|
|
Surface Treatment of Materials for BioTechnologies
Šupák, Marek ; Slámová, Jitka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
The theoretical part focuses on the importance of yeast, its role in brewing, the need for a reliable and economically beneficial pasteurization step that would meet modern requirements. Also in this part is defined plasma, its occurrence and the use of the glass structure used in the practical part. In the first part of the experimental work, the bachelor thesis deals with the action of plasma as a means of pasteurization. Saccharomyces cerevisiae yeast was introduced into the plasma. Gradually, the period of exposure of the yeast to the plasma discharge was determined and the number of survived and dead cells monitored. The methylene blue dye was used to identify yeast viability. After staining, the yeast was monitored under a microscope and calculated. Bürker's cell was used to determine the number of yeast cells. The experiment demonstrated plasma activity as a sterilization step, due to the decreasing number of living cells and the increase in the number of dead cells in the yeast-containing sample. In the 2nd part the surface was activated in the plasma discharge. The glass thus prepared was immersed in the culture medium for 24 hours to form a layer of culture medium on the surface of the glass. The remainders of the culture medium were then discharged and a small amount of yeast in the distilled water was pipetted. After 24 hours the yeast was counted on the Bürker's cell, the yeast growth was evaluated and the plasma activation efficiency was evaluated for activation and layer formation. The method of contact angles was used to confirm the effect of plasma on the surface of the glass. In this section, we demonstrated the effect of plasma on the surface of the glass and the formation of a thin layer of nutrient medium that supplied the yeast with the necessary substances for reproduction.
|
|
|
Plasma Sterilization of Biopolymers
Hantáková, Michaela ; Slámová, Jitka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
This thesis is dialled to studying the plasma sterilization of biopolymers using lowtemperature non-equilibrium plasma of electrical discharges for the medical applications. The dielectric barrier discharge was generated in atmospheric gases based mixtures at atmospheric pressure. The sodium glass plates were used as dielectric to ensure the discharge operation in the atmospheric pressure glow mode. The effect of various physical parameters of the plasma as well as the stress factors on the sterilization efficiency were studied. The gram-positive bacteria Micrococcus Luteus and gram-negative bacteria Serratia Marcesceus were used as the model organisms under the current study. The bacterial samples were deposited on the Whatman 1 paper as well as on the biopolymer fibres made of P3HB (trade mark Hydal of company Nafigate Corporation). and then exposed to the plasma. The experimental results are evaluated by the available microbiological analysis methods. The samples were after exposed directly to the plasma. Experimental results were evaluated by the accessible microbiologic techniques. The results confirmed the plasma sterilization success; the best results were obtained using sterilization by DBD generated in wet air enriched by oxygen. The detailed research of sterilization using the low temperature non-equilibrium plasma will be a subject of consequent master Thesis.
|
|
|
Studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje
Slámová, Jitka ; Pekárek, Stanislav (oponent) ; doc. RNDr. Karol Hensel, Ph.D., oponent (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce bylo studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje pracujícího za atmosférického tlaku. Jako modelové mikroorganismy byly při studiu použity plíseň Aspergillus niger, grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a částečně také gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky mikroorganismů byly naneseny na papír Whatman 1 nebo PET folii a vystaveny účinkům plazmatu. Plazma bylo generováno v prostředí argonu, dusíku, suchého a vlhkého vzduchu s frekvencí do 10 kHz a hustotou výkonu dle použitého plynu 1,2-2,9 W/cm3. Sterilizační účinky dielektrického bariérového výboje byly hodnoceny z hlediska vlivu procesního plynu, hustoty výkonu dodávaného do plazmatu, délky expoziční doby, typu mikroorganismu a materiálu nosiče. Část této studie byla zaměřena na zhodnocení příspěvku jednotlivých mechanismů (UV, teplota