|
|
Biotechnologická produkce PHA z odpadních substrátů
Krejčiřík, Roman ; Hrabalová, Vendula (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem produkce polyhydroxyalkanoátů za použití extraktu z vinných matolin. Cílem práce bylo zjistit, zda lze využít extrakt z vinných matolin jako substrát pro produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA). Na přípravu extraktů byly použity matoliny z odrůd Veltlínské červené rané, Müller Thurgau, Pálava, Sauvignon, Rulandské bílé, Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno). Pro tento výzkum byly vybrány termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans, Caldimonas meghalayensis, Tepidimonas taiwanensis a přírodní izolát s označením 34, ze kterých byl následně vybrán nejlepší PHA producent. Nejlepší přeměnu zbytkových cukrů na PHA prokázala bakterie T. taiwanensis, která poté byla použita na všechny následné kultivace. Nejvyšších koncentrací vyprodukovaného PHA při použití neředěných vzorků bylo dosaženo na extraktech z odrůd Sauvignon a Rulandské bílé. U ostatních extraktů patrně došlo k inhibici látkami obsaženými v extraktu. Za účelem optimalizace bylo provedeno zředění matolinového extraktu s vodou. Nejvyšších koncentrací PHA při použití zředěných extraktů bylo dosaženo u extraktu z odrůd Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno).
|
|
|
Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace
Zlochová, Barbora ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá isolací a charakterizací bakteriálního polymeru PHA isolovaného z bakteriálního kmene Halomonas halophila (CCM 3662) osmošokem v destilované vodě, tedy hypošoku, kdy buňky popraskají a uvolní se PHA. Přidáním biosurfaktantů se současně solubilizují proteiny a lipidy zbytkové biomasy, čímž se teoreticky dosáhne čistějšího produktu PHB bez použití toxických látek jako například chloroformu. Teoretická část práce se zaměřuje na PHA z hlediska jejich obecných vlastností a využití, na mechanismus syntézy mikroorganismy PHA a jejich následné degradace a na existující strategie isolace PHA z bakteriální biomasy. V experimentální časti je popsaná produkce PHB bakterií Halomonas halophila pro celkem tři kultivace a následný proces isolace vzniklého PHB hypošokem halofilních bakterií v destilované vodě s přídavkem vybraných biosurfaktantů. Biosurfaktanty využívané v rámci práce jsou kokosové mýdlo, lecithin, rhamnolipidy, sophorolipidy, coco glukosid, lauryl glukosid a cocoamidopropyl betain. Vlastnosti isolovaného materiálu PHB byly analyzovány pomoci plynové chromatografie s FID detekcí a metodami SEC-MALS a FTIR. Na základě výsledků jsme za nejvhodnější biosurfaktanty, které se dají využít k isolaci PHB z bakteriální biomasy, zvolili dvojici coco glukosid a lauryl glukosid. V kombinaci s promytím materiálu ethanolem jsme při koncentraci biosurfaktantu 5 g/l a teplotě isolace 70 °C byli schopni dosáhnout čistoty 90 % při použití coco glukosidu a 89% čistoty při použití lauryl glukosidu.
|
|
|
Studium interakce vybraných léčiv s mikroplasty
Ioani, Aldina ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se věnuje studiu interakce vybraných léčiv ze skupiny analgetik a antibiotik s mikroplasty. Analýza probíhala ve střední infračervené oblasti, která se využívá k identifikaci chemické struktury látek. Jako metodika byla využita infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací. Vzorky byly podrobeny technice zeslabeného úplného odrazu. Jako analyty byly vybrány ibuprofen a trimethoprim z důvodu nadměrného užívání těchto léčiv v populaci. Sorpce léčiv probíhala na polyhydroxybutyrátu, který se řadí mezi biodegradabilní plasty, a polyethylentereftalátu, který je získán synteticky. Z experimentáních hodnot vyplývá, že ke studiu interakce s léčivy, je vhodnější použít biodegradabilní plast PHB, jenž ukázal lepší výsledky. Výběr rozpouštědla je klíčovým faktorem, který má vliv na výsledná spektra.
