|
|
Izolace a charakterizace přírodních aktivních látek a možnosti jejich aplikace při přípravě doplňků stravy
Šmídová, Veronika ; Němcová, Andrea (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na charakterizaci a izolaci přírodních aktivních látek, a to zejména lipofilního charakteru. Další část práce je zaměřena na enzymy a jejich enkapsulaci do alginátových částic pro následné navržení enzymatického doplňku stravy s optimálním složením pro děti. Teoretická část práce se zaměřuje primárně na problematiku dětské výživy již od útlého věku, tedy na nezbytné živiny, které dítě musí přijímat, aby mohlo bezproblémově růst. Také se zabývá dostupností enzymatických doplňků stravy pro děti. Na závěr se teoretická část zabývá nedostatkem vybraných přírodních látek a jejich působením v souvislosti s nádorovými onemocněními. V experimentální části byly charakterizovány čtyři druhy olejnatých semen, respektive olejů, získaných z těchto semen. Oleje byly získávány dvěma metodami, a to lisováním za studena na kuchyňské lisu Yoda a extrakcí v organickém rozpouštědle na automatickém přístroji Soxtherm. Jednalo se o římský kmín, lněná, sezamová a dýňová semínka. U takto získaných olejů proběhla charakterizace přírodních aktivních látek, konkrétně celkového obsahu fenolických sloučenin, flavonoidů, antioxidačních látek, karotenoidů, chlorofylů a mastných kyselin. Z vybraných extraktů byly dále připraveny liposomy, u nichž byl pozorován vliv na nádorové střevní buňky. V neposlední řadě byly vybrány enzymy, které byly enkapsulovány do alginátových částic o průměru 450 µm a byla zkoumána například proteolytická aktivita daných enkapsulovaných enzymů po působení modelových trávicích šťáv. Poslední část práce byla zaměřena na optimalizaci kompletního doplňku stravy s přídavkem alginátových částic jako nosičů enzymů. Takto připravené vzorky doplňků stravy byly podrobeny senzorické analýze.
|
|
|
Incorporation of microbial cells in hydrogel carriers
Orišková, Sofia ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
The presented diploma thesis focuses on the use of plant growth promoting bacteria as an ecological alternative to conventional fertilizers. The incorporation of bacterial cells into hydrogel carriers is already a well-studied topic, but due to its disadvantages it has not yet found wider application in agriculture. This work offers a novel concept of encapsulating bacteria by gelation directly from the culture. This is achieved by crosslinking the bacterial alginate produced by the model microorganism Azotobacter vinelandii. Since this process was not described before, first its optimization was needed. Alginate production was determined gravimetrically, and its parameters were further characterized using available analytical methods – infrared spectroscopy to monitor structural parameters (monomer composition and the extent of acetylation), dynamic light scattering to characterize the size distribution and AF4-MALS-dRI to obtain the molecular weight. Bacterial PHB production was also investigated using gas chromatography and infrared spectroscopy. The second part of the work is focused on the optimization of the gelling process using bacterial alginate from the culture and CaCl2 as a crosslinking agent. Rheological experiments were used as a tool in understanding the viscoelastic properties of the prepared gels. Gelation was demonstrated within the first day after inoculation. Maximum production of alginate (1,9 ± 0,3) g/l was reached on the fourth day after inoculation. It was found that the addition of 5 g/l of calcium carbonate promotes the production of alginate. Nevertheless, further addition of CaCO3 (30 g/l) showed adverse effects on the molecular weight and is therefore not recommended. Production of PHB was confirmed by both FTIR and GC measurements, with a maximum yield of (23 ± 3) % CDW. Rheological testing confirmed that the product of the crosslinking was a gel. It was found that the crosslinker concentration plays an important role at time 0 min of the gelation, forming a denser network in the structure and causing higher rigidity. Using the highest studied concentration of CaCl2, the critical strain reached values of (5,0 ± 0,7) %. Finally, the incorporation of bacterial cells into the hydrogel was confirmed using fluorescence microscope.
