velikost textu

Functionalized Polystyrene Nanomaterials for Biomedicinal Applications

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Functionalized Polystyrene Nanomaterials for Biomedicinal Applications
Název v češtině:
Funkcionalizované polystyrenové nanomateriály pro biomedicínské aplikace
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jiří Dolanský
Školitel:
doc. RNDr. Jiří Mosinger, Ph.D.
Oponenti:
doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D.
Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D.
Konzultant:
Michael G. S. Londesborough, Dr., B.Sc., Ph.D.
Id práce:
155746
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra anorganické chemie (31-240)
Program studia:
Anorganická chemie (P1401)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 9. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
singletový kyslík, oxid dusnatý, polyethylenimin, polystyren, antimikrobiální, nanomateriály
Klíčová slova v angličtině:
singlet oxygen, nitric oxide, polyethyleneimine, polystyrene, antimicrobial, nanomaterials
Abstrakt:
Abstrakt V současné době se významně zvyšuje riziko bakteriálních infekcí způsobených bakteriálními kmeny, které jsou rezistentní vůči antibiotikům. Proto je nesmírně důležité zkoumat způsoby, jež mohou tento problém překonat. Předložená práce se zabývá přípravou, charakterizací a analýzou antibakteriálních vlastností polystyrenových nanomateriálů (nanovlákenných membrán a nanočástic) modifikovaných sloučeninami, které jsou schopny vysoce účinně inhibovat růst bakterií, ať už přímo (polyethylenimin) nebo fotoaktivací viditelným zářením (NO-fotodonory, fotosensitizery) a následnou produkcí vysoce reaktivních anorganických baktericidních částic, oxidu dusnatého (NO) a singletového kyslíku (O2(1g)). Všechny připravené materiály byly plně charakterizovány několika na sobě nezávislými metodami. Koncentrace produkovaného NO a O2(1g) byly studovány amperometrickými a časově rozlišenými spektroskopickými technikami a sérií chemických analytických metod. Vzhledem k přítomnosti baktericidních sloučenin a účinné fotogeneraci NO a O2(1g) za fyziologických podmínek vykazují všechny materiály vysoký antibakteriální účinek testovaný na Gram-negativním bakteriální kmeni Escherichia coli. V práci uvedené funkcionalizované polymerní nanomateriály mohou být potenciálně zajímavé pro lékařské, biologické či ekologické aplikace, vyžadující zavedení a/nebo udržování sterilního prostředí. V práci byl též ukázán koncept využití nanovlákenných membrán jako multifunkčních systémů pro především biomedicinské aplikace. Polystyrenová nanovlákenná membrána byla modifikována kovalentním navázáním biotinu, který se snadno váže na avidin či jeho konjugáty pomocí nejsilnější známé nekovalentní interakce. K potvrzení úspěšného navázání systému biotin-avidin na polystyrenová nanovlákna byla využita křenová peroxidáza a její zachovaná enzymatická aktivita po navázání na povrch nanovláken. Funkcionalizace nanovlákenných membrán biotinem otevírá univerzální možnost vázání biotinových/ avidinových derivátů s různou funkcionalitou na nanovlákenné povrchy.
Abstract v angličtině:
Abstract Nowadays, there is an increasing risk of bacterial infections from bacteria strains resistant towards antibiotics. Thus, it is of utmost importance to research novel therapies which can overcome this difficulty. The presented thesis focuses on the preparation, characterization and antibacterial evaluation of polystyrene polymer nanomaterials (nanofiber membranes and nanoparticles) modified with compounds that can efficiently inhibit bacterial growth either by their nature (polyethyleneimine) or by photoactivation upon visible light excitation (NO- photodonors, photosensitizers) and consequent production of highly reactive inorganic bactericidal species, nitric oxide (NO) and singlet oxygen (O2(1g)). All materials were fully characterized by several independent methods. The concentrations of NO and O2(1g) were measured by amperometric and time-resolved spectroscopic techniques and by variety of chemical analytic procedures. Due to the presence of bactericidal species and the efficient photogeneration of NO and O2(1g) at physiological conditions, all materials exhibit strong antibacterial action tested on a Gram-negative bacterial strain Escherichia coli. Hence, these functionalized polymer nanomaterials may be intriguing systems for medical-, biological-, or environmental- application where a sterile environment has to be introduced and/or maintained. Furthermore, the proof of concept of utilizing nanofiber membranes as multifunctional systems mainly for biomedical applications was shown. The polystyrene nanofiber membrane was modified by covalent attachment of biotin which readily binds to avidin or its conjugates to form the strongest known non-covalent interaction. To validate the successful functionalization of nanofibers with biotin-avidin system, the horseradish peroxidase and its preserved enzyme activity after the binding to nanofibers was used. The functionalization of nanofiber membranes with biotin open the general way of binding biotin/avidin derivatives with different functionalities to nanofiber surface.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jiří Dolanský 3.95 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jiří Dolanský 64 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jiří Dolanský 17 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D. 151 kB
Stáhnout Posudek oponenta Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. 591 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 946 kB