|
|
Možnosti využití vibrační spektroskopie při in-situ analýze PHA v mikrobiální biomase
Kevélyová, Barbora ; Samek, Ota (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cieľom tejto diplomovej práce bolo štúdium polyhydroxyalkanoátov v mikrobiálnej biomase pomocou metódy ATR-FTIR. Ďalej bola zvolená štatistická metóda PCA pre vyhodnotenie nameraných dát a pozorované korelácie či odlišnosti. Bakteriálny producenti boli Aneurinibacillus thermoaerophilus H1, AH30 a AFn2, Cupriavidus malaysiensis DSM 25816, DSM 19416 a DSM 19379 a tri kmene Schlegelella thermodepolymerans M 15344, DSM 15264 a LMG 21645. Skúmané boli rozličné heteropolyméry s rôznym obsahom monomérov a celkovým obsahom PHA. Monoméry vo vzorkách boli 3-hydroxybutyrát, 4-hydroxybutyrát, 3-hydroxyvalerát, 4-hydroxyvalerát, 5-hydroxyvalerát a 4-hydroxyhexanoát. Ako porovnávacia analýza pre presné kvantitatívne a kvalitatívne stanovenie polyhydroxyalkanoátov vo vzorkách bola prevedená plynová chromatografia. Spektrá získané metódou FTIR boli porovnávané a boli hľadané signifikantné píky, ktoré súvisia s kvalitatívnymi vlastnosťami PHA, konkrétne monomérnym zložením a stupňom kryštalinity. Na zozbierané dáta z FTIR bola úspešne aplikovaná štatistická metóda PCA, pomocou ktorej boli sledované najmä kvalitatívne rozdiely medzi vzorkami. Najdôležitejšie rozdiely boli pozorované v prípade prítomnosti monoméru 4-hydroxybutyrátu a 4-hydroxyhexanoátu, a týkali sa stupňa kryštalinity vzoriek. Analýza nepreukázala potenciál pri semi-kvantitatívnom stanovení PHA v biomase. Rozdiely medzi mikroorganizmami neboli pozorované. Postup vyhodnotenia FTIR spektier pomocou PCA by bolo vhodné do budúcna využiť pri štúdiu biomasy s obsahom rozličných monomérnych jednotiek, najmä hydroxyvalerátov v prípade ich vyššieho obsahu vo vzorke.
|
|
|
Nové gelové elektrolyty na bázi kopolymerů pro elektrochemické zdroje proudu
Peterová, Soňa ; Sedlaříková, Marie (oponent) ; Veselkova, Iuliia (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá popisem přípravy a použití monomerů a kopolymerů pro gelové polymerní elektrolyty využitelné v elektrochemických zdrojích proudu. Diplomová práce je rozdělena na část teoretickou a experimentální. V teoretické části jsou popsány elektrolyty se zaměřením na gelové polymerní elektrolyty, měřící metody a materiály použité při experimentech. Druhá část diplomové práce je věnována postupu výpočtu složení gelových polymerních elektrolytů, způsobu přípravy a vyhodnocení naměřených výsledků. Dále je zde popsána metoda nanášení GPE na zápornou elektrodu LTO, kladnou elektrodu NMC a vyhodnocení provedených měření. Pro měření vlastností byla zvolena metoda lineární voltametrie (LSV), potenciostatická elektrochemická impedanční spektroskopie (PEIS), cyklická voltametrie (CV) a galvanické cyklování s omezením potenciálu (GCPL).