|
|
|
Adhesion Properties of Semi-IPN Hydrogels
Candráková, Simona ; Sedláček, Petr (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
This Diploma thesis deals with optimization of the hydrogel preparation with various additions of substances affecting adhesion, studying the adhesion of prepared hydrogel systems and modifying their adhesion properties. Prepared hydrogels were agarose, alginate and gellan polymer systems with additions of acrylic acid, acrylamide, calcium chloride and Tween 20. The experimental part of the diploma thesis focuses first on optimizing the preparation of individual hydrogels, from which, according to certain criteria, suitable representatives were selected to study adhesion and its controlled modification. Agarose and gellan hydrogels were selected as suitable representatives, which were then used in rheological measurements. Based on these measurements, the effect of the adhesive force and the adhesive work of individual materials was evaluated. It was found that the best adhesion properties of the materials used are unadjusted hydrogels, in the case of hydrogels with the addition of another substance, a negative effect on adhesion was observed, when the adhesion force was reduced and also the adhesion work was reduced.
|
|
|
Studium relaxačních vlastností hydrogelů s využitím reologických technik
Lorenc, Pavel ; Klučáková, Martina (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem relaxace a časového namáhání viskoelastických látek (hydrogelů) pomocí vybraných reologických technik především s ohledem na oscilační testy. Byly připraveny a při měření porovnány vlastnosti hydrogelů s různým typem síťování. Agarózové hydrogely (fyzikálně), alginátové hydrogely (fyzikálně-chemicky), hydrogely kyseliny hyaluronové (iontově) a polyvinylalkoholové hydrogely (chemicky). V této bakalářské práci jsou navrženy a následně i aplikovány metody měření relaxačních vlastností těchto hydrogelů za použití reometru. Pomocí časově závislých testů, jež zkoumaly změny amplitudy v čase, byly zkoumány relaxační vlastnosti hydrogelů. Proveden byl test, který měl 3 intervaly, kdy změnami amplitud deformace v závislosti na čase byla sledována odezva hydrogelů na tyto změny. Sledovány byly relaxační vlastnosti těchto hydrogelů, jež prokázaly značné rozdíly v chování hydrogelů při měřeních. Těmito metodami bylo zjištěno, že struktura hydrogelů a koncentrace mají vliv na jejich relaxační vlastnosti. Z naměřených výsledků bylo prokázáno, že nejlepší relaxační vlastnosti má chemicky síťovaný polyvinylalkoholový hydrogel, nejnižší schopnost relaxace pak vykazoval fyzikálně-chemicky síťovaný alginátový hydrogel. Výsledky z naměřených dat byly nakonec porovnány, posouzeny a komentovány rozdíly mezi jednotlivými hydrogely.
|
|
|
Preparation and characterization of wound dressings
Dzurická, Lucia ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
The diploma thesis if focused on the study of bioactive hydrogél and nanofiber wound dressings composed of natural biopolymers, which were functionalized by active compounds in the form of analgesic, antibiotics and enzymes. Hydrogél wound dressings were constituted from alginate and chitosan and nanofibers were created from polyhydroxybutyrate. The following 7 active compounds were selected to be added to the wound dressings: ampicillin, streptomycin, ibuprofen, papain, bromelain, collagenase and trypsin. In the theoretical part the structure of the skin and types of wound injuries were described. This part also talks about types of wound dressing and their applications, as well as treatment of skin wounds using enzymes and compounds with analgesic and antimicrobial properties. In addition, this section describes safety assays, in particular cytotoxicity assays on human cells. At the beginning of the experimental part, the process of preparation of hydrogél wound dressing was optimised. Subsequently, the dressings were enriched with active compounds and the rate of gradual releasing of the substances into model environment was monitored. In the case of enzymes, their proteolytic activity was also tested after their incorporation to the wound dressings. Furthermore, the prepared bioactive wound dressings were analyzed for possible cytotoxic effect on human keratinocytes. Finally, the wound dressing with combined content of active substances was created and also characterized for the rate of substance release, proteolytic activity and cytotoxicity. Antimicrobial activity of this wound dressings, against two selected strains of microorganisms: Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis, was also evaluated.
