|
|
Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace
Zlochová, Barbora ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá isolací a charakterizací bakteriálního polymeru PHA isolovaného z bakteriálního kmene Halomonas halophila (CCM 3662) osmošokem v destilované vodě, tedy hypošoku, kdy buňky popraskají a uvolní se PHA. Přidáním biosurfaktantů se současně solubilizují proteiny a lipidy zbytkové biomasy, čímž se teoreticky dosáhne čistějšího produktu PHB bez použití toxických látek jako například chloroformu. Teoretická část práce se zaměřuje na PHA z hlediska jejich obecných vlastností a využití, na mechanismus syntézy mikroorganismy PHA a jejich následné degradace a na existující strategie isolace PHA z bakteriální biomasy. V experimentální časti je popsaná produkce PHB bakterií Halomonas halophila pro celkem tři kultivace a následný proces isolace vzniklého PHB hypošokem halofilních bakterií v destilované vodě s přídavkem vybraných biosurfaktantů. Biosurfaktanty využívané v rámci práce jsou kokosové mýdlo, lecithin, rhamnolipidy, sophorolipidy, coco glukosid, lauryl glukosid a cocoamidopropyl betain. Vlastnosti isolovaného materiálu PHB byly analyzovány pomoci plynové chromatografie s FID detekcí a metodami SEC-MALS a FTIR. Na základě výsledků jsme za nejvhodnější biosurfaktanty, které se dají využít k isolaci PHB z bakteriální biomasy, zvolili dvojici coco glukosid a lauryl glukosid. V kombinaci s promytím materiálu ethanolem jsme při koncentraci biosurfaktantu 5 g/l a teplotě isolace 70 °C byli schopni dosáhnout čistoty 90 % při použití coco glukosidu a 89% čistoty při použití lauryl glukosidu.
|
|
|
Metody dekotoxifikace hydrolyzátů lignocelulózových materiálů
Vašíčková, Monika ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce bylo studium detoxifikace hydrolyzátů lignocelulózových materiálů a také studium vhodnosti dřevěných pilin jako substrátu pro mikrobiální produkci PHA bakteriemi Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. V experimentální části práce byl zkoumán nejvhodnější způsob detoxifikace modelového a reálného hydrolyzátu, použité detoxifikační postupy zhodnoceny co do jejich vlivu na obsah polyfenolů jako nejvýznamnějších mikrobiálních inhibitorů a redukujících sacharidů, které naopak plní funkci klíčového uhlíkatého substrátu. Zároveň byl i ověřen vliv detoxifikačních postupů na biotechnologickou produkci PHA. Burkholderia sacchari měla v porovnání s Burkholderia cepacia vyšší schopnost akumulace PHA. Dále lze tedy konstatovat, že jako nejefektivnějším postupem detoxifikace se jevil tzv. overliming. Při kultivaci Burkholderia sacchari na médiu detoxifikovaného overlimingem reálného hydrolyzátu pilin bylo dosaženo výrazného zvýšení obsahu PHB v biomase. Nicméně, celkově byly výtěžky PHB spíše nízké a dřevění piliny tedy nemohou být považovány za slibný substrát pro průmyslovou produkci PHB.
|
|
|
Preparation and application of combined functionalized nanomaterials with antimicrobial effect in food and cosmetics
Vojteková, Vanesa ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
The presented diploma thesis is focused on the preparation of combined nanomaterials that were functionalized with an antimicrobial ingredient. Liposomes were prepared without the addition of polyhydroxybutyrate but also with its addition. The nanofibers were obtained from gelatin solution by electrospinning. Thymol, eugenol, curcumin and vitamin E were used for functionalization. In the theoretical part, individual bioactive components, materials for the preparation of nanoparticles and nanofibers as well as methods of synthesis of these materials were characterized. The applications of the prepared nanoparticles as preservatives in the food industry and applications of nanofibers in wound healing and in the cosmetics industry have also been described. In the experimental part, the antioxidant activity of the active substances was determined. Two types of liposomes were prepared and evaluated for size, stability and encapsulation efficiency. Subsequently, the release rate of active substances from the prepared liposomes was monitored. Nanofibers with combinations of substances that were encapsulated in liposomes were prepared by electrospinning. The antimicrobial activity of the active ingredients, nanofibers and nanomaterials was monitored on three strains of microorganisms, namely Micrococcus luteus, Staphylococcus epidermidis and Escherichia coli. The individual substances in pure as well as encapsulated form were combined with each other to observe the possible synergistic effect. The prepared nanoparticles and nanofibers with antimicrobial components were tested for cytotoxicity on human keratinocytes. The nanofibers were also subjected to a scratch test, which simulates the wound healing process.