|
|
|
Biotechnologická produkce PHA pomocí vybraných termofilních bakterií
Marková, Lucie ; Slaninová, Eva (oponent) ; Pernicová, Iva (vedoucí práce)
Hlavními tématy této závěrečné práce jsou produkce PHA kopolymerů a studium metabolismu termofilního rodu Aneurinibacillus. Teoretická část se z velké části zaobírá obecnými vlastnostmi a vznikem PHA, dále pak bakteriemi produkujícími PHA, zejména extrémofily, a poslední kapitola je věnována konkrétně bakteriálnímu rodu Aneurinibacillus a dosavadním znalostem o těchto producentech PHA. Praktická část je zaměřena na testování PHA syntázy těchto bakterií, která vykazuje schopnost syntézy široké škály monomerů. S využitím kmenů AFN2 a AH30 byly syntetizovány různé neobvyklé kopolymery s obsahem 3HB, 3HV, 4HB, 4HV, 5HV, a dokonce i šestiuhlíkaté 3HHx a 4HHx. To vypovídá o velice rozsáhlé nespecifitě tohoto enzymu. Kopolymery byly syntetizovány díky přídavkům různých prekurzorů z řad laktonů, diolů a organických kyselin. Tyto prekurzory byly přidávány do minerálního média, které vytvářelo prostředí s limitujícím obsahem dusíku, nebo do komplexního média, které bakteriím poskytlo veškeré potřebné prvky v dostatečné koncentraci. PHA byly produkovány na obou zvolených médiích. Bakterie rodu Aneurinibacillus tedy pro syntézu PHA nevyžadují nutně prostředí s limitujícím obsahem dusíku. Za zmínku stojí výsledek kultivace kmene AFN2 na komplexním médiu s přídavkem glukózy a -valerolaktonu. Biomasa za těchto podmínek narostla do koncentrace 4,2 g/l a množství syntetizovaného PHA dosáhlo hodnoty 2,6 g/l. Tento kopolymer obsahoval bezmála 60 mol. % monomeru 4HB. V závěru experimentální části byly z testovaných prekurzorů vybrány dvě dvojice lakton-diol, které byly posléze mezi sebou porovnávány. PHA produkované na médiích s přídavky těchto prekurzorů byly následně izolovány a charakterizovány. Bylo u nich stanoveno monomerní složení a molekulová hmotnost. Kopolymery syntetizované v přítomnosti laktonů vykazovaly vždy vyšší hodnotu molekulové hmotnosti, což lze vysvětlit alkoholytickou aktivitou PHA syntázy bakterií rodu Aneurinibacillus.
|
|
|
Self-assembled polymer systems responsive to external stimuli for biomedicine
Sincari, Vladimir ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce) ; Matějíček, Pavel (oponent) ; Sedláková, Zdeňka (oponent)
První publikace v mé doktorské dizertační práci popisuje novou rychlou a ekologicky šetrnou polymerační reakci s reverzibilním adičně-fragmentačním přenosem řetězců (RAFT) monomeru N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu (HPMA) za mikrovlnného ozařování (MWI). Byly stanoveny optimální podmínky pro polymeraci, jako je reakční doba, rozpouštědlo, stechiometrie monomeru a činidla RAFT. Polymerizační kinetika prokázala lineární nárůst číselně střední molekulové hmotnosti (Mn) s konverzí monomeru. Dobrá shoda mezi teoretickými a experimentálními hodnotami Mn byla ověřena pomocí kinetických grafů pseudoprvního řádu. Bylo dosaženo nízkých disperzit (Đ ≤ 1,04). Dále jsme v této publikaci prokázali schopnost MWI usnadnit přípravu relevantních kopolymerů, jako jsou poly(HPMA- b-BocAPMA), poly(HPMA-b-MABH) a poly(HPMA-b-PDPA), které byly použit jako základ pro následující studie. Druhá a třetí studie se věnují dopravě terapeutických molekul pomocí pomocí samouspořádaných struktur, jmenovitě polymeromů (PS). Tyto dopravní systémy pro léčiva (DDS) potenciálně minimalizují předčasnou degradaci léčiva a rychlou clearance z krevního řečiště a snižují potřebnou frekvenci dávkování, což vede k nižším vedlejším účinkům. Hlavní výhodou DDS je řízený způsob uvolňování léčiva na konkrétním místě prostřednictvím aktivních nebo...
