|
|
Optimalizace postupu izolace a charakterizace amorfních PHB granulí
Kratochvíl, Zdeněk ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
V rámci této práce byly nejprve připraveny artificiální PHB granule. Pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla byl studován vliv použitého rozpouštědla PHB, vliv teploty a délky působení ultrazvukové lázně, vliv teploty odpaření rozpouštědla a vliv povahy stabilizačních látek. Nejvhodnější parametry byly pozorovány u granulí připravených rozpuštěním PHB v chloroformu, stabilizací CTAB nebo lecitinem, ultrasonifikací při 35 °C a následným odpařováním chloroformu při 60 °C. Na základě výsledků ATR-FTIR a Ramanovy spektroskopie bylo zjištěno, že PHB v artificiálních granulích byl krystalický. Nativní PHB granule byly izolovány z bakterií Cupriavidus necator pomocí lysozymu, deoxyribonukleázy a rozrušením buněk ultrazvukem nebo digescí buněk s alkalázou, SDS a EDTA. Granule získané oběma izolačními postupy byly charakterizovány pomocí ATR-FTIR, Ramanovy spektroskopie, technikami rozptylu světla a DSC. Výsledky analýz ukázaly, že druhý zmíněný postup je pro získání polymeru v amorfním stavu mnohem efektivnější. Polymer uvnitř granulí izolovaných tímto způsobem byl navíc i tepelně stabilnější. Nakonec byly vzorky nativních PHB granulí vystaveny vlivu acetonu, lipázy a chlornanu sodného s tím, že by tyto látky měly v různé míře zvýšit krystalinitu polymeru. Nejvyšší krystalinity PHB bylo dosaženo po jejich ošetření lipázou.
|
|
|
Možnosti přípravy nanočástic a nanovláken s antimikrobiální složkou
Sosková, Simona ; Veselá, Mária (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práca bola zameraná na prípravu nových materiálov s antimikrobiálnym účinkom. V práci boli pripravené lipozómové častice a nanovlákna z polyhydroxibutyrátu (PHB) s obsahom klotrimazolu a rastlinných extraktov s vysokými antioxdačnými a antifungálnymi účinkami. Teoretická časť popisuje použitia nanočastíc a nanovlákien v medicíne a kozmetike, priaznivé účinky rastlín s potenciálnym antimykotickým účinkom a metódy pre charakterizáciu častíc a vlákien. V praktickej časti boli pripravené vodné a lipidové rastlinné extrakty, spektrofotometricky charakterizované na obsah polyfenolov, flavonoidov a antioxidačnú aktivitu. Z vybraných extraktov boli ďalej pripravené lipozómy a lipozómy s obsahom PHB. Častice boli testované z hľadiska enkapsulačnej účinnosti a ich krátkodobej a dlhodobej stability. Metódou DLS bola stanovená ich veľkosť a meraním zeta potenciálu ich koloidná stabilita. Pomocou elektrospinningu a forcespinningu boli taktiež pripravené PHB vlákna s obsahom vybraných extraktov a klotrimazolu. Vlákna boli podrobené analýze FLIM, FTIR-ATR, testom antioxidačnej aktivity a testovaniu krátkodobej i dlhodobej stability. Antimykotický účinok testovaných extraktov, častíc a vlákien bol stanovený na kultúre Candida glabrata. Na záver bola vykonaná charakterizácia účinku částic a vlákien na humánne bunky.
