|
| |
|
|
Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na eukaryotní mikroorganismy
Vojkovská, Hana ; Ing.Hana Grossmannová, Ph.D. (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V současnosti je využívána celá řada dekontaminačních postupů k inaktivaci mikroorganismů na nejrůznějších materiálech a předmětech. Vážným nedostatkem těchto konvenčních metod je to, že zatěžují exponovaný materiál teplem nebo chemikáliemi. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, která je šetrnější a účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V našem případě byly sledovány účinky dielektrického bariérového výboje (DBD) za atmosférického tlaku na bioindikátor Aspergillus niger. Výboj byl generován v dusíku a argonu. Jako nosný materiál byl použit papír a PET-fólie. Byl studován vliv různých pracovních podmínek na efektivitu sterilizace. Konkrétně šlo o vliv délky expozičního času v plazmatu, hustoty plazmového výkonu, typu pracovního plynu a nosného média. Výsledky ukázaly, že s rostoucí hustotou výkonu, případně délky expozičního času vzorků plazmatem, roste sterilizační účinek DBD. Při srovnání výsledků získaných při stejných podmínkách v dusíku a argonu byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Doba sterilizace se pohybovala od 40 s do 150 s v závislosti na použité hustotě plazmového výkonu, plynu a nosném médiu. Dále byl prokázán vliv nosného média na efektivitu sterilizace. Ukázalo se, že v případě papíru dochází k tzv. ”efektu stínění”. Mikroorganismy mohou být zachyceny v pórech papíru, což může vést k zhoršení kontaktu mikroorganismu s plazmatem a následně tak snížit účinnost dekontaminačního procesu. Pórovitost papíru navíc ztěžuje uvolnění spor do roztoku, takže se z něj získá vždy méně mikroorganismů než z PET-fólie. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmatu.
|
|
|
Studium dílčích inaktivačních mechanismů uplatňujících se při sterilizaci prokaryotních systémů v dielektrickém bariérovém výboji
Bittnerová, Zuzana ; Sťahel, Pavel (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na studium dílčích inaktivačních mechanismů uplatňujících se při sterilizaci prokaryotických systémů v dielektrickém bariérovém výboji (DBD). Sterilizace je důležitou biomedicínskou i potravinářskou technologií a plazmová sterilizace je jednou z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivých na chemické látky. Pro opracování vzorků byl použit dielektrický bariérový výboj pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v argonu a dusíku, hustota plazmového výkonu pro argon činila 2725,93 mW cm–3, v případě použití dusíku to bylo 2325,93 mW cm–3. Jako prokaryotní mikroorganismus byla použita grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky byly naneseny na filtračním papíře Whatman 1. Byl posuzován vliv sterilizačního účinku UV záření, teploty, reaktivních částic a plazmového výboje, kde působí tyto agens dohromady. Účinky UV záření a teploty byly studovány odděleně. Vliv UV záření byl zjišťován za použití křemenného skla, jež UV záření propouští. Část vzorků byla při opracování zakryta sklem, část byla ponechána volně. Vzorky přikryté sklem byly vystaveny působení UV záření a teploty (tu nelze eliminovat), vzorky ponechány volně byly vystavené přímému působení plazmatu. Z výsledků je patrné, že u vzorků zakrytých sklem bylo dosaženo nižší inaktivace než u vzorků, které byly vystaveny přímému působení plazmatu. V plazmatu totiž na vzorky působí kromě UV záření a teploty také reaktivní částice. Při studiu vlivu teploty byly nejprve pomocí termočlánku změřeny teploty působící mezi elektrodami. Poté byly vzorky v termostatu vystaveny působení stejných teplot. Výsledky byly srovnány s výsledky při přímé expozici plazmatem a bylo zjištěno, že vliv teploty na inaktivaci mikroorganismů je velmi malý. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena diagnostika plazmatu. Vzorky vystavené působení DBD byly analyzovány za pomoci skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Bylo sledováno poškození buněčné stěny vlivem plazmatu a účinek plazmatu na strukturu papíru, přičemž bylo zjištěno, že buněčná stěna Bacillus subtilis je účinky plazmatu poškozena. Žádné účinky plazmatu na filtrační papír nebyly zjištěny.
