|
|
Polyvinylalkoholové hydrogely s gradientovou strukturou v hustotě sesítění
Ščotková, Romana ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce představuje jednu z mnoha možností fyzikální přípravy PVA hydrogelů s gradientem v hustotě sesítění. Na základě vypracované rešerše, jejíž hlavní náplní byly způsoby přípravy gradientových hydrogelů a charakterizace jejich vlastností, byla vybrána metoda cyklického mrazení a tání, která byla optimalizována se zaměřením na vybrané parametry (molekulová hmotnost polymeru, počet cyklů, délka a teplota cyklů, způsob mrazení) při přípravě. Dalším krokem bylo provedení pilotních experimentů vedoucích k potvrzení a charakterizaci vzniklé gradientové struktury vybranými instrumentálními technikami jako je reometrie, rastrovací elektronová mikroskopie nebo metoda založena na sledování úbytku disperzního prostředí při sušení vzorků. Kromě potvrzení gradientové struktury byl jedním ze studovaných parametrů také vliv přídavku polysacharidu, a vytvoření tak semi-interpenetrovatelné sítě, na výsledné mechanické vlastnosti. Gradientové hydrogely s různou molekulovou hmotností či přídavky polysacharidu coby modelového difuzního činidla byly ve druhé části experimentální práce porovnávány na základě difuzních experimentů za využití methylenové modři. V závěru práce byly všechny získané výsledky diskutovány a byla navržena doplňující měření pro hlubší pochopení dané problematiky.
|
|
|
Reologická charakterizace polysacharidových gelů s inkorporovanými vezikulami
Kalendová, Lucie ; Smilek, Jiří (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá reologickou charakterizací polysacharidových hydrogelů s inkorporovanými vezikulárními systémy. Pro inkorporaci byly využity kladně nabité „Ion Pair Amphiphile“ vezikuly (IPA), jejichž kostra byla tvořena cetrimethylamonium bromidem, dodecylsulfátem sodným, dioktadecyldimethylamonium chloridem a cholesterolem. Druhými vezikulárními systémy používanými k inkorporaci byly záporně nabité fosfatidylcholinové liposomy, s obsahem kyseliny fosfatidové a cholesterolu. Práce je pomyslně rozdělena na dvě části. První část se zabývá přípravou, charakterizací a kontrolou stability používaných vezikulárních systémů pomocí dynamického rozptylu světla (DLS). V první části bylo zjištěno, že používané částice jsou stabilní jak vůči vysoké teplotě, tak také časově (v rámci jednoho týdne), což z nich dělalo systémy vhodné pro inkorporaci do vybraných hydrogelů. Druhá část se poté zabývá přípravou a reologickou charakterizací zvolených gelů. Byly připravovány gellanové gely o dvou různých koncentracích, a to 1 hm. % a 2 hm. %. Hyaluronanový gel byl připravován o koncentraci 4 hm. %. Všechny zmíněné gely byly studovány v prostředí deionizované vody a v prostředí obou typů vezikul, jejichž koncentrace byla v obou případech 1 mmoll-1. Z následné reologické charakterizace, která obsahovala amplitudové, frekvenční a stres relaxační testy vyplývá, že inkorporace vezikul neměla na strukturu zvolených hydrogelů vliv. Tato skutečnost naznačuje, že vezikuly inkorporované ve studovaných gelech nemají významný vliv na jejich transportní vlastnosti, což je informace důležitá pro využití těchto systémů v oblasti doručování léčiv.
|
|
|
Alternativní způsoby síťování alginátu sodného vedoucí k hydrogelům s vhodnými aplikačními vlastnostmi
Kouřilová, Ludmila ; Kráčalík, Milan (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na přípravu alginátových gelů s možností ovlivnění jejich finálních aplikačních vlastností (transparentnost, synereze, viskoelastické vlastnosti, aj.). Na základě literární rešerše byly vybrány celkem tři gelační strategie vedoucí ke gelaci alginátu sodného, a to iontové síťování metodou vnější gelace, iontové síťování metodou vnitřní gelace a síťování alginátu kyselinou fytovou, která je schopná tvořit jak iontovou vazbu, tak intramolekulární vodíkové můstky. Následně byla provedena optimalizace přípravy alginátových gelů, charakterizace jejich mechanických vlastností a na závěr byl sledován vliv několika faktorů (koncentrace polymeru, množství síťovacího činidla, doba gelace, přídavek sacharózy, aj.) na výsledné vlastnosti připravených gelů. V rámci diplomové práce bylo prokázáno, že na výsledné vlastnosti gelů na bázi alginátu sodného má vliv nejen koncentrace polymeru, množství použitého síťovacího činidla, rychlost gelace či synereze, ale v případě iontového síťování metodou vnější gelace také například typ použitého aniontu. Zajímavou součástí diplomové práce je také optimalizace stanovení mechanických vlastností alginátových gelů kompresními testy. Během těchto testů dochází ke stlačení vzorku mezi dvěma senzory reometru a je měřena mechanická odezva vzorku na aplikovanou sílu. Jedná se o jeden z nejlépe představitelných reometrických testů.
