|
|
Bariérové vlastnosti hydrogelů
Královič, Michal ; Kalina, Michal (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Hlavním cílem diplomové práce je posoudit bariérové vlastnosti hydrogelů. Bylo zkoumáno celkem 6 druhů agarosových hydrogelů, z nichž 5 druhů gelu bylo obohacených o huminové kyseliny izolované z různých zdrojů. Huminové kyseliny byly vybrány z nabízených standardů společnosti IHSS, konkrétně šlo o vzorky Leonardite, Elliott Soil, Suwannee River, Pahokee Peat a Nordic Lake. Za pomoci UV–VIS spektrometrie byla sledována koncentrace měďnatých iontů, které sloužily jako difúzní roztok. Výsledky difúzních koeficientů byly vyhodnoceny několika difúzními metodami. Byla použita metoda difúze v rovinné desce a tři možná řešení difúze konstantního zdroje.
|
|
|
Využití metod rozptylu světla při studiu tvorby polyelektrolytových komplexů v systému biopolymer-tenzid
Valečková, Vendula ; Smilek, Jiří (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím metod rozptylu světla při studiu tvorby polyelektrolytových komplexů v systému biopolymer-tenzid. Jako biopolymer byl vybrán hyaluronan sodný a jako tenzidy byly vybrány cetyltrimethylamonium bromid a karbethopendecinium bromid. Jako první byly provedeny srážecí experimenty z důvodu nalezení rozsahu koncentrací tenzidů pro následující titrační měření provedené na přístroji Zetasizer Nano ZS a analýzu pomocí SEC-MALS. Prostřednictvím uvedených metod byly stanoveny kritické agregační koncentrace tenzidů v systémech hyaluronan-tenzid. Bylo zjištěno, že se zvyšující molekulovou hmotností hyaluronanu v systému tato koncentrace klesá. Kromě kritické koncentrační agregace byly sledovány i změny Z-průměru velikosti částic, zeta potenciálu, indexu polydisperzity, konformačního koeficientu, gyračního poloměru a molekulové hmotnosti v systému hyaluronan-tenzid během provedených experimentů.
|
|
|
Příprava a charakterizace směsných hydrogelů na bázi systému hyaluronan-albumin
Hájovská, Pavla ; Kráčalík, Milan (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou a následnou charakterizací albuminových (BSA) a směsných hyaluronan-albuminových (HA+BSA) hydrogelů. Experimentální charakterizace byla založena na reologickém měření vlivu iontové síly, pH a molekulové hmotnosti hyaluronanu na proces gelace a vlastnosti vzniklých gelů, stejně tak jako na měření časové stability těchto vlastností. Dalším předmětem studia bylo bobtnání gelů ve vodě a v pufrech o různém pH. Charakterizace byla doplněna o termickou analýzu, popis morfologie využitím elektronové mikroskopie a studium transportních vlastností hydrogelů pro zvolenou modelovou látku. Vlivem rostoucí iontové síly docházelo k posunu bodu gelace k vyšším teplotám a vzniklé gely vykazovaly vyšší hodnoty komplexního modulu. V případě, kdy bylo pH nižší než hodnota izoelektrického bodu BSA, se uplatňovaly přitažlivé elektrostatické interakce mezi albuminem a hyaluronanem a ke gelaci docházelo výrazně rychleji než v případě, kdy bylo pH vyšší než izoelektrický bod BSA. Hodnoty komplexního modulu naopak s rostoucím pH stoupaly. Vyšších hodnot komplexního modulu rovněž dosahovaly vzorky v přítomnosti nízkomolekulového HA, v porovnání s vysokomolekulovým HA. Reologické vlastnosti BSA gelů byly v čase stálé, naproti tomu směsné HA+BSA gely byly charakteristické výrazným poklesem komplexního modulu v prvních třech dnech skladování. Studované vzorky gelů ztrácely ohřevem na 100 °C víc než 80 % své hmotnosti, jako důsledek vypařování vody. Zvýšením teploty na 250 °C nedocházelo u xerogelů k dalším změnám spojeným s úbytkem hmotnosti, na rozdíl od práškového BSA, u kterého byl v důsledku počínající degradace pozorován úbytek hmotnosti při teplotě 220 °C. Studium bobtnání, stejně jako snímky z elektronové mikroskopie, poukazovaly na vyšší hustotu síťování BSA gelů v porovnání se směsnými HA+BSA vzorky, které dosahovaly vyšších hodnot stupně bobtnání. Rovnovážný stupeň bobtnání všech vzorků byl nejnižší při pH 4, což je pH blízké izoelektrickému bodu BSA. Vypočítané hodnoty relativního difuzního koeficientu, vztažené na difuzivitu methylenové modři ve vodě, se pohybovaly v řádu 10E-2 při difuzi do fyziologického roztoku a v řádu 10E-3 v případě difuze z gelu do vody. Probíhající transport modelového barviva z gelu byl výrazně pomalejší v porovnání s jeho difuzí ve vodě, což bylo způsobeno zejména porozitou hydrogelu a elektrostatickou imobilizací kladně nabitých molekul methylenové modři na záporně nabitých řetězcích BSA a HA.