|
|
|
Interactions in solutions and gels of stimuli-responsive polymer systems investigated by NMR spectroscopy
Konefał, Rafał ; Spěváček, Jiří (vedoucí práce) ; Hrabal, Richard (oponent) ; Štěpánek, Miroslav (oponent)
Na podněty reagující (na podněty citlivé nebo inteligentní) polymery jsou polymerní materiály, které na malé vnější podněty očividně mění své fyzikální nebo chemické vlastnosti. Inteligentní polymery lze klasifikovat podle podnětů, na které reagují, jako jsou změny teploty, mechanické namáhání, ozáření světlem, aplikace ultrazvuku, aplikace vnějšího magnetického či elektrického pole, změny pH, iontové síly, přidání chemických činidel a přítomnost biomolekul či bioaktivních molekul. Na podněty reagující systémy syntetických polymerů přitahují značnou pozornost díky širokému spektru aplikací, jako jsou systémy pro řízené dodávání a uvolňování léčiv, diagnostiku, tkáňové inženýrství a "inteligentní" optické systémy, stejně jako biosenzory, mikroelektromechanické systémy, nátěry a textilie. V této disertaci byly studovány polymerní systémy reagující na teplotu, pH a reaktivní kyslík (ROS). V případě termoresponsivních polymerů, kdy jsou v dobrém rozpouštědle polymerní řetězce molekulárně rozpuštěny, se změnami teploty (zvýšení nebo pokles) dochází k teplotou- indukované fázové separaci a tvorbě globulárních nanočástic. Polymery reagující na pH mění své vlastnosti, jako jsou rozpustnost, objem (gely), konformace řetězce, jakož i vazby, které se mohou při změnách pH štěpit. ROS-responzivita může vést ke...
|
|
|
Oriented copolymers with liquid crystalline building blocks
Horodecka, Sabina Jolanta ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Uchman, Mariusz Marcin (oponent) ; Sedláková, Zdeňka (oponent)
Shrnutí Bylo syntetizováno a studováno několik sérií reverzibilních fyzikálních sítí založených na polydimetylsiloxanových (PDMS) řetězcích a kapalně krystalických (LC) strukturních jednotkách. Materiály patřily do tří různých typů architektury: (1) PDMS s 'naroubovanými' bočními skupinami LC (čtveřice LC v každé pozici naroubování), (2) PDMS ukončený na obou koncích makromolekul jednotkami LC, (3) a lineární 'nekonečné' kopolymery LC-PDMS s pravidelně se střídajícími jednotkami LC a řetězci PDMS. V rámci syntéz byly testovány řetězce PDMS o různých délkách a 6 různých polyaromatických mezogenů se skupinami azo i bez nich. K syntéze všech studovaných materiálů byla použita hydrosilylační reakce mezi mezogeny s vinylovými funkčními skupinami (získaných v rámci mezinárodní spolupráce) a komerčními Si-H-funkčními polydimetylsiloxany. Kopolymery byly fyzikálně sesíťovány nano-agregací jednotek LC obsažených v jejich makromolekulách. Termotropní vlastnosti nano-agregátů LC propůjčily celému materiálu zajímavé fyzikální vlastnosti, díky nimž jsou některé z kopolymerů atraktivní coby potenciální 'inteligentní' materiály. Řetězce PDMS byly vybrány coby stavební jednotky z důvodu jejich extrémní flexibility, která měla propůjčit elastické vlastnosti fyzikálně sesíťovaným kopolymerům. Dalším důvodem byla také...
|
|
|
Nové gelové elektrolyty na bázi kopolymerů pro elektrochemické zdroje proudu
Peterová, Soňa ; Sedlaříková, Marie (oponent) ; Veselkova, Iuliia (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá popisem přípravy a použití monomerů a kopolymerů pro gelové polymerní elektrolyty využitelné v elektrochemických zdrojích proudu. Diplomová práce je rozdělena na část teoretickou a experimentální. V teoretické části jsou popsány elektrolyty se zaměřením na gelové polymerní elektrolyty, měřící metody a materiály použité při experimentech. Druhá část diplomové práce je věnována postupu výpočtu složení gelových polymerních elektrolytů, způsobu přípravy a vyhodnocení naměřených výsledků. Dále je zde popsána metoda nanášení GPE na zápornou elektrodu LTO, kladnou elektrodu NMC a vyhodnocení provedených měření. Pro měření vlastností byla zvolena metoda lineární voltametrie (LSV), potenciostatická elektrochemická impedanční spektroskopie (PEIS), cyklická voltametrie (CV) a galvanické cyklování s omezením potenciálu (GCPL).
