Rok 2018
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2018 by Author "Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225"
Now showing 1 - 2 of 2
Results Per Page
Sort Options
- ItemBiologický účinek nanomateriálů na bázi železa na jednotlivé druhy mikroorganismů i na mikrobiální komunity(Technická Univerzita v Liberci, ) Anh Huynh Nguyen, Nhung; ; Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225Tato dizertační práce shrnuje dopady materiálů na bázi železa, konkrétně částic z magnetického Fe3O4 a nula-mocného železa (zero-valent iron, ZVI), studiem toxicity těchto částic a zavedením některých nově modifikovaných a pokročilých metod. Důležitým výstupem této práce je přechod ze studia jednotlivých mikroorganismů k přirozeně se vyskytujícím mikrobiálním společenstvům.Nejprve byly vybrány Fe3O4 materiály připravené pro bioaplikace, na nichž byly použity toxikologické metody laboratorního měřítka a to na jednotlivých bakteriálních kmenech. Biologický efekt těchto částic/materiálů byl sledován na dvou bakteriálních kmenech: gram-negativní Escherichia coli a gram-pozitivní Staphylococcus aureus. Základní metody modifikované pro Fe3O4 částice zahrnovaly stanovení rychlosti růstu, buněčné životaschopnosti, změny morfologie a poškození DNA. Metoda sledování rychlosti růstu byla stěžejní metodou především proto, že je snadno realizovatelná, levná a méně časově náročná ve srovnání s ostatními metodami, přičemž poskytuje užitečné informace o inhibici růstu a efektivní koncentraci (effective concentration, EC). Kombinace všech metod poskytla velmi dobrý nástroj pro popis výsledků toxicity. Účinek Fe3O4 materiálů byl výsledkem typu jejich funkcionalizace, metody syntézy a vybraného bakteriálního kmene. Dále byla sledována toxicita částic/materiálů z nula-mocného železa (ZVI), které je ve formě částic využíváno díky jejich vysoké reaktivitě pro remediaci znečištěné půdy, a podzemních nebo povrchových vod. Testované ZVI částice byly speciálně upravené pro in situ aplikace snížením tendence k agregování a zvýšením jejich mobility, přičemž jejich toxicita byla sledována na (1) půdní gram-negativní Pseudomonas putida v laboratorních podmínkách (aerobně), gram-pozitivní Clostridium perfringens (anaerobně) a jednobuněčné zelené řase Chlamydomonas sp.; (2) in situ na přirozeně se vyskytujících mikroplanktonních společenstvech. Testovací metody zahrnovaly stanovení rychlosti růstu bakterií/řas, životaschopnosti a změny morfologie bakterií, membránové integrity řas, vznik reaktivních kyslíkových radikálů (reactive oxygen species, ROS) a celkový vliv na bakteriální společenstva ve spodní a povrchové vodě. Nutno zdůraznit, že v této práci bylo na environmentálních vzorcích poprvé použito sekvencování příští generace. Při výzkumu bylo dosaženo těchto znalostí z hlediska použitých metod: (1) pro stanovení toxicity je nutné kombinovat metody, aby bylo dosaženo správné interpretace získaných výsledků; (2) je lepší vybrat takové metody, které lze převést z laboratoře i na výzkum in situ. Fe3O4 materiály vykazovaly výraznější negativní efekt na gram-pozitivních bakteriích oproti gram-negativním, a to jak v důsledku funkčních modifikací, tak v důsledku technologie přípravy těchto materiálů. Působení ZVI částic záviselo na jejich vlastnosti a podílu reaktivního Fe(0). Navíc bylo v rámci 24 hodinového laboratorního experimentu zjištěno, že ZVI částice měly negativní efekt především na anaerobní bakterie. V případě dlouhodobého in situ experimentu ZVI částice prokázaly určitý pozitivní účinek, tím že snižují vysoké koncentrace polutantů a tím umožňují bioremediační procesy. Účinek ZVI v podzemní a zásobní vodě v počátku aplikace často ukazova na jejich toxicitu, ale jelikož koncentrace ZVI rychle klesla díky reakcím s přítomnými organickými sloučeninami a přítomným kyslíkem, lze tvrdit, že jejich dopad na přirozeně se vyskytující mikrobiální komunity je velmi malý a spíš krátkodobý.
- ItemMolecular biology tools for diagnostics of ongoing remediation(Technická Univerzita v Liberci, ) Dolinová, Iva; ; Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225Předkládaná dizertační práce řešila dva hlavní cíle. Prvním byl monitoring a hodnocení bioremediačních procesů in situ pomocí molekulárně genetických metod. Druhým cílem byla příprava nanovlákených nosičů biomasy, které by měly sloužit k odběru a izolaci DNA ze vzorků získaných na reálné lokalitě. Výzkum byl cílený na problematiku chlorovaných ethenů patřících mezi nejčastější kontaminanty s prokázaným negativním vlivem na životní prostředí i lidské zdraví.Kombinace chemické a biologické sanace patří k častým strategiím odstranění chlorovaných ethenů. V disertační práci byl zkoumán vliv těchto technik na přítomná bakteriální společenstva pomocí molekulárně genetických metod. Použité markery zahrnovaly 16S rRNA gen specifických degradérů i geny pro reduktivní dehalogenázy. Dále byly testovány markery charakterizující denitrifikační a síru redukující bakterie. Monitoring hladin jednotlivých testovaných markerů dovoloval hodnotit průběh a efektivitu probíhajících sanačních procesů.Metody molekulární genetiky spolu s hydrogeochemickými analýzami byly také použité při hodnocení biologických dějů v kvartérním aluviálním podloží nacházejícím se v blízkosti historického zdroje rozsáhlé kontaminace tetrachlorethylenem. Relativní hladiny specifických degradérů byly měřené metodou polymerázové řetězové reakce v reálném čase (real-time PCR). Detailní charakterizace zkoumané lokality, respektive autochtonní mikroflóry, byla prováděná metodou sekvenace nové generace. Výsledky obou metod potvrdily hypotézu zonace aktivní reduktivní dechlorace v souladu s hydrogeochmickými parametry.Druhým cílem dizertační práce bylo vyvinout nanovlákenné nosiče, které by bylo možné opakovaně použít při dlouhodobém sledování kontaminované lokality, protože odběr vzorků podzemních vod, jejich transport a zpracování je komplikovaný. Podobně pravidelný odběr vzorků půdy není možný nejen z důvodu finančních, ale i sporné reprodukovatelnosti. Vyvinuté nanovlákenné nosiče jsou kompaktní, dostatečně malé, snadno přenositelné, a především vhodné pro izolaci DNA. Dlouhodobé testy in situ potvrdily funkčnost pro využití nanovlákenných nosičů pro molekulárně genetické analýzy autochtonní mikroflóry. Jednotlivé varianty nanovlákenných nosičů byly patentovány.