|
|
Ramanova spektroskopie prokaryotních buněk
Večeríková, Paula ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Samek, Ota (vedoucí práce)
Predkladaná bakalárska práca sa zaoberá Ramanovou spektroskopiou bakteriálnych buniek. Táto metóda sa ukazuje ako veľmi vhodná na sledovanie kultivačných podmienok týchto bakteriálnych kmeňov, pretože je vo svojej podstate nedeštruktívna a rýchla v porovnaní s plynovou chromatografiou. Vďaka nedeštruktívnemu charakteru je možné zmerané bunky ďalej kultivovať. Túto analytickú metódu je ďalej možné využiť k triedeniu a výberu jedincov so zvýšenou schopnosťou tvorby PHB. Týmto výberom by bolo potom možné vybrať generáciu tzv. superproducentov PHB. Polyhydroxybutyrát (PHB) patrí do skupiny polyhdroxyalkanoátov (PHA), ktoré slúžia ako náhrada plastov z petrochemického priemyslu, ktorých spotreba narastá obzvlášť v dobe pandémie. Súčasne biodegradabilné náhrady sú na báze škrobu, čím však dochádza ku odčerpávaniu nutričného materiálu pre ľudí a zvieratá. Táto bakalárska práca môže slúžiť ako podklad ku zníženiu ceny výroby PHB, keďže výsledky môžu byť použité pri kultivácií buniek ako senzor obsahu PHB v reakcií na kmeň baktérií. V experimentálnej časti práce boli premerané Ramanové spektrá vybraných baktérií, kde výsledok ukázal najväčšiu odozvu pre PHB u Chelatococcus shambunathi a najnižšiu u termofilný izolát BZ (Paenibacillus sp.). Kvantitatívna informácia o obsahu PHA v baktériách bola zistená plynovou chromatografiou, kde najvyšší obsah mala baktéria – Chelatococcus shambunathi a naopak najnižší Termobacillus composti. Predmetom druhej časti bolo oddelenie zmesi dvoch bakteriálnych kultúr produkujúcich a neprodukujúcich PHA. Výsledkom bol jednoznačný dôkaz, že zmes je oddeliteľná na základe intenzity vybraného triediaceho parametra.
|
|
|
Analytical methods for qualitative and quantitative determination of PHA in cyanobacteria
Černayová, Diana ; Samek, Ota (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
The diploma thesis is confused to verify the applicability of selected physicochemical and spectroscopic methods for characterization of cyanobacteria, with special emphasis on possibilities of qualitative and quantitative analysis of polyhydroxyalkanoates (specifically polyhydroxybutyrate (PHB)) accumulated in cyanobacterial cells. The sample basis of the work was formed by cultures of cyanobacterial strains of Synechocystis sp. PCC 6803 and Synechocystis salina CCALA 192. The cultures were were cultivated in several ways to cover the widest possible range of physiological conditions and PHB contents, in particular using an autotrophic way of cultivation on shakers and multicultural culture method in a basic culture medium,and in media enriched with 2% salt (NaCl ) as well as mixotrophic culture media with different types of the carbon substrate. After few weeks of cultivation, cyanobacterial cultures were obtained and complexly analyzed by following techniques- cell suspensions were analyzed by flow cytometry and UV-VIS spectrometry (transmission and diffusion transmission mode), dry cell biomass was characterised by gas chromatography to obtain a exact amount of PHB, and then FT-IR spectrometry and thermogravimetric analysis. The work aimed to assess whether any of these methods can be a quick and affordable alternative to the determination of PHB content to the most commonly used method of gas chromatography, but also to assess what additional information about the physiological state of cyanobacterial cells can provide test methods. The highest correlation on PHB content was determined for the parameters determined by infrared spectroscopy, in which specific peaks from the characteristic wavelengths for polyhydroxybutyrate were important. Weak correlations on PHB content were achieved in thermogravimetric analysis and cytometry, using the hydrophobic fluorescent probe BODIPY 439/503, which bound to lipophilic parts of cells. In addition to the determination of PHB, it was possible to determine pigments present in cyanobacteria (such as chlorophyll, phycocyanin and carotenoids) by flow cytometry and UV-VIS diffusion transmission spectrometry. In the end, results from all used techniques were compared by PCA analysis to determine the similarity of all analyzed samples.
