|
|
Korelace transportních a viskoelastických vlastností hydrogelů s difúzním gradientem
Ščotková, Romana ; Sedláček, Petr (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce si kladla za cíl přípravu hydrogelů s difúzním gradientem a prokázání gradientové struktury hydrogelů z hlediska viskoelastických a transportních vlastností. S ohledem na možné biomedicínské aplikace byl pro přípravu vybrán kationický polysacharid chitosan, a to zejména pro své antimikrobiální a biokompatibilní vlastnosti. Výsledné gradientové hydrogely byly následně charakterizovány pomocí oscilačních testů, při kterých byly sledovány rozdíly při použití různých koncentrací a molekulových hmotností chitosanu, koncentrací síťovacího činidla, disperzních prostředí pro rozpuštění chitosanu a různé doby síťování gelu. Pro potvrzení vytvořené gradientové struktury byly vzorky podrobeny také sušícím experimentům. Schopnost transportu aktivních látek byla u hydrogelů potvrzena vizuálním hodnocením prostupu anionického barviva (bromthymolová modř) při procesu gelace. Z výsledků získaných během experimentální části bakalářské práce lze dojít k závěru, že viskoelastické vlastnosti hydrogelů lze modifikovat změnou vybraných parametrů při samotné přípravě. Potvrzen byl také předpoklad, že s lepšími mechanickými vlastnostmi hydrogelů dochází ke zhoršení vlastností transportních. Metodou řízené difuze bylo možné připravit hydrogel s postupným gradientem hustoty síťování, čímž bylo možné modifikovat viskoelastické a transportní vlastnosti.
|
|
|
Využití fyzikálně-chemických a spektroskopických metod při studiu extremofilních mikroorganismů
Dobešová, Kateřina ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřená na metody stanovení polyhydroxyalkanoátů v buňkách extremofilů, konkrétně bakterie Schlegelella thermodepolymerans DSM 15 344. Mezi metody, které byly použity, patří termogravimetrická analýza, infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací a Ramanova spektroskopie. Pomocí TGA byl stanoven obsah extracelulární a intracelulární vody ve vzorcích. Metoda FTIR byla použita nejen na sledování obsahu PHA, ale také na fyzikální vlastnosti polymeru ve vzorku. Konkrétně jestli byl polymer ve vzorku biomasy amorfní nebo krystalický. Ramanova spektroskopie byla použita na potvrzení přítoomnosti PHA ve vzorcích. Výsledky jednotlivých metod byly porovnány s výsledky plynové chromatografie.
|
|
|
Use of copolymer polyhydroxyalkanoates in development of intelligent packaging
Kreuzerová, Monika ; Kalina, Michal (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the preparation and characterization of copolymers P(3HB-co-4HB). The theoretical part discusses polyhydroxyalcanolates (PHA), where their structure, properties and synthesis are described and subsequently the selected copolymers, which contain monomeric units 3HB, are listed. Furthermore, the review part is processed for the current state of the issue, which states the use of copolymers PHA and current research work on the incorporation of active substances into copolymers. The aim of this work was to characterize and compare the created P(3HB) and P(3HB-co-4HB) foils with a 4HB monomeric unit of 65,25 % and 43,61 % and subsequently determine the potential of foil usability as intelligent packaging materials. First, PHA were subjected to gas chromatography, SEC-MALS, FTIR and DSC analysis. In the second part of the thesis, the permeability of foils to water vapor and the release of model active substances from PHA foils was studied. For this purpose, two active substances (curcumin and salicylic acid) were selected, which were incorporated into a film of homopolymer P(3HB) and two copolymers with a proportion of 4HB of 65,25 % and 43,61 %. In foils prepared from copolymers, the active substances diffusion was faster than in P(3HB). Within the copolymers, P(3HB-co-43,61%4HB) released substances at a higher speed, due to the greater crystallinity of a copolymer containing 65,25 % 4HB.
