|
|
Vliv obsahu organické hmoty a vápníku na imobilizaci léčiv v půdě
Kotradyová, Viktória ; Sedláček, Petr (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Zámerom tejto diplomovej práce bolo poukázať na problematiku výskytu antibiotík v prírode, predovšetkým tetracyklínu. Vysoká celosvetová spotreba, limitovaná metabolizácia v organizme a neúplná degradácia v ČOV sú príčiny, prečo sú farmaceutiká nachádzané v životnom prostredí. Ich prítomnosť môže negatívne vplývať na prírodný ekosystém, vrátane ľudí. Je preto dôležité zaoberať sa ich správaním a hľadať riešenia, ako ich z prírody odstrániť. Samotná pôda má samočistiacu schopnosť, dokáže tieto polutanty imobilizovať do štruktúr organických látok a zabrániť tak ich následnej migrácii. Prítomnosť anorganických katiónov v pôde zohráva podstatnú úlohu pri sorpčnom procese antibiotík. Konkrétne pri tetracyklíne je nutné brať v úvahu aj ióny vápnika z pôdy, s ktorými tvorí chelatačné komplexy. V praktickej časti boli sorpčnými a desorpčnými experimentami sledované interakcie tetracyklínu s pôdnymi systémami. Boli skúmané štyri pôdy s rôznym obsahom organickej hmoty a vápnika. Tetracyklín sa s vysokou účinnosťou adsorboval do všetkých štyroch pôd. Desorpčné procesy vykazovali nízku účinnosť a poukázali na stabilnú adsorpciu v pôde. Experimentálne dáta boli preložené Langmuirovou a Freundlichovou izotermou, kde druhá spomínaná je vhodná pre tri zo štyroch pôd. Následne boli prevedené sorpčné a desorpčné experimenty v pufroch so štyrmi rôznymi pH hodnotami (3, 5, 7 a 10). Vplyv pH na sorpcie nebol markantný, pri desorpciách boli sledované vyššie desorbované množstvá tetracyklínu pri nižších pH. Pre zistenie rýchlosti degradácie tetracyklínu na svetle bola sledovaná jeho fotodegradácia v roztoku. Výsledky ukazujú, že po 29. dňoch jeho koncentrácia klesla o 22 % z pôvodnej koncentrácie. Kvantitatívna analýza prebiehala pomocou UV-VIS spektroskopie a kvapalinovej chromatografie. Pre získanie informácii o sorpčnom mechanizme boli zmerané FTIR spektrá pôd.
|
|
|
Biokrystalizace jako nový koncept vývoje piezoelektrických materiálů pro biomedicínské využití
Dobešová, Kateřina ; Plichta, Tomáš (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřená na metody biofilamentace a biokrystalizace bakteriálních buněk producenta polyhydroxyalkanoátů, konkrétně bakterie Cupriavidus necator H16. Mezi hlavní metody použité na orientaci buněk patří spincoating a akustická vlna. Biokrystalizace byla vyvolána pomocí teplotního, osmotického a acidického stresu. Míra orientace buněk byla sledována mikroskopem atomárních sil, krystalizace pomocí FTIR. Mimo jiné byla určena tloušťka vrstev pomocí profilometru. Množství PHA v bakteriálních buňkách bylo stanoveno pomocí plynové chromatografie. Příprava krystalických uspořádaných vrstev biomateriálů představuje cestu k piezoelektrickým biomateriálům.
