2011
Browse
Recent Submissions
- ItemProdukce, charakterizace a návrh aplikací regenerovaných huminových kyselin(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) David, Jan; Kučerík, Jiří; Grasset, Laurent; Taraba, Boleslav; Novotná, MiroslavaPředkládaná 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.
- ItemAnalýza organických markerů pro identifikaci zdrojů atmosférických aerosolů.(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Křůmal, Kamil; Večeřa, Zbyněk; Chýlková, Jaromíra; Vávrová, Milada; Smolík,, JiříPředkládaná disertační práce se zabývá organickými sloučeninami (markery), které slouží pro identifikaci zdrojů aerosolů. Teoretická část podává podrobný přehled organických markerů emitovaných z nejvýznamnějších zdrojů atmosférických aerosolů (spalování biomasy, spalování fosilních paliv a doprava), o odběru vzorků aerosolů a o analýze organických markerů pomocí analytických technik. Byly sledovány především anhydridy monosacharidů (emise ze spalování biomasy) a polyaromatické uhlovodíky (emise z dopravy a z nedokonalého spalování). Další skupinou sledovaných organických markerů byly hopany a sterany (doprava, spalování uhlí) a mastné kyseliny (úprava masných výrobků). Markery byly sledovány ve velikostní frakci PM1, protože z hlediska zdravotního působení aerosolu na člověka je tato frakce nejškodlivější. Aerosoly byly odebírány ve dvou městech během zimy a léta 2009. Vysoké koncentrace aerosolu a organických sloučenin byly nalezeny v zimě vzhledem k vyššímu spalování biomasy, uhlí a jiného organického materiálu, v létě byla nejvýznamnějším zdrojem aerosolů doprava.
- ItemMetody speciační analýzy sloučenin arsenu.(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Navrátilová, Jana; Šimko, Peter; Jarošová, Alžběta; Golian,, JozefSpeciační analýza arsenu v různých matricích s využitím HPLC/ICPMS byla předmětem této práce. Toxicita arsenu závisí na oxidačním stavu a formě, ve které je přítomen. Znalost zastoupení specií arsenu je nutná k hodnocení toxicity a biodostupnosti. Obecně, anorganické specie jsou více toxické než organické. V práci byla studována degradace arsenocukrů v mořských řasách za simulovaných přirodních podmínek. Původní arsenocukry byly transformovány na arseničnan a kyselinu dimethylarseničnou. Arsen vstupuje do rostlin z půdy a vody a následně může vstoupit do potravního řetězce. S ohledem na tuto skutečnost byla speciační analýza provedena u vybraných vzorcích rýže, zakoupených v české obchodní síti. Stanovený celkový obsah arsenu se pohyboval v rozmezí 36.06 µg/kg - 218.11 µg/kg a hlavními speciemi byla kyselina dimethylarseničná a anorganický arsen (54-78%). Mořské ryby a tuky obsahují významnou část arsenu ve formě zvané arsenolipidy. Část práce byla zaměřena na analýzu arsenolipidů u máslové ryby (Lepidocybium flavobrunnrum) s celkovým obsahem arsenu 1.8 mg/kg a 22% celkového arsenu bylo vyextrahováno pomocí hexanu, což potvrzuje lipofilni charakter těchto sloučenin. Hlavní specií stanovenou ve vodném extraktu byl arsenobetain, představující 89%.
- ItemHydratace huminových látek(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Bursáková, Petra; Klučáková, Martina; Šimon, Peter; Slovák,, VáclavTato dizertační práce studuje charakter hydratační vody v systému voda/huminová látka. Úkolem je určit jak kvantitativní, tak i kvalitativní aspekty hydratace huminových látek (HS) v pevné i kapalné fázi a prozkoumat rozdíly ve vlastnostech vody obklopující huminovou látku s použitím vysokorozlišovací ultrazvukové spektroskopie (HRUS) a metod termické analýzy, jako je diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC) a termogravimetrie (TGA). Hlavním cílem této práce je přispět k objasnění problému hydratace huminových látek pocházejících z různých zdrojů a majících proto odlišné vlastnosti a složení, a to s využitím postupů a technik, které se již dříve osvědčily při stanovení hydratační vody v hydrofilních polymerech. Tato práce zkoumá účinek vody na strukturu huminových látek, způsob, jakým voda smáčí jejich povrch a jak jimi proniká, způsobuje změny v konformaci HS, jejich retenční kapacitu a také vliv původu jednotlivých huminových látek na jejich hydratační vlastnosti s ohledem na kineticku těchto procesů. Dále studuje vliv stupně humifikace na hydratační procesy huminových látek, stejně jako reverzibilitu těchto procesů. Výsledky této práce objasňují paralelu s vlastnostmi hydrogelů a podobnosti i odlišnosti mezi biopolymery a huminovými látkami.
- ItemVyužití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Starečková, Terezie; Márová, Ivana; Demnerová, Kateřina; Vávrová, Milada; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D.Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.