|
|
Production of Selected Microbial Metabolites and Energy Using Different Waste Materials
Petrik, Siniša ; Rychtera, Mojmír (oponent) ; Němec, Miroslav (oponent) ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Wide spectrum of different options available for the treatment and management of waste substrates can be used. Variety of methods and technologies available to carry out material and energy recovery originates a number of “recovery paths”. One of the solutions for recovering some waste materials lies in white (or industrial) biotechnology, which involves metabolic activities of a wide range of different microorganisms and their specific biological conversion. In this work several waste materials (mainly obtained from agro-industry) were used in a comparative screening study to evaluate their potential recovery to a valuable metabolites or energy by various microorganisms applied under specific conditions and circumstances. Presented study was focused on a comparison of growth and production properties of several red yeast strains of the genus Rhodotorula, Sporobolomyces and Cystofilobasidium, when cultivated on glycerol media (technical and waste glycerol), on wheat straw media and residues gained after hydrothermal pretreatment and on media enriched with whey. All tested red yeast strains were able to utilize glycerol as the only carbon source. The biomass production, when cultivated on pure technical glycerol, are less or more equal with control (about 7 - 10 gl-1) while in waste glycerolis even higher (10.9 - 14.5 gl-1).Production of carotenoids and ergosterol was better in glucose medium than in medium with glycerol only. All tested red yeast strains were able to produce also neutral lipids, in range of 11–15 % except C.capitatum, which produced more than 22 % of neutral lipids. Further waste products - both fraction after hydrothermal wheat pretreatment process (filter cake and hydrolysate) and untreated wheat straw were utilized for red yeast cultivation. Wheat straw (as well as pretreated materials) has proved to be promise substrate with a bigger potential for biomass and metabolite production, especially in S. roseus strain. Whey, as a surplus product from dairy, can be effectively utilized by synergic activities of carotenogenic yeasts and lactic acid bacteria. Co-cultivation process could lead to overproduction of pigments and ergosterol and, therefore, obtained biomass (enriched also with L. casei bacteria) will increase overall quality. In this thesis, the operating microbe which shall be involved in the process of energy recovery represents a mixture of bacteria obtained from the waste water plant. Those microbes played main role in Microbial Fuel Cell (MFC), producing electrical energy and cleaning waste water at once. Electricity is being generated in a direct way from organic matter and can be used for operation of the waste treatment plant, or sold to the energy market.
|
|
|
Optimalizace přípravy tenkých hydrogelových folií na bázi biokompatibilních polymerů
Vacková, Barbora ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá optimalizací přípravy tenkých hydrogelových filmů na bázi polyvinylalkoholu (PVA) s možností inkorporování vhodných aditiv (polyelektrolyty, plastifikátory apod.) do struktury připraveného filmu pro modifikaci vlastností. Jako polyelektrolyty byly využity DEAE-Dextran hydrochlorid a kyselina polyglutamová (PGA). Na takto upravených fóliích byla provedena základní charakterizace a jejich vlastnosti byly následně porovnávány s čistými PVA filmy. Filmy byly charakterizovány pomocí tloušťky, schopnosti botnání, bariérových vlastností, mechanických vlastností v tahu, specifického povrchu, antimikrobiálních testů a také termogravimetrické analýzy. Schopnost botnání PVA/PGA filmů byla velmi vysoká, což může být nevýhoda pro jejich využití v obalovém průmyslu. Botnáním se zvyšuje podíl vody v matrici PVA filmu, čímž se podmiňuje vyšší růst mikroorganismů, který vede k jeho degradaci. Rychlost prostupu vodní páry byla výrazně ovlivněna přídavkem plastifikátoru. Malý specifický povrch filmů indikuje hladký povrch, který podporuje dobré bariérové vlastnosti. Poměrně dobré mechanické vlastnosti vykazovaly filmy s přídavkem plastifikátoru. Hodnoty meze pevnosti v tahu, tažnosti a modulu pružnosti byly srovnatelné s komerčně dostupnými fóliemi jako polypropylen (PP) či polyethylen (PE). Na základě všech experimentů byly vyhodnoceny filmy PVA, PVA/DEAE-Dextran a jejich varianty s přídavkem glycerolu jako plastifikátoru nejlepšími kandidáty pro použití těchto filmů jako obalových materiálů. Podkladem pro navazující práce by mohla být zejména optimalizace PVA filmů pro propustnost kyslíku. Dále by bylo možné definovat možnosti využití těchto fólií v obalovém průmyslu na základě relativní vlhkosti prostředí.
