|
|
Time-Resolved Fluorescence in Research of Hyaluronan-Colloidal Systems Interactions
Mondek, Jakub ; Táborský, Petr (referee) ; Peter, Kapusta (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
The aim of the doctoral thesis was to study advanced fluorescence techniques and its use in colloids or hyaluronan-surfactant systems and hydrogels based on hyaluronan, respectively. Steady-state and time-resolved fluorescence were used to study excited state proton transfer fluroescen probes in hyaluronan-surfactant systems to asses the influence of hyaluronan hydration to its interactions with oppositely charged surfactants. Firstly, different excited state proton transfer fluorescence probes were discussed to choose the most suitable candidate for next research. The influence of hyaluronan on inner environment of micells was determined based on the sensitivity of excited state proton transfer of chosen fluorescence probe 1-naphtol and, based on above mentioned experiments, the structure of hyaluronan hydration shell was discussed. The next part of doctoral thesis was focused on fluorescence lifetime correlation spectroscopy and on the development of method of nanorheology. Measured correlation functions were transformed to mean square displacement with developed MATLAB script. Firstly, the fluorescence method was compared with well described methods such as videomicrorheology and dynamic light scattering to asses the reliability of fluorescence correlation spectroscopy in microrheology. Secondly, nanorheology method was developed and its use in passive nanorheology of hyaluronan hydrogels was discussed. Based on mentioned experiments, the fluorescence correlation spectroscopy microrheology and nanorheology methods were optimized to use the methods in hydrogel research.
|
|
|
Hydrogels with carbon fibers
Kučerová, Barbora ; Bouška,, Marek (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
This diploma thesis is focused on the study of the behaviour of carbon fibers in the hydrogel, especially the viscoelastic modules od these gels ort he coefficient of color transmission through the gel. The main goals were to optimize the samples and measure their viscoelastic modules on a rheometer, in several different modes. This was followed by simulation of physiological conditions for selected samples and their measurement on the rheometer. There was also an experiment of continuous diffusion in cuvettes, in which the penetration of the dye through the gel with the addition of fibers and for comparison also without them. Last but not least diffusion pairs were prepared.
|
|
|
Ultrasonic and Densitometric Characterization of Hyaluronan and its Interaction with Surfactant
Hurčíková, Andrea ; Hrdina, Radim (referee) ; Mráček,, Aleš (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
This disertation thesis is focused on the study of physico-chemical interactions of hyaluronan (with molecular weights from 10 to 1750 kDa) with cationic surfactants measured using uncommon technique named high resolution ultrasonic spectroscopy. Densitometer was also used for the study of these interactions, in measuring of density and ultrasonic velocity of hyaluronan with different molecular weight in dependence on elevated temperature (25 50 °C). The aim is the determination of critical micelle concentration (CMC) and critical aggregation concentration (CAC) of the suractants in the absence and in the presence of hyaluronan with various molecular weights. Interactions in this system are important for the design of the systems for the targeted delivery, especially for the drugs. The experiments were made in water and sodium chloride solution. The significant breakpoint in the ultrasonic velocity showed changes in the system hyaluronan-surfactant.
|
|
|
Dynamic tensiometry of biocolloids
Kulilová, Pavlína ; Mašek, David (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
Hyaluronová kyselina je v současné době velmi významná biomolekula používaná v medicíně a kosmetice, a její výzkum je důležitý pro další budoucí použití. Zaměření této práce je studování povrchových vlastností hyaluronové kyseliny, jejích hydrofobních derivátů a roztoků SDS pro srovnání, za použití tenziometrie. Tyto sloučeniny byly zkoumány ve vodě a v roztocích ve formě sodné soli. Sledované vzorky byly měřeny dvěmi metodami v různých koncentračních rozmezích při laboratorní teplotě pomocí nového BPA-800P bublinového tenziometeru. Byly navrženy takové experimenty, aby se zjistily využitelné možnosti tohoto přístroje pro další výzkum. Výsledky práce ukazují rozdílnosti jednotlivých povrchově aktivních látek v závislosti na jejich koncentraci a použitém prostředí. Hyaluronová kyselina nevykazuje povrchovou aktivitu, zatímco její deriváty a SDS ano.