|
|
|
Příprava a charakterizace plazmatem aktivované vody pro využití v bioaplikacích
Lemonová, Hana ; Matěj,, Klas (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem této diplomová práce je příprava a charakterizace plazmatem aktivované vody (PAW) připravené dielektrickým bariérovým výbojem za atmosférického tlaku ve vzduchu s ohledem na její aplikaci v zemědělství a medicíně. Teoretická část je zaměřena na plazmatem aktivovanou vodu a její účinek na semena a rostliny. Práce se také zabývá přípravou a aplikací PAW ve světě. Jsou zde popsány různé druhy plazmatického výboje vhodné k její přípravě. V experimentální části diplomové práce byla pro aktivaci zvolená destilovaná a kohoutková voda. Následně byla stanovena koncentrace aktivních částic v PAW vygenerovaných pomocí DBD, jako jsou dusitany, dusičnany a peroxid vodíku. Hodnota koncentrace aktivních částic se mění pravděpodobně v důsledku vzájemných interakcí, kdy dochází k oxidaci dusitanů peroxidem vodíku na dusičnany. Také byly charakterizovány fyzikální vlastnosti PAW jako jsou vodivost a hodnota pH. Po přípravě PAW dochází ke zvýšení vodivost v důsledku zvýšení koncentrace aktivních částic vzniklých disociací a ionizací molekul vody plazmatem. Také částice přítomné ve vzduchu, které disociuje a ionizuje plazma, difundují do kapaliny a přispívají k tomuto zvýšení. Pokles pH také odpovídá nárůstu koncentrace vodíkových iontů a vzniku dusíkatých kyselin. Dalším aspektem této práce bylo prostudování plazmatem aktivované vody během prvních osmi hodin po její přípravě a určení stability jejích vlastností. Zjistili jsme, že PAW připravená z kohoutkové vody si zachovává své charakteristické vlastnosti po dobu nejméně 8 hodin a destilovaná voda po dobu 6 hodin. V diplomové práci byla provedena analýza plazmatického výboje pomocí optické emisní spektroskopie. Měření OES bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 300 až 800 nm. V přehledových spektrech byl identifikován druhý pozitivní systém dusíku (N2 (C 3u) N2 (B 3g)) a první pozitivní systém dusíku (N2 (B 3g) N2 (A 3+u)). Ve spektru lze pozorovat molekulární iont dusíku, radikál OH·, atomární kyslík a atomární vodík. Dielektrický bariérový výboj byl také snímán pomocí vysokorychlostní kamery a ze záznamu je patrný současný výskyt více výbojových kanálů a jejich prostorová i časová nestabilita.
|
|
|
Polymerní vrstvy připravené na bázi 2-methyl-2-oxazolinu plazmochemickou metodou a jejich diagnostika
Podzemná, Daniela ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Předmětem této bakalářské práce je příprava tenkých polymerních vrstev na bázi monomeru 2- methyl-2-oxazolinu. Vrstvy byly připraveny plazmovou polymerací v dielektrickém bariérovém výboji při inertní dusíkové atmosféře. V experimentální části byly polyoxazolinové vrstvy charakterizovány pomocí několika diagnostických metod. První z nich bylo studium povrchu pomocí skenovací elektronové mikroskopie, dále stanovení kontaktního úhlu a následné stanovení volné povrchové energie. Byly zkoumány také antibakteriální vlastnosti pomocí antibakteriálních testů s využitím bakteriální kultury Staphylococcus epidermidis.