|
|
|
Hyaluronan hydrogels
Vaculíková, Hana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Hurčíková, Andrea (vedoucí práce)
V této diplomové práci byla optimalizována příprava agarózo-želatinových hydrogelů s přídavkem různých koncentrací nízkomolekulárního a vysokomolekulárního hyaluronanu a poté byly u nich zkoumány viskoelastické vlastnosti reologickými oscilačními testy a ultrazvukovou spektrometrií s vysokým rozlišením. Reologií byly naměřeny hodnoty elastického a viskózního modulu při vybraných amplitudách napětí, oscilačních frekvencí a teplotách. U druhé uvedené metody byly změřeny hodnoty ultrazvukové rychlosti vzorků při teplotním skenu od 85 do 25 °C a od 25 do 85 °C v přístroji HR-US 102, které byly porovnávány s ultrazvukovými rychlostmi naměřenými při teplotě 27,0±0,5 °C modulem pro gely HR-EX-SSC.
|
|
|
Colloid properties of hyaluronane sols
Krouská, Jitka ; Mašek, David (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
The objective of this thesis was to describe aggregation properties of hyaluronic acid (HA) and its hydrophobically modified derivates. For this purpose, two HA derivates in aqueous solutions differing in degree of substitution and anorganic salt environment were prepared. The concentration series of pure HA and its derivates were studied by two methods, tensiometry and spectrophotometry. The surface properties were measured with Du Noüy ring. The solubilization behaviour in water and sodium chloride media was also investigated with the probes, the Coomassie Brilliant Blue and Sudan III dyes. The result is that the amphiphilic HA derivates may indeed establish hydrophobic associations in bulk solution while adsorbing at the air–water interface. This property is important when talked about drug delivery systems, because the hydrophobic domains in the aggregates of HA derivates may be used as a delivery system for hydrophobic drugs. Critical aggregation concentrations of HA derivates were obtained from tensiometric and spectrophotometric measurement and these concentrations correspond directly to the concentration in which the hydrophobic domains occur.
|
|
|
Studium membránových vlastností liposomálních systémů pomocí fluorescenční spektroskopie
Zbořilová, Hana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou, charakterizací a studiem membránových vlastností liposomálních systémů, které byly složeny z neutrálního fosfatidylcholinu (DPPC), cholesterolu, záporně nabitého fosfatidylglycerolu (DPPG), polyethylenglykolu navázaného na fosfatidylethanolamin (PEG5000–PE) a polykationtu N,N,N-trimethylchitosanu (TMC). Byl zkoumán vliv jednotlivých komponent a jejich koncentrací na střední velikost částic, zeta potenciál a změny chování vnější i vnitřní části dvojvrstvy. K tomu byly využity metody dynamického a elektroforetického rozptylu světla a fluorescenční spektroskopie s aplikací sond laurdan a DPH. Na základě výše zmíněných parametrů byly do výsledného komplexu vybrány ty koncentrace složek, které nejvhodněji ovlivňují vlastnosti liposomů z hlediska zamýšlené aplikace. Podařilo se připravit liposomální komplex stealth liposom–N,N,N-trimethylchitosan, který by díky optimalizovanému složení mohl mít vhodné atributy jako nosičový systém pro inhalační podávání biologicky aktivních látek.
|
|
|
Aggregation Behaviour of Polysaccharides in Aqueous Solutions
Mravec, Filip ; Valko, Marián (oponent) ; Hrdlovič, Pavol (oponent) ; Valko, Marián (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
his thesis is focused on aggregation properties of native and hydrophobized hyaluronan, in different molecular weights and degree of substitution, in aqueous solutions. These samples were studied using six different fluorescence probes (Pyrene; Nile red; Perylene; Acridine orange; 6-(p-Toluidino)-2-naphthalenesulfonic acid; PRODAN) and results were compared with simple anionic surfactant (Sodium dodecyl sulfate). All used probes were tested for their spectral properties in dependence on polarity and/or concentration. Two of them (Pyrene, Nile red) were selected to determine apolar core properties of novel hydrophobicaly modified hyaluronan. Domains were tested for polarity and viscosity and dependencies of these two parameters on ionic strength and temperature. For modified hyaluronans were found that critical aggregation concentration decreasing with increasing degree of substitution and molecular weight. Domain qualities show their compactness increasing with increasing ionic strength and decreasing with increasing temperature.
