|
|
Využití fyzikálně-chemických analýz při studiu stresových odpovědí mikroorganismů
Slaninová, Eva ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitelností fyzikálně-chemických analýz při vlivu stresových faktorů na mikroorganismy, kde hlavní náplní této práce bylo navržení a následná optimalizace technik a metod, které jsou obecně využívány v odlišných oblastech vědy a výzkumu. Jako modelové mikroorganismy, podrobené fyzikálně-chemickým analýzám v experimentální části této práce, byly zvoleny dva bakteriální kmeny: Cupriavidus necator H16 a její mutantní kmen Cupriavidus necator PHB-4 lišící se schopností produkce polyhydroxyalkanoátů. Nejprve byly navrženy a otestovány mikroskopické techniky jako transmisní elektronová mikroskopie (TEM), kryo skenovací elektronová mikroskopie (kryo-SEM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) sloužící k charakterizaci morfologických odlišností bakterií. Dále byly stanovovány a porovnávány viskoelastické vlastnosti bakterií prostřednictvím oscilačních testů metodou reologie, které byly rovněž otestovány a optimalizovány s ohledem na typ vzorků. Mezi další navržené a otestované fyzikálně-chemické metody patří termická analýza, konkrétně diferenční skenovací kalorimetrie (DSC) a termogravimetrická analýza (TGA) zabývající se transportem vody a chování intracelulární vody s ohledem na vliv přítomných PHB granulí v bakteriích. Poslední technika, která byla zavedena a optimalizována, je použití dynamického a elektroforetického rozptylu při měnícím se pH, sloužící k charakterizaci povrchových vlastností bakterií (velikost, zeta potenciál, izoelektrický bod).
|
|
|
Effect of sub-micrometer structural features on rheology of polymer nanocomposites
Lepcio, Petr ; Chodák,, Ivan (oponent) ; doc.Ing.Marián Lehocký, Ph.D. (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Polymer nanocomposites (PNCs) hold a great promise as future lightweight functional materials processable by additive manufacturing technologies. However, their rapid deployment is hindered by their performance depending strongly on the nanoparticle (NP) spatial organization. Therefore, the ability to control the nanoparticle dispersion in the process of PNCs preparation is a crucial prerequisite for utilizing their potential in functional composites. This work investigates solution blending of PNCs in a model glass forming polymer matrix, a bulk processing technique of a tailored NP spatial organization controlled by structural and kinetic variables of the preparation protocol. The presented results describe the differences between nanoparticle induced changes on the rheological behavior of a polystyrene solution under large amplitude oscillation shear (LAOS). High-affinity OP-POSS NPs seem to interact with the PS at low filler loadings and form stiffened aggregates, whereas low-affinity OM-POSS NPs remained rather uninvolved in the polymer deformation at these conditions. Furthermore, an interest was focused on the impact of the blending solvent on the NP spatial arrangement in silica/PMMA and silica/PS nanocomposites, which has already been suggested as the controlling parameter of the solid-state structure. An emphasis was put on the qualitative differences between “poorly dispersed” NP arrays which, by combination of rheological assessment and structural analysis (TEM, USAXS), were identified as chain bound clusters and two types of aggregates, one of thermodynamic and the other of a kinetic origin, which are characterized by substantially distinct formation kinetics and mismatched properties compared to individually dispersed NPs and each other. The currently observed types of NP dispersion were quantitatively linked with their rheological properties during the solution blending step and the amount of polymer adsorption and depletion attraction. The results were compared to the PRISM theory. Finally, the importance of NP spatial organization was demonstrated on the comparison of glass transition temperatures of various structures at constant chemical composition.
|
|
|
Příprava, charakterizace a aplikační potenciál hydrogelů na bázi (semi)interpenetrovaných polymerních sítí
Papežíková, Hana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo optimalizovat přípravu hydrogelu na bázi semi-interpenetrových polymerních sítí. Jako modelovým hydrogelem byl vybrán polyhydroxyethyl methakrylát díky jeho velkému využití v biomedicíně. Pro přípravu byla využita termoiniciace a následně byla vyměněna za fotoiniciaci. Po optimalizaci přípravy hydrogelu s vyhovujícími vlastnostmi byl do něj vpraven polyelektrolyt polystyrensulfonát sodný. Objektem zkoumání byl jeho vliv na strukturu, tokové a transportní vlastnosti hydrogelů. Všechny vlastnosti byly zkoumány pomocí sušení, reologie a fluorescenční korelační spektroskopie. Výsledky poukazují na ovlivnění vlastností hydrogelu pomocí polyelektrolytů.