|
|
|
Design of optomechanical module for chemical mapping using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
Švábíková, Anna ; Samek, Ota (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the design of an optomechanical module for chemical mapping using the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method. The main goal is to develop a module capable of the analysis of zinc spectral lines in the ultraviolet (UV) region. Basic theory of the LIBS method is described in this work, followed by a research focusing on the remote LIBS analysis. Possible optical designs of focusing and collecting optics are presented in this work. Chosen optical designs were then tested. The output of this work is the final optomechanical design of the module.
|
|
|
Optická mikromanipulace a Ramanova spektroskopie buněk v mikrofluidních systémech
Klementová, Tereza ; Samek, Ota (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá optimalizací procesu měření a analýzou změn indukovaných antibiotiky v buňkách bakterií E.coli prostřednictvím Ramanovy mikrospektroskopie kombinované s optickou mikromanipulací (tzv. Ramanova pinzeta) v mikrofluidních systémech. Ramanova spektroskopie umožňuje nedestruktivní a rychlou analýzu chemických vazeb ve vzorku laserovým svazkem. Optická mikromanipulace dovoluje pomocí zaostřeného laserového paprsku bezkontaktně a neinvazivně manipulovat objekty o rozměrech řádově 10^-5–10^-8 m, například bakteriemi. Mikrofluidní systém složený z kanálků a komůrek v průhledném polymeru slouží k izolaci, pozorování a kultivaci bakterií v definovaném prostředí. Kombinace těchto metod poskytuje efektivní nástroj k pozorování, manipulaci a analýze mikroorganismů. Bakterie E. coli je mikroorganismus příležitostně patogenní pro člověka a rychlejší detekce její odezvy na antibiotika by usnadnila včasnou léčbu vhodnými přípravky. V popsaných experimentech byla měřena spektra čistých bakteriálních kultur a buněk ovlivněných antibiotiky s použitím optické pinzety i konvenční Ramanovou spektroskopií. Získaná spektra a jejich charakteristické znaky byla porovnána s literaturou a bylo ověřeno, jak široce lze tuto metodu aplikovat a zda je měření spolehlivé a opakovatelné.
|
|
|
Ramanova spektroskopie jako nástroj pro analýzu mikrobiálních buněk
Pokorný, Petr ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Samek, Ota (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na využití Ramanovy spektroskopie pro analýzu výskytu ektoinů a hydroxyektoinů v bakteriálním kmeni Halomonas elongata. V teoretické části je zpracována charakteristika extrémofilů s bližším přihlédnutím na halofilní organismy a jedny z jejich hlavních osmolytů, ektoiny. Dále je popsána metoda Ramanovy spektroskopie a její využití. V experimentální části je rozebrána kultivace bakterie na různých kombinacích substrátu a koncentrace soli pro dosažení optimální produkce PHA a pro dosažení co největšího výtěžku biomasy pro analýzu Ramanovou spektroskopií. Nejlepším substrátem pro produkci PHA se ukázala být glukóza s koncentrací soli 30 g/l NaCl, kde procentuální zastoupení PHB v biomase činilo 30,5229 %. Ideálním substrátem pro největší množství biomasy byla sacharóza. Bakterie narostlá na sacharóze při třech koncentracích soli, 40, 70 a 100 g/l NaCl byla měřena pomocí Ramanovy spektroskopie pro porovnání spolu s bakteriemi Halomonas salina a Halomonas organivorans. Ramanova spektroskopie se však ukázala jako nedostatečně citlivá pro měření tohoto typu vzorku, tudíž jsme nebyli schopni změřit přítomnost ektoinů nebo hydroxyektoinů v buňkách.
|
|
|
Raman microspectroscopy of living cells and biological tissues
Moudříková, Šárka ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Matthäus, Christian (oponent) ; Samek, Ota (oponent)
Název práce: Ramanova mikrospektroskopie živých buněk a biologických tkání Autorka: Šárka Moudříková Katedra / ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Ramanova mikroskopie kombinuje Ramanovu spektroskopii s optickou konfokální mikroskopií a poskytuje tak informace o chemickém složení vzorku s prostorovým rozlišením v řádu µm3 . V této práci byla metoda Ramanovy mikroskopie použita pro studium mikroskopických řas, jednobuněčných fotosyntetických organismů, které jsou jedním ze základních pilířů pozemské biosféry a využití nacházejí i v biotechnologických aplikacích. Ramanova mikroskopie fotosyntetických organismů se musí vypořádat s vysokým a nežádoucím spektrálním pozadím, které je tvořené fluorescencí buněčného fotosyntetického aparátu. V této práci byla proto nejprve vyvinuta metoda rychlého a spolehlivého potlačení tohoto pozadí pomocí fotovybělení fotosyntetických pigmentů. Díky tomu jsme mohli studovat vnitrobuněčnou distribuci buněčných komponent - proteinů, škrobu, lipidů a polyfosfátu. Vývoj těchto struktur v průběhu buněčného cyklu jsme studovali u modelové řasy druhu Desmodesmus quadricauda. Dále jsme vyvinuli metodu pro kvantifikaci polyfosfátu v buněčné kultuře řas druhu Chlorella vulgaris. U...
