|
|
Modelace membrán v jednokanálovém mikrofluidním chipu
Tesák, Petr ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá modelací membrán v jednokanálovém mikrofluidním čipu. Popisuje podmínky tvorby modelových membrán v čipech s kanálky o různých šířkách. Byl vypracován nový postup plnění čipů při pozorování, který umožňuje kontrolu čipu z hlediska jeho průchodnosti a zároveň ho dokáže naplnit fyziologickým roztokem. Dále byla zpracována data na základě počtu vytvořených a prasklých membrán v mikrofluidních čipech. Tato statistika bere v potaz stav biomembrán u každé velikosti kanálku při všech zvolených rychlostech průtoků. I přes velké množství komplikací jsou na základě těchto výsledků popsané výhody i nevýhody všech vybraných kanálků.
|
|
|
Gelotvorné látky přírodní kosmetiky
Prokopová, Pavla ; Smilek, Jiří (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá surovinami pro přípravu hydrogelů přírodní kosmetiky a samotnými připravenými hydrogely. Cílem experimentální části bylo stanovit fyzikálně–chemické vlastnosti hydrogelů připravených z komerčně dostupných polysacharidů, které odpovídají podmínkám Standardům certifikované přírodní kosmetiky. První fází praktické části bylo optimalizovat postup přípravy jednotlivých hydrogelů a stanovit jejich optimální koncentraci pro použití při jejich charakterizaci. Druhou fází byla samotná příprava vzorků pro reometrické stanovení. Poslední fází byla samotná reometrie. Vybrané čtyři suroviny přímo z CPK Standardů byly xanthanová guma, guarová guma, tragantová guma a guma arabská. Výsledky celkem jasně prokázaly, že nejlepší surovinou použitelnou pro přípravu přírodního hydrogelu je xanthanová guma. Naopak, že hydrogel z arabské gumy je připravit téměř nemožné.
|
|
|
Fluorescenční korelační spektroskopie ve studiu vlastností koloidních systémů
Marková, Kateřina ; Lehocký, Marián (oponent) ; Kapusta, Peter (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Hydrogely jsou pro své vlastnosti vyhledávanou matricí pro medicínské účely. Často jsou tyto vlastnosti podmíněné jejich strukturou, proto je kladen důraz na přesně definovanou polymerní síť. Vrámci předložené dizertační práce byly různé typy hydrogelů zkoumány pomocí fluorescenční korelační spektroskopie (FCS) ve spojení smikroreologií. Spojení těchto metod se při zjišťování vlastností hydrogelů využívá minimálně, proto byla potřeba standardizace aoptimalizace metody. Pro tyto účely byly vybrány fluorescenčně značené silikátové nanočástice sneutrálním povrchovým nábojem. Vrámci optimalizace metody byly zjištěny limity přístroje, kdy se naměřené difúzní koeficienty ještě daly považovat zavalidní. Dále byly určeny parametry, které ovlivňují MSD křivku, tedy mají vliv také nasprávnost samotných naměřených dat. Jako modelový koloidní systém byl vybrán vodný roztok agarózy, který se vzávislosti nakoncentraci pohybuje vrozmezí viskoelastické kapaliny, až po tuhý hydrogel. Na něm byly testovány difúzní vlastnosti použitých nanočástic, ale také strukturní vlastnosti samotného systému. Byly zjištěny limitní koncentrace, kdy difúzní koeficient přestal být vybranou technikou detekovatelný. Tento limit se podařilo částečně posunout úpravou korelačního času, kdy ovšem rozptyl hodnot difúzního koeficientu byl velmi vysoký. Takto naměřené hodnoty byly srovnány sbezkalibrační metodou dvouohniskové fluorescenční korelační spektroskopie (2f-FCS). Dále byly zjišťovány změny vdifúzním koeficientu vzávislosti na typu přípravy vzorků. Současně stěmito experimenty byla provedena i obrazová analýza, která ve spojení sFCS přinesla zajímavé výsledky. Posledním experimentem, který přinesl informace o vlastnostech jak vložených nanočástic, tak polymerním systému, bylo vymývání částic ze struktury hydrogelu. Jako poslední a nejpokročilejší analýza polymerní sítě, která definovala systém novým, alternativním, způsobem, byla vybrána metoda maximální entropie a analýza pomocí log-normální distribuce difúzních koeficientů. Hodnoty získané těmito pokročilými analýzami byly podobné jako data vypočítaná matematickým modelem anomální difúze. Novým přístupem byl popis vlastností pomocí reologických modulů. Ty se získaly řadou přepočtů znaměřené autokorelační křivky. Výstupem byl tedy reologický modul získaný zmikroreologických dat. Tvar křivky je srovnatelný sklasickou (makro)reologií, nicméně číselné hodnoty jsou řádově nižší. Nejmenší částice se vcelé koncentrační řadě chovaly jako včistě viskózním prostředí, největší částice definovaly chování systému vzávislosti nakoncentraci od velmi viskózního po viskoelastické. Posledním typem měření bylo studium hyaluronanu pomocí vybraných nanočástic a dále pomocí jeho fluorescenčně značeného analogu. Veškeré metody, které byly použity ve studiu agarózového hydrogelu se aplikovaly na viskoelastický systém hyaluronanu, kdy se zjišťovala použitelnost vybraných metod pro nový koloidní systém.
