Original title:
Ošetření mikrobiálního biofilmu pomocí nízkoteplotního plazmatu
Translated title:
Cold plasma treatment of microbial biolfims
Authors:
Korbašová, Patrícia ; Večeríková, Paula (referee) ; Doležel, Kristína Eyma (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2026
Language:
slo Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[slo][eng]
Predmetom bakalárskej práce je štúdium účinkov nízkoteplotnej plazmy generovanej za atmosférického tlaku na mikrobiálne biofilmy baktérií Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis. Hodnotená je jej dekontaminačná účinnosť a biologické účinky súvisiace s bunkovou aktivitou, vrátane potencionálnych aplikácií v oblasti ošetrenia rán. K experimentom bola použitá mikrovlnná plazmová tryska s pochodňovým výbojom. Pohyb trysky po povrchu vzorky bol riadený prostredníctvom počítačového softvéru. Aplikovaný výkon sa pohyboval v rozmedzí 1213 W. Ako nosný plyn bol použitý argón s čistotou 4,6, pričom jeho prietok bol nastavený na 5 l/min. Biofilmy boli ošetrené pôsobením plazmového jetu. Následne bola hodnotená ich životaschopnosť v porovnaní s neošetrenými vzorkami. Hlavným sledovaným parametrom bol čas ošetrenia mikrobiálnych vzoriek pomocou plazmy. Dekontaminačný účinok bol vyhodnocovaný na základe poklesu počtu kolónií. Súčasne bola životaschopnosť buniek overovaná aj pomocou resazurínovej metódy, ktorá potvrdila zníženie metabolickej aktivity po ošetrení. Výsledky ukázali, že so zvyšujúcim sa časom ošetrenia dochádzalo k postupnému poklesu životaschopnosti mikroorganizmov. Tento trend bol výraznejší u Escherichia coli, čo môže súvisieť so štruktúrou jej bunkovej steny alebo s vyššou náchylnosťou na oxidatívny stres v porovnaní so Staphylococcus epidermidis. Pri oboch typoch baktérií bolo zároveň realizované premytie vzoriek, ktoré prispelo k zvýšeniu účinnosti ošetrenia. Súčasne bol hodnotený aj vplyv plazmového plynu a možnej dehydratácie vzoriek, pričom tieto faktory mohli prispieť k zvýšeniu celkového účinku plazmového ošetrenia.
The subject of this bachelor's thesis is the study of the effects of low-temperature atmospheric pressure plasma on microbial biofilms of Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis. The work focuses on the evaluation of its decontamination efficiency and biological effects related to cellular activity, including potential applications in wound treatment. A unipolar microwave plasma jet was used for the experiments. The movement of the plasma jet over the sample surface was controlled using computer software. The applied power ranged from 12–13 W. Argon with a purity of 4.6 was used as the carrier gas, with a flow rate set to 5 L/min. The biofilms were treated using the plasma jet, and their viability was subsequently evaluated in comparison with untreated samples. The main monitored parameter was the treatment time of microbial samples using plasma. The decontamination effect was evaluated based on the reduction in colony count. In addition, cell viability was assessed using the resazurin assay, which confirmed decreased metabolic activity after treatment. The results showed that increasing treatment time led to a gradual decrease in the viability of microorganisms. This trend was more pronounced in Escherichia coli, which may be related to differences in cell wall structure or to a higher susceptibility to oxidative stress compared to Staphylococcus epidermidis. For both bacterial species, sample rinsing was also performed, which contributed to increased treatment efficacy. In addition, the influence of the plasma gas and possible sample dehydration was evaluated, as these factors may have contributed to the overall effect of plasma treatment.
Keywords:
biofilm treatment; cell viability; decontamination; Low-temperature plasma; microwave discharge; resazurin assay
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/11012/257656
guest ::