|
|
| |
|
|
Structure investigation of hydrogels using a cryo-SEM
Adámková, Kateřina ; Hrubanová, Kamila ; Samek, Ota ; Trudičová, M. ; Sedláček, P. ; Krzyžánek, Vladislav
Hydrogels can be characterized as elastic hydrophilic polymer chains connected in network\nwhich are able to swell notably when exposed to aqueous media by absorbing considerable\namounts of water. Besides being a constituent of living organisms, nowadays, there are\nvarious fields hydrated polymers (e.g. polyvinyl alcohol, collagen, and starch) can be utilized\n– in both biological and non-biological form. Classic examples of such applications are\nhuman health and cosmetics (contact lenses, wound healing dressings and artificial\nreplacement tissues – skin, arterial grafts, cornea and spinal disc replacement), pharmacy\n(drug delivery systems), bioengineering, food industry, agriculture etc. Also, hydrogels\ncan reversibly change their shape when being exposed to a temperature change.
|
|
|
Produkce a charakterizace biosurfaktantů
Kratochvílová, Olga ; Samek, Ota (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá mikrobiální produkcí biosurfaktantů vybraných bakteriálních kmenů. Za účelem otestování schopnosti produkce biosurfaktantů byly vybrány screeningové metody, na základě nichž bylo možné posoudit potenciál vybraných kmenů k produkci povrchově aktivních látek. V rámci práce bylo otestováno 11 bakteriálních kmenů, které jsou standardně využívány jako producenti polyhydroxyalkanoátů (PHA). Schopnost produkce biosurfaktantů byla u všech kmenů otestována jak v komplexních inokulačních tak v minerálních produkčních médiích. Na základě výsledků testů dosažených po kultivaci v inokulačních a produkčních médiích byla detekována přítomnost biosurfaktantů u bakterie Pseudomonas putida. Společně s bakterií Pseudomonas fulva byla podrobena důkladnějšímu studiu, kdy byla podpořena jejich produkce kultivací v různých typech produkčních médiích, které byly doplněny o různé zdroje uhlíku a dusíku, testován byl také vliv doby kultivace. Biosurfaktanty produkované těmito bakteriemi byly následně identifikovány pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) na základě které byly látky identifikovány jako rhamnolipidy. Podle výsledků tenkovrstvé chromatografie (TLC) produkuje bakterie Pseudomonas putida směs mono- a dirhamnolipidů, přičemž v našich vzorcích byly dominantnější frakcí monorhamnolipidy.
|
|
|
Principal component analysis of Raman spectroscopy data for determination of biofilm forming bacteria and yeasts
Šiler, Martin ; Samek, Ota ; Bernatová, Silvie ; Mlynariková, K. ; Ježek, Jan ; Šerý, Mojmír ; Krzyžánek, Vladislav ; Hrubanová, Kamila ; Holá, M. ; Růžička, F. ; Zemánek, Pavel
Many microorganisms (e.g., bacteria, yeast, and algae) are known to form a multi-layered structure composed of cells and extracellular matrix on various types of surfaces. Such a formation is known as the biofilm. Special attention is now paid to bacterial biofilms that are formed on the surface of medical implants, surgical fixations, and artificial tissue/vascular\nreplacements. Cells contained within such a biofilm are well protected against antibiotics and phagocytosis and, thus, effectively resist antimicrobial attack.\nA method for in vitro identification of individual bacterial cells as well as yeast colonies is presented. Figure 1 shows an an example of the biofilm formed by Staphylococcus epidermidis bacteria and Candida parapsilosis yeasts known for forming biofilms. The\npresented method is based on analysis of spectral “Raman fingerprints” obtained from the single cell or whole colony, see figure 2(top). Here, Raman spectra might be taken from the biofilm-forming cells without the influence of an extracellular matrix or directly form the bacterial/yeast colony.
|
host ::
RSS.