|
|
|
Polyhydroxyalkanoáty a jejich role ve struktuře bakteriálního biofilmu
Rucká, Markéta ; Samek,, Ota (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá polyhydroxyalkanoáty (PHA) a jejich rolí ve struktuře bakteriálního biofilmu. V teoretické části byla vypracována literární rešerše zabývající se polyhydroxyalkanoáty, bakteriálním biofilmem a jejich vzájemným vztahem. Práce byla zaměřena na rozdíly v produkcí PHA planktonickými a biofilmovými buňkami. Za účelem studie byly použity bakteriální kmeny Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari, které byly kultivovány s využitím CDC biofilmového reaktoru. Pozornost byla věnována kvantitě a zejména formě, v jaké se PHA vyskytují v planktonických a biofilmových buňkách. Výsledky Ramanovy spektroskopie ukázaly, že PHA se v planktonických bakteriálních buňkách vyskytuje výhradně v nativní amorfní formě. Naproti tomu v biofilmu PHA existuje také v částečně krystalické formě. Dále byla testována jednak odolnost planktonických a biofilmových buněk vůči působení různých stresových faktorů, a jednak vliv osmotického stresu na produkci PHA. Na základě výsledků experimentu, kdy byly bakterie vystaveny různým stresovým faktorům (vysoká teplota, nízká teplota, přítomnost detergentu a další), bylo zjištěno, že biofilmové buňky vykazují vyšší stresovou odolnost než buňky planktonické. Vystavení buněk zvýšenému osmotickému tlaku vedlo jednak ke zpomalení buněčného růstu a rozmnožování, ale také k poklesu produkce PHA. Planktonické buňky navíc reagovaly na vnější stimuly značně citlivěji než buňky biofilmové.
|
|
|
Využití pilin jako substrátu pro biotechnologickou produkci PHA
Ladický, Peter ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cieľom práce bolo štúdium vhodnosti hoblín a pilín ako substrátu pre mikrobiálnu produkciu PHA baktériami Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. V experimentálnej časti práce bol skúmaný najvhodnejší spôsob hydrolýzy hoblín a pilín a vplyv koncentrácie furfuralu a polyfenolov na schopnosť akumulovať PHA. Burkholderia sacchari mala v porovnaní s Burkholderia cepacia vyššiu schopnosť akumulovať PHA. Pri kultivácii Burkholderia sacchari na médium obsahujúce detoxifikovaný hydrolyzát z pilín boli dosiahnuté hodnoty kedy PHB predstavoval 87–89 % celkovej koncentrácie biomasy. Piliny teda predstavujú sľubný substrát na mikrobiálnu produkciu PHA z hľadiska zníženia produkčných nákladov a vysokého obsahu PHB v biomase.
|
|
|
Controlled biotechnological production of polyhydroxyalkanoates
Šnajdar, Ondřej ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by bacterial strain Cupriavidus necator H16. Goal of this work was preparation, selection and characterization of mutant strains overproducing PHA. Theoretical focuses on the most important PHA, bacteria Cupriavidus necator and mutagenesis techniques. In practical part mutant strains were prepared through physical and chemical mutagenesis. Mutant strains overproducing PHA were selected by cultivation in mineral medium with oil. For further study, 4 mutant strains overproducing PHA were selected. These mutants were biochemically characterized. Specific activities of several intracellular enzymes including enzymes involved in PHA biosynthesis were measured. Resistance of mutants against oxidative stress was measured as well. Mutant strains overproducing PHA revealed higher enzymatic activities of NADPH producing enzymes. Generally, NADPH is one of the substrates influencing flux of acetyl-CoA throughout the metabolism; higher intracellular concentration of NADPH partially inhibits TCA cycle and activates accumulation of PHA. Therefore, activities of acetoacetyl-CoA reductase and PHB synthase, enzymes directly involved in PHA synthesis were higher as compared to wild strain as well as molecular weight of produced materials. It can be concluded that biotechnologically perspective mutagens capable of PHA overproduction can be prepared by application of chemical and physical mutagens.
