Diplomová práce se zabývá modifikací povrchu křemičitých nánovláken s cílem imobilizace vybraných přírodních látek. V teoretické části jsou shrnuty poznatky získané rešerší, zaměřenou na metody používané pro modifikaci povrchů materiálů na bázi oxidu křemičitého s důrazem na využití silylačních činidel s vhodnými funkčními skupinami. V další části rešerše jsou diskutovány možnosti využití přírodních látek a metody jejich imobilizace na povrch těchto materiálů. Experimentální část se zabývá optimalizací silylační reakce s využitím 3-aminopropyltriethoxysilanu (APTES) jako derivatizačního činidla. Byl sledován vliv koncentrace silylačního činidla, času reakce a reakční teploty na výsledný výtěžek aminoskupin kovalentně navázaných na povrch křemičitých nanovláken. Byly optimalizovány dvě analytické metody sloužící ke kvantitativnímu stanovení aminoskupin na povrchu nanovláken. S ohledem na výtěžnost derivatizace za různých reakčních podmínek byl stanoven optimální postup pro modifikaci křemičitých nanovláken za použití APTES. Následně byly nalezeny podmínky pro imobilizaci kyseliny tříslové a chlorofylinu na povrch křemičitých nanovláken. U připravených materiálů s imobilizovanými přírodními látkami byly provedeny testy jejich antibakteriálního působení na grampozitivní i gramnegativní kmeny bakterií a jejich baktericidní účinky byly prokázány.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the surface modifications of silica nanofibers with the goal of obtaining the substrate for imobilization of natural substances. First of all, the thesis provides an overview of silica methods modifications with an emphasis on the use of silylation reagents with suitable functional groups. Secondly, the methods for modification of surfaces of materials based on silicon dioxide are also described. The thesis summarizes the results, which were obtained by the research focusing on the use of natural substances for modification of silica materials and different techniques of their immobilization. Experimental part deals with the optimalization of silanization with the use of 3-aminopropyltri-ethoxysilane as a derivatization agent. In addition, the effect of concentration silylation agent (APTES), reaction time and temperature on the final concentration of covalently bonded amine groups, were also observed. Moreover, the results, which were obtained during the silylation reaction in different conditions were used as an optimal conditions for the modification of silica nanofibers with APTES. There were also optimalized two analytical methods for quantitative determination of concentration of amine groups on the surface of silica nanofibers. Finally, the conditions for the immobilization of tannic acid, chlorofylline on the surface of pre-modified silica nanofibers and verified antibacterial properties of these materials were also found.
Diplomová práce se zabývá modifikací povrchu křemičitých nánovláken s cílem imobilizace vybraných přírodních látek. V teoretické části jsou shrnuty poznatky získané rešerší, zaměřenou na metody používané pro modifikaci povrchů materiálů na bázi oxidu křemičitého s důrazem na využití silylačních činidel s vhodnými funkčními skupinami. V další části rešerše jsou diskutovány možnosti využití přírodních látek a metody jejich imobilizace na povrch těchto materiálů. Experimentální část se zabývá optimalizací silylační reakce s využitím 3-aminopropyltriethoxysilanu (APTES) jako derivatizačního činidla. Byl sledován vliv koncentrace silylačního činidla, času reakce a reakční teploty na výsledný výtěžek aminoskupin kovalentně navázaných na povrch křemičitých nanovláken. Byly optimalizovány dvě analytické metody sloužící ke kvantitativnímu stanovení aminoskupin na povrchu nanovláken. S ohledem na výtěžnost derivatizace za různých reakčních podmínek byl stanoven optimální postup pro modifikaci křemičitých nanovláken za použití APTES. Následně byly nalezeny podmínky pro imobilizaci kyseliny tříslové a chlorofylinu na povrch křemičitých nanovláken. U připravených materiálů s imobilizovanými přírodními látkami byly provedeny testy jejich antibakteriálního působení na grampozitivní i gramnegativní kmeny bakterií a jejich baktericidní účinky byly prokázány.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the surface modifications of silica nanofibers with the goal of obtaining the substrate for imobilization of natural substances. First of all, the thesis provides an overview of silica methods modifications with an emphasis on the use of silylation reagents with suitable functional groups. Secondly, the methods for modification of surfaces of materials based on silicon dioxide are also described. The thesis summarizes the results, which were obtained by the research focusing on the use of natural substances for modification of silica materials and different techniques of their immobilization. Experimental part deals with the optimalization of silanization with the use of 3-aminopropyltri-ethoxysilane as a derivatization agent. In addition, the effect of concentration silylation agent (APTES), reaction time and temperature on the final concentration of covalently bonded amine groups, were also observed. Moreover, the results, which were obtained during the silylation reaction in different conditions were used as an optimal conditions for the modification of silica nanofibers with APTES. There were also optimalized two analytical methods for quantitative determination of concentration of amine groups on the surface of silica nanofibers. Finally, the conditions for the immobilization of tannic acid, chlorofylline on the surface of pre-modified silica nanofibers and verified antibacterial properties of these materials were also found.
