2018

Browse

Now showing 1 - 5 of 15

Řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních hydrogelů.
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Oborná, Jana; Vávrová, Milada; Chýlková, Jaromíra; Kráčmar, Stanislav; Kučerík, Jiří
Předkládaná dizertační práce je zaměřena na řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních amfifilních hydrogelů na bázi kopolymeru hydrofobní kyseliny poly(mléčné) a poly(glykolové) a hydrofilního polyethylenglykolu (PLGA-PEG-PLGA, ABA) a jeho modifikace anhydridem kyseliny itakonové (ITA). Výsledný ,-itakonyl(PLGA-PEG-PLGA) je označovaný v této práci jako ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA neboli ITA/ABA/ITA. Kyselina itakonová poskytuje reaktivní dvojné vazby a funkční karboxylovou skupinu na koncích řetězce PLGA-PEG-PLGA kopolymeru, čímž se modifikovaný kopolymer ITA/ABA/ITA stává méně hydrofobním a nabízí tak možnost tvořit nosič i pro léčivé látky hydrofilní povahy. Tyto funkční kopolymery jsou citlivé na teplo a změnou vnějšího prostředí (teploty) vykazují sol-gel fázový přechod díky vzniku micelární struktury gelu. Léčivé látky tak mohou být smíchány s kopolymerem, který je v nízko viskózní fázi (sol fáze) a následně tato směs může být injektována do těla pacienta na cílové místo, kde vytvoří gel při 37 °C. Tento hydrogel se stává zásobníkem léčivé látky, odkud se postupně substance uvolňuje. Predikce trendu uvolňování léčivé látky z hydrogelu je účinný nástroj pro zjištění frekvence podávání, zvýšení účinnosti léčiva a také pro zjištění nežádoucích účinků spojené s dávkováním. Jako hydrofilní modelové léčivo bylo vybráno analgetikum paracetamol. Zástupce hydrofobního modelového léčiva bylo použito sulfonamidové antibiotikum sulfathiazol. Přídání léčivé látky do roztoku kopolymeru mělo následně významný vliv na výslednou tuhost hydrogelu. Vliv na tuhost hydrogelu a následnou stabilitu systému mělo použití nanohydroxyapatitu i různých rozpouštědel resp. inkubačních médií. Řízené uvolňování léčiv probíhalo v simulovaných podmínkách lidského těla. Tato práce se zabývá ověřením Korsmeyer-Peppasova modelu vhodného pro popis uvolňování hydrofobního modelového léčiva sulfathiazolu z hydrogelu ABA i ITA/ABA/ITA. Naopak bylo prokázáno, že Korsmeyer-Peppasův model není vhodný pro popis uvolňování hydrofilního léčiva paracetamolu z ABA hydrogelů, proto byl navržen nový regresní model, vhodný jak pro pufrované simulované prostředí, tak i pro vodu. Tento model byl také ověřen za velmi těsný i pro popis uvolňování sulfathiazolu i paracetamolu z kompozitního materiálu připraveného z ABA hydrogelu a nanohydroxyapatitu.
Komplexní analýza léčivých rostlin a jejich potenciál při využití v potravinářském průmyslu
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Burdějová, Lenka; Polovka, Martin; Kráčmar, Stanislav; Šilhár, Stanislav
Předložená dizertační práce se zabývá komplexní charakterizací extraktů z léčivých rostlin pomocí spektroskopických a chromatografických technik s důrazem na vliv rozpouštědla, posklizňové úpravy vzorku, lokality a roku produkce na vybrané parametry. Část práce je věnována aplikaci vybraných extraktů z léčivých rostlin ve vhodné formě do nápojů. Tematicky je práce rozdělena do dvou částí. V první části práce byly pomocí kombinace metod elektronové paramagnetické rezonance, ultrafialové viditelné spektroskopie, kapalinové chromatografie a optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem charakterizovány vodné, ethanolové a dimethylsulfoxidové extrakty z 10 vybraných druhů léčivých rostlin, které byly sbírány ve dvou různých lokalitách v průběhu dvou let (2015, 2016) a posklizňově upravovány dvěma způsoby (zmražení, sušení). Celkově bylo sledováno ve všech extraktech 39 parametrů: konkrétně obsah celkových fenolických látek, flavonoidů, 14 konkrétních fenolických sloučenin, barevné charakteristiky v systému CIE L*a*b* (L*, a*, b*, C*, h°, BI), radikál-zhášecí aktivita s využitím kation radikálu 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzthiazolin-6-sulfonové kyseliny), antioxidační/prooxidační aktivita technikou spinových lapačů v systému 5,5-dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid (DMPO)/peroxodisíran draselný a obsah 15 minerálních látek (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Pb, Zn). Výsledky prokázaly, že sledované parametry léčivých rostlin jsou různou mírou ovlivňovány použitým extrakčním systémem, posklizňovou úpravou vzorků, rokem produkce, původem vzorků (lokalitou) i druhovou skladbou. Bylo prokázáno, že druh extrakčního činidla výrazně ovlivňuje složení extraktů. Na základě analýz byl jako nejvhodnější systém pro potravinářskou aplikaci – izolaci hlavních funkčních složek (fenolických látek, flavonoidů) vybrán 50% ethanol, úprava rostlin sušením a z jednotlivých druhů máta peprná, meduňka lékařská, třezalka tečkovaná a šalvěj lékařská. Druhou částí práce byla aplikace extraktů vybraných léčivých rostlin do nápojů. Pro aplikaci byly vybrány výše zmíněné rostliny, 25% ethanol místo 50% ethanolu (vzhledem k limitaci obsahu ethanolu v konečné surovině). V první fázi byla optimalizována extrakce léčivých rostlin. Byl vybrán vhodný poměr materiálu a rozpouštědla (1:10), doba extrakce (8 h) a zjištěna nasákavost bylin (50–62 %). Vyrobený extrakt byl po filtraci aplikován k sirupovému základu ve vybraných poměrech pro výrobu jednodruhových sirupů a senzoricky testován za účelem výběru vhodné receptury, příchutě a základu pro výrobu dvoudruhových sirupů. Nejchutnějším a celkově nejpřijatelnějším z hlediska flavouru byl vyhodnocen mátový sirup a jako základ pro dvoudruhové sirupy byl vybrán šalvějový sirup. V rámci dalšího testování byla vybírána nejvhodnější receptura dvoudruhového sirupu, senzoricky nejvhodnější příchuť a testováno, zda by bylo vhodné vybrané dvoudruhové sirupy dobarvovat. Preferenčně bylo zjištěno, že dvoudruhové sirupy není nutno dobarvovat. Na základě senzorické analýzy bylo prokázáno, že z jednodruhových sirupů byl nejlépe hodnocen mátový sirup, z dvoudruhových sirupů šalvějovo-mátový, tyto sirupy by po dalším testování bylo možné uvést do výroby a obohatit tak trh s potravinami.
PROBIOTICKÉ GENY POTRAVINÁŘSKY VÝZNAMNÝCH BAKTERIÍ MLÉČNÉHO KVAŠENÍ
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Konečná, Jana; Španová, Alena; Ševčovičová,, Andrea; Doškař, Jiří
Izolace deoxyribonukleové kyseliny (DNA) je velmi důležitým krokem v molekulární diagnostice mikroorganismů. Pro amplifikaci DNA polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) je nezbytná vysoká kvalita izolované DNA. Izolace DNA pomocí konvenční fenol–chloroformové extrakce a srážení DNA ethanolem je časově náročná a vyžaduje použití toxického fenolu. Magnetické separační techniky využívající magnetické pevné částice jsou jednou z moderních metod, které urychlují izolaci nukleových kyselin. Cílem této práce bylo ověřit použití dvou různých typů magnetických částic pro extrakci DNA na pevné fázi. Množství DNA v separační směsi bylo měřeno za použití ultrafialové spektrofotometrie (UV). Metoda byla testována nejprve na DNA z kuřecích erytrocytů. Pro adsorpci DNA na magnetické částice byl použit fosfátový pufr (pH 7, 7,6 a 8). Ukázalo se, že přibližně polovina DNA byla adsorbována na částice. Eluční podmínky DNA byly také optimalizovány. Poté byla testována bakteriální DNA a metoda použita k izolaci z reálných vzorku potravinových doplňků stravy. Tato DNA eluovaná z částic byla v kvalitě pro PCR. Vysokorozlišovací analýza křivek tání (HRM) je jednoduchá a levná metoda, použivána pro diskriminaci amplikonů po polymerázové řetězové reakci (PCR) v reálném čase. V této práci byla testována HRM-PCR pro rychlou identifikaci kmenů patřících do skupiny Lactobacillus. Byly použity tři různé metody izolace DNA: fenolová extrakce, separace pomocí magnetických částic a izolace pomocí komerčního kitu. K amplifikaci genu 16S rRNA bylo testováno 10 párů primerů pro cílové genové fragmenty (LAC1 - LAC2, LAC2 - LAC4, P1V1 - P2V1, Gro F - GroR, 3BA - 338f - Primer 1, V1F - V1R, CHAU - V3F - CHAU - V3R, CHAU - V6F - CHAU - V6R, poxcDNAFw - poxPromRVC, poxcDNAFw - poxPromRVT). Použitím párů primerů GroF/R a LAC2/4 byly úspěšně identifikovány druhy patřící do rodu Lactobacillus. Byly zjištěny rozdíly mezi použitými metodami extrakce z křivek tání HRM – PCR analýz.
Koroze neželezných kovových materiálů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Ševčíková, Barbora; Havlica, Jaromír; Nový,, František; Pacal, Bohumil
