Možnosti podpory biotechnologických procesů s využitím nanomateriálů a molekulárně genetických metod

Ing. Magda Nechanická

Disertační práce

Combination of nanomaterials and molecular genetic methods as support for biotechnological processes

Anotace:

Předmětem této práce bylo studium možností podpory biotechnologických procesů s využitím nanomateriálů a molekulárně-genetických metod. Prvně byly vyvinuty a testovány nosiče s nanovlákennou vrstvou jako pasivní metoda vzorkování mikrobiální biomasy z podzemní vody na kontaminované lokalitě pro následnou molekulárně-genetickou analýzu. Vybrané nanovlákenné nosiče, které byly vytipovány na základě dlouhodobého testování a monitoringu mikroflóry v podzemních vodách, byly následně testovány na dalších lokalitách. V další části práce byla verifikována aplikovatelnost nanovlákenných nosičů pro intenzifikaci biologických procesů čištění skládkových průsakových vod. Součástí těchto experimentů bylo studium vývoje nitrifikačních bakterií s využitím molekulárně-genetických metod. Poslední část této práce se zabývá vývojem a verifikací časově a ekonomicky nenáročné sterilizační metody vhodné pro nanovlákenné nosiče biomasy, jejíž účinnost byla potvrzena pomocí mikrobiologických a molekulárně-genetických metod. Poznatky a výstupy dosažené v rámci této disertační práce naleznou uplatnění nejen v oblastech bioremediace a čistírenství, ale také při aplikacích nanovlákenných struktur v čistých biotechnologiích, kde je vyžadována jejich efektivní sterilita.

Abstract:

The subject of this work was the study of the possibilities of supporting biotechnological processes using nanomaterials and molecular-genetic methods. At first, carriers with a nanofiber layer were developed and tested as a passive method of sampling microbial biomass from groundwater at a contaminated site for subsequent molecular-genetic analysis. The nanofiber carriers selected based on long-term testing and monitoring of microflora in groundwater were subsequently tested at other locations. In the next part of the work, the applicability of nanofiber carriers for the intensification of biological processes of landfill leachate treatment was verified. Part of these experiments was the study of the development of nitrifying bacteria using molecular genetic methods. The last part of this work deals with developing and verifying a time- and cost-effective sterilization method suitable for nanofiber biomass carriers, the effectiveness of which was confirmed using microbiological and molecular-genetic methods. The findings and outputs achieved within this dissertation thesis will contribute not only in the area of bioremediations and waste and landfill leachate treatments but also in the applications of nanofibers in pure biotechnologies where their effective sterilization is required.

Klíčová slova

biofilm, FISH, mikrobiální biomasa, molekulárně-genetické analýzy, nanovlákenné nosiče, next-generation sequencing, nitrifikace, podzemní voda, real-time qPCR, skládková voda, sterilizace, vzorkování

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 10. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 2. 2024
• Vedoucí: Mgr. Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Technická univerzita v Liberci

Doktorský studijní program / obor:
Nanotechnologie / Nanotechnologie