![](publikacie/fotky/2fgche463a1db5)
Katarína KUČEROVÁ, born Tarabová bývalý (á) študent RG
PhD. štúdium 2014 - 2021
Školiteľ: Karol Hensel Školiteľ špecialista: -- Názov: Studená plazma v kontakte s kvapalinami - Jej chemické účinky a vybrané biomedicínske a poľnohospodárske aplikácie Abstract: Práca sa zaoberá studenou plazmou a plazmou aktivovanou kvapalinou a ich aplikáciami v biomedicíne a poľnohospodárstve. Konkrétne ich použitím na rôzne skúmané objekty, ako biomolekuly, baktérie, bunky, semená a rastliny. Obsahuje päť vedeckých prác publikovaných v renomovaných vedeckých časopisoch, ktorým predchádza komentár obsahujúci úvod pre každú skúmanú oblasť, účinky plazmy uvádzané v literatúre, ciele práce a stručný opis nami dosiahnutých výsledkov. Uvádzame rôzne typy zdrojov studenej plazmy generovanej prechodovým iskrovým výbojom, oblúkovým výbojom a plazmovou tryskou, ktoré boli použité v kontakte s rôznymi roztokmi. Plazmou indukované chemické zmeny a tvorba reaktívnych častíc v plyne (NOX, N2O, HNO2, O3) a v kvapaline (•OH, H2O2, NO2‾, NO3‾) spôsobené týmito výbojmi boli identifikované absorpčnou a fluorescenčnou spektroskopiou. Diskutujeme vplyv rôznych parametrov, ako napr. pomer N2/O2 v plyne alebo vplyv dĺžky pôsobenia plazmy na tvorbu reaktívnych častíc v kvapaline a na modelový organizmus baktériu Escherichia coli. Účinok skúmaných zdrojov plazmy na baktérie bol vyhodnocovaný štandardnou kultivačnou metódou. Najvýraznejší inaktivačný účinok bol pozorovaný v roztokoch bez tlmivých vlastností, keď bol výboj generovaný vo vzduchu. Študovali sme účinok výbojov na biomolekuly, ako DNA alebo proteíny, ako aj na eukaryotické bunky. Výsledky viability, apoptózy a bunkového cyklu HeLa a Vero cicavčích buniek naznačujú, že studená plazma má potenciál pôsobiť selektívne na rakovinové bunky. Účinok plazmou aktivovanej vody na klíčenie semien a stimuláciu rastu rastlín bol študovaný v podmienkach in vitro a in vivo. Pozorovali sme zlepšenie absorpcie vody semenami pšenice, klíčenia a vývoja klíčencov. Zaznamenali sme zvýšenie suchej hmotnosti, obsahu fotosyntetických pigmentov, rýchlosti fotosyntézy a zníženie aktivity antioxidačných enzýmov v rastlinách pšenice a šalátu. Účinok plazmou aktivovanej vody sme porovnali s účinkom roztokov s rôznymi koncentráciami H2O2 a/alebo NO3‾ a vyhodnotili ich samostatný, ako aj kombinovaný príspevok v procese stimulácie rastlín plazmou aktivovanou vodou.