|
|
|
Možnosti využití vibrační spektroskopie při in-situ analýze PHA v mikrobiální biomase
Kevélyová, Barbora ; Samek, Ota (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cieľom tejto diplomovej práce bolo štúdium polyhydroxyalkanoátov v mikrobiálnej biomase pomocou metódy ATR-FTIR. Ďalej bola zvolená štatistická metóda PCA pre vyhodnotenie nameraných dát a pozorované korelácie či odlišnosti. Bakteriálny producenti boli Aneurinibacillus thermoaerophilus H1, AH30 a AFn2, Cupriavidus malaysiensis DSM 25816, DSM 19416 a DSM 19379 a tri kmene Schlegelella thermodepolymerans M 15344, DSM 15264 a LMG 21645. Skúmané boli rozličné heteropolyméry s rôznym obsahom monomérov a celkovým obsahom PHA. Monoméry vo vzorkách boli 3-hydroxybutyrát, 4-hydroxybutyrát, 3-hydroxyvalerát, 4-hydroxyvalerát, 5-hydroxyvalerát a 4-hydroxyhexanoát. Ako porovnávacia analýza pre presné kvantitatívne a kvalitatívne stanovenie polyhydroxyalkanoátov vo vzorkách bola prevedená plynová chromatografia. Spektrá získané metódou FTIR boli porovnávané a boli hľadané signifikantné píky, ktoré súvisia s kvalitatívnymi vlastnosťami PHA, konkrétne monomérnym zložením a stupňom kryštalinity. Na zozbierané dáta z FTIR bola úspešne aplikovaná štatistická metóda PCA, pomocou ktorej boli sledované najmä kvalitatívne rozdiely medzi vzorkami. Najdôležitejšie rozdiely boli pozorované v prípade prítomnosti monoméru 4-hydroxybutyrátu a 4-hydroxyhexanoátu, a týkali sa stupňa kryštalinity vzoriek. Analýza nepreukázala potenciál pri semi-kvantitatívnom stanovení PHA v biomase. Rozdiely medzi mikroorganizmami neboli pozorované. Postup vyhodnotenia FTIR spektier pomocou PCA by bolo vhodné do budúcna využiť pri štúdiu biomasy s obsahom rozličných monomérnych jednotiek, najmä hydroxyvalerátov v prípade ich vyššieho obsahu vo vzorke.
|
|
|
Využití pokročilých technik elektronové mikroskopie při ultrastrukturní analýze mikrobiálních buněk a produktů mikrobiálních technologií
Havlíčková, Anna ; Sedláček, Petr (oponent) ; Krzyžánek,, Vladislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se v teoretické části zaobírá přímými a nepřímými mechanismy podpory růstu rostlin prostřednictvím rhizobakterií, na které navazuje část o vybraném modelovém organismu Azotobacter vinelandii. Druhá část teorie se zaobírá elektronovou mikroskopií od možných interakcí elektronového svazku se vzorkem, přes typy elektronových mikroskopů až po různé metody přípravy biologických vzorků. V experimentální části je pojednáváno o kultivaci vybrané bakterie, gelaci připravených buněčných kultur prostřednictvím vybraných síťovacích činidel (chlorid vápenatý, kyselina jablečná, glukono--lakton s uhličitanem vápenatým) a především o různých metodách přípravy a analýzy čistých i enkapsulovaných kultur pro elektronovou mikroskopii. Konkrétně byla vybrána analýza pomocí kryogenní skenovací elektronové mikroskopie a skenovací transmisní elektronové mikroskopie. Oběma technikami byly uvnitř bakterií pozorovány poly-3-hydroxybutyrátové granule, u kterých bylo potvrzeno, že jsou elastické i za kryogenních teplot. Dále bylo zjištěno, že dochází k síťování extracelulárního alginátu i u vzorků bez přídavku síťovacích činidel, avšak přítomná hydrogelová síť byla u těchto vzorků podstatně řidší než u vzorků s přídavkem všech použitých síťovacích činidel. V této práci byla také porovnávána hustota hydrogelové sítě síťované glukono--laktonem, kdy při využití tohoto činidla s přídavkem uhličitanu vápenatého byla pozorována výrazně hustší hydrogelová síť, než při použití činidla samotného. V neposlední řadě bylo při porovnání získaných výsledků s literární rešerší zjištěno, že bakterie A. vinelandii tvoří kapsule, při jejichž tvorbě dochází ke změně tvaru z oválné na kulovitou bakterii a také ke zmenšení dané buňky. Z výsledných snímků bylo zjištěno, že jsou tyto kapsule tvořeny dvěma vrstvami, které se v literatuře nazývají jako elektrontransparentní intin a elektrondenzní exin.
|
|
|
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.
