|
|
Využití techniky AFM při studiu biologických vzorků
Khýrová, Markéta ; Smilek, Jiří (oponent) ; Slaninová, Eva (vedoucí práce)
Předmětem bakalářské práce bylo studium Gram-negativních bakterií se schopností akumulovat polyhydroxyalkanoáty pomocí mikroskopie atomárních sil. V rámci experimentální části práce byly zkoumány bakteriální kmeny Cupriavidus necator H16 a jeho mutantní kmen Cupriavidus necator PHB-4, Rhodospirillum rubrum a Halomonas halophila. Konkrétním cílem bylo optimalizovat tuto mikroskopickou metodu pro výzkum jak bakterií na vzduchu, tak živých bakterií v jejich přirozeném prostředí. Optimalizace byla provedena s ohledem na jednoduchost, časovou náročnost a reprodukovatelnost provedení měření. Pro měření na vzduchu byla zvolena imobilizace 10× zředěné bakteriální suspenze vysušením na skleněném substrátu. Skenování bylo provedeno pomocí hrotu TESPA-V2 se sníženou konstantou tuhosti v QITM módu. V rámci měření bakteriálních vzorků v kapalině byly zkoumány různé postupy imobilizace bakterií na skleněném substrátu pomocí Poly-L-lysinu a Poly(ethyleniminu). Jako nejvhodnější fixace byla zvolena metoda s využitím Poly-L-lysinu. Pro měření v QITM módu v kapalném prostředí byly voleny hroty MLCT – A nebo SNL – B s konstantou tuhosti okolo 0,1 N/m. Nakonec byl proveden pokus o zisk informací o adhezi a Youngově modulu vysušených i živých bakterií s ohledem na předpokládané ovlivnění mechanických vlastností buněk s rozdílným obsahem polyhydroxybutyrátu u bakteriálních kmenů Cupriavidus necator H16 a Cupriavidus necator PHB-4.
|
|
|
Aplikace principu "time-temperature superposition" při studiu reologických vlastností polymerních materiálů
Kadlec, Martin ; Jarábková, Sabína (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem principu „time-temperature superposition“ a jeho možnou aplikovatelností na hydrogely. Na základě literární rešerše byl jako vhodný materiál pro optimalizaci tohoto principu vybrán včelí med z důvodu své jednoduché viskoelastické povahy (newtonovská kapalina). Poznatky získané během optimalizace byly následně využity při studiu reálných hydrogelových materiálů, konkrétně byl vybrán agarózový gel jako zástupce termoreverzibilních hydrogelů, dále pak hyaluronanový a dextranový gel jako zástupci hydrogelů vzniklých interakcí polyelektrolytu s opačně nabitým tenzidem. Aplikací principu „time-temperature superposition“ bylo dosaženo značného zvětšení rozsahu sledované frekvence oscilace u všech vybraných vzorků, což vedlo k zisku informací o paměťovém a ztrátovém respektive komplexním modulu, kterých by nebylo možno dosáhnout pomocí klasického oscilačního testu. Ačkoliv byly vytvořeny generalizované křivky pro všechny zkoumané vzorky, pouze u hydrogelů vzniklých interakcí polyelektrolytu s opačně nabitým tenzidem bylo možno vytvořit zvlášť křivku pro paměťový respektive ztrátový modul. Z tohoto důvodu se jako vhodnější materiály pro aplikaci principu „time-temperature superposition“ jeví právě tato skupina hydrogelů.
|
|
|
Směsné lipidy a jejich interakce s biopolymery
Cigánková, Hana ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na studium interakcí hyaluronanu s lipidem DOTAP (1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium-propan) a jeho směsí s lipidem DPPC (1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfatidylcholin) ve vodě. Nejprve bylo proměřeno agregační chování samotného lipidu a jeho směsí a poté ovlivnění hyaluronanem o různých koncentracích. Dále byla změřena anizotropie fluorescence sondy DPH v těchto směsích a její ovlivnění přídavkem cholesterolu. Tyto vlastnosti byly sledovány pomocí fluorescenční spektroskopie, za využití fluorescenčních sond pyrenu a DPH. Bylo zjištěno, že hyaluronan má vliv na agregační chování lipidu DOTAP i jeho směsí s DPPC a že cholesterol ovlivňuje fluiditu liposomů.