|
|
|
Povlakovaná hnojiva se zpomaleným uvolňováním na bázi PHB
Bobková, Magdalena ; Sedláček, Petr (oponent) ; Kontárová, Soňa (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou, charakterizací a optimalizací hnojiv se zpomaleným uvolňováním, povlakovaných roztokem poly-3-hydroxybutyrátu v dioxolanu. Nejdříve byly připraveny a povlakovány ruční formulace hnojiv s různým poměrem močoviny a biodegradabilního poly-3-hydroxybutyrátu v matrici, u kterých bylo studováno uvolňování močoviny ve vodním prostředí. U většiny formulací bylo po dvou měsících uvolněno pouze okolo 50 % hnojiva, byl tedy prokázán potenciál pro jejich použití jako hnojiv se zpomaleným uvolňováním. Dále byly připraveny pelety s různým poměrem močoviny a poly-3-hydroxybutyrátu pomocí čtvrtprovozního peletizačního zařízení, které byly následně povlakovány v dražovacím bubnu. Pelety byly studovány ve vodním a půdním prostředí a určitá směs také v polních testech. I u nich bylo potvrzeno zpomalené uvolňování močoviny a zároveň byla prokázána jejich schopnost dostatečné výživy rostlin. Jako nejperspektivnější byla vybrána formulace s 80 % močoviny a 20 % biodegradabilního poly-3-hydroxybutyrátu v matrici, u které došlo ve vodě k uvolnění 50 % hnojiva až po 44 dnech. V půdním prostředí bylo u této varianty také zaznamenáno pomalejší uvolňování dusíku a zároveň byl u všech variant povlakovaných hnojiv pozorován pozitivní vliv na vývoj hmotnosti nadzemních částí rostlin a na obsah chlorofylu v listech.
|
|
|
Self-encapsulation of Plant Growth Promoting Rhizobacteria as a way towards new generation of bioinoculants
Gašparová, Dominika ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis focuses on Plant Growth-Promoting Rhizobacteria that can be used as a suitable ecological alternative to conventional fertilizers. However, most of today's approaches to incorporating PGPR into the process of soil fertilization are convoluted and costly. Crosslinking of alginate self-produced by PGPR offers a new possibility of plantgrowth- promoting bacteria encapsulation. The aim of this thesis consists of preparing gel matrices with incorporated bacteria, followed by testing the bacteria's viability and quantity. Firstly, experiments were carried out to determine various properties of gels produced by the chosen representative bacteria Azotobacter vinelandii. These properties include the molecular weight of alginate (with the highest molecular weight of strain CCM 289 (329,78± 6,8) kDa), the alginate's amount in the gel, the content of PHB (34%-44% CDW), and the gel's overall rheological properties. The complex modulus (as a representation of rheological properties) of the firmest gel reached the value of 13,34 kPa. The bacteria content was examined by flow cytometry, the CFU method, and spectrophotometry. The viability of bacteria was determined by analyzing the fluorescence intensity via fluorescent dyes (propidium iodide, fluorescein diacetate, rhodamine 123, calcein AM), then by using the CFU method, and also via the plate method. Furthermore, the effects of various factors such as different pH levels (pH 3, 7, and 10) or adding the specific alginatedegrading enzyme alginase were also examined. Releasing of the bacteria was observed over the course of seven days using flow cytometry and the CFU method. The plate method proved the bacteria's survival after gelation and without any source of carbon. The largest disintegration of gels occurred in acidic pH. Moreover, the effect of alginase on crosslinked bacterial gels and synthetic alginate were very similar. The survival of bacterial cultures in gel and their continuous release are significant findings in the development of novel bioinoculants based on this new concept.
|
|
|
Mikroreologické modelování nástrojem COMSOL Multiphysics
Koláček, Jakub ; Sedláček, Petr (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na modelování Brownova pohybu pomocí nástroje COMSOL Multiphysics a modulu Particle Tracing. Cílem práce bylo navrhnout a vytvořit základní modely, které budou schopny věrně simulovat pohyb mikročástic ve viskózním a viskoelastickém prostředí, využitelné pro modelování pasivní mikroreologie. V rámci této práce byly vytvořeny skripty v programu Matlab pro výpočet MSD z výsledků simulací, byla provedena validace viskózního modelu s experimentálními daty a dále byly navrženy základní modely pro simulaci viskoelastického prostředí. Pro návrh těchto modelů byly zvoleny dva odlišné postupy, a to využití rigidních překážek za předpokladu diskrétního prostředí a matematický model uvažující kontinuální prostředí. Data z viskózního modelu prokázala dobrou shodu s experimentálními výsledky. Výsledky z viskoelastických simulací jsou prezentovány a je diskutován další možný vývoj těchto modelů pro možné praktické využití. Nejblíže se viskoelastickému chování přiblížil kontinuální matematický model, kdy bylo u vyhodnocení MSD pozorováno charakteristické zakřivení.