|
|
|
Charakterizace plazmatem aktivované vody pro biomedicínské aplikace
Šindelková, Kateřina ; Dzik, Petr (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce si klade za cíl charakterizovat plazmatem aktivovanou vodu (PAW) připravenou v různých plazmových systémech využívajících přímou i nepřímou interakci plazmatu s kapalinou nebo jejím povrchem. Plazma bylo generováno pomocí elektrických výbojů za atmosférického tlaku. Připravená plazmatem aktivovaná voda byla studována s ohledem na její využití v biomedicínských aplikacích. Teoretická část se zabývá plazmatem aktivovanou vodou. Nalezneme zde popis přípravy PAW, její charakterizaci z pohledu produkovaných částic nebo také její fyzikálně-chemické vlastnosti. Rovněž v této části nalezneme popis metod pro stanovení antimikrobiální aktivity anebo kolorimetrické stanovování produkovaných částic. V experimentální části této práce nalezneme typy výbojů, které byly využívány pro přípravu PAW, a jejich vzájemné porovnání. Pro aktivaci byly zvoleny dva druhy kapaliny, a to destilovaná a kohoutková voda. Následně byly stanovovány koncentrace vybraných reaktivních částic v PAW (peroxid vodíku, dusičnany a dusitany) vygenerovaných ve třech různých plazmových systémech. Kromě porovnání produkce reaktivních částic v jednotlivých systémech byla studována i jejich časová stabilita. V průběhu času po přípravě se hodnoty koncentrací aktivních částic měnily, a to v důsledku vzájemných interakcí mezi částicemi, kdy docházelo k oxidaci dusitanů na dusičnany a také obráceně, v závislosti na typu PAW a ostatních podmínek. Součástí práce bylo také sledování vybraných fyzikálních vlastností PAW, a to hodnota pH a měrná vodivost. Zjistilo se, že PAW si nezachovává své aktivované účinky příliš dlouho, záleží na typu přípravy a způsobu skladování. Důležitým cílem práce tak bylo nejen porovnání vhodnosti různě připravené PAW pro biomedicínské aplikace z hlediska složení, ale také z hlediska stability a optimálních skladovacích podmínek.
|
|
|
Studium vlivu vlhkosti na celkový sterilizační účinek dielektrického bariérového výboje
Kramárová, Petra ; Bartlová, Milada (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním tématem této diplomové práce je studium vlivu vlhkosti na celkový sterilizační účinek dielektrického bariérového výboje. Sterilizace je proces, při kterém dochází k eliminaci všech forem života. Předložená diplomová práce se zabývá plazmovou sterilizací, což je jedna z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivých na chemické látky. Tato sterilizační metoda je účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV záření, aktivních částic a teploty. Pro opracování vzorků byl použit dielektrický bariérový výboj (DBD) pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v suchém a vlhkém vzduchu. Hustoty výkonů dodávaných do plazmatu byly 2 160 mW.cm-3, 2 279 mW.cm-3, 2 760 mW.cm-3 (pro suchý vzduch) a 2 326 mW.cm-3, 2 850 mW.cm-3 (pro vlhký vzduch). Vlhkosti vzduchu bylo dosaženo použitím promývací láhve naplněné vodou, přes kterou vzduch proudil do DBD reaktoru. Jako modelové mikroorganismy byly použity spory plísně Aspergillus niger. Nosným materiálem byl papír typu Whatman No. 1. Při srovnání vlhkého a suchého vzduchu za stejných podmínek byla prokázána vyšší sterilizační účinnost vlhkého vzduchu. Sterilizační účinek DBD výboje generovaného ve vzduchu byl porovnán s výsledky získanými při generaci plazmatu v argonu a dusíku. Za použití stejných podmínek byl nejvyšší sterilizační účinek pozorován u argonu, poté následoval vlhký vzduch, dusík a suchý vzduch. Bylo zjištěno, že hlavním inaktivačním mechanismem DBD při daných podmínkách jsou aktivní částice. Vliv teploty na inaktivaci mikroorganismů byl zcela zanedbatelný. Pomocí optické emisní spektroskopie (OES) byla provedena spektrální analýza plazmového výboje. Vzorky vystavené působení DBD byly analyzovány za pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Bylo sledováno poškození mikroorganismů vlivem plazmatu a účinek plazmatu na strukturu nosného materiálu.
|
|
|
Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na prokaryotní mikroorganismy
Bittnerová, Zuzana ; Ing.Hana Grossmannová, Ph.D. (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce je zaměřena na studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na prokaryotní mikroorganismy. Sterilizace je důležitou biomedicínckou i potravinářskou technologií a plazmová sterilizace je jednou z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivým na chemické látky. Pro opracování vzorků byl použit dielektrický bariérový výboj pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v argonu a dusíku. Jako prokaryotní mikroorganismus byla použita bakterie Bacillus subtilis nanesená na papíře nebo na PET fólii. Efektivita sterilizace byla posuzována podle vlivu délky expozice, hustoty plazmového výkonu a použitého plynu. Vlivem působení DBD na vzorky obsahující Bacillus subtilis došlo k výraznému snížení počtu životaschopných mikroorganismů či úplné sterilitě. S prodlužující se délkou expozice klesl počet životaschopných mikroorganismů. V případě hustoty plazmového výkonu, s rostoucím výkonem rostla efektivita sterilizace a klesal čas nutný k inaktivaci mikroorganismů. Při hustotě 2,37 W/cm bylo sterility dosaženo po 60 s, zatímco při 1,78 W/cm byla nutná delší doba působení. Větší účinnosti bylo dosaženo pokud bylo plazma buzeno v argonu. Čas nutný k redukci největšího počtu mikroorganismů v argonu byl 10 s, zatímco v dusíku bylo za stejný čas dosaženo redukce pouze 50 %.