|
|
|
2-Oxazoline triblock copolymers with hydrophilic, lipophilic and fluorophilic blocks: from synthesis to hierarchical self-assembly
Kaberov, Leonid ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce) ; Černoch, Peter (oponent) ; Schlaad, Helmut (oponent)
DOKTORSKÉ DIZERTAČNÍ PRÁCE Trojblokové kopolymery 2-oxazolinu s hydrofilními, lipofilními a fluorofilními bloky: od syntézy k hierarchickému samouspořádání Mgr. Leonid Kaberov Cílem tohoto výzkumu je studium kopolymerů dvou- a trojblokových poly(2-oxazolinů) s fluorovanými bloky. Byly popsány syntetické a roztokové vlastnosti nových kopolymerů kombinujících hydrofilní, hydrofobní (lipofilní) a fluorofilní části do jedné segmentované molekuly. Byl popsán jednoduchý syntetický přístup, který poskytuje snadný způsob připojení koncového řetězce CnF2n+1 ke kopolymeru poly(2-methyl-2-oxazolinu)-blok-poly(2-n-oktyl-2- oxazolinu). Experimenty s maloúhlovým rozptylem neutronů a rentgenovskeho záření jednoznačně prokázaly existenci vesiklů, červovitých micel a jejich agregátů ve vodném roztoku. Bylo prokázáno, že zvyšení obsahu fluoru v poly(2-oxazolinových) kopolymerech vede k morfologickému přechodu od dvouvrstvých nebo vícevrstvých vesiklů až do červovitých micel. Syntéza poly(2-perfluoralkyl-2-oxazolinu) je komplikována jejich extrémně nízkou aktivitou v kationtové polymerizační reakci s otevřením cyklu (cationic ring-opening polymerization, CROP), a to jak při iniciaci, tak při propagaci kvůli silnému elektronovému odebíracímu efektu perfluoralkylového substituentu. Byla prezentována podrobná...
|
|
|
Interactions in solutions and gels of stimuli-responsive polymer systems investigated by NMR spectroscopy
Konefał, Rafał ; Spěváček, Jiří (vedoucí práce) ; Hrabal, Richard (oponent) ; Štěpánek, Miroslav (oponent)
Na podněty reagující (na podněty citlivé nebo inteligentní) polymery jsou polymerní materiály, které na malé vnější podněty očividně mění své fyzikální nebo chemické vlastnosti. Inteligentní polymery lze klasifikovat podle podnětů, na které reagují, jako jsou změny teploty, mechanické namáhání, ozáření světlem, aplikace ultrazvuku, aplikace vnějšího magnetického či elektrického pole, změny pH, iontové síly, přidání chemických činidel a přítomnost biomolekul či bioaktivních molekul. Na podněty reagující systémy syntetických polymerů přitahují značnou pozornost díky širokému spektru aplikací, jako jsou systémy pro řízené dodávání a uvolňování léčiv, diagnostiku, tkáňové inženýrství a "inteligentní" optické systémy, stejně jako biosenzory, mikroelektromechanické systémy, nátěry a textilie. V této disertaci byly studovány polymerní systémy reagující na teplotu, pH a reaktivní kyslík (ROS). V případě termoresponsivních polymerů, kdy jsou v dobrém rozpouštědle polymerní řetězce molekulárně rozpuštěny, se změnami teploty (zvýšení nebo pokles) dochází k teplotou- indukované fázové separaci a tvorbě globulárních nanočástic. Polymery reagující na pH mění své vlastnosti, jako jsou rozpustnost, objem (gely), konformace řetězce, jakož i vazby, které se mohou při změnách pH štěpit. ROS-responzivita může vést ke...
|
|
| |
host ::
RSS.