|
|
Využití metod rozptylu světla pro studium gelace hydrogelu
Candráková, Simona ; Smilek, Jiří (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca je zameraná na štúdium gelácie hydrogélov pomocou využitia metód rozptylu svetla. Pre tieto účely boli v práci zvolené dva biopolyméry (agaróza a alginát sodný), u ktorých prebieha gelácia rozdielnym spôsobom. V prvom prípade ide o geláciu spôsobenú zmenou teploty, v druhom potom prídavkom viazväzbového katiónu. V rámci experimentálnej časti práce bola najskôr študovaná gelácia agarózy metódou DLS, boli merané teplotné rampy roztokov agarózy (40 – 30 °C), kde boli sledované veľkosti častíc v roztokoch o rôznych koncentráciách a ich pôsobenie na meraný difúzny koeficient. Metódou DLS boli stanovené hodnoty teplôt gelácie roztokov o koncentrácii 0,5 hm.% a 1,0 hm.%. Ďalej bola použitá metóda DLS mikroreológie, kde boli taktiež merané teplotné rampy agarózových roztokov (40 – 30 °C), z ktorých boli vyhodnotené teploty gelácie roztokov agarózy o koncentrácii 0,1 hm.% a 0,5 hm.%. V práci bola tiež používaná klasická reológia, kvôli vzájomnému porovnaniu viskoelastického chovania látok a zisteniu bodu gelácie roztokov agarózy. Touto metódou boli zistené teploty gelácie pre koncentrácie 0,1 hm.%, 0,5 hm.% a 1,0 hm.%. Metóda DLS bola použitá aj k sledovaniu interakcií alginátu sodného pri prídavku Ca2+ iónov, tieto interakcie boli následne tiež vyhodnotené a diskutované v experimentálnej časti.
|
|
|
Modelling of particle thermal motion
Orság, Miroslav ; Sedláček, Petr (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
The goal of this thesis was to get familiar with the basics of mathematical description of the thermal motion of particles in a given media, and with other possibilities of the software package COMSOL Multiphysics. A model for viscous and viscoelastic environments was created, a uniform and user friendly system for simulation and calculation of MSD and system for data conversion from FCS to MSD. Furthermore, the possibilities of the model for use in microrheology were assessed and another procedure in the implementation of the COMSOL program in the characterization of gels was proposed.
|
|
|
Časově rozlišená fluorescence ve výzkumu interakcí hyaluronanu a koloidních systémů
Mondek, Jakub ; Táborský, Petr (oponent) ; Peter, Kapusta (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Cílem předložené dizertační práce bylo studium pokročilých fluorescenčních technik a jejich využití v problematice koloidních soustav, respektive systémů hyaluronan-tenzid a hydrogelových systémů založených na hyaluronanu. Časově-rozlišená fluorescence spolu se stacionární fluorescencí byly použity pro studium hyaluronanových systémů za účelem určení vlivu hydratace hyaluronanu na jeho interakce s (opačně nabitými) micelárními útvary pomocí fluorescenčních sond podstupujících deprotonaci v excitovaném stavu. Nejdříve byly diskutovány různé fluroescenční sondy podstupující deprotonaci v excitovaném stavu, z nichž byla vybrána jedna jako vhodný kandidát pro další experimenty. Na základě citlivosti deprotonace v excitovaném stavu vybrané fluorescenční sondy 1-naftolu byl určen vliv hyaluronanu na vnitřní prostředí micel a zároveň byla, na základě těchto experimentů, diskutována struktura hydratačního obalu hyaluronanu. Další část předložené dizertační práce se věnovala metodě fluorescenční časově-rozlišené korelační spektroskopie a vývoji metody nanoreologie. Pomocí vytvořeného skriptu v softwaru MATLAB byly převedeny získané korelační funkce na střední posun fluorescenčně značených částic. Nejprve bylo potvrzeno, že fluroescenční korelační spektroskopie může být použita pro mikroreologická měření, a to srovnáním s již známými metodami videomikroreologie a mikroreologie pomocí dynamického rozptylu světla. Následně byla vyvinuta metoda nanoreologie a bylo diskutováno její použití pro studium pasivní nanoreologie v hydrogelových systémech založených na hyaluronanu. Na základě diskutovaných experimentů byla optimalizována metoda mikroreologie, respektive nanoreologie pomocí fluroescenční korelační spektroskopie až k použitelnosti této metody pro studium gelů.