Předkládaná dizertační práce se blíže zabývá korozní odolností neželezných kovů. Ke komplexnímu poznání možností zvýšení korozní odolnosti je třeba pochopení jednotlivých vlivů působících na korozní systém vzorku a jeho okolního prostředí. Za tímto účelem je teoretická část zaměřena na tepelné zpracování, korozi a ochranné povlaky neželezných kovů. Pro bližší zkoumání bylo nutné definovat několik konstantních proměnných. Za tímto účelem byla vybrána skupina hořčíkových slitin, a z nich konkrétně slitina AZ91 a elektrolyt 3,5% roztok NaCl. Slitina AZ91 má heterogenní strukturu tvořenou tuhým roztokem hliníku v hořčíku, intermetalickou fází Mg17 Al12 a jejich eutektikem. Na těchto heterogenitách dochází ke vzniku lokálních mikročlánků a tedy přednostní korozi. K zvýšení korozní odolnosti této slitiny je navržen kombinovaný proces tepelného zpracování a vytvoření ochranného fosfátového povlaku. K cílenému vytvoření požadované struktury ovlivňující následné vylučování kompaktního povlaku bylo definováno homogenizační žíhání s precipitačním vytvrzováním T6. Mezi dílčí cíle práce patří optimalizace běžných procesů pro zefektivnění zavedených procesů v technické praxi. K tomuto účelu bylo navrženo optimalizované tepelné zpracování T6 pomocí urychleného chlazení vzorku do vody či kapalného dusíku. Modifikace běžného postupu fosfátování spočívala ve vynechání kroku aktivace. Korozní odolnost připravených vzorků je hodnocena pomocí ponorových zkoušek a elektrochemických metod - kombinovaných potenciodynamických křivek a elektrochemické impedanční spektroskopie. K urychlení zhodnocení zkorodované plochy vzorku v technické praxi je navrženo využití automatické obrazové analýzy. Pomocí elektrochemických metod bylo prokázáno podstatné zlepšení korozní odolnosti tohoto systému oproti tepelně nezpracovaným vzorkům. Zároveň navržené modifikace postupů je pro specifické účely možné aplikovat. Vlivem urychleného ochlazování je dosaženo homogennější struktury a tím lze vytvořit kompaktnější ochranný povlak. Pro některé druhy fosfátů, v našem případě manganistano-fosfátových povlaků, lze vynechat krok aktivace a detekci fází lze použít pro hodnocení rovnoměrné koroze vzorků.
VYUŽITÍ ODPADŮ Z POTRAVINÁŘSKÝCH VÝROB NA BIOPRODUKCI KYSELINY MLÉČNÉ A ETHANOLU
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Hudečková, Helena; Márová, Ivana; Kráčmar, Stanislav; Buňka, František
Předložena disertační práce je zaměřena především na mikrobiální produkci kyseliny mléčné a ethanolu z odpadů z potravinářských výrob. Jakožto substráty byly vybrány odpad z produkce kávy (kávová sedlina), odpad z produkce vína (matoliny), odpad ze zpracování citrusových plodů (pomerančové slupky). Teoretická část se věnuje shrnutí dosavadních poznatků o odpadech z potravinářských výrob a možnostech jejich zpracování. Pojednává také o vybraných metabolitech (kyselina mléčná, ethanol), na které mohou být tyto odpady utilizovány. Část experimentů se zabývala především charakterizací a optimalizací hydrolýz pro maximalizaci množství fermentovatelných sacharidů. Byly provedeny různé kombinace chemickýc, fyzikálních a enzymatických hydrolýz vybraných substrátů. Následně byl vybírán vhodný produkční kmen kyseliny mléčné a ethanolu. V případě produkce kyseliny mléčné bylo vybráno 7 kmenů (Lactobacillus casei CCM 4798, Bacillus coagulans CCM 2013, Bacillus coagulans CCM 2658, Lactobacillus rhamnosus CCM 1825T, Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus CCM 7190, Lactobacillus plantarum CCM 7039T, Streptococcus thermophilus CCM 4757), které byly kultivovány nejprve na syntetických médiích s obsahem různých sacharidů a následně byly testovány na konkrétních hydrolyzátech odpadních substrátů. V případě produkce ethanolu byly testovány 2 kmeny (S. cerevisiae CNCTC 6646 a S. cerevisiae CNCTC 6651) na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů. Následně byla věnována část experimentů produkci kyseliny mléčné a ethanolu na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů za kontrolovaných podmínek v bioreaktoru. Závěrečná část předložené disertační práce se zabývala testováním mikroaerobní předúpravy lignocelulosového materiálu pro zvýšení produkce organických kyselin během acetogenní fáze anaerobní digescí.

Browse

Recent Submissions