|
|
|
Vývoj a příprava antimikrobiálních nanostrukturních biomateriálů
Drabíková, Nela ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá optimalizací přípravy kombinovaných nanostrukturních antimikrobiálních biomateriálů a jejich charakterizací. V teoretické části byla vypracována rešerše zaměřená na materiály používané k přípravě nanočástic a nanovláken, dále na postupy přípravy těchto nanomateriálů. Dále byly popsány využívané antimikrobiální látky – kurkumin a ampicilin, a princip stanovení bezpečnosti všech používaných materiálů.V praktické části je zpracován optimalizační proces přípravy nanočástic i nanovláken a následně také vlastních kombinovaných materiálů. Dále byla testována bezpečnost připravených materiálů a antimikrobiálních látek na buněčné linii HaCaT , kvůli jejich potenciálnímu využití v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Velká část práce je věnována testování očekávaných antimikrobiálních účinků připravených kombinovaných materiálů s použitím několika mikroorganismů z řad grampozitivních i gramnegativních bakterií a kvasinek. Dále byla sledována rychlost uvolňování aktivních látek z připravených biomateriálů do modelového prostředí pomocí spektrofotometru. Pomocí kapalinové chromatografie bylo detekováno také množství ampicilinu uvolněného z připravených biomateriálů.
|
|
|
production of PHA by selected extremophilic bacteria
Šarköziová, Patrícia ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This bachelor´s thesis deals with production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by thermophilic bacterial strains of Chelatococcus composti and Chelatococcus sambhunathii. We were finding out the best conditions for production of PHA granules inside the cells. In the beginning of the experiment we employed PCR to detect the phaC gene, encoding for PHA synthase, which is requisite for production of PHA. We also analyse the best source of carbon, optimal temperature for production of polyhydroxyalkanoates and influence of chosen precursors to grow of biomass and production of copolymers. The last part of this experimental thesis deals with research utilization of selected model hydrolysates. Glucose was the best source of carbon for both bacteria Chelatococcus composti and Chelatococcus sambhunathii and optimal temperature for grow and production of P(3HB) was 45°C. The applied precursors inhibited cell grow, but both bacterial strains Chelatococcus composti and Chelatococcus sambhunathii could produce copolymer P(3HB-co-3HV) after additiong of precursors sodium propionate and valeric acid. For both bacterial strains was the most useful model hydrolysates, which contains the biggest part of glucose. Morever, bacterial cells containing PHA granules were observed by fluorescence and transmission electron microscopy.
|
|
|
Možnosti přípravy nanočástic a nanovláken s antimikrobiální složkou
Sosková, Simona ; Veselá, Mária (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práca bola zameraná na prípravu nových materiálov s antimikrobiálnym účinkom. V práci boli pripravené lipozómové častice a nanovlákna z polyhydroxibutyrátu (PHB) s obsahom klotrimazolu a rastlinných extraktov s vysokými antioxdačnými a antifungálnymi účinkami. Teoretická časť popisuje použitia nanočastíc a nanovlákien v medicíne a kozmetike, priaznivé účinky rastlín s potenciálnym antimykotickým účinkom a metódy pre charakterizáciu častíc a vlákien. V praktickej časti boli pripravené vodné a lipidové rastlinné extrakty, spektrofotometricky charakterizované na obsah polyfenolov, flavonoidov a antioxidačnú aktivitu. Z vybraných extraktov boli ďalej pripravené lipozómy a lipozómy s obsahom PHB. Častice boli testované z hľadiska enkapsulačnej účinnosti a ich krátkodobej a dlhodobej stability. Metódou DLS bola stanovená ich veľkosť a meraním zeta potenciálu ich koloidná stabilita. Pomocou elektrospinningu a forcespinningu boli taktiež pripravené PHB vlákna s obsahom vybraných extraktov a klotrimazolu. Vlákna boli podrobené analýze FLIM, FTIR-ATR, testom antioxidačnej aktivity a testovaniu krátkodobej i dlhodobej stability. Antimykotický účinok testovaných extraktov, častíc a vlákien bol stanovený na kultúre Candida glabrata. Na záver bola vykonaná charakterizácia účinku částic a vlákien na humánne bunky.