|
|
|
Influence of particle size on microreology experiments using fluorescence correlation spectroscopy
Valovič, Stela ; Sedláček, Petr (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with microrheology measured via the fluorescence correlation spectroscopy. As microrheological probes, fluorescently marked nanoparticles of 5 sizes in the range of 10-100 nm, were used. The particles had been immersed in a variety of concentrated glycerol solutions and agarose gels of different concentrations, and the FCS measurement revealed a diffusion coefficient of individual particles in each environment. Based on the coefficient, the viscosity of the glycerol needed to stop the particles could be determined. Particles of 10 nm size were not stopped even by the 100 wt% glycerol. In the case of the agarose gels, a combination of higher agarose concentration and larger particles resulted in an increase in the diffusion coefficient to an unlikely high value. This was caused probably by an agarose autofluorescence and the value indicates stopping of the particles in the given agarose gel. Later, the data acquired by the FCS measurement were converted to MSD curves using MATLAB software. The thesis discusses the influence of the experimental parameters on the shape of the MSD curve. The results showed that the number of particles and autocorrelation function have the most significant effect.
|
|
|
Pokročilé mikroreologické techniky ve výzkumu hydrogelů
Kábrtová, Petra ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím techniky fluorescenční korelační spektroskopie pro mikroreologickou charakterizaci hydrogelu v systému hyaluronan-cetyltrimethylamonium bromid. Pro mikroreologické FCS analýzy byly použity fluorescenčně značené částice. V rámci optimalizace metody byla nejdříve na základě analýzy newtonských roztoků glycerolu vybrána nejvhodnější velikost těchto částic. Diskuse byla rovněž zaměřena na vliv změny indexu lomu měřeného roztoku na výsledky analýz. Na základě měření roztoků hyaluronanu bylo následně možné zhodnotit vliv koncentrace a molekulové hmotnosti tohoto biopolymeru na výsledky FCS mikroreologie a porovnat je s výsledky analýz modelových hydrogelů hyaluronanu a CTAB. Na závěr byla diskutována použitelnost a omezení FCS mikroreologie.
|
|
|
Interakce tenzidů se směsí hyaluronanů o různé molekulové hmotnosti
Vašíčková, Kamila ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Bylo zkoumáno chování systému směsi hyaluronanů o dvou různých molekulových hmotnostech s tenzidy. Směsi hyaluronanů byly 17 kDa s 1,46 MDa, 73 kDa s 1,46 MDa, 300 kDa s 1,46 MDa, 806 kDa s 1,46 MDa a 1800 kDa s 1,46 MDa. Tyto směsi byly vždy namíchány v hmotnostních poměrech 70:30, 50:50 a 30:70. Jako tenzid byl použit cetyltrimethylamonium bromid a TWEEN 20. Interakce byly zkoumány ve vodném roztoku s různou iontovou silou. Jako barvivo byla použita Súdánová červeň. Ve všech experimentálních řadách s cetyltrimethylamonium bromidem byl zaznamenán fenomén vzniku nekontinuální separované fáze, popsané jako perličky. Vzorky obsahující perličky byly podrobeny zkouškám stability, byly vysušeny a zpětně rehydratovány, dále byly také zahřívány. Následně byla změřena velikost částic ve zbývajícím vzorku po odfiltrování perliček. Směsi hyaluronanů byly charakterizovány měřením viskozity metodou reologie a mikroreologie. Bylo zjištěno, že tyto směsi jsou heterogenní a v každém místě vzorku není stejná viskozita.
