Original title: Mechanismus plastifikace polyhydroxyalkonátů v mikrobiálních buňkách – inspirace pro vývoj artificiálních nosičových systémů
Translated title: Plasticizing of polyhydroxyalkanoates in microbial cells - inspiration for development of artificial controlled release systems
Authors: Liczka, Jan ; Obruča, Stanislav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2021
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Diplomová práce je zaměřena na studium mechanismu plastifikace polyhydroxyalkanoátů (PHA) in vivo, přičemž se soustředí především na metody izolace nativních PHA granulí a fyzikální, resp. chemické metody iniciace jejich fázových přechodů. V práci zpracovaná Literární rešerše pojednává o tomto mikrobiálním polyesteru a dále se zaměřuje na jednotlivé metody izolace PHA z bakteriálních buněk. Hlavní náplní experimentální práce byla optimalizace postupu izolace nativních PHA granulí, a dále návrh a testování postupů, které iniciují krystalizaci PHA v izolovaných granulích, a také analytických postupů, jak tento fázový přechod korektně detekovat. Izolace PHA granulí z bakterií Cupriavidus necator se prováděla pomocí enzymů, několikanásobného odstředění a rozrušením buněk ultrazvukem. K detekci krystalizace PHA se používala infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) a enzymatická metoda, při níž je amorfní PHA selektivně degradováno PHA-depolymerázou s turbidimetrickou detekcí jeho úbytku v disperzi. V rámci podrobnějšího studia mechanismu plastifikace PHA v granulích byly využity techniky založené na fluorescenčním barvení granulí (fluorescenční spektroskopie a průtoková cytometrie). Výsledky provedených analýz mimo jiné potvrdily, že optimalizovaným postupem je možné izolovat granule v amorfním stavu, které zůstávají amorfní i po vysušení a jsou svými základními fyzikálně-chemickými vlastnostmi srovnatelné s nativními granulemi. The diploma thesis is focused on the study of the mechanism of plasticization of polyhydroxyalkanoates (PHA) in vivo, focusing mainly on methods of isolation native PHA granules and physical and chemical methods of initiation their phase transitions. The literature search prepared in this work deals with this microbial polyester and further focuses on individual methods of isolating PHA from bacterial cells. The main task of the experimental work was to optimize the isolation process of native PHA granules, as well as to design and test processes that initiate the PHA crystallization in isolated granules, as well as analytical procedures to correctly detect this phase transition. Isolation of PHA granules from Cupriavidus necator was performed by enzymes, centrifugation several times and sonication of the cells. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and an enzymatic method in which amorphous PHA is selectively degraded by PHA-depolymerase with turbidimetric detection of its loss in dispersion was used to detect PHA crystallization. Techniques based on fluorescence staining of granules (fluorescence spectroscopy and flow cytometry) were used in a more detailed study of the mechanism of PHA plasticization in granules. The results of the analyzes confirmed, among other things, that the optimized procedure makes it possible to isolate granules in the amorphous state, which remain amorphous even after drying and are comparable to native granules in their basic physicochemical properties.
Keywords: crystallinity; Cupriavidus necator; flow cytometry; Fourier transform infrared spectroscopy; granule isolation; PHA depolymerase; Polyhydroxyalkanoates; polyhydroxybutyrates; spectrofluorimetry; Cupriavidus necator; infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací; izolace granulí; krystalinita; PHA depolymeráza; Polyhydroxyalkanoáty; polyhydroxybutyráty; průtoková cytometrie; spektrofluorimetrie

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/11012/201426

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-592423


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