1. Seznamte se se základními charakteristikami křemičitých nanovláken a způsobem jejich přípravy
2. Vypracujte rešerši týkající možností funkcionalizace křemičitých nanovkláken přírodními látkami s biologickou účinností
3. Optimalizujte silylaci křemičitých nanovláken za využití silylačního činidla (3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES) z hlediska doby, teploty, koncentrace
4. Nalezněte vhodnou metodu k určení koncentrace-NH2 skupin na křemičitých nanovláknech
5. Nalezněte podmínky pro navázání alespoň jedné látky s biologickou aktivitou, např. tanin - kyselina tříslová; quercetin; curcumin - turmeric; atd. a pokuste se prokázat in vitro biologickou účinnost
6. Výsledky shrňte a diskutujte
Zásady pro vypracování
1. Seznamte se se základními charakteristikami křemičitých nanovláken a způsobem jejich přípravy
2. Vypracujte rešerši týkající možností funkcionalizace křemičitých nanovkláken přírodními látkami s biologickou účinností
3. Optimalizujte silylaci křemičitých nanovláken za využití silylačního činidla (3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES) z hlediska doby, teploty, koncentrace
4. Nalezněte vhodnou metodu k určení koncentrace-NH2 skupin na křemičitých nanovláknech
5. Nalezněte podmínky pro navázání alespoň jedné látky s biologickou aktivitou, např. tanin - kyselina tříslová; quercetin; curcumin - turmeric; atd. a pokuste se prokázat in vitro biologickou účinnost
6. Výsledky shrňte a diskutujte
Seznam doporučené literatury
[1] Patent US 2011/0274927 A1, Inorganic fiber structure and process for producing same
[2] Patent CZ303911, (2013), Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a způsob její výroby.
[3] Hermanson G T (2008), Bioconjugate Techniques, 2nd Edition, Silane Coupling Agents, pp. 562-579.
[4] Hagerman A E, The Tannin Handbook, http://users.miamioh.edu/hagermae/ - [online 6.10.2014]
[5] Ma Z et al, (2007), Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Surface modification and property analysis of biomedical polymers used for tissue engineering, 60, 137-157
Seznam doporučené literatury
[1] Patent US 2011/0274927 A1, Inorganic fiber structure and process for producing same
[2] Patent CZ303911, (2013), Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a způsob její výroby.
[3] Hermanson G T (2008), Bioconjugate Techniques, 2nd Edition, Silane Coupling Agents, pp. 562-579.
[4] Hagerman A E, The Tannin Handbook, http://users.miamioh.edu/hagermae/ - [online 6.10.2014]
[5] Ma Z et al, (2007), Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Surface modification and property analysis of biomedical polymers used for tissue engineering, 60, 137-157
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
ilustrace
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.