|
|
|
Micro/macro-scale investigation of the viscoelastic properties of hydrogel materials
Obrusníková, Klára ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
This diploma thesis was focused on the comparison of various microrheological methods with macrorheological approach, especially on the characterisation of hydrogels. Dynamic light scattering, fluorescence correlation spectroscopy and optical tweezers were chosen as the microrheological techniques, while oscillatory rheometry was the macrorheological tool. Results from dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy for agarose and gellan hydrogels were compared to rheometry and to each other. The values of viscoelastic moduli obtained by microrheology were significantly lower than those obtained by macrorheology. Both dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy offer a wider range of frequencies than rheometry, but both have limitations in hydrogel characterisation. In dynamic light scattering measurements, light scattered from hydrogel networks causes noise and lowers the quality of the results. Fluorescence correlation spectroscopy, while being more specific, shows very little difference between samples of different concentrations. Optical tweezers are a new method at the Faculty of chemistry, and only the calibration measurements were performed. Optical trap stiffness, an important value in the calibration process of optical tweezers, was determined for solutions of glycerol.
|
|
|
Cílená modifikace hrotů využitelných pro vybrané měřicí módy mikroskopu atomárních sil
Lišková, Kateřina ; Szabová, Jana (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá modifikací hrotů standardně používaných v mikroskopii atomárních sil a jejich následným využitím ke stanovení mechanických vlastností vybraných hydrogelových systémů na lokální úrovni. Pro cílenou modifikaci byla vybrána metoda fixace mikročástice na nosník, který byl úspěšně modifikován pomocí částic melaminové pryskyřice Nejdříve byly měřeny mechanické vlastnosti vybraného zástupce fyzikálně síťovaných hydrogelů (polysacharid agaróza), které byly hodnoceny na základě Youngova modulu pružnosti, adhezní síly a práce. Získané výsledky byly porovnány s hodnotami naměřenými pomocí dvou komerčně dostupných nosníků lišících se jak ve tvaru, tak v základních parametrech, jako je konstanta pružnosti a rezonanční frekvence. Následně byl ověřován vliv nastavené působící síly nosníku na vzorek (Setpoint). Využitelnost modifikovaných nosníků byla testována i na vybraném zástupci iontově síťovaných hydrogelů (alginát sodný síťovaný vícemocnými ionty). V rámci experimentální části diplomové práce bylo ověřeno, že použití nosníků s vyšší styčnou plochou vede ke spolehlivějším výsledkům z hlediska spolehlivosti a reprodukovatelnosti, vzhledem k tomu, že do finální hodnoty Youngova modulu je zahrnut nejenom příspěvek polymerního řetězce, ale i póru. Při stanovování mechanických hodnot je důležité uvést nejenom používaný nosník a jeho vlastnosti, ale také veškeré ostatní experimentální parametry, jejichž změna může ovlivnit finální hodnoty Youngova modulu stanovené na mikroúrovni mikroskopií atomárních sil.
|
|
|
Production of extracellular polysaccharides by extremophilic prokaryotes
Bystrická, Klaudia ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
The presented master's thesis focuses on studying the biotechnological production of extracellular polysaccharides (EPS) by selected thermophilic and halophilic microorganisms. Following the primary screening of selected cultures, the experimental part of this work further investigated the halophilic archaeon Haloferax mediterranei. The aim of this study was to produce and characterize polymers and assess the biotechnological potential of the extremophilic cultures used as EPS producers. During the cultivation of H. mediterranei, three fundamental media were employed, which were subsequently optimized for EPS production. The obtained precipitates underwent analysis using GPC, FTIR, and UHPLC-UV-ESI-MS/MS, allowing for a closer characterization of the acquired product. These experiments demonstrated that with increasing NaCl concentration in the medium, the yield of polysaccharides decreases, and high concentrations of MgSO4 and KCl in the medium did not promote their production as well. The predominant component of the polysaccharide produced by H. mediterranei is mannose, although depending on the medium, it may also contain glucose, galactose, ribose, or N-acetylglucosamine.
