Original title: Optimalizace distribuce aktivních částic generovaných nízkoteplotním plazmatem na povrchu biopolymerů
Translated title: Optimization of distribution of active particles generated by low temperature plasma on biopolymer surfaces
Authors: Krupičková, Lucie ; Kozáková, Zdenka (referee) ; Krčma, František (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Předložená diplomová práce se zabývá hledáním optimálních parametrů distribuce aktivních částic, které jsou generovány nízkoteplotním plazmatem, na povrchu biopolymerů. Teoretická část se zaměřuje na charakteristiku plazmatu a jeho aktivních složek. Jsou zde uvedeny možné aplikace plazmatu v medicíně a potravinářském průmyslu a také přehled modelů umělé kůže. Poslední kapitoly teoretické části se věnují popisu anatomie kůže a stručnému přehledu mikroorganismů C. glabrata, E. coli a S. epidermidis. V rámci experimentální části byly nejdříve připraveny biopolymery s obsahem barviv pro detekci reaktivních částic přítomných v plazmatu. Následně byly biopolymery podrobeny bodovému ošetření plazmatem při různých podmínkách. U všech biopolymerů došlo při správných podmínkách po ošetření k barevné změně, což je důkazem přítomnosti aktivních částic. Byl proveden také experiment, při kterém došlo k průchodu UV záření, ale byl zamezen styk aktivních částic s obarveným biopolymerem. Experiment potvrdil, že za změnu barvy biopolymerů jsou skutečně zodpovědné aktivní částice, a ne UV záření. Následně byly nalezeny optimální parametry distribuce aktivních částic po celé ploše biopolymeru. Získané parametry byly dále využity při ošetření agarových ploten s jednotlivými kulturami C. glabrata, E. Coli, S epidermidis a se směsnou kulturou C. glabrata + E. Coli. Při ošetření byly použity dva různé výboje, a to pochodňový s přímým přívodem plynu a mikrovlnný s povrchovou vlnou. Ošetřené vzorky byly po inkubaci nafoceny. Počítačový program Aurora vyhodnotil plochu agarových ploten, která je pokryta danou kulturou. Na základě těchto dat byl vyhodnocen inhibiční účinek ošetřených kultur ve srovnání s neošetřenými. Při použití pochodňového výboje s přímým přívodem plynu došlo k mnohem vyššímu inhibičnímu účinku než při použití mikrovlnného výboje s povrchovou vlnou u všech 4 zkoumaných vzorků. This thesis is focused on the optimization of the distribution of active particles (RONS), generated by the low temperature plasma, on the biopolymer surfaces. The theoretical part characterizes plasma and its active particles. Furthermore, this chapter summarizes its applications in medicine and food industry, also a review of different skin models is listed here. The last section is focused on the skin anatomy and the characterization of selected microorganisms C. glabrata, E. coli and S. epidermidis. In the experimental part, selected biopolymers with specific dyes for detection of active particles were prepared. Furthermore biopolymers were spot treated under different conditions leading to color changes in all biopolymers. This test confirmed a presence of active particles in the plasma. After that, the optimal parameters for active particles distribution over the entire surface were found. Also an experiment, which allowed the UV light to pass through but prohibited the passage of active particles, was made. In this experiment, no color change was noticed, which means, that the reaction of active particles with the colored biopolymer is responsible for the color change. The optimized parameters were used for treatment of agar plates with monoculture of C. glabrata, E. coli, S. epidermidis and with mixed culture C. glabrata + E. coli. Two different plasma torches were used – unipolar microwave discharge torch and surface wave microwave discharge jet. Treated samples were photographed after incubation. Software Aurora then calculated the surface area which was covered by the microbial culture. Based on the data, the microbial reducion was evaluated in comparison with untreated samples. The unipolar microwave discharge torch achieved higher efficiency than the surface wave microwave discharge jet, for all tested microorganisms.
Keywords: active particles distribution; atmospheric pressure plasma torch; biopolymers; inhibitory effects; low-temperature plasma; Plasma discharge; biopolymery; distribuce aktivních částic; nízkoteplotní plazma; plazma za atmosférického tlaku; Plazmový výboj; účinek inhibice

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/209606

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-525658


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses