|
|
Swelling behavior and bioactivity of humic acids hydrogels
Kozelková, Aneta ; Hynšt, Jaroslav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor)
This thesis deals with the study of the biological activity of humic substances. Based on the literature review preparation procedures were optimized in order to develop new hydrogel forms containing humic substances and biopolymers with high swelling capacity. Besides methodology for the rapid assessment of the biological activity obtained in laboratory conditions were designed and tested. The experimental part focused on characterization of hydrogel samples by means of routine physico-chemical methods, the main attention was paid to sorption of water and release of humic substances into solution. Then the prepared hydrogel materials were tested focusing on the growth effects on the maize. The absorption of mineral nutrients by the roots of plants were studied as well. The motivation of this work comes from the potential of agricultural and environmental applications of such hydrogel materials resulting in a renewal of previously exhausted organic content of soils and consequent interruption of substantial soil degradation.
|
|
|
Production, Characterization and Design of Applications of Regenerated Humic Acids
David, Jan ; Grasset, Laurent (referee) ; Taraba, Boleslav (referee) ; Novotná, Miroslava (referee) ; Kučerík, Jiří (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá huminovými látkami (HL), zejména huminovými kyselinami a jejich solemi, tj. humáty. V práci je prezentována literární rešerše o huminových látkách, stručně je zmíněna historie výzkumu huminových látek, obsáhle jsou pak prezentovány práce o jejich struktuře a supramolekulovém uspořádání. Jsou též zmíněny metody extrakce huminových látek z různých zdrojů. Dále jsou v tomto pojednání zařazeny a diskutovány práce zabývající se biologickými „hormonálními“ vlastnostmi HL. Z hlediska chemie životního prostředí jsou zmíněny zejména sorpční vlastnosti HL. Popsané průmyslové aplikace HL pak zahrnují celou řadu patentů a publikovaných prací, zabývající se využitím huminových látek jakožto barviv či přísad do polymerů, atd. V experimentální části je popsána příprava regenerovaných lignitů, z nichž jsou dále extrahovány huminové kyseliny a připraveny huminové soli, tzv. humáty. Princip regenerace spočívá v oxidaci původního lignitu širokou koncentrační řadou kyseliny dusičné a peroxidu vodíku. K charakterizaci získaných huminových materiálů je výhodně použit nový přístup, kdy jsou kombinovány výsledky z analýz chemických (elementární analýza, infračervená spektroskopie, termogravimetrie) a fyzikálně-chemických (dynamický rozptyl světla, spektrometrie relaxační nukleární magnetické rezonance, vysoceúčelná velikostně-vylučovací chromatografie a fluorescenční spektrometrie se zhodnocením hydratace humátů pomocí vysocerozlišovací ultrazvukové spektrometrie a hustoměru). Tyto metody jsou navíc položeny do kontextu s charakterizací biologické aktivity humátů, která je provedena pomocí modifikované metody založené na měření délky a hmotnosti kořenů kukuřice a laterálních kořenů. V závěru je použit statistický přístup s využitím Pearsonova korelačního koeficientu a jsou též (na základě výsledků pilotních studií) navrženy dvě potenciální environmentální aplikace regenerovaných huminových materiálů – sorpce antibiotika tetracyklinu a využití regenerovaného lignitu jako zdroje zkvasitelných cukrů.
|
|
|
Chemical and Physical Transformations of Humic Acids
Vlčková, Zoja ; Pospíšilová, Ľubica (referee) ; Janoš,, Pavel (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
Tato práce představuje pilotní studii testující souvislosti mezi biologickými vlastnostmi a strukturou huminových kyselin extrahovaných z původního a modifikovaného jihomoravského lignitu, důl Mír, Mikulčice. V první části práce byly testovány metody vhodné ke zvýšení výtěžku huminových kyselin extrahovaných z lignitu. Oxidace lignitu v plynné fázi nepřinesla uspokojivé zvýšení výtěžku a byla instrumentálně poměrně náročná. Dále proto byla zkoumána jen oxidace v kapalné fázi a modifikace nízkomolekulárními organickými kyselinami. Modifikace organickými kyselinami byla inspirována procesy podporujícími biologické funkce v rizosféře, t.j. kořenový systém vylučuje exudáty způsobující změny v supramolekulové struktuře okolní organické hmoty čímž zlepšuje její mobilitu a prostupnost buněčnými stěnami. Primární struktura huminových kyselin připravených v této práci byla zkoumána prostřednictvím elementární analýzy a spektrálních metod (13C CPMAS NMR, EPR a UV-VIS spektroskopie). Navzdory tomu, že primární struktura vykazovala jen malé rozdíly, měření biologické aktivity a genotoxického potenciálu prokázalo, že huminové kyseliny a jejich humáty získané z lignitu s rozdílnou předúpravou vykazují odlišnou bioaktivitu. Proto byla dále zkoumána supramolekulární struktura vzorků ve zředěných roztocích, a to prostřednictvím vysokoúčinné vylučovací chromatografie, měření ultrazvukové rychlosti a hustoty. Testovány byly dva různé protionty – draselný a amonný. Získané výsledky potvrdily předpoklad, že pozorované změny v kvalitě humátů jsou závislé na protiiontu, koncentraci humátu v roztoku a také na metodě předúpravy původního lignitu. Obě zvolené metody předúpravy lignitu prokázaly svůj potenciál produkovat huminové kyseliny s rozmanitými biologickými vlastnostmi, aplikovatelné v zemědělství, životním prostředí a potenciálně i ve farmakologii.
|
|
|
Remediation Potential of Humic Acids
Uhrová, Anna ; Lehocký,, Marián (referee) ; Pospíšilová,, Lubica (referee) ; Kučerík, Jiří (advisor)
V předložené práci byly testovány modifikované lignitické huminové kyseliny za účelem zjištění jejich schopnosti remediace zemědělské půdy. Před samotnou extrakcí jednotlivých huminových kyselin byl lignit modifikován jednou ze série deseti organických kyselin. Cílem modifikace byla simulace procesů vyskytujících se v rizosféře, tj. procesů, kdy malé organické molekuly způsobují změny ve struktuře půdní organické hmoty, během nichž dochází k produkci biologicky aktivních agregátů/molekul podílejících se na růstu rostlin. Prvním krokem této práce bylo zkoumání fyzikálně chemických vlastností vyprodukovaných huminových kyselin a jejich molekulové struktury prostřednictvím elementární analýzy, infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), vysokoúčinné gelové chromatografie (HPSEC), metodou měření povrchového napětí a plynovou chromatografií s hmotnostní spektrometrií (GC-MS). Dalším krokem bylo studium parametrů biologické aktivity, získaných z experimentů zaměřených jak na vyšší rostliny, tak na remediaci mikrobiologické aktivity zemědělské půdy. Biologická aktivita vůči vyšším rostlinám byla zkoumána na základě experimentu s kukuřicí, byla měřena délka a hmotnost kořenů, rozvětvení jejich laterálních kořenů a obsah sacharidů a proteinů. Z experimentů cílených na půdu se jednalo o měření množství uvolněného CO2 při laboratorní inkubaci ošetřené půdy a půdní hydrofobicitu (metoda měření kontaktního úhlu). Na závěr byly výsledky podrobeny statistické analýze s využitím Pearsonova korelačního koeficientu s cílem nalézt vztahy mezi fyzikálně chemickými vlastnostmi a biologickou a povrchovou aktivitou studovaných huminových kyselin. Korelace byly zjištěny mezi biologickou aktivitou a fyzikálně chemickými vlastnostmi huminových kyselin. Naopak, nebyly zjištěny mezi povrchovými a fyzikálně chemickými vlastnostmi. Nejefektivnějším modifikačním činidlem z pohledu biologické aktivity byla 20% kyselina mravenčí, nejméně efektivním 20% kyselina propionová.