|
|
|
Vliv methylace huminových kyselin na interakci s povrchově aktivními látkami
Bělušová, Anna ; Weidlich, Tomáš (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem interakcí mezi huminovými kyselinami, coby hlavní komponentou půdní organické hmoty a modelovým organickým polutantem v podobě kationického tenzidu – Septonexu (u něhož byla očekávána pozitivní interakce s huminovými kyselinami vzhledem k jeho náboji) prostřednictvím nekonvenčního spojení dialyzačních a difúzních technik realizovaných v difúzních celách společně s izotermickou titrační kalorimetrií schopnou objasnit charakter probíhajících reakcí z termodynamického hlediska. Experimenty byly prováděny se standardem huminových kyselin izolovaných z Leonarditu (1S104H), pořízeném od Mezinárodní společnosti pro huminové látky, s huminovými kyselinami izolovanými z lignitu a z černozemě modální. Cílem předložené diplomové práce je posouzení vlivu karboxylových funkčních skupin ve struktuře huminových kyselin při interakcích s kationickým Septonexem. Z tohoto důvodu byly zmíněné vzorky huminových kyselin modifikovány selektivní methylací jejich karboxylových funkčních skupin, které se již dále nemohou podílet na interakcích s iontovými látkami. Výsledky z difúzních cel i z izotermické titrační kalorimetrie potvrdily předpoklad, že Septonex interagoval se všemi typy nemodifikovaných huminových kyselin více než s jejich methylovanými formami. Navzdory dostupné literatuře bylo překvapivé, že rozdíly v interakci huminových kyselin se Septonexem nebyly diametrálně odlišné při porovnání nemodifikovaných huminových kyselin s jejich methylovanými formami. Míra těchto interakcí byla posuzována skrze zdánlivou rovnovážnou konstantu Kapp stanovenou při difúzních (dialyzačních) experimentech a z průběhu entalpických křivek z izotermické titrační kalorimetrie. Po provedených experimentech a jejich vyhodnocení lze dojít k závěru, že huminové kyseliny a Septonex při svých interakcích, vzhledem ke svým strukturám, pravděpodobně uplatňují nejen elektrostatické interakce, především přes dostupné karboxylové funkční skupiny huminových kyselin a kladně nabité hydrofilní části molekul Septonexu, ale nezanedbatelnou roli při nich zastávají i hydrofobní efekt, vodíkové vazby a Van der Waalsovy síly.
|
|
|
Studium reaktivity biopolymerů v gelové fázi
Smilek, Jiří ; Kislinger, Jiří (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Náplní předložené diplomové práce je studium interakce biopolymerů s modelovými sondami (organická barviva) prostřednictvím difúzních procesů v gelové fázi. Hlavními cíly, kterých bylo úspěšně dosaženo, byla optimalizace a otestování metodiky difúzních cel a neustálené difúze v nekonečném prostředí za účelem studia interakcí zvolených kombinací biopolymer/sonda. Jako modelové reaktivní biopolymery byly zvoleny anionaktivní huminové kyseliny a kationaktivní chitosan, jako modelové sondy methylenová modř resp. methylenová oranž. Nezbytnou součástí předložené práce je také podrobná charakterizace výchozích biopolymerů a použitých gelových materiálů pomocí široké škály analytických a fyzikálně-chemických metod (reometrie, UV-VIS, FT-IR ). Kromě celé řady nových experimentálních poznatků o konkrétních studovaných systémech tkví význam této diplomové práce v tom, že slouží jako odrazový můstek pro vývoj nových difúzních technik jako univerzálních, inovativních a plně automatizovaných nástrojů pro charakterizaci reaktivity biopolymerů.
|
|
|
Studium relaxačních vlastností hydrogelů s využitím reologických technik
Lorenc, Pavel ; Klučáková, Martina (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem relaxace a časového namáhání viskoelastických látek (hydrogelů) pomocí vybraných reologických technik především s ohledem na oscilační testy. Byly připraveny a při měření porovnány vlastnosti hydrogelů s různým typem síťování. Agarózové hydrogely (fyzikálně), alginátové hydrogely (fyzikálně-chemicky), hydrogely kyseliny hyaluronové (iontově) a polyvinylalkoholové hydrogely (chemicky). V této bakalářské práci jsou navrženy a následně i aplikovány metody měření relaxačních vlastností těchto hydrogelů za použití reometru. Pomocí časově závislých testů, jež zkoumaly změny amplitudy v čase, byly zkoumány relaxační vlastnosti hydrogelů. Proveden byl test, který měl 3 intervaly, kdy změnami amplitud deformace v závislosti na čase byla sledována odezva hydrogelů na tyto změny. Sledovány byly relaxační vlastnosti těchto hydrogelů, jež prokázaly značné rozdíly v chování hydrogelů při měřeních. Těmito metodami bylo zjištěno, že struktura hydrogelů a koncentrace mají vliv na jejich relaxační vlastnosti. Z naměřených výsledků bylo prokázáno, že nejlepší relaxační vlastnosti má chemicky síťovaný polyvinylalkoholový hydrogel, nejnižší schopnost relaxace pak vykazoval fyzikálně-chemicky síťovaný alginátový hydrogel. Výsledky z naměřených dat byly nakonec porovnány, posouzeny a komentovány rozdíly mezi jednotlivými hydrogely.
|
|
|
Příprava magnetoreologických kapalin s vysokou sedimentační stabilitou
Oharek, Lukáš ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se tematicky zaměřuje na aktuální problematiku stability magnetoreologických kapalin v gravitačním poli. Za účelem přípravy stabilní magnetoreologické kapaliny je zkoumán vliv aditiv, modifikace částic i změna nosné kapaliny. S ohledem na zvýšenou viskozitu nosné kapaliny, jež negativně ovlivňuje magnetoreologický efekt, byla připravena magnetoreologická kapalina obsahující částice karbonylového železa, u kterých byla provedena chemisorpce neionogenním tenzidem Tween 80. Jako nosná kapalina byla použita emulze z minerálního oleje a vody. Pro zvýšení stability emulze byl použit emulgátor Span 80 stabilizující emulzi typu „voda v oleji“. Sedimentační stabilita je zlepšena, zároveň ale dochází ke zvýšení viskozity nosné kapaliny.
|
host ::
RSS.