a reaktivní částice) k inaktivaci v jednotlivých procesních plynech a vlivu vlhkosti procesního plynu na průběh sterilizačního procesu. Plazma bylo diagnostikováno pomocí optické emisní spektroskopie, teplota byla monitorována termočlánkem. Mimoto bylo pomocí rastrovací elektronové mikroskopie zhodnoceno mechanické poškození buněčného materiálu a případný vliv plazmového opracování na nosný materiál. Na základě dosažených výsledků lze říci, že s nárůstem expoziční doby klesal počet životaschopných mikroorganismů. Obdobně s nárůstem hustoty výkonu dodávaného do plazmatu docházelo k nárůstu rychlosti inaktivace. Při sterilizaci vzorků spor A. niger v plazmatu generovaném v jednotlivých procesních plynech klesaly sterilizační účinky plazmatu dle použitého plynu v pořadí argon, vlhký vzduch, dusík a suchý vzduch. Výsledky sterilizace dalších modelových mikroorganismů v prostředí argonu ukázaly, že citlivost vegetativních buněk resp. spor mikroorganismů vůči účinkům DBD klesala v pořadí: spory A. niger, vegetativní buňky B. subtilis, vegetativní buňky E. coli a spory B. subtilis. Současně porovnáním výsledků získaným při sterilizaci spor a vegetativních buněk B. subtilis a A. niger bylo zjištěno, že spory jsou výrazně odolnější vůči sterilizačním účinkům plazmatu. Kombinací výsledků dosažených při studiu dílčích mechanismů, výsledků OES a průběhů inaktivačních křivek bylo zjištěno, že k inaktivaci významným způsobem přispívají ve všech procesních plynech reaktivní částice generované plazmatem. Dále k inaktivaci částečně příspívá UV záření, v omezené míře i teplota, přičemž význam UV záření klesal v pořadí dusík, argon, suchý vzduch a vlhký vzduch. Na základě výsledků oddělené studie bylo dále zjištěno, že příspěvek jednotlivých mechanismů, tj. UV záření, teploty a reaktivních částic se může lišit v závislosti na použitém modelovém mikroorganismu, což je dáno odlišnou citlivostí mikroorganismů vůči nepříznivým vnějším vlivům. SEM analýza povrchu obou materiálů vystavených účinkům DBD v prostředí všech použitých plynů prokázala v případě PET folie výskyt důlkové koroze již při několika minutovém působení plazmatu, zatímco v případě papíru nebyly zaznamenány žádné viditelné změny.
|
|
|
Studium sterilizačního účinku diafragmového výboje v kapalinách
Holíková, Lenka ; Slámová, Jitka (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním cílem této bakalářské práce je studium sterilizačního účinku diafragmového výboje v kapalinách. Sterilizace je proces, při kterém dochází k eliminaci všech forem života. Obecně se sterilizace dělí na fyzikální a chemické. Plazmová sterilizace je řazena do fyzikálních metod, ačkoliv se v ní uplatňuje i působení chemických procesů. Využívá se při ní vlivů UV záření, volných radikálů a teploty. Jako modelové mikroorganismy jsou v této práci využívány spóry plísně Aspergillus niger F8189 a spóry bakterie Bacillus subtilis. Aspergillus niger je vhodný mikroorganismus pro jeho odolnost vůči změnám pH, je životaschopný v širokém rozmezí hodnot pH. Bacillus subtilis je vybrán kvůli dobré teplotní rezistenci. Diafragmový výboj je jedním z možných typů elektrických výbojů buzených v kapalinách. Jedná se o nízkoteplotní plazma, které je generováno pomocí vysokého stejnosměrného napětí. V plazmových kanálcích („streamerech“) vznikají různé fyzikální a chemické procesy. Mezi chemické procesy patří hlavně generace aktivních látek a částic, které iniciují chemické reakce a atakují spóry plísní a bakterií obsažených v kapalinách. Do fyzikálních procesů se řadí rázové vlny, silné elektrické pole a ultrafialové záření. Pokusy byly prováděny v reaktoru s odděleným katodovým a anodovým prostorem. V nevodivé přepážce byla uchycena PET diafragma s otvorem velikosti špendlíkové dírky (počáteční průměr 0,4 mm). Bylo pozorováno zvětšení otvoru v důsledku degradace materiálu na hraně dírky vlivem výboje. Odbourávání spór bylo pozorováno v závislosti na čase a na výkonu. Dalšími měřenými veličinami byly pH, vodivost a teplota. Nebylo prokázáno odlišné působení v katodovém a anodovém prostoru. Hlavním činitelem odstranění spór plísně Aspergillus niger byla pravděpodobně teplota, protože u teplotně odolnějšího mikroorganismu Bacillus subtilis nebyl pozorován prokazatelný sterilizační účinek působení diafragmového výboje. Byl také proveden pokus, při kterém byl zkoumán pouze vliv teploty na spóry plísně Aspergillus niger. Vzorky byly umístěny v termostatu, kde byl simulován stejný teplotní nárůst jako ve výboji. Experiment měl podobný průběh jako pokus ve výboji.
