Posouzení antimikrobiální aktivity fotoaktivních materiálů imerzní metodou

Abstract

Táto bakalárska práca sa zameriava na výskum a experimentálne hodnotenie antimikrobiálnych vlastností fotoaktívnych materiálov obsahujúcich ftalocyaninový fotokatalyzátor a biocídnu zložku – pyrithion zinku. Účinnosť materiálov bola testovaná pomocou resazurinovej metódy s fluorescenčnou detekciou, ktorá kvantitatívne umožňuje sledovať životaschopnosť mikroorganizmov. V rámci experimentov bola zároveň stanovená koncentrácia modelového mikroorganizmu Enterococcus faecalis kultivačnou metódou. Porovnaním získaných výsledkov sa preukázalo, že už nižšia koncentrácia biocídnej zložky (50 mg/kg sušiny) poskytla porovnateľný antimikrobiálny účinok ako najvyššia testovaná dávka (200 mg/kg sušiny), zatiaľ čo materiál bez biocídu bol účinný len pri svetelnej expozícii. Výsledky naznačujú synergický efekt kombinácie fotokatalýzy a biocídu, ale tiež poukazujú na možné obmedzenia pri vysokých koncentráciách. Cieľom práce bolo overiť funkčnosť testovanej metódy a povrchov voči gram-pozitívnym baktériám, keďže rovnaké materiály boli testované voči gram-negatívnym baktériám v práci Králová et al. (2024). V tejto práci boli dosiahnuté výrazne vyššie hodnoty antimikrobiálnej účinnosti R, čo poukazuje na vyššiu citlivosť gram-pozitívnych baktérií. Zistenia tak potvrdzujú funkčnosť systému aj voči gram-pozitívnym baktériám a naznačujú, že kombinované povrch môžu byť vhodné pre vývoj samo-dezinfekčných materiálov určených na použitie v prostrediach s vysokými nárokmi na hygienu, ako sú zdravotnícke zariadenia alebo verejné priestory.

This bachelor’s thesis focuses on the research and experimental evaluation of the antimicrobial properties of photoactive materials containing a phthalocyanine-based photocatalyst and the biocidal component – zinc pyrithione. The efficacy of the materials was tested using the resazurin assay with fluorescence detection, which enables quantitative monitoring of microbial viability. In addition, the concentration of the model microorganism Enterococcus faecalis was determined by cultivation method. Comparison of the obtained results demonstrated that even the lower concentration of the biocidal component (50 mg/kg of dry matter) provided a comparable antimicrobial effect to the highest tested dose (200 mg/kg of dry matter), while the material without the biocide was effective only under light exposure. The findings suggest a synergistic effect of the combination of photocatalyst and biocide, while also indicating potential limitations at higher concentrations. The aim of this thesis was to verify the functionality of the tested method and surfaces against Gram-positive bacteria, as the same materials had previously been tested against Gram-negative bacteria in the study by Králová et al. (2024). In this work, significantly higher values of antimicrobial activity R were achieved, indicating a higher sensitivity of Gram-positive bacteria. These results confirm the effectiveness of the system also against Gram-positive strains and suggest that such combined surfaces may be suitable for the development of self-disinfecting materials intended for use in hygiene-demanding environments, such as healthcare facilities or public spaces.