Original title:
Gelace mucinu – příprava artificiálních modelů pro studium biologických mukózních systémů
Translated title:
Mucin hydrogels - artificial models of native mucus systems
Authors:
Mikušová, Janka ; Obruča, Stanislav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2021
Language:
slo Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[slo][eng]
Cieľ diplomovej práce spočíva v príprave modelového mucínového systému a jeho použití ako artificiálneho modelu reálneho mukózneho systému. Vytvorenie tohto modelového systému podľa viacerých navrhnutých metód bolo súčasťou experimentálnej časti práce. Príprava mucínového systému zahŕňala fyzikálne i chemické metódy vzniku hydrogélu, ďalej screening a charakterizáciu rôznych fyzikálnych podmienok na vlastnosti mucínu na jeho molekulárnej úrovni a ďalej tiež prípravu sorbentu so sorpčným povrchom obsahujúcim mucín. V rámci screeningu pôsobenia fyzikálnych faktorov na vlastnosti mucínu boli využité metódy rozptylu svetla a to dynamický rozptyl svetla (DLS) pre monitorovanie zmien veľkosti mucínových častíc a elektroforetický rozptyl svetla (ELS) na sledovanie zmien Zeta potenciálu. K charakterizácii vplyvu teploty na zmeny v štruktúre mucínu bola okrem sledovania rozptylu svetla využitá i diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC), ktorá zaznamenala hodnotu teploty, pri ktorej dochádza k tepelnej denaturácii mucínu. V ďalšej časti práce boli pripravené sorpčné povrchy podrobené rôznym fyzikálne-chemickým analýzam, ktorých úlohou bola charakterizácia a zobrazenie povrchu a potvrdenie prítomnosti mucínu. Podstatnú úlohu v rámci sledovania a charakterizácie zmien v povrchovej štruktúre sorpčného povrchu zohrávala infračervená spektroskopia s Fourierovou transformáciou (FTIR). Na záver pre detailnejšie zobrazenie povrchovej štruktúry sorbentu obohatenom o mucín bola využitá skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM). Navrhnuté postupy mucínového hydrogélu nepreukázali dostatočné výsledky pre možnosť využitia hydrogélu ako artificiálneho modelu reálneho mukózneho systému ale použitie sorbentu sa javilo ako vhodná alternatíva a prostriedok k ďalšiemu výskumu správania mucínu a prípadne i následnej bakteriálnej adhézii, ktorá predstavuje prvý krok pri tvorbe bakteriálneho biofilmu.
The scope of this masters thesis is the preparation of a model mucin system and its utilization as an artificial model of the native mucus system. The creation of this model system, according to several designed methods was a part of experimental part of the thesis. The preparation of mucin system comprised of physical and chemical methods of hydrogel formation, screening and characterisation of the various physical conditions of the mucin properties on its molecular level, and the preparation of sorbent with sorption surface containing mucin. Methods of light scattering, namely dynamic light scattering (DLS), used for mucin particles size change monitoring, and electroforetic light scattering (ELS), used for Zeta potential change monitoring, were used for the screening of the impact of physical factors on the properties of mucin.For the characterisation of impact of the temperature on changes in mucin sctructure was, apart from monitoring of light scattering, used also a diferential scanning calorimetry (DSC), which registered temperature value, at which mucin thermal denaturation occurs. In the next part of the thesis we subdued the created sorption surfaces to various physical-chemical analyses, which task is the characterisation and projection of surface and confirmation of mucin presence.Substancial part in monitoring and characterisation of changes in surface sctructure of sorption surface was accomplished by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Scanning electron microscophy (SEM) was used for the final, more detailed, projection of the mucin enriched, sorbent surface structure. Suggested methods of mucin hydrogel, didnt prove sufficient results for the possibility of application of hydrogel as a artificial model of real mucus system, but the sorbent application was indicated as a suitable alternative and an instrument for the further mucin behaviour research and possibly subsequent bacterial adhesion, which represents the first step in the formation of the bacterial biofilm.
Keywords:
diferrential scannig calorimetry; gastrointestinal tract; glycoprotein; Hydrogel; light scattering; mucin; mucus; spectroscopy
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/11012/201428
guest ::