|
|
|
Studium vlivu teploty a UV záření na celkový sterilační účinek dielektrického bariérového výboje
Kramárová, Petra ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním tématem této bakalářské práce je studium vlivu teploty a UV záření na celkový sterilizační účinek dielektrického bariérového výboje. Sterilizace je proces, při kterém dochází k eliminaci všech forem života. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, což je jedna z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivým na chemické látky. Tato sterilizační metoda je účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V mé práci byl pro opracování vzorků použit dielektrický bariérový výboj (DBD) pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v argonu a dusíku. Hustota výkonu dodávaného do plazmatu byla 2 562,96 mW.cm-3 (pro argon) a 2 044,44 mW.cm-3 (pro dusík), u těchto plazmových výkonů bylo v předchozích měřeních dosaženo nejlepších sterilizačních účinků. Jako modelové mikroorganismy byly použity spory plísně Aspergillus niger. Nosným materiálem byl papír typu Whatman No. 1. Každá série vzorků byla opracovávána vždy v časech 5, 10, 20, 40, 60, 120 a 180 sekund. Vliv UV záření byl studován v plazmatu pomocí křemenného skla propouštějící toto záření. Při opracování byla část vzorků zakrytá křemenným sklíčkem a část ponechána volně. Dielektrický bariérový výboj pronikající přes křemenné sklíčko měl nižší sterilizační účinek než výboj působící přímo na vzorek, jelikož na vzorky bez sklíčka působily kromě UV záření a teploty i aktivní částice. Výsledky nám ukázaly i to, že sterilizační účinek DBD roste s délkou expozičního času. Při srovnávání výsledků získaných při stejných podmínkách v argonu a dusíku byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Účinky UV záření a teploty byly studovány odděleně. Při studiu teplotní inaktivace byla pomocí termočlánku proměřena teplota působící mezi elektrodami, poté byly v termostatu vzorky vystaveny teplotě shodné s teplotou v plazmatu. Takto získané výsledky byly srovnány s výsledky dosaženými při přímé expozici plazmatem. Na základě srovnání lze konstatovat, že vliv teploty při sterilizaci v DBD byl zcela zanedbatelný. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmového výboje.
|
|
|
Vliv fyzikální úpravy sráženého CaCO3 na vlastnosti kompozitu na bázi PP
Huczala, Vít ; Ing.Vendula Balgová ,Ph.D. (oponent) ; Nezbedová, Eva (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem systému polypropylenu a anorganického plniva. Jako plnivo bylo použito komerčně dostupné částicové plnivo CaCO3, označované jako NPCC 201. Cílem práce bylo povrchové plazmatické ošetření částicového plniva za účelem získání kompozitu na bázi polypropylénu, jehož mechanické vlastnosti budou vykazovat výrazně vyšší hodnotu než základní matrice. Plnivo bylo upraveno v dielektrickém bariérovém plazmatickém výboji za atmosférického tlaku. Byla provedena charakterizace plniva před a po plazmatické úpravě pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), elektronového mikroskopu (SEM) a sedimentační analýzy. Distribuce velikosti částic byla měřena pomocí laserová difrakce a dynamického rozptylu světla. Kompozitní materiály s různým hmotnostním obsahem plniva byly připraveny v POLYMER INSTITUTE BRNO pomocí dvou-šnekového extruderu a zkušební tělesa byla připravena technologií vstřikování. Ke studiu mechanických vlastností byly použity jak krátkodobé tak dlouhodobé zkoušky. Ke studiu dlouhodobého chování kompozitních materiálů byla použita zkouška tečení v tahu.
|
host ::
RSS.