|
|
|
Study on biodegradation of synthetic biobased polyesters
Guziurová, Pavlína ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This thesis investigates the degradation characteristics of polyester polymers (PBS with incorporated dilinoleic succinate in different %wt.) in simulated body fluids, revealing minor changes in properties. Bacterial degradation was also investigated and analysis shows more significant differences in Gel Permeation Chromatography (GPC) and scanning electron microscope (SEM) results. While abiotic degradation predominates, bacterial environments lead to higher degradation levels than simulated body fluids, suggesting potential applications in packaging or agriculture. However, lower sensitivity to abiotic degradation opens new possibilities for further research into exploring bacterial and enzymatic degradation mechanisms for environmentally sustainable alternatives across industries.
|
|
|
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.
|
|
|
Koncept materiálového toku zásobování výrobní linky
Sedláček, Petr ; Dorušáková, Kamila (oponent) ; Zeizinger, Lukáš (vedoucí práce)
Obsahem této diplomové práce je rešeršní rozbor jednotlivých pojmů v oblasti podnikové logistiky s důrazem na vnitropodnikovou přepravu. V praktické části je zhodnocen aktuální stav zavážení výrobní linky a na základě daných parametrů jsou zhotoveny nové varianty zásobení linky. Součástí práce je také vytvoření simulačních modelů všech variant v programu Plant Simulation a na základě získaných dat jsou vyvozeny závěry.
|
|
|
Charakterizace vybraných bakteriálních kmenů získaných během evolučních experimentů
Hrabalová, Vendula ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá použitím evolučního inženýrství na bakteriální kmeny produkující polyhydroxyalkanoáty (PHA). Cílem této práce byla charakterizace adaptovaných bakteriálních kmenů na vybrané selekční tlaky. Pro evoluční experimenty byly vybrány dvě bakterie, Cupriavidus necator H16 a Halomonas halophila. Selekční tlaky, kterými se působilo na bakterie byly měďnaté kationty (Cu2+) a chlorid sodný (NaCl) pro C. necator H16, a kyselina octová (AA) a levulová (LA) pro H. halophila. Adaptované kmeny byly v průběhu dlouhodobých evolučních experimentů charakterizovány co do obsahu PHA a jeho Mw pomocí analýz GC-FID a SEC-MALS. Dále byl studován růst jednotlivých adaptovaných kmenů měřením optické hustoty. Pomocí spektrálního FC byla následně změřena procenta živých buněk po vystavení bakterií vybraným stresovým faktorům. Byly stanoveny specifické enzymové aktivity vybraných enzymů citrátového a glyoxalátového cyklu, enzymů generujících NADPH, enzymu zapojeného do metabolismu LA a enzymů biosyntézy PHA. U všech experimentů byly adaptované kmeny porovnávány s kmeny divokými. Optimální adaptace se projevila u bakterie C. necator H16 na Cu2+. Bakterie H. halophila byla na závěr kultivována v hydrolyzátu z lignocelulózových odpadů, kdy bylo zjištěno, že adaptovaný kmen H. halophila na LA je schopen produkovat více PHA než kmen původní.
|
|
|
Mikroreologie pomocí fluorescenční korelační spektroskopie
Kábrtová, Petra ; Sedláček, Petr (oponent) ; Mondek, Jakub (vedoucí práce)
Bylo provedeno srovnání tří pasivních mikroreologickych technik se zaměřením na FCS. K analyzám byly použity fluorescenčně značené a neznačené polystyrenové částice, pomocí kterych byly zjišťovány mikroreologické vlastnosti roztoků glycerolu, Mili-Q vody a roztoků hyaluronanu o různych molekulovych hmotnostech. Pro metodu FCS byla navíc odvozena a ověřena jednodušší aproximovaná rovnice pro vypočet hodnot MSD. Bylo zjištěno, že FCS překonává stávající mikroreologické techniky DLS a video-mikroreologii možností získat širší oblast dat. A to včetně té oblasti, ve které dosud nebylo možno mikroreologické vlastnosti vzorku pomocí DLS nebo video-mikroreologie spolehlivě popsat.
|
host ::
RSS.