1. Addressing the needs of the rapidly aging society through the development of multifunctional bioactive coatings for orthopedic applicationsTinkara Mastnak, Uroš Maver, Matjaž Finšgar, 2022, review article Abstract: The unprecedented aging of the world’s population will boost the need for orthopedic
implants and expose their current limitations to a greater extent due to the medical complexity of
elderly patients and longer indwelling times of the implanted materials. Biocompatible metals with
multifunctional bioactive coatings promise to provide the means for the controlled and tailorable
release of different medications for patient-specific treatment while prolonging the material’s lifespan
and thus improving the surgical outcome. The objective of this work is to provide a review of several
groups of biocompatible materials that might be utilized as constituents for the development of
multifunctional bioactive coatings on metal materials with a focus on antimicrobial, pain-relieving,
and anticoagulant properties. Moreover, the review presents a summary of medications used in
clinical settings, the disadvantages of the commercially available products, and insight into the latest
development strategies. For a more successful translation of such research into clinical practice, extensive knowledge of the chemical interactions between the components and a detailed understanding
of the properties and mechanisms of biological matter are required. Moreover, the cost-efficiency of
the surface treatment should be considered in the development process.
Keywords: biomaterials, orthopedic implants, multifunctional coatings, drug delivery, antimicrobial, pain relief
Published in DKUM: 09.04.2025; Views: 0; Downloads: 1
 Full text (21,61 MB)
This document has many files! More... |
2. Ex situ bioremediation of diesel fuel-contaminated soil in two different climatesTjaša Cenčič, Tinkara Mastnak, Marta Svoljšak, Matjaž Finšgar, 2023, original scientific article Abstract: The petroleum industry is often faced with accidental spills and discharges that pollute valuable natural resources such as soil. The purpose of this study was to assess bioremediation potential of an on-site landfarming unit (LU), a highly economical solution that complies with the zero-waste policy, for bioremediation of the contaminated soil after an actual diesel fuel leakage in a fuel depot. The first aim was to evaluate the effects of different climates on hydrocarbon bioremediation. For this reason, a part of the contaminated soil was moved from the initial location with a sub-Mediterranean climate to an LU at another location with a temperate continental climate. Our results demonstrated that remediation in sub-Mediterranean climate is less effective than the remediation in a temperate continental climate. The second aim of this study was to evaluate the effect of different plant species on the microbial population during bioremediation. For that purpose, 365-day monitoring of phospholipid fatty acids (PLFA) was performed. Our results support the hypothesis that plant-assisted bioremediation can diminish toxic effects of diesel-polluted soil and that the changes in plant species during bioremediation cause changes in the microbial population.
Keywords: bioremediation, climatic effect, contamined soil, microbial community, petroleum hydrocarbons
Published in DKUM: 21.02.2025; Views: 0; Downloads: 4
Full text (2,18 MB) |
3. The use of a novel smartphone testing platform for the development of colorimetric sensor receptors for food spoilageTinkara Mastnak, Gerhard J. Mohr, Matjaž Finšgar, 2023, original scientific article Abstract: This work presents a novel smartphone testing platform for the validation of colorimetric sensor receptors (CSRs) in the form of layers that enables reliable and straightforward determination of their color change in a closed system using a commercially available color sensor. The food-compatible model CSR used for the method development was made of black carrot extract and ethyl cellulose. The colorimetric responses were studied in detail for NH3, dimethylamine (DMA), and trimethylamine (TMA) by analyzing changes in the value of the total color difference (ΔE) with the increasing logarithm of the mass concentration (log γ) of the analytes. The method was partially validated for the detection limit (LOD), the limit of quantification, sensitivity, and linear γ range. The fastest reaction times were obtained for the NH3 analyte, while the calculated LOD values were quite similar (1.48 mg L−1 for NH3, 1.55 mg L−1 for DMA, and 1.58 mg L−1 for TMA). The applicability of CSRs was shown for different types of muscle food. Frozen (boneless and skinless) hake fillets were used for additional experimental work in which the color changes of the CSRs were correlated with the values of the total volatile basic nitrogen (TVB-N) and the total counts of aerobic and anaerobic microorganisms. The developed testing platform shows great promise for the development of CSRs that define the quality of a broad variety of muscle food.
Keywords: sensors receptors, CSRs, colorimetric
Published in DKUM: 01.08.2023; Views: 781; Downloads: 51
Full text (1,64 MB)
This document has many files! More... |
4. Razvoj in validacija kolorimetričnega senzorskega receptorja za zaznavanje kvarjenja živil : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMarcel Žafran, 2021, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo predstavlja začetno področje raziskav in razvoja novih kolorimetričnih senzorskih receptorjev (KSR) za zaznavanje amonijaka (NH3), ki bi jih lahko vključili v pametno embalažo za živila. NH3 je namreč pomemben analit, z merjenjem katerega lahko ovrednotimo svežost in varnost nekaterih živilskih proizvodov, predvsem mišične hrane.
