Využití Ramanovy spektroskopie a Ramanovské pinzety k analýze a isolaci PHA produkujících bakterií - Beránková, Barbora (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2019)
Tato diplomová práce se zabývá studiem využití Ramanovy spektroskopie a Ramanovské pinzety k analýze a isolaci bakteriálních kmenů produkujících polyhydroxyalkanoáty (PHA). Pomocí plynové chromatografie s FID detekcí jsme stanovili obsah polyhydroxybutyrátu (P(3HB)) vbiomase PHA produkujících bakteriálních kmenů Burkholderia cepacia, Halomonas halophila, Cupriavidus necator H16 a jeho mutantního kmene Cupriavidus necatorH16/PHB–4 a dále Lactobacillus delbrueckii, která sice není producentem polyhydroxyalkanoátů, ale byla vybrána jakožto zástupce grampozitivních bakterií. Následně jsme díky Ramanově mikrospektroskopii, Ramanovské pinzetě a FT-IR spektrometru v kombinaci s Ramanovým FT-modulem dokázali potvrdit či vyvrátit přítomnost P(3HB) u bakterií. Dále práce popisuje bakterii Cupriavidus necator H16, která je modelovým organismem pro produkci P(3HB), a její mutantní kmen Cupriavidus necator H16/PHB–4. Bakteriální kmen Cupriavidus necator H16 byl kultivován v produkčním minerálním médiu o různém obsahu dusíku, a zároveň kultivace probíhala i v tekutém médiu Nutrient Broth, čímž byla připravena bakteriální biomasa s různým obsahem P(3HB), spektra se následně porovnávala se spektrem bakteriálního kmene Cupriavidus necator H16/PHB–4. Ramanova spektroskopie nachází dobré uplatnění při charakterizaci složení jednotlivých bakteriálních buněk, je rychlým, všestranným a prakticky neinvazivním nástrojem pro studium buněk.

This diploma thesis deals with the study of the utilization of Raman spectroscopy and Raman tweezers for analysis and isolation of polyhydroxyalkanoates (PHA) producing bacteria. Using gas chromatography with FID detection, we determined the polyhydroxybutyrate (P(3HB)) content of the PHA biomass of bacterial strains Burkholderia cepacia, Halomonas halophila, Cupriavidus necator H16 and its mutant strain Cupriavidus necator H16/PHB-4 and Lactobacillus delbrueckii, which is not a producer of polyhydroxyalkanoates but this bactrea was selected as representative of Gram-positive bacteria. Subsequently, thanks to Raman microspectroscopy, Raman tweezers and FT-IR spectrometer in combination with Raman FT-module, we were able to confirm or disprove the presence of P(3HB) in bacteria. Furthermore, the thesis describes Cupriavidus necator H16, which is a model organism for the production of P(3HB), and his mutant strain Cupriavidus necator H16/PHB-4. The bacterial strain Cupriavidus necator H16 was cultivated in a production mineral medium of various nitrogen contents, while cultivation was also carried out in liquid Nutrient Broth. By this cultivation we were able to reach various P(3HB) content in bacterial biomass, the spectra were subsequently compared with the spectrum of the bacterial strain Cupriavidus necator H16/PHB-4. Raman spectroscopy is well used to characterize the composition of individual bacterial cells, is a fast, versatile, and virtually non-invasive tool for studying cells.
Utilization of Raman spectroscopy and Raman tweezers for analysis and isolation of PHA producing bacteria
Keywords: Ramanova spektroskopie; Ramanovská pinzeta; Cupriavidus necator H16; Cupriavidus necator H16/PHB–4; Burkholderia cepacia; Halomonas halophila; Lactobacillus delbrueckii; Raman spectroscopy; Raman Tweezers; Cupriavidus necator H16; Cupriavidus necator H16/PHB–4; Burkholderia cepacia; Halomonas halophila; Lactobacillus delbrueckii