|
|
|
Production of Selected Microbial Metabolites and Energy Using Different Waste Materials
Petrik, Siniša ; Rychtera, Mojmír (referee) ; Němec, Miroslav (referee) ; Pekař, Miloslav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Pro zpracování a nakládání s odpadními substráty lze použít řadu postupů a možností. Stále se rozšiřující spektrum metod a technologií umožňuje další využití materiálů a energie ve formě obnovitelných zdrojů. Jedním z řešení pro zpětné získávání některých odpadních materiálů je využití tzv. bílé (průmyslové) biotechnologie, která zahrnuje praktickou aplikaci metabolických aktivit celé řady různých mikroorganizmů včetně jejich specifických biologických drah k produkci látek s vysokou přidanou hodnotou. V předložené práci screeningového typu bylo pro zhodnocení odpadních surovin využito několik druhů mikroorganizmů kultivovaných za různých specifických podmínek včetně kultivace na odpadních materiálech získaných zejména ze zemědělství a potravinářství. Cílem bylo získání vybraných typů průmyslově cenných metabolitů, případně energie. Předložená studie byla zaměřena na srovnání růstu a produkčních vlastností několika kmenů karotenogenních kvasinek rodu Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium, kultivovaných v médiích s obsahem glycerolu (technický a odpadní glycerol), dále v médiích obsahujících pšeničnou slámu, hydrolyzovanou slámu zpracovanou v hydrotermálním procesu při vysoké teplotě a zbytky po filtraci hydrolyzátu. Dalším testovaným odpadním substrátem byla syrovátka. Všechny testované kvasinky byly schopny využít glycerol jako jediný zdroj uhlíku. Produkce biomasy při kultivaci na technickém glycerolu se více či méně přibližovala kontrole (cca 7 - 10 gl-1), zatímco při kultivaci na odpadním glycerolu byla produkce vyšší (10.9 - 14.5 gl-1). Produkce karotenoidů a ergosterolu byla vyšší v glukózovém médiu než v médiu s obsahem glycerolu. Všechny testované kvasinky byly rovněž schopny produkovat neutrální lipidy, a to v rozmezí 11 - 15 %, s výjimkou C. capitatum, kde produkce dosahovala více než 22 % obsahu neutrálních lipidů. Pšeničná sláma a produkty z ní připravené se ukázaly být využitelnými substráty s vysokým potenciálem pro produkci biomasy i metabolitů, a to zejména u kmene S. roseus. Syrovátka, jako odpadní produkt mlékarenství, byla účinně využita jako substrát pro kokultivaci karotenogenních kvasinek a bakterií mléčného kvašení. Kokultivační proces může vyvolat nadprodukci pigmentů a ergosterolu, přičemž získaná biomasa díky obohacení o bakterie L. casei dosahovala vyšší kvality. Za účelem energetického využití mikrobiálního metabolismu formou mikrobiálních palivových článků, tzv. „Microbial Fuel Cell“ byla aplikována směsná kultura bakterií získaných z čistírny odpadních vod. Tyto mikroorganizmy hrají významnou roli při výrobě elektrické energie a současně také při čištění odpadních vod. Elektřina je generována přímo z organických látek přítomných v kultivačním médiu a lze ji použít pro provoz čistírny samotné a případně i pro další aplikace.
|
|
|
Optimization of the Preparation of Thin Hydrogel Layers Based on Biocompatible Polymers
Vacková, Barbora ; Pekař, Miloslav (referee) ; Kalina, Michal (advisor)
The aim of this master thesis deals with the optimization of the preparation of thin hydrogel films based on polyvinyl alcohol (PVA) with the possibility of incorporating suitable additives (polyelectrolytes, plasticizers, etc.) into the structure of the prepared film to modify its properties. DEAE-Dextran hydrochloride and polyglutamic acid (PGA) were used as polyelectrolytes. The basic characterization of the properties was performed on modified films, which were compared with pure PVA films. The films were characterized by thickness, swelling ability, barrier properties, tensile properties, specific surface area, antimicrobial tests, and thermogravimetric analysis. The swelling ability of PVA/PGA films was very high, which may be a disadvantage for their use in the packaging industry. Swelling increases the amount of water in the matrix of the PVA film, what leads to a higher growth of microorganisms and to degradation of thin film. The water vapor transmission rate was greatly affected by the addition of a plasticizer. The small specific surface area of the films indicates a smooth surface that promotes good barrier properties. Films with the addition of a plasticizer showed relatively good mechanical properties. The values of tensile strength, elongation and elastic modulus were comparable to commercially available films such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE). Based on all experiments, PVA, PVA/DEAEDextran films and their variants with the addition of glycerol as a plasticizer were evaluated as the best candidates for the use of these films as packaging materials. The follow-up work could be dealing with the optimization of PVA films for oxygen permeability. Furthermore, the possibilities of using these films in the packaging industry based on the relative humidity of the environment, could be defined as other interesting area of future research.
