Functionalized Polystyrene Nanomaterials for Biomedicinal Applications
Funkcionalizované polystyrenové nanomateriály pro biomedicínské aplikace
dissertation thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/101660Identifiers
Study Information System: 155746
Collections
- Kvalifikační práce [19109]
Author
Advisor
Consultant
Londesborough, Michael G. S.
Referee
Dědic, Roman
Zimčík, Petr
Faculty / Institute
Faculty of Science
Discipline
-
Department
Department of Inorganic Chemistry
Date of defense
11. 9. 2018
Publisher
Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakultaLanguage
English
Grade
Pass
Keywords (Czech)
singletový kyslík, oxid dusnatý, polyethylenimin, polystyren, antimikrobiální, nanomateriályKeywords (English)
singlet oxygen, nitric oxide, polyethyleneimine, polystyrene, antimicrobial, nanomaterialsV současné době se významně zvyšuje riziko bakteriálních infekcí způsobených bakteriálními kmeny, které jsou rezistentní vůči antibiotikům. Proto je nesmírně důležité zkoumat způsoby, jež mohou tento problém překonat. Předložená práce se zabývá přípravou, charakterizací a analýzou antibakteriálních vlastností polystyrenových nanomateriálů (nanovlákenných membrán a nanočástic) modifikovaných sloučeninami, které jsou schopny vysoce účinně inhibovat růst bakterií, ať už přímo (polyethylenimin) nebo fotoaktivací viditelným zářením (NO-fotodonory, fotosensitizery) a následnou produkcí vysoce reaktivních anorganických baktericidních částic, oxidu dusnatého (NO) a singletového kyslíku (O2(1 g)). Všechny připravené materiály byly plně charakterizovány několika na sobě nezávislými metodami. Koncentrace produkovaného NO a O2(1 g) byly studovány amperometrickými a časově rozlišenými spektroskopickými technikami a sérií chemických analytických metod. Vzhledem k přítomnosti baktericidních sloučenin a účinné fotogeneraci NO a O2(1 g) za fyziologických podmínek vykazují všechny materiály vysoký antibakteriální účinek testovaný na Gram-negativním bakteriální kmeni Escherichia coli. V práci uvedené funkcionalizované polymerní nanomateriály mohou být potenciálně zajímavé pro lékařské, biologické či ekologické...
Nowadays, there is an increasing risk of bacterial infections from bacteria strains resistant towards antibiotics. Thus, it is of utmost importance to research novel therapies which can overcome this difficulty. The presented thesis focuses on the preparation, characterization and antibacterial evaluation of polystyrene polymer nanomaterials (nanofiber membranes and nanoparticles) modified with compounds that can efficiently inhibit bacterial growth either by their nature (polyethyleneimine) or by photoactivation upon visible light excitation (NO- photodonors, photosensitizers) and consequent production of highly reactive inorganic bactericidal species, nitric oxide (NO) and singlet oxygen (O2(1 g)). All materials were fully characterized by several independent methods. The concentrations of NO and O2(1 g) were measured by amperometric and time-resolved spectroscopic techniques and by variety of chemical analytic procedures. Due to the presence of bactericidal species and the efficient photogeneration of NO and O2(1 g) at physiological conditions, all materials exhibit strong antibacterial action tested on a Gram-negative bacterial strain Escherichia coli. Hence, these functionalized polymer nanomaterials may be intriguing systems for medical-, biological-, or environmental- application where a...