|
|
|
Ionokomplexy hyaluronanu pro kosmetické a farmaceutické účely
Cimalová, Jana ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium systému kationaktivní tenzid – hyaluronan. Pomocí fluorescenční spektrometrie byla stanovena kritická micelární koncentrace karbethopendeciniumbromidu (Septonex) ve třech prostředích – voda, 0,15 M NaCl, pufr PBS, se třemi fluorescenčními sondami – pyren, perylen, nilská červeň. Bylo zjištěno, že fyziologické prostředí (pufr a NaCl) snižují hodnotu CMC o řád. Při experimentech s nativním hyaluronanem došlo k vytvoření sraženin a tvorbě gelu. V další části bylo studováno agregační chování nového biologicky přijatelného amfoterního tenzidu tetradecylfosfocholinu(TPC) v prostředí vody a NaCl v závislosti na rostoucí molární molekulové hmotnosti hyaluronanu. Jako fluorescenční sonda byl použit perylen . Tato měření prokázala, že molární molekulová hmotnost ani změna iontové síly nemá vliv na hodnotu CMC a nedochází tak k interakcím s hyaluronanem. Posledním studovaným tenzidem byl 1,2-dihexadekanoyl – 3 – dimetylammonium – propan (DPTAP), který je však nerozpustný ve vodě. DPTAP je rozpustný v chloroformu, avšak po odpaření chloroformu a po přidání hyaluronanu došlo k jeho srážení. Získané výsledky zatím potvrdily, že z hlediska studia agregace pomocí fluorescenční spektroskopie nové kationaktivní tenzidy TPC a DPTAP nejsou vhodné pro komplexaci s hyaluronanem .
|
|
|
Termochemické vlastnosti lineárních polynitraminů
Teplá, Romana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Friedl, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na získání termochemických vlastností lineárních polynitraminů pro předpověď jejich detonačních vlastností. Základními termochemickými veličinami jsou slučovací entalpie ?f H° (298,g) v plynné a zejména pevné fázi. Hodnoty slučovacích entalpií v plynné fázi byly na teoretické úrovni získány pomocí jak kvantově chemických DFT výpočtů za užití isodesmických reakcí, tak přímých termochemických Gaussian-G postupů. Přepočet na slučovací entalpie v pevné fázi ?f H° (298,s) byl proveden pomocí sublimačních entalpií ?s H° (298,g) , získaných na empirické úrovni. Získané výsledky byly navzájem porovnány a korelovány se strukturou lineárních polynitraminů.
|
|
|
Interakce tenzidů se směsí hyaluronanů o různé molekulové hmotnosti
Vašíčková, Kamila ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Bylo zkoumáno chování systému směsi hyaluronanů o dvou různých molekulových hmotnostech s tenzidy. Směsi hyaluronanů byly 17 kDa s 1,46 MDa, 73 kDa s 1,46 MDa, 300 kDa s 1,46 MDa, 806 kDa s 1,46 MDa a 1800 kDa s 1,46 MDa. Tyto směsi byly vždy namíchány v hmotnostních poměrech 70:30, 50:50 a 30:70. Jako tenzid byl použit cetyltrimethylamonium bromid a TWEEN 20. Interakce byly zkoumány ve vodném roztoku s různou iontovou silou. Jako barvivo byla použita Súdánová červeň. Ve všech experimentálních řadách s cetyltrimethylamonium bromidem byl zaznamenán fenomén vzniku nekontinuální separované fáze, popsané jako perličky. Vzorky obsahující perličky byly podrobeny zkouškám stability, byly vysušeny a zpětně rehydratovány, dále byly také zahřívány. Následně byla změřena velikost částic ve zbývajícím vzorku po odfiltrování perliček. Směsi hyaluronanů byly charakterizovány měřením viskozity metodou reologie a mikroreologie. Bylo zjištěno, že tyto směsi jsou heterogenní a v každém místě vzorku není stejná viskozita.
|
|
|
Penetrační vlastnosti polymerních micel na bázi hydrofobizované kyseliny hyaluronové.
Mischingerová, Monika ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Muthný, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce bylo provést penetrační experimenty polymerních micel na bázi hydrofobizované kyseliny hyaluronové s využitím nilské červeně jako nesené látky. Dále pak provést základní charakterizaci těchto polymerních micel pro potenciální kosmetickou aplikaci s využitím Coenzymu Q10 (CoQ10) jako nesené látky. Bylo zjištěno, že velikost polymerních micel s navázaným CoQ10 nepřesahovala 100 nm. Nosičové systémy na bázi hydrofobizované kyseliny hyaluronové se ukázaly jako vhodné pro potenciální topické použití. Tyto systémy s navázanou nilskou červení prokázaly výborné penetrační vlastnosti. Dá se předpokládat, že stejně dobré penetrační vlastnosti prokáže také systém s navázaným CoQ10. Byl zde také zmíněn problém: zda se nosič rozbije ve SC nebo zda prostupuje spolu s NR skrz SC do kůže. Byly navrženy další experimenty, které by také mohly ověřit penetrační vlastnosti těchto systémů.
|
host ::
RSS.