|
|
|
Ekotoxikologické hodnocení vybraných plastů
Demová, Kristína ; Mravcová, Ludmila (oponent) ; Zlámalová Gargošová, Helena (vedoucí práce)
Predložená bakalárska práca sa zaoberá problematikou plastov v životnom prostredí a ich ekotoxikologickým hodnotením. Táto téma sa dáva v súčasnosti do popredia kvôli vývoju nových, ľahšie odbúrateľných plastov. To má predstavovať riešenie v aktuálnom environmentálnom probléme. Práve preto bolo cieľom tejto práce overiť predpoklad ekologickej nezávadnosti takýchto plastov. Experimentálna časť sa zameriava na jeden vybraný biodegradabilný plast – polyhydroxybutyrát, ktorý bol hodnotený pomocou vybraných akútnych a chronických testov toxicity. Testy boli realizované v akvatickom usporiadaní, aby bolo možné predikovať účinok na akvatický ekosystém. Z jeho zástupcov boli zvolené dva organizmy, a to kôrovec Daphnia magna a rastlina Lemna minor. Najväčšiu hodnotu výsledkov vykazuje chronický test na organizme Daphnia magna, ktorý poukazuje na negatívne účinky vybraného plastu na testovací organizmus.
|
|
|
Studium sorpcí vybraných antibiotik na polyhydroxybutyrát
Amrichová, Anna ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Řezáčová, Veronika (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou sorpce antibiotik na mikroplasty. Antibiotika i mikroplasty jsou v dnešní době vysoce studovaným tématem, kvůli pozitivním i negativním vlastnostem Pro experiment byly vybrány antibiotika se skupiny sulfonamidů a chinolonů. Ze sulfonamidů byly vybrány sulfamethoxazol a trimethoprim a z chinolonů enrofloxacin a ciprofloxacin, které již byly podnětem pro některé studie s mikroplasty. Jako mikroplast byl využit biologicky odbouratelný polyhydroxybutyrát. V laboratoři byly uskutečněny dva experimenty. První měl za cíl sledovat časovou závislost sorpce antibiotik na polyhydroxybutyrát, druhý pak koncentrační. Koncentrační závislost byla následně vyhodnocena pomocí Freundlichovy a Langmuirovy izotermy. K analýzám byla využita metoda kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií.
|
|
|
Vliv mikroplastů biodegradabilních polymerů na vlastnosti půdní organické hmoty
Denková, Pavla ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Problematika kontaminace životního prostředí mikroplasty se dotýká všech jeho složek. V současné době je zřetelný trend využívat místo syntetických polymerů tzv. biodegradabilní polymery, u kterých se očekává, že se v přírodních systémech rychle rozloží díky přítomným mikroorganismům. Tento předpoklad ale nemusí odpovídat realitě. Biodegradace může v reálných podmínkách probíhat pomalu nebo vůbec a mikročástice biodegradabilního polymeru tak mohou v půdě setrvávat velmi dlouho, podobně jako částice syntetických polymerů. Jejich vliv na půdní biotu je již nějakou dobu předmětem studia, vliv na vlastnosti půdy a vody v půdě však doposud zkoumán nebyl. Tato práce se zabývá vlivem mikročástic biodegradabilních plastů na fyzikálně-chemické vlastnosti půdní organické hmoty, zejména na chování vody v půdním systému za aridních a semiaridních podmínek. Jako modelový biodegradabilní polymer byly použity mikročástice poly(R-3-hydroxybutyrátu), zkráceně P3HB, který byl zanášen do půdy v různých koncentracích. Využita byla metoda DSC, která umožňuje stanovit výparnou entalpii vody a stabilitu vodních můstků, které ovlivňují (stabilizují) fyzikální a chemickou strukturu půdní organické hmoty. Zároveň bylo změřeno množství vody zadržované půdní organickou hmotou. Bylo zjištěno, že mikroplasty P3HB za experimentálních podmínek snižují výparnou entalpii, což usnadňuje vysychání půdní organické hmoty, nicméně na celkovou zádrž vody organickou hmotou mají pouze malý vliv. Zároveň bylo pozorováno ovlivnění stability vodních molekulových můstků, které spojují segmenty půdní organické hmoty. Mikročástice P3HB by tedy mohly v půdě představovat riziko, díky ovlivnění mechanismu zádrže vody za aridních a semiaridních podmínek.
|
|
|
Utilization of physicochemical and spectroscopic techniques in study of stress-response of cyanobacteria
Skoryk, Maksym ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor's thesis focuses on observation of cyanobacteria exposed to osmotic-up and down stresses. Based on literature review appropriate methods have been proposed to study two model organisms - Synechocystis sp. PCC 6803 and Synechocystis sp. salina Wislouch CCALA 192. Four methods have been utilized to characterize osmotically stressed cyanobacteria. Flow cytometry has been utilized to assess viability of bacteria. SYTOX Blue fluorescent stain provided reliable information on bacteria stress resistance, whilst when stained with propidium iodide obscured results were obtained. Optical properties of cyanobacteria have been characterized with UV-VIS absorbance and turbidity measurements. Bacteria have undergone thermogravimetric analysis upon stress exposure to estimate cell volume dependence on extent of salt stress. This analysis suggested that PHB-positive Synechocystis sp. PCC 6803 tend to be more endurable to osmotic up-stress than PHB-negative. Gas chromatography showed PHB-positive cells to contain 1-2 % of PHB per dry cell mass.