|
|
|
Peripheral functionalization of polydentate Schiff ligands for preparation of biologically active Fe(III) and Co(III) complexes
Kotásková, Lucie ; Antal, Peter (referee) ; Nemec, Ivan (advisor)
Diploma thesis deals with preparation of peripherally functionalized polydentate Schiff ligands, suitable for metal coordination, such as Fe(III) or Co(III). The compounds, formed by this functionalization using organic molecule or stable organic radical, provide coordination site for another central atom. The compounds were synthesized for their potential biological activity. The organic ligands series was prepared, and these ligands were submitted to coordination reactions with selected transition metals. The prepared compounds were characterized by nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, electron paramagnetic resonance and X-ray structure analysis.
|
|
|
Pedodiverzita vybraných ekotonů na přechodu lesní porost - palouk na území Školního lesního podniku Masarykův les Křtiny
Bydžovský, Radek
Ecotones and their environments are often referred to as areas of significant diversity that condition the interactions of neighbouring ecosystems. Manifestations of ecotone community diversity can be observed, for example in the species composition of flora and fauna. However, this bachelor thesis examines the characters of the soil environment of this ecosystem and compares it with enviroment of a forest and a meadow. Evaluated soil diversity parameters are active and potential soil reactions, soil catalase enzyme aktivity, C, N, S element content and possible carbonate content. The evaluation of these soil characteristics was carried out in the three selected sites. The significant dynamics of the ecotone environment was confirmed in the case of soil reaction. Catalase also showed different activity rates in the ecotone area. A similar finding was confirmed in the case of the analysed elements C, N and S. Based on the evaluated parameters, the ecotone area shows a significant different character of the soil environment. However, the character and degree of manifestation in ecotone area are very closely linked to the characteristics of the individual habitats.
|
|
|
Alkaloids of Dicranostigma franchetianum (Prain) Fedde and their selected biological activity
Wijaya, Viriyanata ; Opletal, Lubomír (advisor) ; Šmejkal, Karel (referee) ; Klouček, Pavel (referee)
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacognosy and Pharmaceutical Botany Candidate: Viriyanata Wijaya, M.Sc. Supervisor: Prof. RNDr. Lubomír Opletal, CSc. Title of Doctoral Thesis: Alkaloids of Dicranostigma franchetianum (Prain) Fedde and their selected biological activity Dicranostigma franchetianum (Prain) Fedde (Papaveraceae) is one of the representatives of the small genus Dicranostigma Hook. f. & Thomson. D. franchetianum (Prain) Fedde has been selected for the phytochemical investigation according to the screening study. In the primary screening of the alkaloid extract for cholinesterases inhibition, the inhibitory value was high (hAChE/hBChE, IC50 g/ml; 1.67 0.11 and 3.85 0.31) and together at least 15 alkaloids were found in the extract. The primary ethanol extract was prepared from 11.8 kg of dry herb (Garden of Medicinal Plants, Faculty of Pharmacy in Hradec Kralove). Using common chromatographic methods, 21 isoquinoline alkaloids of various structural types were isolated. All compounds have been identified using various spectrometric techniques (GC-MS, HPLC- MS, and 1D- and 2D-NMR, optical rotatory. The alkaloids obtained in sufficient amounts were determined for human acetylcholinesterase (hAChE), human butyrylcholinesterase (hBChE), and...