|
|
|
Vývoj materiálu na bázi hydrogelů kyseliny hyaluronové pro regeneraci myokardu
Kovářová, Lenka ; Kubala,, Lukáš (oponent) ; Prokš,, Vladimír (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato disertační práce je zaměřena na vývoj materiálů na bázi kyseliny hyaluronové (HA) využitelných v regenerativní medicíně, především pro léčbu srdeční tkáně po infarktu myokardu. Předmětem studia je oxidovaná forma HA (HA-Ox) a hydroxyfenyl derivát HA (HA-TA). HA-Ox lze zesítit pomocí bifunkčního alkoxyaminu POA a HA-TA podstupuje ve vodném prostředí v přítomnosti peroxidu vodíku enzymatickou reakci katalyzovanou křenovou peroxidázou, vedoucí k tvorbě gelu. Cílem bylo studium chemických a fyzikálních vlastností, kinetiky gelace a podmínek síťovací reakce vyvíjených materiálů. U hydrogelů byly charakterizovány mechanické a viskoelastické vlastnosti, degradabilita či stabilita v simulovaných tělních tekutinách. Tyto hydrogely slouží jako scaffoldy pro vybraný typ buněk. Pro podporu buněčné adheze a viability byla do struktury hydroxyfenyl derivátu HA navázána RGD sekvence. Tento finální materiál byl také kompatibilní s vybranými aplikačními zařízeními. Jeho viskozita a výtlačná síla byla dostatečné nízká, aby umožnila aplikaci pomocí katetru s velmi malým vnitřním průměrem. Také byla zajištěna aplikovatelnost materiálu přes přívodní hadičku do nosné kapsy druhého zařízení SPREADS s dobrou homogenitou, buněčnou distribucí a viabilitou. V neposlední řadě byl materiál aplikován pomocí těchto zařízení in vivo během preklinické studie.
|
|
|
Příprava hydrogelů s obsahem huminových látek pro kosmetické aplikace
Pavlicová, Renata ; Mravec, Filip (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci hydrogelů s obsahem huminových látek a hodnocení jejich případné využitelnosti v kosmetické praxi. Náplní práce bylo vypracovat literární rešerši se zaměřením na potenciál využití huminových látek v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Dále bylo cílem připravit modelové hydrogely přídavkem rozpustných huminových látek do tradičních kosmetických kompozic a jejich charakterizace metodami základní materiálové analýzy. Hlavními sledovanými parametry byla konzistence vzniklých gelů (hodnocená subjektivně a následně reometricky), jejich vnitřní pH a množství sušiny. Experimentální část prokázala, že inkorporací huminových látek do hydrogelů vzniknou gely přijatelných charakteristik pro případné další využití v kosmetických aplikacích.
|
|
|
Derivatizace hyaluronanu sodného jakožto nástroj pro zvýšení stability modelové artificiální synoviální kapaliny
Hrochová, Eliška ; Mravec, Filip (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá optimalizací postupu modifikace kyseliny hyaluronové pro přípravu artificiálních synoviálních kapalin. Na základě literární rešerše byla pro modifikaci zvolena aminokyselina alanin. Hlavním cílem bylo zlepšení mechanických a stabilitních vlastností artificiální synoviální kapaliny. Charakterizace byla provedena pomocí DLS mikroreologie, makroreologie, termogravimetrické analýzy (TGA), víceúhlového rozptylu světla spojeného s asymetrickou frakcionací tokem pole (AF4-MALS ) a infračervené spektroskopie (FTIR). Teoretická část této práce se zaměřuje na pohybový aparát, popis synoviální kapaliny a roli hyaluronanu v metabolismu. V rámci diplomové práce byla modifikována artificiální synoviální kapalina, jejíž příprava byla stěžejním bodem předešlé bakalářské práce. Experimentální část se zaměřuje na postup modifikace hyaluronanu, srovnání vzorků artificiálních synoviálních kapalin bez modifikace, obsahující modifikovaný hyaluronan a s modifikovaným hyaluronanem i chondroitin sulfátem. Připravené vzorky byly hodnoceny z hlediska viskoelastických vlastností, časové a enzymatické stability. Pro srovnání byl použit i volně dostupný viskosuplement Orthovisc® a reálná koňská synovie.
