Studium interakcí polyvinylpyrrolidonu s bakteriálními buňkami

Bc. Sabina Kreizlová

Master's thesis

The Study of Poly (vinylpyrrolidone) Interactions with Bacterial Cells

Abstract:

Tato práce se zabývala studiem interakcí polyvinylpyrrolidonu (PVP) s bakteriálními buňkami. Teoretická část se zabývá stručnou charakteristikou polyvinylpyrrolidonu a jeho použitím, dále je věnována krátkému vysvětlení použitých metod, jako je měření kontaktního úhlu a adsorpce. U těchto metod je také uveden příklad jejich použití s bakteriálními buňkami či PVP. V praktické části byly z větší části prováděny pokusy adsorpce polyvinylpyrrolidonu na buňky bakteriálních kultur Pseudomonas putida MS2 a Escherichia coli CCM 3988. Zde byly použity koncentrace PVP 500, 250, 100, 50, 25 a 10 mg/l. Výsledky byly porovnány mezi sebou a to i v závislosti na použitém kultivačním médiu. Z výsledků byly vypočteny sorpční kapacity, z nichž byly následně sestrojeny adsorpční izotermy. Bylo však zjištěno, že v některých případech získané křivky nemají průběh typických adsorpčních izoterem. Výsledky tak ukazují na možnou existenci dalších dějů, které kromě adsorpce v systému buňky + PVP probíhají. Dále byla praktická část zaměřena na zjištění povrchové energie buněk. U těchto experimentů bylo zjištěno, že výsledná povrchová energie závisí nejen na případné přítomnosti PVP v průběhu kultivace, ale také ve značné míře na připravené vrstvě buněk. Na závěr byly provedeny pokusy respirace kultury E. coli CCM 3988 kultivované s PVP a bez něj. Dále Zde byl testován vliv přídavku PVP přímo při vlastním měření respirační rychlosti. Výsledky ukázaly, že vliv PVP na respirační rychlost buněk je malý; v průběhu pokusů však bylo zjištěno, že PVP, přidaný ke kultuře při intenzívním provzdušňování, způsobuje silnou flokulaci buněčné suspenze, tedy čiření suspenze a vznik vloček.

Abstract:

This work deals with the study of polyvinylpyrrolidone interactions with bacterial cells. The theoretical part deals with the brief characterization of PVP and its use, as well as with a brief explanation of the used methods, such as contact angle measurement and an adsorption. Several examples of these methods applied for studying bacterial cells or PVP use are included. In practical part, several attempts of PVP adsorption onto Pseudomonas putida MS2 and Escherichia coli CCM 3988 cells were performed. Here, PVP concentrations of 500, 250, 100, 50, 25 and 10 mg/l were used. The results were compared with each other, even depending on the culture medium used. Afterwards, adsorption capacities of the cells were determined and adsorption isotherms were subsequently constructed. It is found that the shape of some isotherms significantly differed from a standard adsorption isotherms. Therefore, the results suggested that another process distinct from PVP adsorption on the cells might exist. Further, the practical part was focused on the detection of cell surface energy. In these experiments, it was found that the resulting surface energy depends not only on the presence of PVP during cultivation, but also on the homogeneity of prepared cell layers. Finally, specific respiration rates of E. coli CCM 3988 cultivated with and without PVP were measured as well as cells respiration rates with added PVP. These results showed that PVP influenced slightly on the cells respiration rate, but it was found that PVP added during aeration caused strong cell flocculation, resulted in the formation of visible cell flocs, then suspension clarification and flake formation.

Keywords

Polyvinylpyrrolidon, bakterie, adsorpce, povrchová energie, respirace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2017

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Polymer Engineering