Práce se zabývá využitím (elektro)magnetického pole a nanovlákenných nosičů biomasy v biologickém hybridním reaktoru. Hlavním cílem je intenzifikovat bakteriální růst a tvorbu biofilmu na nanovlákenných nosičích za pomoci magnetického pole. Vliv magnetického pole je sledován pomocí obrazové analýzy mikroskopických snímků nosiče, pořízených optickým a fluorescenčním mikroskopem; měřením koncentrací degradovaných substrátů a stanovením sušiny a proteinů bakteriální populace. Pro práci je využita bakterie Rhodococcus erythropolis adaptovaná na vyšší koncentrace fenolu. Experimenty byly provozovány jako semikontinuální průtokové bioreaktory se stejným typem nanovlákenného nosiče, kde byly porovnávány reaktory s různým typem magnetického pole oproti kontrolnímu reaktoru, který nebyl vystaven magnetickým polím.
Anotace v angličtině
The thesis deals with the use of electromagnetic field and nanofibrous biomass carriers in the biological hybrid reactor. The main goal is to intensify bacterial growth and biofilm formation on nanofibrous media using a magnetic field. Magnetic effects are monitored by image analysis of images taken with an optical and fluorescence microscope. By measuring the concentrations of degraded substrates and determining the dry matter and proteins of the bacterial population. The Rhodococcus erythropolis bacterium adapted to phenol is used for the work. The experiments were run as semicontinuous flow bioreactors with the same type of nanofibrous carrier, where reactors with different types of magnetic fields were compared against a control reactor not exposed to magnetic fields.
nanofibre carrier, magnetic field, frequency 50 Hz, biodegradation, phenol, rhodococcus erythropolis
Rozsah průvodní práce
56
Jazyk
CZ
Anotace
Práce se zabývá využitím (elektro)magnetického pole a nanovlákenných nosičů biomasy v biologickém hybridním reaktoru. Hlavním cílem je intenzifikovat bakteriální růst a tvorbu biofilmu na nanovlákenných nosičích za pomoci magnetického pole. Vliv magnetického pole je sledován pomocí obrazové analýzy mikroskopických snímků nosiče, pořízených optickým a fluorescenčním mikroskopem; měřením koncentrací degradovaných substrátů a stanovením sušiny a proteinů bakteriální populace. Pro práci je využita bakterie Rhodococcus erythropolis adaptovaná na vyšší koncentrace fenolu. Experimenty byly provozovány jako semikontinuální průtokové bioreaktory se stejným typem nanovlákenného nosiče, kde byly porovnávány reaktory s různým typem magnetického pole oproti kontrolnímu reaktoru, který nebyl vystaven magnetickým polím.
Anotace v angličtině
The thesis deals with the use of electromagnetic field and nanofibrous biomass carriers in the biological hybrid reactor. The main goal is to intensify bacterial growth and biofilm formation on nanofibrous media using a magnetic field. Magnetic effects are monitored by image analysis of images taken with an optical and fluorescence microscope. By measuring the concentrations of degraded substrates and determining the dry matter and proteins of the bacterial population. The Rhodococcus erythropolis bacterium adapted to phenol is used for the work. The experiments were run as semicontinuous flow bioreactors with the same type of nanofibrous carrier, where reactors with different types of magnetic fields were compared against a control reactor not exposed to magnetic fields.
nanofibre carrier, magnetic field, frequency 50 Hz, biodegradation, phenol, rhodococcus erythropolis
Zásady pro vypracování
1. Vypracování odborných rešerší na téma: využití nanotechnologií při čištění odpadních vod (se zaměřením na využití nanovláken); problematika magnetického pole; možnosti využití magnetického pole v biologii (se zaměřením na vliv mag. pole na mikroorganismy).
2. Návrh a sestavení biologického reaktoru s využitím externího magnetického pole (návrh uspořádání experimentu vsádkový nebo průtočný apod.), měření fyzikálních parametrů magnetického pole (frekvence, doba působení, magnetická indukce a další).
3. Provozování laboratorního modelu a sledování vlivu magnetického pole na reálné mikroorganismy (bakteriální růst, biodegradační aktivita, respirační aktivita).
4. Identifikace limitních stavů biofilmových reaktorů (například maximální/minimální intenzifikace/restrikce bakteriálních populací růst, aktivita apod.), porovnání experimentu s bioreaktorem bez vlivu magnetického pole.
5. Zhodnocení dosažených výsledků včetně popisu možného využití v reálné praxi.
Zásady pro vypracování
1. Vypracování odborných rešerší na téma: využití nanotechnologií při čištění odpadních vod (se zaměřením na využití nanovláken); problematika magnetického pole; možnosti využití magnetického pole v biologii (se zaměřením na vliv mag. pole na mikroorganismy).
2. Návrh a sestavení biologického reaktoru s využitím externího magnetického pole (návrh uspořádání experimentu vsádkový nebo průtočný apod.), měření fyzikálních parametrů magnetického pole (frekvence, doba působení, magnetická indukce a další).
3. Provozování laboratorního modelu a sledování vlivu magnetického pole na reálné mikroorganismy (bakteriální růst, biodegradační aktivita, respirační aktivita).
4. Identifikace limitních stavů biofilmových reaktorů (například maximální/minimální intenzifikace/restrikce bakteriálních populací růst, aktivita apod.), porovnání experimentu s bioreaktorem bez vlivu magnetického pole.
5. Zhodnocení dosažených výsledků včetně popisu možného využití v reálné praxi.
Seznam doporučené literatury
[1] DIALLO, M., et al.: Nanotechnology Applications for Clean Water. William Andrew, 1st ed., ISBN-10: 0815515782, ISBN-13: 978-0815515784, 2009.
[2] PAPAZOGLOU, E. S., PARTHASARATHY, A., BioNanotechnology. Morgan and Claypool Publishers, 1st ed., ISBN-10: 1598291386, ISBN-13: 978-1598291384, 2007.
[3] HAŇKA, L.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, ISBN 0450682, Praha 1975.
[4] KATO, M.: Electromagnetics in Biology, Springer 2006, ISBN-13 978-4-431-27913-6.
[5] SEDLÁK, B., ŠTOLL, I.: Elektřina a magnetismus. Praha: ACADEMIA, 2002. ISBN 80-200-1004-1.
Seznam doporučené literatury
[1] DIALLO, M., et al.: Nanotechnology Applications for Clean Water. William Andrew, 1st ed., ISBN-10: 0815515782, ISBN-13: 978-0815515784, 2009.
[2] PAPAZOGLOU, E. S., PARTHASARATHY, A., BioNanotechnology. Morgan and Claypool Publishers, 1st ed., ISBN-10: 1598291386, ISBN-13: 978-1598291384, 2007.
[3] HAŇKA, L.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, ISBN 0450682, Praha 1975.
[4] KATO, M.: Electromagnetics in Biology, Springer 2006, ISBN-13 978-4-431-27913-6.
[5] SEDLÁK, B., ŠTOLL, I.: Elektřina a magnetismus. Praha: ACADEMIA, 2002. ISBN 80-200-1004-1.
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.