KSR smo pripravili tako, da smo ekstrakt vijoličnega korenja raztopili v polimeru etil celuloza in tako pripravljeno raztopino s premazovalnikom z nožem nanesli na PET-folijo. Ves material, ki smo ga uporabili za pripravo opisanih KSR, je združljiv z živili.
Za kvantitativno ovrednotenje barvnih sprememb smo uporabili tehniko vzorčenja iz nezapolnjenega prostora nad vzorcem in kolorimetrično detekcijo izvedli s pametnim telefonom. KSR smo izpostavili različnim koncentracijam NH3, pri čemer je prišlo do vidnih barvnih sprememb, ki smo jih ovrednotili z brezplačno aplikacijo Color Grab in RGB analizo. Barvne spremembe smo lahko s prostim očesom zaznali že pri koncentraciji 1,35 mg/L.
Uporaba KSR v pakirani (pametni) embalaži bi lahko uporabnikom omogočila enostavno odčitavanje barvnih sprememb na njihovih mobilnih napravah, s čimer bi pridobili informacije o dejanskem stanju živil. Slednje je bistveno za podaljšanje njihovega roka trajanja in predstavlja eno izmed rešitev velikega globalnega izziva – ogromne količine zavržene hrane, ki zaradi rasti svetovnega prebivalstva in podnebnih sprememb, postaja vedno bolj pereč problem.
Keywords: kolorimetrični senzorski receptorji, zaznavanje kvarjenja živil, amonijak, celokupni hlapni bazični dušik, kolorimetrična detekcija, RGB-analiza
Published in DKUM: 06.10.2021; Views: 1329; Downloads: 234
Full text (2,15 MB) |
5. Razvoj kolorimetričnega senzorskega receptorja za zaznavanje biogenih aminov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeGal Bjelovučić, 2021, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo predstavlja razvoj kolorimetričnega senzorskega receptorja (KSR) za zaznavanje trimetilamina, ki skupaj z dimetilaminom in amonijakom tvori enega glavnih parametrov kakovosti hrane ‒ celokupni hlapni bazični dušik ali TVB-N (angl. total volatile basic nitrogen).
KSR, ki smo ga razvili, je sestavljen iz izključno z živili združljivih materialov: indikatorja (izvleček vijoličnega korenja) in polimerne osnove (derivat celuloze), ki smo ju v obliki polimerne raztopine nanesli na nosilec iz PET-folije .
Za spremljanje barvnih sprememb tako pripravljenega KSR smo pripravili zaprt sistem, ki posnema pogoje v živilski embalaži ter vanj s tehniko vzorčenja iz nezapolnjenega prostora nad vzorcem injicirali analit.
Kolorimetrično detekcijo in RGB-analizo smo izvedli s pametnim telefonom in brezplačno dostopno aplikacijo Color Grab. Potrdili smo, da so optične lastnosti indikatorja odvisne od koncentracije trimetilamina in v izbranem koncentracijskem območju dobili barvno lestvico od rdeče-vijolične do temno sive barve. Ugotovitve diplomske naloge so dobro izhodišče za nadaljnje raziskave in izpopolnjevanje tako KSR kot tudi metode.
Ker kolorimetrična detekcija s pametnim telefonom ne zahteva usposobljenega osebja in je veliko cenejša ter hitrejša od uveljavljenih instrumentalnih metod, ki se sicer uporabljajo za določanje biogenih aminov, ima ta metoda velik potencial na področju spremljanja kakovosti in varnosti hrane. Morebitna uporaba kolorimetričnih senzorskih receptorjev v sklopu pametnega pakiranja živil bi lahko znatno zmanjšala količino zavržene hrane.
Keywords: kolorimetrični senzorski receptor, biogeni amini, trimetilamin, kontrola kakovosti hrane
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 1111; Downloads: 118
Full text (2,65 MB) |
6. Optični senzorski receptorji na osnovi azo barvilTinkara Mastnak, 2019, doctoral dissertation Abstract: Občutljiva in selektivna detekcija biotiolov je v zadnjih letih deležna vse večje pozornosti, saj so spremembe njihove koncentracije v krvi, plazmi in urinu povezane z različnimi obolenji. Ker ima vsaka od standardnih tehnik za njihovo detekcijo osnovne omejitve v zvezi s kompleksnostjo, pripravo vzorca, časom trajanja analize in stroški, so nove metode izjemno zaželene.