|
|
|
Optimalizace postupu izolace a charakterizace amorfních PHB granulí
Kratochvíl, Zdeněk ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
V rámci této práce byly nejprve připraveny artificiální PHB granule. Pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla byl studován vliv použitého rozpouštědla PHB, vliv teploty a délky působení ultrazvukové lázně, vliv teploty odpaření rozpouštědla a vliv povahy stabilizačních látek. Nejvhodnější parametry byly pozorovány u granulí připravených rozpuštěním PHB v chloroformu, stabilizací CTAB nebo lecitinem, ultrasonifikací při 35 °C a následným odpařováním chloroformu při 60 °C. Na základě výsledků ATR-FTIR a Ramanovy spektroskopie bylo zjištěno, že PHB v artificiálních granulích byl krystalický. Nativní PHB granule byly izolovány z bakterií Cupriavidus necator pomocí lysozymu, deoxyribonukleázy a rozrušením buněk ultrazvukem nebo digescí buněk s alkalázou, SDS a EDTA. Granule získané oběma izolačními postupy byly charakterizovány pomocí ATR-FTIR, Ramanovy spektroskopie, technikami rozptylu světla a DSC. Výsledky analýz ukázaly, že druhý zmíněný postup je pro získání polymeru v amorfním stavu mnohem efektivnější. Polymer uvnitř granulí izolovaných tímto způsobem byl navíc i tepelně stabilnější. Nakonec byly vzorky nativních PHB granulí vystaveny vlivu acetonu, lipázy a chlornanu sodného s tím, že by tyto látky měly v různé míře zvýšit krystalinitu polymeru. Nejvyšší krystalinity PHB bylo dosaženo po jejich ošetření lipázou.
|
|
|
Transportní procesy v hydrogelech
Sárová, Michaela ; Kalina, Michal (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Náplní této diplomové práce je studium transportních procesů v hydrogelech na bázi huminových kyselin. K tomuto účelu bylo využito metody neustálené difuze v kyvetách, kdy byl zkoumán transport organických barviv, konkrétně methylenové modři a rhodaminu 6G, v agarosovém hydrogelu bez přídavku a s přídavkem jednotlivých standardů huminových kyselin (Leonardite, Elliott Soil, Suwannee River II a Pahokee Peat). Tato metoda je založena na spektrofotometrickém sledování koncentračních změn barviva v prostoru kyvety v čase. Cílem práce bylo prozkoumat vlivy interakcí mezi difundujícím barvivem a příslušným typem gelu na výsledný efektivní difuzní koeficient barviva. Z provedených experimentů vyplývá, že přítomnost huminové kyseliny v hydrogelu značně ovlivňuje transport vybraných barviv.
|
|
|
Řídicí systém mobilního robotu
Kalina, Michal ; Veselý, Libor (oponent) ; Hynčica, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá stavbou dvoukolého mobilního robota a následnou tvorbou ovladačů a řízení pro jeho senzory, motory a návrh regulátoru. Řízení funguje na platformě Arduino s procesorem ATmega328. V prvé řadě je v práci provedena rešerše. Součástí práce je modelová část, kde je vytvořen simulační model soustavy, jeho linearizace a následný návrh regulátoru. Dále obsahuje popis výroby a stavby těla robota, popis a funkčnost použitých motorů, popis všech senzorů a snímačů a detailní popis dodané desky plošných spojů. A nakonec programovou část, kde je rozebráno ovládání motorů, práce se senzory a funkčnost regulátoru. Výsledkem práce je funkční aplikace ovládání a řízení dvoukolého nestabilního robota.
|
|
|
Charakterizace pektinu ultrazvukovou spektroskopií
Trtek, Jan ; Kalina, Michal (oponent) ; Hurčíková, Andrea (vedoucí práce)
Pomocí ultrazvukové spektroskopie s vysokým rozlišením byly zkoumány vlastnosti roztoků pektinu o různé koncentraci ve vodě. Dále byl zkoumán vliv rozpouštědla na změny chování pektinu v 0,15 M vodném roztoku chloridu sodném a pufru PBS o pH 7,4. Pro vyhodnocení vlastností roztoků byly výsledky porovnávány s roztoky pektátu. Bylo zjištěno, že pektin v různých roztocích mění své charakteristiky, které byly pozorovány díky změnám parametrů ultrazvukových vln.