|
|
|
Surface Treatment of Materials for BioTechnologies
Šupák, Marek ; Slámová, Jitka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
The theoretical part focuses on the importance of yeast, its role in brewing, the need for a reliable and economically beneficial pasteurization step that would meet modern requirements. Also in this part is defined plasma, its occurrence and the use of the glass structure used in the practical part. In the first part of the experimental work, the bachelor thesis deals with the action of plasma as a means of pasteurization. Saccharomyces cerevisiae yeast was introduced into the plasma. Gradually, the period of exposure of the yeast to the plasma discharge was determined and the number of survived and dead cells monitored. The methylene blue dye was used to identify yeast viability. After staining, the yeast was monitored under a microscope and calculated. Bürker's cell was used to determine the number of yeast cells. The experiment demonstrated plasma activity as a sterilization step, due to the decreasing number of living cells and the increase in the number of dead cells in the yeast-containing sample. In the 2nd part the surface was activated in the plasma discharge. The glass thus prepared was immersed in the culture medium for 24 hours to form a layer of culture medium on the surface of the glass. The remainders of the culture medium were then discharged and a small amount of yeast in the distilled water was pipetted. After 24 hours the yeast was counted on the Bürker's cell, the yeast growth was evaluated and the plasma activation efficiency was evaluated for activation and layer formation. The method of contact angles was used to confirm the effect of plasma on the surface of the glass. In this section, we demonstrated the effect of plasma on the surface of the glass and the formation of a thin layer of nutrient medium that supplied the yeast with the necessary substances for reproduction.
|
|
|
Plasma Sterilization of Biopolymers
Hantáková, Michaela ; Slámová, Jitka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
This thesis is dialled to studying the plasma sterilization of biopolymers using lowtemperature non-equilibrium plasma of electrical discharges for the medical applications. The dielectric barrier discharge was generated in atmospheric gases based mixtures at atmospheric pressure. The sodium glass plates were used as dielectric to ensure the discharge operation in the atmospheric pressure glow mode. The effect of various physical parameters of the plasma as well as the stress factors on the sterilization efficiency were studied. The gram-positive bacteria Micrococcus Luteus and gram-negative bacteria Serratia Marcesceus were used as the model organisms under the current study. The bacterial samples were deposited on the Whatman 1 paper as well as on the biopolymer fibres made of P3HB (trade mark Hydal of company Nafigate Corporation). and then exposed to the plasma. The experimental results are evaluated by the available microbiological analysis methods. The samples were after exposed directly to the plasma. Experimental results were evaluated by the accessible microbiologic techniques. The results confirmed the plasma sterilization success; the best results were obtained using sterilization by DBD generated in wet air enriched by oxygen. The detailed research of sterilization using the low temperature non-equilibrium plasma will be a subject of consequent master Thesis.
|
|
|
Studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje
Slámová, Jitka ; Pekárek, Stanislav (oponent) ; doc. RNDr. Karol Hensel, Ph.D., oponent (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce bylo studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje pracujícího za atmosférického tlaku. Jako modelové mikroorganismy byly při studiu použity plíseň Aspergillus niger, grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a částečně také gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky mikroorganismů byly naneseny na papír Whatman 1 nebo PET folii a vystaveny účinkům plazmatu. Plazma bylo generováno v prostředí argonu, dusíku, suchého a vlhkého vzduchu s frekvencí do 10 kHz a hustotou výkonu dle použitého plynu 1,2-2,9 W/cm3. Sterilizační účinky dielektrického bariérového výboje byly hodnoceny z hlediska vlivu procesního plynu, hustoty výkonu dodávaného do plazmatu, délky expoziční doby, typu mikroorganismu a materiálu nosiče. Část této studie byla zaměřena na zhodnocení příspěvku jednotlivých mechanismů (UV, teplota a