|
|
|
Technická viskózní křivka pro vstřikování plastů
Hejkalová, Anna ; Svoboda, Jan (oponent) ; Kandus, Bohumil (vedoucí práce)
Vstřikování je velmi závislé na tokových vlastnostech plastů. Bakalářská práce srovnává konvenční měření jejich reologických vlastností s metodou vstřikování na technickou viskózní křivku. Tato metoda umožňuje určit optimální hodnotu vstřikovací rychlosti, při níž už odpor proti vstřikování neumožňuje výrazné zlepšení tokových vlastností taveniny, naopak zvyšuje energetickou spotřebu procesu. Zároveň se snaží prokázat výhodnost této metody.
|
|
|
Studium sol-gel procesu agarózy pomocí klasické reologie a dynamického rozptylu světla
Krňávková, Šárka ; Hnyluchová, Zuzana (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřená na charakterizaci hydrogelů jak z reologického hlediska, tak z hlediska metody dynamického rozptylu světla. Reologická část výzkumu se týká zjištění vlivu teploty na jejich mechanické vlastnosti hydrogelů, stanovení teploty gelace a teploty tuhnutí a také vliv stáří gelů na mechanické vlastnosti. Pomocí rozptylové techniky byl zjišťován vliv velikosti částic v roztoku na difúzní koeficient a vliv koncentrace hydrogelu s použitými částicemi na difúzní koeficient. Následně byla zjišťována korelace mezi získanými daty z obou typů měření a diskutována vhodnost použití rozptylových metod k charakterizaci hydrogelů.
|
|
|
Vliv velikosti částic kosmetických pigmentů na vlastnosti finálního výrobku
Obručová, Kateřina ; Hurčíková, Andrea (oponent) ; Zemanová, Jana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium vlivu velikosti kosmetických pigmentů na vlastnosti finálního výrobku. Tento vliv byl studován na vzorcích make-upu dodaných průmyslovým partnerem. Vzorky make-upů byly proměřeny metodou reologie a byly určeny meze toku všech vzorků. Pro určení velikosti a tvaru částic pigmentů bylo využito skenovací elektronové mikroskopie. Velikost částic byla také měřena metodou dynamického rozptylu světla, docházelo však k tvorbě agregátů a výsledky tak byly zkreslené. Pro snadnější určení typů pigmentů ve vzorcích bylo za pomocí detektoru EDS stanoveno prvkové složení pigmentů (Ti, Fe, O, Al). Z důvodu neznámého složení make-upů byly doplněny informace rentgenovou práškovou difrakční analýzou (XRD), a tím bylo možné určit sloučeniny TiO2 (anatas a rutil), FeOOH a Fe2O3. Výsledky získané těmito metodami ukázaly, jaké pigmenty lze v předložených reálných vzorcích make-upů nalézt, jaké mají velikosti a tvary. Bylo dokázáno, že čím menší pigmenty jsou, tím se zvyšuje je viskozita a mez toku finálního produktu. Čím vyšší jsou tyto veličiny, tím hůře se s výrobkem manipuluje.
|
|
|
Viskoelastické vlastnosti hydrogelových systémů v závislosti na relativní vlhkosti
Kouřilová, Ludmila ; Heger, Richard (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá především stanovením závislosti viskoelastických vlastností fyzikálně síťovaných hydrogelů na relativní vlhkosti řízené vlhkostní celou (jakožto příslušenstvím k rotačnímu reometru), popřípadě exsikátorem se sušicím médiem. Hlavním cílem byla optimalizace metodiky vlhkostní cely pro reologické stanovení viskoelastických vlastností hydrogelových materiálů jako funkce relativní vlhkosti a ověření této metodiky na agarózovém hydrogelu. Výsledky ukázaly, že agarózový hydrogel po vystavení zvolené relativní vlhkosti postupně ztrácí disperzní prostředí, což v případě měření se standardním nastavením kontroly měřicí štěrbiny, která je během měření konstantní, vede ke ztrátě kontaktu horního senzoru reometru se vzorkem. Jako vhodné řešení se ukázalo nastavení kontroly normálové síly, které vedlo k postupnému snižování výšky horního senzoru reometru, což umožnilo udržet během vysychání hydrogelu normálovou sílu na požadované hodnotě. Vlhkostní cela se ukazuje jako vhodná metoda stanovení závislosti viskoelastických vlastností hydrogelů na relativní vlhkosti. Na rozdíl od použití exsikátoru se sušicím médiem nedochází k tak prudkému sušení hydrogelového vzorku, které by vedlo k porušení struktury na jeho povrchu. Další výhodou vlhkostní cely je schopnost udržet požadovanou hodnotu relativní vlhkosti i v případě, že gel začne do svého okolí uvolňovat disperzní prostředí, což v exsikátoru se sušicím médiem možné nebylo.
|
host ::
RSS.