|
|
|
Návrh systémů pro cílený transport sloučenin se sladkou chutí
Demová, Radoslava ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca je zameraná na možnosť imobilizácie sladidiel na vybraný nosičový systém. Teoretická časť práce bola venovaná informáciám o sladidlách, nosičových systémoch a možnosti imobilizačnej techniky. V experimentálnej časti bola optimalizovaná príprava častíc z polyhydroxybutyrátu (PHB). Pripravené PHB častice boli charakterizované metódou dynamického rozptylu svetla (DLS). Povrch PHB častíc bol aktivovaný pomocou plazmy. Takto aktivovaný povrch PHB častíc bol charakterizovaný pomocou infračervenej a Ramanovej spektroskopie. Imobilizované boli látky so sladkou chuťou: glukóza, fruktóza, sacharóza, mannitol, sorbitol a erytritol. Na PHB častice sa z testovaných látok podarilo naviazať iba sacharózu. Imobilizované častice boli vystavené účinkom umelej žalúdočnej, pankreatickej a žlčovej šťavy a bolo sledované množstvo uvoľnenej sacharózy. Ďalej bola sledovaná dlhodobá stabilita častíc a takisto množstvo uvoľnenej sacharózy.
|
|
|
Vlastnosti biokompozitů na bázi lněných vláken
Pelánová, Markéta ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na kompozity, které jsou tvořené degradovatelnými složkami. Teoretická část se zabývá problematikou kompozitních materiálů, úpravami vláken a vlastnostmi. Účelem této práce je vytvořit kompozit tvořený polyhydroxybutyrátem, který je vyztužený lněnými vlákny s různými úpravami. Dále byl posouzen vliv vyztužujících vláken v kompozitním materiálu na tahové vlastnosti, hydrolytickou stabilitu a rozložitelnost kompozitu v kompostu v laboratorních podmínkách.
|
|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Vašíčková, Monika ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
|
|
|
Regulovaná produkce polyhydroxyalkanoátů bakterií Ralstonia eutropha s využitím různých typů substrátů
Šnajdar, Ondřej ; Duroňová, Kateřina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) bakterií Ralstonia eutropha. Ke snížení nákladů na vstupní surovinu byla studována produkce PHA s využitím různých typů substrátů. V teoretické části byla zpracována literární rešerše zabývající se nejdůležitějšími typy PHA, produkčními kmeny a možností kultivace bakterie Ralstonia eutropha na různých typech nutričních zdrojů. V praktické části byla studována produkce PHA na různých rostlinných olejích, včetně využití odpadních olejů z různých zdrojů (restaurace, domácnosti, potravinářské podniky). Dále byla v těchto olejích studována inkorporace prekurzorů za účelem řízené produkce kopolymerů. Nejvyšších výtěžků poly-3-hydroxybutyrátu (P3HB) bylo dosaženo použitím odpadních olejů. Z ekonomických a ekologických důvodů jsou tyto oleje velmi vhodným substrátem. Při použití odpadního řepkového oleje z menzy o koncentraci 20 g/l bylo v 84. hodině kultivace získáno 13,32 g/l biomasy s obsahem P3HB 58,63%. Při studiu inkorporace prekurzorů bylo nejvyšších výtěžků dosaženo aplikací 1% propanolu ve 24. hodině, kdy došlo k navýšení výtěžku PHA o 97 %. Vniklý PHA obsahoval 91% 3HB a 9 % 3-hydroxyvalerátu.
|
|
|
Modification of polyurethane by biodegradable poly(hydroxybutyrate)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The aim of the presented bachelor thesis was the synthesis of elastomeric polyurethane filled by biodegradable polyhydroxybutyrate. The morphology of samples was analyzed by scanning electron microscopy and mechanical properties were tested by tensile measurement. Moreover, the work deals with prediction of mechanical properties based on rubber elasticity theory. It was found that prepared specimens have a character of particle – reinforced composite materials. Corresponding to divination, the biodegradable filler content enhancement in polyurethane matrix leaded to an increase of the elastic modulus. Prediction of stress-strain curves, which was done by SEC.exe software, showed for real behavior of stress-strain curve having unreal values of network density of polymer chains. While real values of chains network density were used in simulation, stress-strain data were higher than the measured ones.
|
host ::
RSS.