reaktivní částice) k inaktivaci v jednotlivých procesních plynech a vlivu vlhkosti procesního plynu na průběh sterilizačního procesu. Plazma bylo diagnostikováno pomocí optické emisní spektroskopie, teplota byla monitorována termočlánkem. Mimoto bylo pomocí rastrovací elektronové mikroskopie zhodnoceno mechanické poškození buněčného materiálu a případný vliv plazmového opracování na nosný materiál. Na základě dosažených výsledků lze říci, že s nárůstem expoziční doby klesal počet životaschopných mikroorganismů. Obdobně s nárůstem hustoty výkonu dodávaného do plazmatu docházelo k nárůstu rychlosti inaktivace. Při sterilizaci vzorků spor A. niger v plazmatu generovaném v jednotlivých procesních plynech klesaly sterilizační účinky plazmatu dle použitého plynu v pořadí argon, vlhký vzduch, dusík a suchý vzduch. Výsledky sterilizace dalších modelových mikroorganismů v prostředí argonu ukázaly, že citlivost vegetativních buněk resp. spor mikroorganismů vůči účinkům DBD klesala v pořadí: spory A. niger, vegetativní buňky B. subtilis, vegetativní buňky E. coli a spory B. subtilis. Současně porovnáním výsledků získaným při sterilizaci spor a vegetativních buněk B. subtilis a A. niger bylo zjištěno, že spory jsou výrazně odolnější vůči sterilizačním účinkům plazmatu. Kombinací výsledků dosažených při studiu dílčích mechanismů, výsledků OES a průběhů inaktivačních křivek bylo zjištěno, že k inaktivaci významným způsobem přispívají ve všech procesních plynech reaktivní částice generované plazmatem. Dále k inaktivaci částečně příspívá UV záření, v omezené míře i teplota, přičemž význam UV záření klesal v pořadí dusík, argon, suchý vzduch a vlhký vzduch. Na základě výsledků oddělené studie bylo dále zjištěno, že příspěvek jednotlivých mechanismů, tj. UV záření, teploty a reaktivních částic se může lišit v závislosti na použitém modelovém mikroorganismu, což je dáno odlišnou citlivostí mikroorganismů vůči nepříznivým vnějším vlivům. SEM analýza povrchu obou materiálů vystavených účinkům DBD v prostředí všech použitých plynů prokázala v případě PET folie výskyt důlkové koroze již při několika minutovém působení plazmatu, zatímco v případě papíru nebyly zaznamenány žádné viditelné změny.
|
|
|
Studium sterilizačního účinku diafragmového výboje v kapalinách
Holíková, Lenka ; Slámová, Jitka (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním cílem této bakalářské práce je studium sterilizačního účinku diafragmového výboje v kapalinách. Sterilizace je proces, při kterém dochází k eliminaci všech forem života. Obecně se sterilizace dělí na fyzikální a chemické. Plazmová sterilizace je řazena do fyzikálních metod, ačkoliv se v ní uplatňuje i působení chemických procesů. Využívá se při ní vlivů UV záření, volných radikálů a teploty. Jako modelové mikroorganismy jsou v této práci využívány spóry plísně Aspergillus niger F8189 a spóry bakterie Bacillus subtilis. Aspergillus niger je vhodný mikroorganismus pro jeho odolnost vůči změnám pH, je životaschopný v širokém rozmezí hodnot pH. Bacillus subtilis je vybrán kvůli dobré teplotní rezistenci. Diafragmový výboj je jedním z možných typů elektrických výbojů buzených v kapalinách. Jedná se o nízkoteplotní plazma, které je generováno pomocí vysokého stejnosměrného napětí. V plazmových kanálcích („streamerech“) vznikají různé fyzikální a chemické procesy. Mezi chemické procesy patří hlavně generace aktivních látek a částic, které iniciují chemické reakce a atakují spóry plísní a bakterií obsažených v kapalinách. Do fyzikálních procesů se řadí rázové vlny, silné elektrické pole a ultrafialové záření. Pokusy byly prováděny v reaktoru s odděleným katodovým a anodovým prostorem. V nevodivé přepážce byla uchycena PET diafragma s otvorem velikosti špendlíkové dírky (počáteční průměr 0,4 mm). Bylo pozorováno zvětšení otvoru v důsledku degradace materiálu na hraně dírky vlivem výboje. Odbourávání spór bylo pozorováno v závislosti na čase a na výkonu. Dalšími měřenými veličinami byly pH, vodivost a teplota. Nebylo prokázáno odlišné působení v katodovém a anodovém prostoru. Hlavním činitelem odstranění spór plísně Aspergillus niger byla pravděpodobně teplota, protože u teplotně odolnějšího mikroorganismu Bacillus subtilis nebyl pozorován prokazatelný sterilizační účinek působení diafragmového výboje. Byl také proveden pokus, při kterém byl zkoumán pouze vliv teploty na spóry plísně Aspergillus niger. Vzorky byly umístěny v termostatu, kde byl simulován stejný teplotní nárůst jako ve výboji. Experiment měl podobný průběh jako pokus ve výboji.
|
host ::
RSS.