Optimalizace plazmového ošetření mikrovlnným výbojem pro efektivní dekontaminaci povrchů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá účinky nízkoteplotního plazmatu generovaného za atmosférického tlaku na kvasinku Candida glabrata. Plazmový výboj byl generován mikrovlnnou tryskou propojenou k softwaru Repetier v počítači, díky čemuž byl možný koordinovaný pohyb nad ošetřovaným povrchem. Pracovním plynem byl argon s konstantním průtokem 5 Slm. Výkon se lišil u jednotlivých částí experimentu a pohyboval se mezi 10–12 W. V experimentální části bylo testováno přímé působení plazmatu na agarovou plotnu naočkovanou kvasinkou, následně i na biologickém preparátu – prasečí kůži, která představovala model otevřené rány. Zkoumány byly 2 druhy ošetření – bodové a v pohybu, a vliv doby expozice na inhibované množství kolonií. Největší úbytek kolonií byl zaznamenán při delším časovém působení plazmatu, avšak jako nejefektivnější plazmové ošetření se vzhledem k poměru doby expozice a inhibičních účinků ukázalo dvouminutové ošetření. Kromě toho bylo porovnáno ošetření modelů neporaněné a poraněné kůže, kde lepší dekontaminace bylo dosaženo u varianty s řezem, pravděpodobně díky lepšímu pronikání plazmatu do otevřené řezné rány. Z výsledků vyplývá, že Candida glabrata, známá svou vysokou odolností vůči běžným dekontaminačním metodám, reaguje citlivě na působení studeného atmosférického plazmatu. Závěrem tak bylo prokázáno, že tato technologie může být účinným nástrojem pro dekontaminaci biologických materiálů, přičemž Candida glabrata se ukazuje jako vhodný modelový organismus pro další výzkum v této oblasti.

This bachelor thesis studies the effects of cold atmospheric pressure plasma (CAP) on the yeast Candida glabrata. The plasma discharge was generated by a microwave discharge jet connected to the software Repetier, which allowed coordinated movement over the treated surfaces. The working gas was argon at a constant flow rate of 5 Slm. The discharge power varied for different experimental set-ups and ranged between 10–12 W. In the experimental part, a direct application of plasma was tested. Firstly, on agar plates inoculated with yeast and followed by a biological model - porcine skin, which represented a model of an open wound. Two types of treatments: spot treatment and in motion treatment, and the effect of exposure time on inhibition efficacy were investigated. The greatest reduction of colonies was observed with longer exposure times. The 2-minute treatment proved to be the most effective, considering the ratio of exposure time and inhibitory effects. In addition, treatment of unwounded and wounded skin models was compared. Better decontamination was achieved for the wounded (cut) variant, probably due to better penetration of plasma into the open incision wound. In conclusion, it has been shown that cold atmospheric plasma can be a powerful technology for the decontamination of biological materials. The results indicate severest sensitivity of Candida glabrata to the low-temperature plasma discharge. Thus, this yeast, otherwise known for its resistance to conventional decontamination methods, has shown its potential as a model microorganism for further studies.