|
|
|
Difuzivita huminových hydrogelů
Král, Jan ; Smilek, Jiří (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium difúze měďnatých iontů v hydrogelech huminových kyselin. Celkem pět různých standardů huminových kyselin a jeden vzorek huminové kyseliny připravený ze stejného zdroje jako v rámci bakalářské práce, na kterou tato práce navazuje, bylo použito pro přípravu roztoků huminových kyselin. Z těchto roztoků byly následně připraveny agarózové hydrogely, které byly použity v difúzních experimentech. Cílem práce bylo porovnat transportní vlastnosti jednotlivých standardů mezi sebou navzájem a také s huminovou kyselinou připravenou ze zdroje použitého v rámci bakalářské práce. Měřítkem, které sloužilo k určení transportních vlastností, bylo porovnání efektivních difúzních koeficientů. K jejich stanovení byla použita metoda difúze z okamžitého plošného zdroje. Ta je založena na monitorování časového vývoje difúzních profilů měďnatých iontů v gelech. Měďnaté ionty byly jako difundující médium zvoleny pro svou vysokou afinitu a silnou vazbu k huminovým kyselinám.
|
|
|
Příprava a charakterizace hydrogelů na bázi kationaktivního biopolymeru
Tesařová, Barbora ; Mravec, Filip (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelů na bázi kationaktivního biopolymeru a anionaktivního tenzidu. Jakožto vhodný zástupce kationaktivního polymeru byl zvolen chitosan, díky jeho biokompatibilitě a biodegradabilitě, a N,N,N-trimethylchitosan, který byl v rámci závěrečné práce syntetizován z chitosanu. Výsledný produkt syntézy byl charakterizován pomocí SEC-MALS, elementární analýzy, infračervené spektroskopie a nukleární magnetické rezonance. U tohoto biopolymeru a jeho methylovaného ekvivalentu byly zkoumány jejich interakce se zástupci anionaktivních tenzidů, a to dodecylsulfátu sodného a tetradecylsulfátu sodného. Hlavní metodou této práce byla reologie, pomocí níž byly studovány připravené hydrogely chitosanu s tenzidy i připravené mikrogely N,N,N-trimethylchitosanu s tenzidy. Interakce mezi polymery a tenzidy tedy byly prokázány.
|
|
|
Vliv biouhlu na fyzikálně-chemické charakteristiky půdy
Polášková, Nikola ; Sedláček, Petr (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na posouzení vlivu biouhlu na vybrané fyzikálně-chemické charakteristiky půdy (měrná hmotnost, objemová hmotnost redukovaná, pórovitost, retenční a maximální vodní kapacita, obsah oxidovatelného uhlíku, obsah celkového dusíku, obsah fosforu, draslíku a hořčíku). Mezi zkoumané půdní typy byly vybrány následující: kambizem modální, fluvizem/černice glejová, černozem arenická a regozem písčitá. K analýze byly použity dva typy biouhlu – NovoTerra a Sonnenerde. Vzorky byly vysušeny do konstantní hmotnosti a následně upraveny na jemnozem I, resp. jemnozem II. Obsah oxidovatelného uhlíku byl stanoven oxidací chromsírovou směsí (Walkley-Blackova metoda), obsah celkového dusíku kjeldahlizací a obsah prvků P, K a Mg pomocí extrakce dle Mehlicha 3 a následnou analýzou na ICP-OES spektrometru. Výsledky ukazují, že biouhel má vliv na vlastnosti půdy. Závisí však na použitém biouhlu a typu půdy, do které biouhel aplikujeme. Práce může sloužit k objasnění komplexní problematiky, co se týče půd v ČR, nebo také zemědělcům, kteří uvažují o použití biouhlu jako půdního aditiva se záměrem zvýšit produktivitu a úrodnost půdy.
|
|
|
Využití mikrokalorimetrie při studiu hydratace biopolymerů
Bola, Tomáš ; Smilek, Jiří (oponent) ; Krouská, Jitka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím mikrokalorimetrie při studiu hydratace biopolymerů. K vybraným biopolymerům byla vybrána laktóza, ačkoliv není řazena mezi biopolymery, ale disacharidy. Dále pak alginát, dextran, chitosan a hyaluronan o dvou molekulových hmotnostech. Laktóza byla k těmto účelům vybrána hlavně pro to, že představuje jakýsi modelový příklad k určení toho, zda k reakci na vlhkost mezi ostatními vzorky a nasyceným roztokem soli nastane či nikoliv. Ke studii hydratace biopolymerů na rozdíl od běžně používané metody perfuzní kalorimetrie, kde se využívá možnost měření s nastavitelnou vlhkostí, byla použita metoda izotermické mikrokalorimetrie, kde se při dvou konstantních teplotách sledovala reakce vzorku na různou vlhkost uvolňovanou nasyceným roztokem soli.