|
|
|
Hybridní biopolymerní kompozity pro 3D tiskové aplikace
Menčík, Přemysl ; Bakoš, Dušan (oponent) ; Dzik, Petr (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Předkládaná práce popisuje termické a mechanické chování změkčených bio-plastů a bio-kompozitů se zaměřením na použití v 3D tisku. Zkoumán byl vliv chemické struktury změkčovadla na bázi derivátů kyseliny citronové na termické a mechanické vlastnosti vzorků změkčené polymerní směsi poly-3-hydroxybutyrátu a kyseliny polymléčné. Vliv změkčovadla na polymerní matrici a jejich vzájemná kompatibilita byla posuzována rychlostí zamísení změkčovadla do taveniny, respektive rychlostí migrace změkčovadla ven z materiálu za zvýšené teploty. Pomocí modulované diferenciální skenovací kalorimetrie byl sledován vliv struktury změkčovadla na teplotu skelného přechodu a krystalizační kinetiku změkčeného materiálu. Sledováno bylo také chování materiálu při 3D tisku. Pomocí tahové zkoušky byly stanoveny mechanické vlastnosti tištěných těles, především jejich tažnost. Nejvyšší efekt změkčení byl pozorován za použití změkčovadla tributylcitrátu, kdy bylo dosaženo poklesu teploty skelného přechodu o a zvýšení tažnosti o 150 % oproti neměkčené referenci. Takto změkčená polymerní směs vykazovala i dostatečné 3D tiskové vlastnosti a byla využita jako matrice pro kompozity v další části práce. Kompozity byly plněny kaolinem, vápencem, halloysitem, sráženou silikou, mastkem, hydroxidem hořečnatým a sekaným lněným vláknem. U kompozitů byla sledována distribuce částic pomocí skenovací elektronové mikroskopie v závislosti na použití povrchové úpravy plniva. Pomocí viskozimetrie a diferenciální skenovací kalorimetrie byl u kompozitů sledován vliv plniva na reologické chování, krystalizační kinetiku a termickou stabilitu kompozitů. Jejich mechanické vlastnosti a teplota průhybu při zatížení byly sledovány na tělesech připravených 3D tiskem. Kaolin vykazoval v kompozitním materiálu homogenní distribuci částic a zanedbatelný vliv na termickou stabilitu a nukleaci matrice. Kaolinem plněný kompozit navíc vykazoval oproti neplněné referenci o 18 % menší warping při tisku, proto byl kaolin vyhodnocen jako vhodné plnivo pro bioplastové kompozity určené pro 3D tisk a tento kompozit je využíván v další kapitole práce. Pro kompozitní vzorky připravené 3D tiskem byla popsána metoda matematické predikce modulu pružnosti. Kompozity plněné jedním typem plniva - kaolinem, nebo vápencem, respektive kombinací obou plniv byly zkoumány na základě úpravy mikromechanického modelu Halpin-Tsai semiempirickou multiparametrickou Černého rovnicí. Pro kompozity s hybridním plněním je prezentována aditivní a kombinační metoda výpočtu modulu pružnosti. Zavedenou korekcí byla snížena odchylka naměřené a teoretické hodnoty modulu pružnosti kompozitu plněného kaolinem z 21 % na 1 % a kompozitu plněného kaolinem a vápencem z 13 % na 9 %. Tímto přístupem je možno předpovědět modul pružnosti materiálů ze vzorků připravených 3D tiskem.
|
|
|
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.
|
|
|
Krystalizace mikrobiálních polyesterů – metody studia, biologické konsekvence
Liczka, Jan ; Kalina, Michal (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce bylo otestovat vhodné metody přípravy amorfní formy mikrobiálních polyesterů a realizovat modelový experiment pro studium kinetiky krystalizace připravených forem polyesterů. V teoretické části je zpracována charakteristika PHA a různé metody izolace PHB granulí z bakteriálních buněk. V experimentální části byly nejprve otestovány měřící techniky jako analytická centrifugace, dynamický rozptyl světla (DLS) a infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) sloužící k charakterizaci vlastností PHB granulí. Dále byl proveden experiment o izolaci nativních PHB granulí z bakterií Cupriavidus necator pomocí lysozymu, deoxyribonukleázy a rozrušením buněk ultrazvukem. Výsledky analýz ukázaly, že granule jsou buďto izolovány amorfní jen za mokra a po vysušení krystalizují, nebo že byly granule zcela amorfní, ale nedošlo k jejich dokonalé izolaci z bakteriální buňky.
|
host ::
RSS.