Vývoj iontovýměnných membrán s antimikrobiálními aditivy

Bc. Kateřina Keslerová

Master's thesis

Development of ion exchange membrane with antimicrobial additives

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu elektrodialyzačních membrán s antimikrobiálními aditivy, charakterizaci základních vlastností a jejich porovnání s referenčním (neupraveným) vzorkem. Byly připraveny vzorky se dvěma různými komerčními antimikrobiálními aditivy. Konkrétně se jednalo o anionvýměnné membrány s přídavkem komerčního aditiva Sanitized? BC A 21-41 (SANITIZED AG), a to ve dvou koncentracích 0,2 a 0,6 % (hm.) vzhledem k membránové směsi. Dále byly připraveny membrány s přídavkem aditiva SanaforTM PO-5 (Janssen PMP Preservation and Material Protection), rovněž ve dvou koncentracích 1 a 4 % (hm.). Jako referenční vzorek byla připravena anionvýměnná membrána o stejném složení, ovšem bez přídavku antimikrobiálních aditiv. Byly provedeny testy mechanických, fyzikálně-chemických vlastností a antibakteriální aktivity (tj. tahové testy, měření odporu, permselektivity, iontovýměnné kapacity, izolace DNA, inhibiční testy) s cílem charakterizovat nové vlastnosti antimikrobiálně modifikovaných anionvýměnných membrán. Jako nejvhodnější modifikace se dle výsledků diplomové práce jeví přidání aditiva SanaforTM PO-5 v koncentraci 4 % (hm.) vzhledem k membránové směsi. Membrána modifikovaná tímto aditivem vykazovala nejnižší elektrický odpor společně s nejvyšší antibakteriální aktivitou oproti referenčnímu vzorku. Manipulaci s aditivem navíc značně usnadňuje jeho granulátová forma.

Abstract:

This diploma thesis is focused on the preparation of electrodialysis membranes with antimicrobial additives, the characterization of their basic properties and mutual comparison with the reference (unmodified) sample. Samples with two different commercially available antimicrobial additives were prepared. Specifically, anionexchange membranes with the additive of Sanitized? BC A 21-41 (SANITIZED AG) in two concentrations of 0.2 and 0.6 wt% (related to the weight of membrane matrix), and membranes with additive of SanaforTM PO-5 (Janssen PMP - Preservation and Material Protection) also in two concentrations of 1 and 4 wt% were tested. As a reference, anionexchange membrane of the same composition, however without antimicrobial additives, was used. To characterize newly modified membranes, their mechanical, physicochemical and antibacterial properties as tensile tests, resistance measurements, permselectivity, ion exchange capacity, DNA isolation, inhibition tests were performed and evaluated. As the most appropriate modification, the SanaforTM PO-5 additive at a concentration of 4 wt% seems to be a most promising option of performed tests. The membrane modified with this additive exhibited the lowest electrical resistance along with the highest antibacterial activity compared to the reference sample. Moreover, handling with this additive is very easy due to its granular form.

Keywords

Antimikrobiální aditiva, elektrodialýza, elektromembránové procesy, inhibiční zóny, izolace DNA, membrány, zanášení, modifikace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Nanotechnology / Nanomaterials