|
|
|
Příprava a charakterizace mechanických vlastností artificiálních synoviálních kapalin
Hrochová, Eliška ; Sedláček, Petr (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou optimalizace postupu přípravy artificiální synoviální kapaliny. Hlavním předmětem studia jsou mechanické vlastnosti reálných i uměle připravených vzorků synoviální kapaliny. Pro charakterizaci byla použita DLS mikroreologie, termogravimetrická analýza (TGA) a infračervená spektroskopie (FTIR). Teoretická část této práce je rešerší metod přípravy artificiální synovie a souhrnem definic reologických pojmů. Experimentální část se zaměřuje na přípravu a charakterizaci artificiální synovie. V rámci bakalářské práce byla provedena optimalizace této přípravy v několika dílčích krocích (způsob dispergace komponent, volba molekulové hmotnosti kyseliny hyaluronové, povaha a iontová síla použitého disperzního prostředí). Připravený funkční vzorek synoviální kapaliny byl následně porovnán z hlediska materiálových charakteristik a mechanických vlastností s reálným vzorkem koňské synoviální kapaliny. Modifikací postupu, který vychází z patentu US 8716204, bylo možno vytvořit artificiální synoviální kapalinu, která splňuje viskoelastický charakter reálné matrice a je stabilní v čase.
|
|
|
Mikrorheologie v systémech polymerních koloidů
Bjalončíková, Petra ; Sedláček, Petr (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Moje bakalářská práce byla zaměřena na zhodnocení využitelnosti metody mikroreologie při výzkumu polymerních koloidů. Použitými polymery byly polystyren sulfonát sodný a karboxymethyl celulóza. Pro měření mikroreologie byly použity částice o různém poloměru (1 m a 4 m). Výsledky získané metodou pasivní mikroreologie byly porovnány s výsledky získanými klasickou reologií. Měřením bylo zjištěno, že obě pozorované látky mají viskózní charakter. Hodnoty viskozit polymerů byly u zředěných roztoků shodné u obou metod. U koncentrovaných roztoků docházelo k odchylkám. Důvodem jsou polymerní sítě, které u koncentrovanějších roztoků neumožňují částicím dostatečný pohyb.
|
|
|
SMV-2022-44: Zhotovení optické pinzety pro mikroreologii
Šerý, Mojmír
Zhotovení optické pinzety pro mikroreologii. Výsledkem výzkumu je laserový mikroskopový adaptér, který umožňuje zavedení svazku laserového záření optickým vláknem do optické soustavy mikroskopu. Mikroobjekt je zachycen ve fokusovaném laserovém svazku v blízkosti jeho ohniska. Zachycený mikroobjekt zůstává fixován v zorném poli mikroskopu a může být přemístěn vzhledem k okolí pomocí pohybu stolku mikroskopu. Objektiv mikroskopu je použit pro zobrazení zorného pole mikroobjektů a také fokusuje laserový svazek.
|
|
|
Mikroreologické modelování nástrojem COMSOL Multiphysics
Koláček, Jakub ; Sedláček, Petr (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na modelování Brownova pohybu pomocí nástroje COMSOL Multiphysics a modulu Particle Tracing. Cílem práce bylo navrhnout a vytvořit základní modely, které budou schopny věrně simulovat pohyb mikročástic ve viskózním a viskoelastickém prostředí, využitelné pro modelování pasivní mikroreologie. V rámci této práce byly vytvořeny skripty v programu Matlab pro výpočet MSD z výsledků simulací, byla provedena validace viskózního modelu s experimentálními daty a dále byly navrženy základní modely pro simulaci viskoelastického prostředí. Pro návrh těchto modelů byly zvoleny dva odlišné postupy, a to využití rigidních překážek za předpokladu diskrétního prostředí a matematický model uvažující kontinuální prostředí. Data z viskózního modelu prokázala dobrou shodu s experimentálními výsledky. Výsledky z viskoelastických simulací jsou prezentovány a je diskutován další možný vývoj těchto modelů pro možné praktické využití. Nejblíže se viskoelastickému chování přiblížil kontinuální matematický model, kdy bylo u vyhodnocení MSD pozorováno charakteristické zakřivení.
|
host ::
RSS.