|
|
|
Příprava a posouzení aplikačního potenciálu biodegradabilních filmů na bázi kopolymerů PHA
Drotárová, Lenka ; Přikryl, Radek (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá prípravou biodegradabilných filmov na báze kopolymérov PHA a následným preštudovaním ich materiálových vlastností. Hlavným cieľom práce je posúdiť aplikačný potenciál PHA kopolymérnych filmov v biomedicínskom priemysle. Teoretická časť práce sa zaoberá charakterizáciou polyhydroxyalkanoátov a ich kopolymérov, z hľadiska fyzikálnych vlastností, syntézy, biodegradácie či PHA producentov. V literárnej rešerši sú popísané súčasné trendy v spracovaní a využití PHA v biomedicíne. V experimentálnej časti práce bola prevedená kultivácia bakteriálnych kmeňov Aneurinibacillus sp. H1 a Cupriavidus necator H16. Počas kultivácie Aneurinibacillus sp. H1 boli použité rôzne pomery substrátov glycerolu a 1,4-butándiolu, v snahe získať kopolyméry P(3HB-co-4HB) o rôznom monomérnom zložení. Pomocou extrakcie boli zo získanej biomasy vyizolované polymérne filmy, ktoré boli charakterizované pomocou metód GC-FID, FTIR a SEC-MALS. Následne boli vybraté kopolymérne filmy s obsahom 4HB 65,25 a 43,61 hm. % a homopolymérny PHB film, ktoré boli podrobené uvoľňovacím experimentom. Na uvoľňovacie experimenty boli použité liečivá ibuprofén a kyselina acetylsalicylová, u ktorých bolo sledované uvoľňovanie z filmu do fyziologického roztoku pomocou UV-VIS spektroskopie. Na základe získaných dát bol overený aplikačný potenciál PHA kopolymérnych filmov ako nosičového systému v biomedicínskom využití.
|
|
|
Studium hydratace biokoloidů
Hývnarová, Lucie ; Sedláček, Petr (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Předmětem studia této diplomové práce bylo prozkoumání hydratačních vlastností vybraných biokoloidů. Konkrétně byly zkoumány huminové látky (fulvinové a huminové kyseliny), hyaluronové kyseliny ve třech molekulových hmotnostech, dextran a chitosan. Hydratační vlastnosti vybraných biokoloidních látek byly zkoumány různými metodami. Byl sledován vliv obsahu vody při rozpouštění látek a různá doba, po kterou voda působila na biokoloidy. Výsledkem měření diferenční kompenzační kalorimetrie DSC byly entalpie a teploty krystalizace a tání. Při použití perfúzní kalorimetrie byly výsledkem tepelné toky. K určení vlhkosti použitých biokoloidů, po měření perfúzní kalorimetri, byla použita termogravimetrické analýza TGA.
|
|
|
Využitelnost různých technik porozimetrie při studiu vnitřní struktury biopolymerních hydrogelů
Zahrádka, Jan ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Hlavním cílem této diplomové práce je výběr, optimalizace a testování vhodných metod pro studium vnitřní struktury hydrogelových materiálů. Zaměřuje se převážně na studium velikosti pórů s potenciálním využitím v základním a aplikovaném výzkumu těchto materiálů. Hlavní pozornost byla směřována do vytvoření kvalitní literární rešerše, která rozšiřuje povědomí o použitelnosti jednotlivých metod. V experimentální časti bylo klíčovým faktorem otestování konvenčních porozimetrických metod (rtuťová intruzní porozimetrie, BET analýza a DSC termoporometrie) pomocí referenčních porézních materiálů, na základě jejichž analýzy byly jednotlivé metody vzájemně porovnávány. Po optimalizaci jejich postupu s využitím referenčních materiálů byly tyto techniky využity k analýze modelových hydrogelů na bázi polyvinylalkoholu. Na základě této analýzy byly metody porovnávány z pohledu přípravy vzorku, časové a finanční náročnosti, ale především z pohledu rozsahu měření jednotlivých metod v porovnání s rozmezím deklarovaných hodnot velikostí pórů polyvinylakoholových hydrogelů.
|
|
|
Příprava hydrogelových nosičů na bázi kyseliny poly-gamma-glutamové
Mai, Thuy Ha ; Smilek, Jiří (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na vývoj a přípravu modelů hydrogelových nosičových systémů na bázi kyseliny poly--glutamové (-PGA). Pro přípravu hydrogelových nosičů byly navrženy metody na základě fyzikálních interakcí polyelektrolytu s nízkomolekulárními nebo vysokomolekulárními protiionty. Na základě pilotních experimentů byla jako vhodná gelační činidla zvolena trojmocný kation železa a chitosan. Síťováním -PGA železitými kationty se podařilo připravit částice, a byla vynaložena snaha tyto částice připravit o rozměrech do 1 000 m prostřednictvím mikroenkapsulační techniky. Při ponoření PGA částic do vody byla pozorována rapidní dezintegrace těchto systémů, čímž je pro nosičové aplikace činní nevhodnými. Interakcí -PGA s chitosanem docházelo ke vzniku polyelektrolytových komplexů. Optimalizací koncentrací a pH roztoků interagujících polyelektrolytů se podařilo připravit hydrogel homogenního vzhledu a vysokého podílu vody (>0,9).
|
host ::
RSS.