|
|
|
Biodegradace polyesterů a dalších polymerů v prostředí půdy a kompostu
Papala, František ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce studuje biodegradaci polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mléčné (PLA) v prostředí půdy a kompostu. Experimentální část se zaobírá rozdíly degradace mezi prostředími a vlivem degradovaných polymerů na samotné prostředí. Testy odhalily, že především vyšší teplota a popřípadě vyšší vlhkost prostředí mají velký vliv na rychlost biodegradace. V prostředí kompostu došlo k viditelnému úbytku všech polymerů, zatímco polymery v prostředí půdy nevykazovaly viditelnou změnu a ani hmotnostní úbytek v 8. týdnu experimentu. Přestože snímky z SEM prokázaly pomalou mikrobiální degradaci PHB v prostředí půdy, ani u jednoho ze vzorků PLA toto k vidění nebylo. Což by naznačovalo abiotickou degradaci PLA. Germinační a ani růstový test, které využily připravené komposty přetížené testovanými polymery jako substrát, respektive hnojivo, nevykazovaly ve většině případů signifikantní rozdíly mezi jednotlivými rostlinami napříč substráty. Díky tomu můžeme předpokládat, že polymery a ani jejich degradační produkty vznikající v rámci procesu kompostování nejsou fytotoxické.
|
|
|
Příprava a charakterizace hybridních hydrogelových matric
Magera, Lukáš ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce si klade za cíl přípravu a její následnou optimalizaci hybridních hydrogelů, které představují díky svým unikátním vlastnostem materiál s vysokým aplikačním potenciálem. Hybridní hydrogely mají díky své jedinečné hybridní síťové struktuře, silnému vzájemnému propletení sítí a účinnému systému disipace energie mimořádnou mechanickou odolnost a s ní spojené další vlastnosti (např. transportní). Tato práce se zabývá chemicko-fyzikálně síťovaným hybridním gelem, a to kombinací alginát-polyakrylamid. Hybridní gel byl vytvořen a podroben testům sušení a následného botnání. Hlavní náplní experimentální části bylo stanovení viskoelastických vlastností hybridních hydrogelů pomocí standardních oscilačních testů. Botnací testy prokázaly, že hybridní síť, která obsahuje omezeně botnající alginátový gel, vykazuje nižší stupeň nabotnání než samostatný neomezeně botnající polyakrylamidový gel. Viskoelastické testy ukázaly ovlivnění mechanických vlastností v podobě zvýšení hodnoty paměťového modulu hybridního hydrogelu oproti referenčnímu alginátovému hydrogelu. Hybridní hydrogel vykazoval zvětšení lineární viskoelastické oblasti oproti referenčnímu polyakrylamidovému gelu, jehož hybridní struktura zamezuje tvorbě mikrotrhlin, která způsobovala dřívější protrhnutí referenčního polyakrylamidového gelu.
|
|
|
Time evolution of rheological parameters of slag activated with various activators
Pazour, Miroslav ; Smilek, Jiří (oponent) ; Bílek, Vlastimil (vedoucí práce)
This master thesis focuses on the state-of-art review, alongside with optimization of the oscillatory measurements using hybrid rheometer, but mainly on observation of changes in rheological parameters in time of ground granulated blast furnace slag activated with various activating solutions at two concentrations of M: 4 and 7.5 moldm. Vicat method and isothermal calorimetry outputs supported the results. In all samples, linear viscoelastic region limits decreased over time. In time sweep tests, it was observed that silicates-activated pastes had the lowest complex modulus values, slag activated with hydroxides had the highest at 4 moldm, and somewhere in the middle were other pastes that were comparable to each other. The same pattern was observed for time evolution of yield oscillation stress obtained from amplitude sweep tests (continuous and discontinuous). Due to the more interconnected structure at later stages, both mentioned parameters, complex modulus and yield stress, evolved in time. All tests showed that surface chemistry is very important for rheology behavior. Hence, the activator nature and concentration affected the rheological properties through the Na and K ions effects, as well as the concentration have impact on the electric double layer. The rheological behavior may also be affected by other factors, e.g., the viscosity of the activating solution and the overall hydration kinetics.
|
host ::
RSS.