|
|
|
Příprava bioaktivních krytů ran a testování jejich interakce s lidskými buňkami
Bendová, Agáta ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práce byla zaměřena na přípravu a optimalizaci přípravy kožních krytů ran z materiálů obohacených bioaktivními složkami. V práci byly připraveny nanovlákenné kryty na bázi polyhydroxybutyrátu a nevlákenné kryty z alginátu a chitosanu. Nanovlákna byla připravována metodami elektrospinning a forcespinning. Bioaktivní složky použité k funkcionalizaci připravených krytů byly rostlinné extrakty, klotrimazol, ampicilin, lysozym a proteolytické enzymy. Teoretická část práce je zaměřena na popis využití nanovlákenných a nevlákenných materiálů v medicíně, charakterizaci materiálů na výrobu krytů a bioaktivních složek. Dále tato část popisuje metody použité pro přípravu a charakterizaci krytů. V praktické části byly připraveny vodné a olejové extrakty z vybraných rostlin, které byly charakterizovány na obsah polyfenolů a antioxidační aktivitu. Pomocí metod elektrospinningu a forcespinningu byly připraveny nanovlákna na bázi PHB. Nanovlákna byla obohacena vybranými rostlinnými olejovými extrakty a klotrimazolem, u takto modifikovaných nanovláken byla určena antioxidační aktivita, krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Nevlákenné kryty byly připravovány z alginátu a chitosanu, tyto kryty bylo funkcionalizovány přídavkem vybraných vodných extraktů, ampicilinem, lysozymem, papainem, bromelainem a kolagenasou. U nevlákenných krytů byla stanovena antioxidační aktivita, krátkodobá stabilita a proteolytická aktivita. Připravené kryty byly testovány pro své antimikrobiální účinky na kulturách Micrococcus luteus, Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Na závěr byly úspěšně připravené kryty s obsahem bioaktivních látek s antioxidačním i antimikrobiálním účinkem podrobeny testům bezpečnosti na humánní buňky. Stanovení bylo provedeno pomocí MTT testu cytotoxicity na lidských keratinocytech HaCaT.
|
|
|
Příprava a charakterizace hybridních hydrogelových matric
Magera, Lukáš ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce si klade za cíl přípravu a její následnou optimalizaci hybridních hydrogelů, které představují díky svým unikátním vlastnostem materiál s vysokým aplikačním potenciálem. Hybridní hydrogely mají díky své jedinečné hybridní síťové struktuře, silnému vzájemnému propletení sítí a účinnému systému disipace energie mimořádnou mechanickou odolnost a s ní spojené další vlastnosti (např. transportní). Tato práce se zabývá chemicko-fyzikálně síťovaným hybridním gelem, a to kombinací alginát-polyakrylamid. Hybridní gel byl vytvořen a podroben testům sušení a následného botnání. Hlavní náplní experimentální části bylo stanovení viskoelastických vlastností hybridních hydrogelů pomocí standardních oscilačních testů. Botnací testy prokázaly, že hybridní síť, která obsahuje omezeně botnající alginátový gel, vykazuje nižší stupeň nabotnání než samostatný neomezeně botnající polyakrylamidový gel. Viskoelastické testy ukázaly ovlivnění mechanických vlastností v podobě zvýšení hodnoty paměťového modulu hybridního hydrogelu oproti referenčnímu alginátovému hydrogelu. Hybridní hydrogel vykazoval zvětšení lineární viskoelastické oblasti oproti referenčnímu polyakrylamidovému gelu, jehož hybridní struktura zamezuje tvorbě mikrotrhlin, která způsobovala dřívější protrhnutí referenčního polyakrylamidového gelu.