Mgr. štúdium 2012 - 2014
Školiteľ: Karol Hensel Školiteľ špecialista: -- Názov: Elektrické výboje v kontake s vodnými roztokmi, ich biologické a chemické účinky Abstrakt: V práci sme sa zaoberali chemickými a biologickými úinkami prechodovej iskry generovanej jednosmerným napätím kladnej polarity vo vzduchu pri atmosférickom tlaku a aplikovanej na vodné roztoky. Použili sme systém s vodnou elektródou, v ktorom kvapalina opakovane preteká objemom výboja. Analyzovali sme zmeny v dvoch základných roztokoch (roztok dihydrogén fosforenanu sodného NaH2PO4 a fyziologický roztok chloridu sodného NaCl) a ich tlmivých variantoch (fosforenanový tlmivý roztok a fyziologický roztok zmiešaný s týmto roztokom). Na skúmanie biologického efektu sme ako modelový bunkový použili baktérie Bacillus cereus a Escherichiu coli a rakovinové bunky HeLa. Sledovali sme zmeny pH, vodivosti a teploty roztokov. Spektrofotometricky sme merali koncentráciu peroxidu vodíka H2O2 prostredníctvom jeho reakcie s iónmi titánu oxosíranu titaniitého a vzniku farebného komplexu kyseliny pertitaniitej. Indigo kolorimetrickou metódou sme merali koncentráciu ozónu O3 v roztokoch. Pomocou kolorimetrického kitu sme spektrofotometricky stanovovali koncentráciu nitritov NO2- a nitrátov NO3-. Fluorescennou sondou DCF-DA sme urovali množstvo vzniknutých peroxynitritov ONOO. Uvedené parametre sme sledovali v závislosti od džky opracovania roztokov výbojom. Zvyajne sme v ase pozorovali pokles pH, nárast vodivosti, teploty a koncentrácie všetkých pozorovaných reaktívnych astíc. Na druhej strane, nebola preukázaná závislos pH, vodivosti ani koncentrácie na rýchlosti prietoku roztoku systémom. Po ukonení výboja sme zaznamenali pokles koncentrácie peroxidu vodíka, ozónu a nitritov, a nárast nitrátov. Poukázali sme na možnos, že indigo metóda nie je dostatone selektívna a farbivo môže by odfarbované nielen ozónom, ale aj hydroxylovým radikálom. Vo fyziologickom roztoku sme po 10 minútovom opracovaní dosiahli pokles bakteriálnej populácie B. cerea o 1,2 rádu, E. coli o 3 rády a HeLa bunky o 49 %. Úinky vyvolané prechodovým iskrovým výbojom v prietokovom systéme sme porovnali s výsledkami dosiahnutými v systéme s elektrostatickým rozprašovaním.
Bc. štúdium 2011 - 2012
Vedúci: Karol Hensel Konzultant: -- Názov: Biodekontaminácia impulznými elektrickými výbojmi Abstrakt: V práci sme venovali pozornosť problematike biodekontaminácie nízkoteplotnou nerovnovážnou plazmou generovanou impulznými elektrickými výbojmi vo vzduchu pri atmosférickom tlaku. Impulzné elektrické výboje sme generovali zdrojom vysokého napätia na báze rotačného iskrišťa. Našim cieľom bolo skúmať elektrické výboje generované týmto zdrojom a ich použitie na inhibíciu grampozitívnej sporulujúcej baktérie Bacillus cereus, zistiť ich účinnosť, určiť jej závislosť od rôznych parametrov (amplitúda a frekvencia pulzov, čas opracovania) a porovnať ju s výsledkami meraní získaných so zdrojom jednosmerného napätia. Testovali sme dva typy pulzného výboja – iskrový a korónový. Účinky iskrového výboja sme testovali na roztoku baktérií pri súčasnom využití efektu elektrostatického rozprašovania. Pôsobeniu korónového výboja sme podrobili spóry nanesené na povrchu fólií. Bakteriálne vzorky sme kultivovali na pevnej agarovej pôde a účinnosť výbojov vyhodnotili klasickou metódou počítania kolónií. Výsledky ukázali, že nameraná účinnosť pulzného iskrového výboja bola nížšia v porovnaní s účinnosťou iskry generovanej jednosmerným napätím. Na druhej strane účinnosť korónového výboja generovaného pulzným zdrojom sa ukázala byť približne o 20% vyššia ako v prípade jednosmerne generovaného, pričom záporná polarita bola účinnejšia ako kladná. Výsledky demonštrovali pozitívny potenciál využitia pulzných výbojov na dekontamináciu baktérií. Aby sme však mohli jednoznačne potvrdiť naše výsledky a určiť vzťah účinnosti od amplitúdy a frekvencie pulzov a času opracovania, bude potrebné realizovať aj ešte ďalšie merania.
|
|
Súčasní
PhD študenti:
Jana KŠANOVÁ
Darina KUŽMOVÁ
Ramin MEHRABIFARD
Zuzana OKRUHLICOVÁ
Pankaj PAREEK
Gokul SELVARAJ
Sergei SMIRNOV
Peter TÓTH
Mgr/Bc študenti:
Dominik DIŇA
Bývalí
PhD študenti
Mgr študenti
Bc študenti
|