|
|
|
Studium interakce plicního surfaktantu s vybranými polymery
Suchá, Klára ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem interakcí mezi plicním surfaktantem (Curosurf) a vybranými polymery (N,N,N-trimethylchitosan, polyvinylpyrrolidon, hyaluronan sodný). Práce se taktéž zaměřuje na inaktivaci plicního surfaktantu pomocí hovězího sérového albuminu, který způsobuje zvýšení povrchového napětí surfaktantu, přičemž takto inaktivovaný surfaktant není schopen plnit svou funkci v plicích. Přídavek polymerů k této směsi se projevil jakožto účinný prostředek pro navrácení povrchového napětí surfaktantu. V první řadě se tato práce soustředí na nalezení optimálních koncentračních poměrů polymeru a Curosurfu, při kterých dochází k jejich vzájemné interakci. K získání optimálních poměrů byla použita metoda dynamického rozptylu světla. V druhé části se práce věnuje stanovení povrchového napětí pomocí prstencového tenziometru dle du Noüy. Bylo zjištěno, že přídavek všech vybraných polymerů vedl ke snížení povrchového napětí inaktivovaného surfaktantu k hodnotám blízkých nativnímu Curosurfu. Tato práce poskytla přínosné informace k pochopení mechanismu obnovy povrchového napětí plicního surfaktantu.
|
|
|
Migrace léčiv v půdních systémech
Janebová, Denisa ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
S rostoucí spotřebou léčiv, dochází k jejich častému výskytu v životním prostředí. Zde však představují riziko, nejen kvůli množení bakteriálních kmenů odolných vůči antibiotikům, ale také mohou ohrožovat lidské zdraví. Tato práce se proto zabývá problematikou výskytu a chování dvou antibiotik v půdě, konkrétně tetracyklinu a sulfamethoxazolu. Díky obsahu půdní organické hmoty se předpokládá, že půda dokáže částečně zabránit migraci léčiv, která se dostanou do životního prostředí. V této diplomové práci byly provedeny difúzní experimenty v půdním sloupci při reálných podmínkách, díky kterým byly stanoveny hodnoty efektivních difúzních koeficientů tetracyklinu a sulfamethoxazolu ve třech extrakčních činidlech. Nakonec byly také provedeny sorpční a desorpční procesy v jednotlivých vrstvách půdního sloupce. Pro měření koncentrace výluhů byla využita UV-Vis spektrometrie a kapalinová chromatografie. Pro potvrzení výskytu navázaného léčiva v půdním sloupci sloužila FTIR spektrometrie.
|
|
|
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.
|
|
|
Isolation of photosystem II particles and their characterization
Svitačová, Denisa ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the isolation and characterization of spinach thylakoid membranes and photosystem II particles. Based on the research, two procedures were chosen for the isolation of spinach thylakoid membranes and photosystem II particles with an emphasis on preserving their native properties. Subsequently, the characterizations were carried out, focusing on the spectroscopic properties of the isolated samples. UV-VIS spectrometry was used to determine the ratio of chlorophyll a to chlorophyll b in samples of thylakoid membranes and photosystem II particles. The success of the isolations was confirmed by fluorescence methods. The excitation and emission spectra of the samples were measured by the steady-state fluorescence spectroscopy, and the fluorescence lifetimes of the samples of thylakoid membranes and photosystem II particles were determined by time-resolved fluorescence. The isolated samples were afterwards visualized with a fluorescence microscope with a CCD camera and the FCS technique.