|
|
|
Polyhydroxyalkanoáty a jejich role ve struktuře bakteriálního biofilmu
Rucká, Markéta ; Samek,, Ota (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá polyhydroxyalkanoáty (PHA) a jejich rolí ve struktuře bakteriálního biofilmu. V teoretické části byla vypracována literární rešerše zabývající se polyhydroxyalkanoáty, bakteriálním biofilmem a jejich vzájemným vztahem. Práce byla zaměřena na rozdíly v produkcí PHA planktonickými a biofilmovými buňkami. Za účelem studie byly použity bakteriální kmeny Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari, které byly kultivovány s využitím CDC biofilmového reaktoru. Pozornost byla věnována kvantitě a zejména formě, v jaké se PHA vyskytují v planktonických a biofilmových buňkách. Výsledky Ramanovy spektroskopie ukázaly, že PHA se v planktonických bakteriálních buňkách vyskytuje výhradně v nativní amorfní formě. Naproti tomu v biofilmu PHA existuje také v částečně krystalické formě. Dále byla testována jednak odolnost planktonických a biofilmových buněk vůči působení různých stresových faktorů, a jednak vliv osmotického stresu na produkci PHA. Na základě výsledků experimentu, kdy byly bakterie vystaveny různým stresovým faktorům (vysoká teplota, nízká teplota, přítomnost detergentu a další), bylo zjištěno, že biofilmové buňky vykazují vyšší stresovou odolnost než buňky planktonické. Vystavení buněk zvýšenému osmotickému tlaku vedlo jednak ke zpomalení buněčného růstu a rozmnožování, ale také k poklesu produkce PHA. Planktonické buňky navíc reagovaly na vnější stimuly značně citlivěji než buňky biofilmové.
|
|
|
Příprava a aplikace nanovláken a nanočástic na bázi PHA
Linha, Vojtěch ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo popsat možnosti přípravy a výroby nanovláken a jejich možné využitelnosti v praxi. V teoretické části jsou shrnuty principy hlavních metod výroby nanovláken a popsány materiály použité v experimentální části. Experimentální část byla zaměřena na vytvoření pracovních postupů přípravy definovaných nanovlákenných vrstev v laboratorních podmínkách, jejich možné modifikace a funkcionalizace pomocí aditiv. U aditiv byla zkoumána dynamika uvolňování z různě vytvořených nanovlákenných vrstev do různých prostředí.
|
|
|
Využití pilin jako substrátu pro biotechnologickou produkci PHA
Ladický, Peter ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cieľom práce bolo štúdium vhodnosti hoblín a pilín ako substrátu pre mikrobiálnu produkciu PHA baktériami Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. V experimentálnej časti práce bol skúmaný najvhodnejší spôsob hydrolýzy hoblín a pilín a vplyv koncentrácie furfuralu a polyfenolov na schopnosť akumulovať PHA. Burkholderia sacchari mala v porovnaní s Burkholderia cepacia vyššiu schopnosť akumulovať PHA. Pri kultivácii Burkholderia sacchari na médium obsahujúce detoxifikovaný hydrolyzát z pilín boli dosiahnuté hodnoty kedy PHB predstavoval 87–89 % celkovej koncentrácie biomasy. Piliny teda predstavujú sľubný substrát na mikrobiálnu produkciu PHA z hľadiska zníženia produkčných nákladov a vysokého obsahu PHB v biomase.
|
|
|
Studium vlivu prostředí na sorpci polutantů na mikroplasty
Hamplová, Marie ; Kučerík, Jiří (oponent) ; Mravcová, Ludmila (vedoucí práce)
S rostoucí produkcí plastového odpadu roste znečištění životního prostředí persistentními mikroplasty, na které se mohou sorbovat další enviromentální polutanty, jako jsou různá léčiva. Roste tak toxicita mikroplastů a jejich riziko pro živé organismy. V dnešní době se rozšiřuje využití tzv. biodegradabilních polymerů, které by měly podléhat samovolnému rozkladu. Při degradaci z nich ovšem také mohou zůstávat mikroplasty. Tato bakalářská práce se proto zabývá sorpcí léčiv na mikroplasty z biodegradabilního polyhydroxybutyrátu (PHB) a vlivem okolního vodného prostředí na míru a mechanismus sorpce. Pro srovnání byla provedena i sorpce léčiv na mikroplasty ze syntetického polyethylentereftalátu (PET). Množství léčiv bylo stanovováno pomocí UPLC-ESI-TQ. Sorpce byla ze směsi léčiv pozorována u antibiotik tetracyklinů. Hodnota pH okolního prostředí ovlivňovala míru sorpce tetracyklinů, v největší míře probíhala při kyselém pH 4. Dle výsledků vyhodnocení sorpce Langmuirovou a Freundlichovou adsorpční izotermou mají PHB mikroplasty vyšší sorpční kapacitu než PET mikroplasty. Mikroplasty z PHB by proto mohly být rizikem pro živé organismy.
|
host ::
RSS.