|
|
|
Alkaloids of Zephyranthes citrina (Amaryllidaceae): isolation, determination of structure, biological activity
Čejdová, Aneta ; Vrabec, Rudolf (advisor) ; Cahlíková, Lucie (referee)
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacognosy and Pharmaceutical Botany Candidate: Aneta Čejdová Title of diploma thesis: Alkaloids of Zephyranthes citrina (Amaryllidaceae): isolation, determination of structure, biological activity Key words: Amaryllidaceae, alkaloids, Zephyranthes citrina, biological activity, isolation From the selected alkaloidal fractions obtained from the bulbs of Zephyranthes citrina, six different alkaloids were isolated by chromatographic methods. They were identified using standard analytical methods (NMR, MS, HRMS, and optical rotation). The obtained compounds belong to the lycorine structural type (lycorine, galanthine, 6-oxonarcissidine, narcissidine) and haemanthamine structural type (maritidine, zephyranine E). The alkaloid 6-oxonarcissidine has not been described in the literature yet. The inhibitory activity against human AChE and BuChE was measured for the isolated alkaloids. Lycorine, galanthine, narcissidine, and maritidine have already been measured in many studies before; therefore, the attention was focused on the two less-known alkaloids: zephyranine E and 6-oxonarcissidine. However, the resulting IC₅₀ values of both alkaloids against human AChE and BuChE were above 100 µM, which indicates their insignificant...
|
|
|
Alkaloids of genus Narcissus: isolation, structural identification, biological activity
Šimková, Hana ; Cahlíková, Lucie (advisor) ; Opletal, Lubomír (referee)
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Department of Pharmaceutical Botany Author: Hana Šimková Supervisor: prof. Ing. Lucie Cahlíková, Ph.D. Title of diploma thesis: Alkaloids of genus Narcissus: isolation, structural identification, biological activity Key words: Narcissus, alkaloids, biological activity, Alzheimer's disease, cytotoxic activity The aim of the diploma thesis was an isolation of alkaloids with a focus on minor fractions. These fractions were obtained from the summary alkaloid extract of Narcissus pseudonarcissus cv. Carlton. The method of preparative TLC was used for the isolation of alkaloids. Three substances of alkaloid origin marked as Fj 3-4/kr, F 7/2-1, F 7/2-3 were isolated from the assigned fractions. These substances were identified as alkaloids of homolycorine type lycorenine, homolycorine and hippeastrine by using GC-MS, NMR and optical rotation. The results were also compared with data in the literature. These three alkaloids were tested for their inhibitory activity against AChE, BuChE, POP and GSK-3β. The inhibitory activity against AChE and BuChE was compared with the reference substances galanthamine (IC50 AChE = 1,71 ± 0,07 μM, IC50 BuChE = 42,3 ± 1,3 μM) and huperzine A (IC50 AChE = 0,033 ± 0,001 μM, IC50 BuChE> 1000 μM). The inhibitory...
|
|
|
Synthesis and evaluation of potential biologically active rhodanine derivatives and analogues
Šimková, Adéla ; Krátký, Martin (advisor) ; Matouš, Petr (referee)
The topic of this thesis is the synthesis of rhodanine derivatives and evaluation of their biological activity, particularly as potential cholinesterases inhibitors. This group of compounds is important for treatment of many diseases, e.g., Alzheimer's disease or myasthenia gravis. All synthetized compounds are based on structure of rhodanine (2-thioxothiazolidine- 4-one), which is an important heterocyclic compound with a wide spectrum of biological properties. Its structure can be modified in many ways, which can be used in the development of new drugs. Its derivatives have been shown to have, for example, anti-inflammatory, anticancer, antibacterial and antifungal activities, as well as inhibitory activity against several enzymes, e.g., cholinesterases. Seventeen compounds were synthesized in sufficient amount for characterisation and assessment of biological activity (7-93 %). Most of them are amides based on the structure of 2-thioxothiazolidine-4-one and thiazolidine-2,4-dione, that were prepared by carbodiimide- mediated coupling, other derivatives are based on the structure of 2-thioxothiazolidine-4-one and from 2,4-dioxothiazolidine-3-acetic acid. These compounds were prepared by Knoevenagel condensation in glacial acetic acid. All compounds were tested for their inhibitory activity...
|
guest ::