|
|
|
Adhesion of (Hydro)gel Materials to the Surface – Physico-chemical Description and Biological Concequences
Žibeková, Lucia ; Mravec, Filip (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
This Bachelor´s thesis deals with study of adhesion of hydrogels materials to the surface. Three biopolymers were selected for this purpose, one of which is psychically cross-linked (agarose) and two are chemically cross-linked (based on sodium alginate cross-linked with Ca2+ and polyvinyl alcohol cross-linked with borax). In the experimental part of the work, adhesion was first examined by a visual method on an inclined plane. The tilt was at different angles (30°, 45°, 90°) where it was observed whether the hydrogel was able to attach to a solid surface or slip down. The agarose was examined in different concentrations from 0.5 wt% to 4 wt% in both methods. Also, the alginate gel was examined at various concentrations with two different cross-linked agent. However, alginate was only used in the visual method because of its inhomogeneity. In contrast, the PVA gel was examined at 10:1 and 4:1 ratios for the both methods. The second method in the experimental part was the tensile test carried out on the Inova apparatus – hydraulic pulsator, and thus the methodology for the study of physical and chemically cross-linked hydrogels was optimized. With increasing concentration of agarose gels, adhesion strength and work increased as well. For PVA gels, the adhesion work was higher, but the adhesive strength remained approximately the same as for the agarose gels.
|
|
|
„Suché“ formy gelů – aerogely, xerogely – metody přípravy, vlastnosti a možné aplikace
Sedlář, Marian ; Smilek, Jiří (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Náplní této bakalářské práce bylo zjistit jaký, vliv má sušení hydrogelu na jeho vnitřní strukturu na vhodném modelovém hydrogelovém systému. V teoretické části této práce byly popsány vybrané metody strukturní analýzy se používají pro charakterizaci gelů v původním hydratovaném stavu a následně i v suchém stavu. V praktické části byly jako modelový hydrogelový systém zvoleny hydrogely na bázi agarózy o různé koncentraci a s různými přídavky polyelektrolytů. Na strukturní analýzu hydrogelů byla zvolena metoda kryo-skenovací elektronová mikroskopie a turbidimetrie. Pro suché formy gelů, byla zvolena skenovací elektronová mikroskopie a rtuťová porozimetrie. Získaná data a výsledky, získané pro modelový gelový systém, mohou následně posloužit při zkoumání vnitřní struktury dalších hydrogelových systému a jejich suchých forem.
|
|
|
Vývoj a charakterizace hydrogelových nosičů pro moderní zemědělské aplikace
Mai, Thuy Ha ; Kalina, Michal (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá charakterizací hydrogelových nosičů a jejich využití v zemědělství. Enkapsulací aktivní složky do hydrogelové matrice je možno získat produkt, schopný kontrolovaně uvolňovat svůj obsah. V teoretické části jsou popsány vybrané enkapsulační metody a vhodné biokompatibilní materiály. V experimentální části byl spektrofotometricky sledován průběh uvolňování půdní bakterie Cupriavidus necator H16 z alginátové matrice. Bylo testováno uvolňování enkapsulovaných bakterií prostou difúzí a později navrhnuty a zrealizovány experimenty uvolňování podpořené chemickou, resp. enzymatickou degradací matrice kapsule. Navrhnuta byla také další úprava alginátových částic přidáním bariérové hydrofobní vrstvy tvořené polyhydroxybutyrátem (PHB). Takto upravené nosiče vykazovaly zvýšenou odolnost vůči chemické i enzymatické degradaci. Proces uvolňování byl do jisté míry potlačen a může vést k potenciálnímu využití PHB k úpravě uvolňovacích vlastností nosičů.
|
host ::
RSS.