|
|
|
Vliv podmínek na tvorbu hydrogelů
Heger, Richard ; Kalina, Michal (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na testování vlivu podmínek, přesněji pH, při tvorbě hydrogelů, které byly připraveny hydratací sypké směsi neboli suchou cestou. Systém hydrogelu byl tvořen polyelektrolytem, přesněji hyaluronanem sodným, a kationaktivním tenzidem, CTAB. Vliv pH byl studován pomocí pozorování a reologie. K měření byl použit hyaluronan o molekulové hmotnosti 600-800 kDa. Systém byl zkoumán pomocí řady pufrů o pH 3,5-11. Gely byly pro lepší pozorovatelnost a popis barveny Sudanem III. Bylo zjištěno, že nejlepším způsobem přidání aktivní látky, bylo dodání barviva přímo do práškové směsi. Vypozorované vlastnosti gelů se nezměnily ani po úpravě gelů na iontovou sílu fyziologického roztoku (0,15 M).
|
|
|
Studium interakcí barviv s biopolymerem chitosanem
Kolesa, Pavel ; Kalina, Michal (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Náplní předložené diplomové práce je studium interakcí několika modelových azobarviv s biopolymerem chitosanem. Tyto interakce byly realizovány prostřednictvím difúzních procesů v hydrogelové matrici na bázi termoreverzibilní agarózy. Na základě použité difúzní metody (neustálená difúze v kyvetách) bylo možné otestovat, jaký vliv má hodnota pH prostředí na samotný proces difúze. Vzájemná interakce použitých barviv a chitosanu je elektrostatického charakteru. Aminoskupina chitosanu interaguje s funkčními skupinami zvolených modelových azobarviv a díky tomu ovlivňuje rychlost difúze. Jako modelová barviva byla vybrána Chicago sky blue 6B (C.I. 24 410), Sirius red (C.I. 35 780) a Reactive blue 49 (C.I. 621 526). Použitá difúzní metoda byla založena na monitorování časové závislosti difúzních profilů, které byly získány pomocí UV-VIS spektrofotometrie. Předložená práce navazuje na bakalářskou práci a poskytuje ucelený pohled na reaktivitu chitosanu. Lépe tak umožňuje porozumět jeho chování v různých systémech. Neustálená difúze v kyvetách je použitelná pro stanovení reaktivity celé řady biopolymerů a jeví se jako univerzální nástroj pro studium transportních procesů v prostředí hydrogelů. Kromě univerzálnosti této metody je její nespornou výhodou jednoduchost a především finanční i technická nenáročnost.
|
|
|
Studium vztahu mezi strukturou a reologickými vlastnostmi hydrogelů na makroskopické i mikroskopické úrovni
Lepíková, Jana ; Klučáková, Martina (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Náplní této diplomové práce je získat poznatky o vztahu mezi strukturou hydrogelů a jejich tokovými a transportními vlastnostmi. Hlavním cílem práce bylo zakomponovat do modelových hydrogelů na bázi agarózy vhodné biopolymery. Poté provést korelaci výsledků získaných pomocí difuzních metod a reologických měření provedených na makroskopické a mikroskopické úrovni. K charakterizaci hydrogelů byly zvolené reologické měření, metoda dynamického rozptylu světla a fluorescenční korelační spektroskopie. Charakteristiky hydrogelů získané z výše uvedených metod byly následně korelovány mezi sebou. Následně byly studovány transportní vlastnosti těchto hydrogelů pomocí sledování difúze Rhodaminu 6G. Zde byl využit dvojí přístup. Z hlediska makropřístupů byly využity jednoduché difúze z roztoku barviva do kyvet obsahující jednotlivé hydrogely s biopolymery. V případě mikropřístupů bylo barvivo přidáno do vzorku během přípravy a poté byly sledovány difuze pomocí FCS. Na základě výsledků, bylo zjištěno, že přídavek biopolymerů výrazně neovlivňuje materiálové vlastnosti nosného média, což jsou v tomto případě agarozové hydrogely. Rozdíly ovšem byly pozorovány v případě studia reaktivity a bariérových vlastností takto připravených hydrogelů. Jako stěžejní parametr pro ovlivnění transportu nabitého solutu v takto připravených hydrogelech byl pozorován jednak náboj obsaženého biopolymeru a rovněž jeho nábojová hustota.
|
host ::
RSS.