|
|
|
Transportní a mechanické vlastnosti hybridních hydrogelů na bázi gellanu
Sokolínský, Jan ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Náplní této diplomové práce je studium mechanických a transportních vlastností hybridních hydrogelů na bázi gellanu. V rámci této práce byl nejprve studován proces optimalizace přípravy gellan-poly(vinylalkohol) IPN hydrogelu, kde byl kladen důraz na opakovatelnost přípravy vzhledem k zachování mechanických vlastností hydrogelu. Poté byl, jak na samotných gellanových hydrogelech, tak na vybraných IPN kompozicích studován vliv různých aditiv (konkrétně vliv přídavku plastifikátoru a vliv síťování vícevaznými ionty). Na základě těchto testů byla vybrána sada vzorků, na kterých byla navíc měřena dynamická mechanická analýza, botnací a sušící experimenty. V závěru práce byly rovněž studovány transportní vlastnosti vybraných hydrogelových kompozic. Z testů realizovaných v rámci této diplomové práce vyplynulo, že jak tvorbou dvojité sítě, tak přídavkem výše zmíněných aditiv jsme schopni ovlivnit studované mechanické i transportní vlastnosti.
|
|
|
Utilization of novel strategies of alginate crosslinking in the development of next-generation bioinoculants
Gašparová, Dominika ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This master's thesis focuses on diverse alginate crosslinking strategies, aiming to advance the development of next-generation bioinoculants. Investigating various gelation strategies is applied to five commercially available alginates and isolated bacterial alginate. Experiments focused on alginate macrogel preparation assessed the occurrence and quality of crosslinking, which was analyzed by incorporating both amplitude and frequency testing methodologies. Selecting appropriate crosslinking agents and determining their concentrations were essential objectives. Crosslinking agents such as those containing zinc chloride, aluminum chloride, barium chloride, calcium sulphate and ferric chloride solution were evaluated, with all proving effective in both macro- and microencapsulation processes. Optimization efforts included studying crosslinking conditions, with favorable results observed at a temperature of 7°C and optimal crosslinking durations ranging from 30 to 120 minutes. Comparative analyses of six selected crosslinking agents revealed notable findings in gel swelling studies and mechanical property assessments via the squeeze test, thermogravimetric analysis and image analysis. Barium crosslinking demonstrated promising results in preserving water content during rehydration, while zinc-based crosslinking achieved the highest dry matter content. Image analysis unveiled smaller gel beads formed with aluminum and barium crosslinking agents, indicating their effectiveness. Microencapsulated gel beads, particularly those crosslinked with barium, showed potential due to their reduced size. The experiment's pinnacle was the bacterial culture's gelation, where aluminum and barium crosslinking solutions yielded the smallest particle sizes. Notably, barium crosslinking resulted in the smallest area and error bar, indicating its effectiveness.
|
|
|
Počítačové modelování difúzního transportu v hydrogelech
Koláček, Jakub ; Sedláček, Petr (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na návrh modelů použitelných pro simulaci pohybu částice ve viskoelastickém prostředí v programu COMSOL Multiphysics. Pro návrh těchto modelů byly zvoleny dva přístupy: prvním je návrh geometrie reprezentující porézní strukturu hydrogelů a druhým implementace viskoelasticity s využitím matematického konceptu kontinuálního prostředí. V rámci práce jsou prezentovány dva základní geometrické modely – trojrozměrná periodická mřížka a model koulí v objemu. Dále jsou prozkoumány možnosti implementace zobecněné Langevinovy rovnice do programu COMSOL Multiphysics, a to využitím rozhraní pro vlastní parciální diferenciální rovnice, přidáním další závislé proměnné nebo definováním externí funkce v jazyce C. Vybrané přístupy byly podrobeny hlubší analýze a vzorovým simulacím. Navržené geometrické modely se neukázaly jako vhodné pro simulaci viskoelastického prostředí. Jako nejslibnější se jeví implementace pomocí externí funkce, která nabízí nejvíce možností přizpůsobení a její implementace reflektuje teoretické základy. Součástí práce je i vlastní rozšíření Langevin Dynamics Toolbox pro program COMSOL Multiphysics usnadňující vyhodnocování dat ze simulací a upravený Python skript pro výpočet komplexního smykového modulu z MSD dat.
|
host ::
RSS.