteerimine hõlmab nii mutualistlikke kui ka parasiitlikke suhteid. Mikroorganismid elavad nii lehtede pinnal (epifüütsed mikroobid) kui ka taime sees (endofüüdid) ja juurte ümbruses (risosfääri mikroobid). Reaktsioon kliimamuutustele ei toimu taim-mikroob-muld süsteemis sünkroonselt, sest muutused mõjutavad taimi ja mulda erinevalt. Doktoritöö eesmärk oli uurida taimedega seotud mikroobikoosluste omadusi kliimamuutuste kontekstis. Töö tulemused põhinevad kahel kompleksel uurimusel. Esimene uuring keskendus põuakindla riisi lehtedelt eraldatud bakterite võimele suurendada riisitaimede osmotolerantsust ja saagikust põua tingimustes. Uuringute tulemused näitasid, et kõrge osmotolerantsus oli iseloomulik peamiselt Bacillus perekonda kuuluvatele bakteritele, mis säilitasid taimedele kasulikul tasemel taimehormoonide sünteesi osmootse stressi tingimustes. Eriti efektiivne oli Bacillus megaterium tüvi PB50, mis parandas taimede stressitaluvust. Teises uuringus uuriti mulla soojenemise mõju risosfääri ja juurevaba mulla mikroobikooslustele subarktilistel rohumaadel. Leiti, et mulla soojenemine mõjutas oluliselt mikroobikoosluse struktuuri ja funktsioneerimist. Pikemal soojenemisel täheldati muutusi denitrifikatsiooniga seotud geenide osakaalus nii risosfääris kui juurevabas mullas, mis võib suurendada N₂O emissiooni mullast. Need uuringud aitavad paremini mõista kliimamuutuste mõju taim-mikroob-muld süsteemidele ja võimaldavad ennustada ning vähendada kliimamuutuste negatiivseid mõjusid põllumajandusele.
Adsorption and structuring processes at single crystal electrode – ionic liquid interface – insights from simulations and in situ studies
(2024-07-12) Ers, Heigo; Pikma, Piret, juhendaja; Ivaništšev, Vladislav, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Vajadus üha väiksemate ja võimsamate elektroonikakomponentide ning energiasalvestusseadmete järele on ajendanud teaduslikku kogukonda otsima uudseid lahendusi. Tähelepanu all on nii mitmed elektrolüüdid superkondensaatorites kasutamiseks kui ka üksikutel molekulidel põhinevad juhtmed ja lülitid. Antud rakendused aga põhinevad elektroodi ja elektrolüüdi vahelisel alal toimuvatel adsorptsiooni- ja laenguülekandeprotsessidel. Seetõttu on tehnoloogia arengu seisukohalt oluline mõista ja kirjeldada eri piirpindadel toimuvad protsesse. Ioonvedelikud on madala aururõhu ja suure elektrokeemilise stabiilsuse tõttu pälvinud laialdast huvi võimalike elektrolüütidena energiasalvestusseadmetes. Nende omadused erinevad märgatavalt teistest veel ja orgaanilistel solventidel põhinevatest elektrolüütidest. Huvi ioonvedelike vastu on keskendunud eelkõige elektroodi ja puhta ioonvedeliku vaheliste piirpindade uurimisele, kuid orgaaniliste lisandite adsorptsiooni uurimine ioonvedelike segudest on jäänud seni tähelepanuta. Käesolevas töös uuriti ioonide ning molekulide adsorptsiooni ja paiknemist elektrood-ioonvedelik piirpindadel. Läbiviidud molekulaardünaamika simulatsioonid keskendusid potentsiaali, temperatuuri ja elektroodi materjali mõju uurimisele piirpinna mahtuvusele ja struktuurile. Simulatsioonid seostasid mahtuvuse maksimume ioonvedeliku ümberstruktureerimisega ning näitasid, et temperatuur mõjutab mahtuvust eelkõige null-laengu potentsiaali lähedal. Bipüridiini adsorptsiooniuuringud Bi(111), Sb(111) ja Cd(0001) pindadel kombineerisid erinevaid mõõtetehnikaid, et anda ülevaade piirpinnal toimuvast. Läbiviidud mõõtmistest järeldus, et tihe bipüridiini kiht moodustub kõigil uuritud pindadel, kuid bipüridiini kihi struktuur sõltus oluliselt valitud elektroodist. Kogutud tulemused näitasid, et varasemate bipüridiini adsorptsiooni uuringute tulemused vesilahustest pole otse ülekantavad ioonvedelikele rõhutades adsorptsiooni ja struktureerumisprotsesside keerukust.
Derivatization-targeted LC-MS analysis of compounds containing amino group
(2024-07-15) Silva Maciel, Larissa; Herodes, Koit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Aminoühendid, eriti aminohapped, omavad suurt bioloogilist tähtsust, nagu ka nende tuvastamine kliinilises diagnostikas ning näiteks taimede metaboolsete radade ja biomarkerite uurimisel. Nendes valdkondades kasutatakse sageli kõrglahutusega massispektromeetriat (HRMS). Keerulise koostisega proovides tuvastatakse aga liiga palju ühendeid. Selles töös võetakse kasutusele derivatiseerimisele suunatud analüüsi lähenemisviis, mis ühendab derivatiseerimise ja ühiste fragmentide massispektromeetrilise tuvastamise derivatiseeritud analüütides. Nii on võimalik piirata detekteeritavate ühendite hulka konkreetse funktsionaalrühma alusel. See lähenemine kasutab MS detekteerimiseks eellasioonide skaneerimise (PIS) režiimi, kui fragmenteerumisel tekib ühine laetud fragment, ja neutraali kao (NLS) režiimi, kui tekib ühine neutraalne fragment. Meetod optimeeriti aminoühendite tuvastamiseks, kasutades derivatiseerimist dietüületoksümetüleenmalonaadiga (DEEMM) ja NLS-režiimi kolmekordse kvadrupooliga (QqQ) instrumendis, pakkudes kõrget selektiivsust aminoühendite suhtes madalatel kontsentratsioonidel . Meetodit rakendati Vahemere piirkonnast pärit 5 taimeliigi 42 proovi puhul, mis näitas, et aminoühendite sisalduse alusel on võimalik eristada taimeperekondi. Meetodit kasutati ka vabade aminoühendite sisalduse määramiseks põllumajanduslike kõrvalsaaduste kui võimalike söödalisandite analüüsimiseks.Meetodi abil tuvastati taimeekstraktides edukalt 50 aminoühendit ning enamik neist ka kvantifitseeriti.