|
|
|
Hyaluronan hydrogels
Vaculíková, Hana ; Pekař, Miloslav (referee) ; Hurčíková, Andrea (advisor)
In this thesis there was preparation optimized for agarose-gelatin hydrogels with addition of various concentrations of low-molecular and high-molecular hyaluronan and than there were examined viscoelastic properties of them by rheological oscilation tests and high-resolution ultrasonic spektrometry. By rheology were measured values of elastic and viscous modulus for selected amplitude of strain, oscilation frequencies and temperatures. In the second method there were recorded values of ultrasonic velocities of samples at temperature scanning from 85 to 25 °C and from 25 to 85 °C in HR-US 102, which were compared with ultrasonic velocities measured at the temperature 27,0±0,5 °C by gel-modul HR-EX-SSC.
|
|
|
Colloid properties of hyaluronane sols
Krouská, Jitka ; Mašek, David (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
Předmětem této práce bylo popsat agregační vlastnosti kyseliny hyaluronové (HA) a jejích hydrofobně modifikovaných derivátů. Za tímto účelem byly připraveny vodné roztoky kyseliny a dvou derivátů, lišící se stupněm substituce a druhem anorganické soli jako prostředím. Koncentrační řady čisté kyseliny hyaluronové a jejích derivátů byly studovány dvěma metodami, tensiometricky a spektrometricky. Povrchové vlastnosti roztoků byly měřeny s použitím kroužku Du Noüy. Zkoumáno bylo také solubilizační chování ve vodě a v chloridu sodném pomocí dvou sond: Coomassie brilantní modři a sudanu III. Amfifilní deriváty hyaluronanu mohou skutečně tvořit hydrofobní agregáty v roztoku a adsorbovat se na rozhraní vzduch–voda. Tato vlastnost je důležitá v souvislosti s transportními systémy léčiv, protože právě hydrofobní domény agregátů hyaluronanu mohou být použity jako nosiče hydrofobních léčiv. Byly zjištěny kritické agregační koncentrace roztoků derivátů hyaluronanu (tensiometricky a spektrometricky), které odpovídají právě těm koncentracím, při kterých vznikají hydrofobní domény.
|
|
|
Study of membrane properties of liposomal systems using fluorescence spectroscopy
Zbořilová, Hana ; Pekař, Miloslav (referee) ; Mravec, Filip (advisor)
The presented diploma thesis is focused on the preparation, characterization and study of membrane properties of liposomal systems which were composed of the neutral phosphatidylcholine (DPPC), cholesterol, negatively charged phosphatidylglycerol (DPPG), polyethylenglycol bounded to phosphatidylethanolamine (PEG5000–PE) and polycation N,N,N-trimethylchitosan (TMC). The influence of individual components and their concentrations on the average particle size, zeta potential and changes in the outer and inner part of the bilayer was investigated. In this matter, methods of dynamic and electrophoretic light scattering and fluorescence spectroscopy with the application of laurdan and DPH probes were used. Based on the above-mentioned parameters, concentrations of components that most suitably influence properties of liposomes in terms of the intended application were selected for the definite complex. It was managed to prepare a liposomal complex stealth liposome–N,N,N-trimethylchitosan, which, due to the optimized composition, could have suitable attributes as a drug delivery system for inhalation administration of biologically active substances.
|
|
|
Aggregation Behaviour of Polysaccharides in Aqueous Solutions
Mravec, Filip ; Valko, Marián (referee) ; Hrdlovič, Pavol (referee) ; Valko, Marián (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
Tato práce je zaměřena na agregační chování nativního a hydrofobně modifikovaného hyaluronanu, v různých molekulových hmotnostech a stupních substituce, ve vodném prostředí. Pro studium bylo vybráno šest fluorescenčních sond s různými vlastnostmi (Pyren; Nilská červeň; Perylen; Akridinová oranž; 6-(p-Toluidino)-2-nafthalenesulfonová kyselina; PRODAN). a výsledky získané pomocí těchto sond byly porovnány s jednoduchým anionaktivním tenzidem (Dodecylsíran sodný). U všech použité sond byly testovány jejich spektrální vlastnosti v závislosti na polaritě okolí a/nebo na koncentraci. Pro stanovení vlastností nepolárního jádra hyaluronového agregátu byly vybrány dvě sondy (Pyren, Nilská červeň). U domén byly sledovány polarita a viskozita vnitřního prostředí a jejich závislost na iontové síle a teplotě. Pro modifikované hyaluronany bylo stanoveno, že jejich kritická agregační koncentrace klesá s rostoucí molekulovou hmotností a stupněm substituce. Pro vlastní doménu platí, že její kompaktnost roste s rostoucí iontovou silou, ale klesá s rostoucí teplotou.
|
guest ::
RSS feed.