Biogeni amini so vključeni v pomembne presnovne in fiziološke funkcije in so lahko naravno prisotni v hrani in pijači. Visoke vsebnosti biogenih aminov v živilih so posledica intenzivne mikrobne aktivnosti zaradi fermentacije ali kvarjenja. Tako nadzor nad biogenimi amini postaja vse pomembnejši za spremljanje procesov proizvodnje živil, za preverjanje njihove kakovosti in svežosti ter za spremljanje njihove varnosti. Podatki o prisotnosti biogenih aminov v prehrambenih izdelkih niso dosledni, ker je njihova koncentracija odvisna od vsebnosti vlage, maščob, beljakovin in pH. Te lastnosti zagotavljajo okolje za razvoj mikroorganizmov in biokemičnih reakcij, zaradi česar so živila med predelavo in skladiščenjem pokvarljiva. Določanje biogenih aminov v živilih je dolgotrajno in zahteva drage analizne instrumente. Kolorimetrična detekcija v nadprostoru tako ponuja elegantno rešitev, saj se lahko podatki povežejo s številom mikroorganizmov, s čimer posledično določimo raven svežosti ali pokvarjenosti hrane.
Doktorska disertacija predstavlja lastnosti in uporabnost 4-N,N-dioktilamino-4'-dicianovinilazobenzena (CR-528) in 4-N,N-dioktilamino-2'-nitro-4'-dicianovinilazobenzena (CR-555) za zaznavanje biotiolov in biogenih aminov. Senzorne lastnosti CR-528 in CR-555 so bile najprej preizkušene v raztopini etanola. Dodajanje žveplo-vsebujočih analitov (2 merkaptoetanola (2-ME), hidrosulfida (SH─)) in določenih biogenih aminov (spermina (SP), spermidina (SPD), etanolamina (EA)) je povzročilo koncentracijsko odvisne spektralne spremembe, ki so jih spremljale vidne spremembe barve iz rožnate/vijolične do bledo rumene/oranžno-rumene. Ker detekcija omenjenih analitov v etanolu nima velike uporabne vrednosti, smo CR-528 in CR-555 imobilizirali v dve različni polimerni osnovi – hidrofilni poliuretanski hidrogel (PHD4) in hidrofobni kopolimer na osnovi etilena in vinil acetata (EVA), s čimer smo pridobili optične senzorske receptorje v obliki indikatorskih plasti. Tem smo najprej raziskali detekcijske lastnostih za zaznavanje žveplo-vsebujočih analitov (celokupnih sulfidov in 2-ME) v pufru s fiziološkim pH (7.4). Rezultati so pokazali, da je za dosego diagnostično relevantnih koncentracijskih območij potrebno močno izboljšati občutljivost indikatorskih plasti. Izkazalo se je tudi, da so samo optični senzorski receptorji na osnovi EVA dovolj stabilni, da jih je smiselno nadalje raziskati kot kolorimetrične naprave za detekcijo hlapov biogenih aminov. Reakcija CR-528/EVA in CR-555/EVA s hlapi izopentilamina (IPA) je povzročila očitno spremembo barve iz rožnate/vijolične do rumene/oranžno-rumene. CR 555/EVA optični senzorski receptor se je odzval tudi na izpostavljenost kadaverinu (CAD). Spremembe barv so bile analizirane z UV/VIS molekulsko absorpcijsko spektroskopijo, pri čemer je bila metoda delno validirana. Določili smo mejo zaznavnosti, občutljivost, linearno koncentracijsko območje, točnost in natančnost. Najnižje meje zaznavnosti so bile dosežene z CR-555/EVA (0,40 ppm za IPA in 1,80 ppm za CAD) optičnimi senzorskimi receptorji.
Na zadnje smo ugotovili, da zaradi visoke reaktivnosti, neobstojnosti v raztopini v daljšem časovnem obdobju, občutljivosti na pH in na povišane temperature, barvili nista primerni za imobilizacijo v silicijeve delce.
Keywords: azo barvila, biogeni amini, biotioli, optični senzorski receptorji, poliuretanski hidrogel, kopolimer etilena in vinil acetata
Published in DKUM: 26.04.2019; Views: 2149; Downloads: 265
Full text (7,28 MB) |
7. Design and characterization of dicyanovinyl reactive dyes for the colorimetric detection of thiols and biogenic aminesTinkara Mastnak, Aleksandra Lobnik, Gerhard J. Mohr, Matejka Turel, 2018, original scientific article Keywords: indicator dye, chromoreactand, absorption, thiols, biogenic amines
Published in DKUM: 08.03.2018; Views: 1855; Downloads: 386
Full text (4,45 MB) |
