Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Preko dihanja, oralnega vnosa in drgnjenja ob kožo, smo vsakodnevno izpostavljeni inherentno toksičnim delcem nanometrskih velikosti (nanodelcem). Nanodelci v zraku so še posebej problematični, ker se jim težko izognemo in povzročajo dolgoročne posledice, kot so na primer srčno-žilne bolezni, vnetja, pljučni rak in poškodbe možganov. Za uspešno regulacijo nanodelcev je torej ključna pravilna določitev njihove toksičnosti. Toksičnost v nanotoksikologiji je definirana kot kumulativna doza, dostavljena v sistem, pri kateri še lahko opazimo neželene stranske učinke. Trenutno je najpogosteje v uporabi definicija doze, opredeljena kot razmerje med celotno površino nanodelcev, dostavljenih v sistem, in celotno pričakovano površino tkiva oz. celic. Ta pa ne upošteva lokalnih interakcij in razporeditve doze, ki ključno vplivajo na določitev dejanskega učinka doze na opazovani sistem. Trenutni standard določitve doznega odziva in toksičnosti nanodelcev so tedne trajajoči poskusi na živalih. Kot hitrejša in cenejša alternativa so bili razviti preprosti in napredni modeli in vitro, osnovani na celičnih linijah, ki pa večinoma ne vsebujejo zelo pomembnega gradnika pljuč, pljučnega surfaktanta. Pri razvoju definicije doze smo uporabili preprost model, sestavljen iz celic pljučnega epitelija, pljučnega surfaktanta in cevk iz titanovega dioksida. Stanje pri vdihu nanodelcev smo posnemali tako, da smo na celice najprej napršili pljučni surfaktant in nato nanodelce. V ta namen smo razvili inkubator, v katerem smo lahko surfaktant in nanodelce na sistem in vitro napršili v fizioloških pogojih direktno na mikroskopu z visoko ločljivostjo in hkrati zajemali slike takoj od napršitve nanodelcev vse do nekaj dni po napršitvi. Z izpostavitvijo celic več nanodelcem smo pokazali, da trenutna definicija doze nezadostno opiše dejanski učinek doze v biološkem sistemu. Nezadostno definicijo smo nadgradili z uvedbo interakcijske površine in interakcijske doze, ki sta direktno upoštevali interakcije med površino membrane in nanodelcev. Nov koncept nam je omogočil, da smo dozo ovrednotili in vizualizirali v vsaki slikovni piki slike. Z dvema novo definiranima parametroma, povprečno interakcijsko dozo in povprečno lokalno interakcijsko dozo, smo poleg lokalnih interakcij med nanodelci in membrano upoštevali še neenakomernost porazdelitve doze ter s tem mnogo bolje ocenili njeno porazdelitev v sistemu. S spremljanjem časovnega razvoja povprečne lokalne interakcijske doze smo potrdili, da biološki sistem modulira dozo že brez dodanega surfaktanta. Z analizo histogramov interakcijske doze v poskusih s surfaktantom in brez njega smo ovrednotili vpliv surfaktanta na modulacijo doze. Ugotovili smo, da v prisotnosti surfaktanta faza karantenizacije in raztapljanja nastopi hitreje, sledi ji pa nova faza raztapljanja, ki je brez surfaktanta ni in omogoča prerazporejanje doze v prostoru in času. Sledenje surfaktantskim proteinom, nanodelcem in lipidom hkrati je bilo mogoče z razvitim trikanalnim slikanjem, osnovanim na zajemu življenjskega časa fluorescence. Iz sledenja vsem trem komponentam smo določili: 1) da se hidrofobni surfaktantski proteini kepijo skupaj s cevkami titanovega dioksida, 2) da nanocevke vdrejo globlje od fiziološke debeline surfaktanta v nekaj sekundah in 3) da se v surfaktantu pojavijo prehodne luknje, ki omogočajo neoplaščenim nanodelcem prehod čez pljučni surfaktant. Trikanalno slikanje celic, nam je na koncu omogočilo prepoznati, da je doza nanodelcev odvisna od lokalne okolice, kot je meja med celičnim jedrom in plazemsko membrano, in od prisotnosti biomolekul v tem okolju. To je vodilo v razvoj novega koncepta vektorske doze nanodelcev, ki je odvisna od v sistemu prisotnih biomolekul. Novi koncept je pripraven za odkrivanje mehanizmov toksičnosti in njihove propagacije po sistemu, kar bi lahko vodilo do boljšega razumevanja ključnih molekularnih dogodkov, ki so osnova za uspešno napovedno toksikologijo, ki ni osnovana na poskusih na živalih.
Ključne besede: toksikologija, nanotoksikologija, doza, lokalna doza, površinska doza, interakcijska doza, lokalna interakcijska doza, fluorescenca, fluorescentna mikroskopija, mikroskopija s stimulirano emisijo, mikroskopija z visoko ločljivostjo, pljučni surfaktant, SP-B, SP-C, proteini pljučnega surfaktanta, nanocevke titanovega dioksida, nanodelci, model in vitro, nano-bio interakcije, analiza slik
Objavljeno v DKUM: 17.04.2023; Ogledov: 548; Prenosov: 48
Celotno besedilo (35,59 MB)

Opis: Invazivnost tujih vrst je povezana z njihovimi ekofiziološkimi odzivi na nove stresne dejavnike. Pistia stratiotes je invazivna tropska rastlina, zato smo z rezultati magistrskega dela želeli ugotoviti njene fiziološke značilnosti vzdolž temperaturnega gradienta v mokrici Topla pri Prilipah. Strugo mokrice smo razdelili na 10 lokacij, ki so se razlikovale glede na temperaturo vode. Ugotavljali smo, katera temperatura vode je optimalna za največji prirast in najboljše možnosti za vegetativno razmnoževanje. Merili smo, kako sta fotokemična učinkovitost in vrednost klorofila v listu (vrednost SPAD) odvisni od temperature okolja. Rezultati meritev so pokazali, da je za P. stratiotes najoptimalnejša temperatura od 25 °C do 30 °C. Rastline pri nižjih temperaturah od 21 °C niso uspevale, prav tako so pri temperaturi nad 35 °C začele rumeneti. Temperatura vode vpliva tudi na temperaturo rozete, ki je enaka temperaturi vode, ter na temperaturo lista, ki je v povprečju za 1 °C hladnejši od temperature vode. Zraven temperature vode imajo velik vpliv tudi temperatura zraka, hranila in pH vode. S pomočjo testa kalivosti ugotavljamo, da se vrsta v mokrici Topla pri Prilipah ob razmnoževanju s stoloni, uspešno razmnožuje tudi s semeni, ki preživijo temperature pod 0 °C in skladiščenje v sedimentni semenski banki.
Ključne besede: vodna solatA, temperaturni gradient, rast, razmnoževanje, fotokemična učinkovitost, fluorescenca klorofila, vrednosti SPAD, kalitev
Objavljeno v DKUM: 27.09.2017; Ogledov: 1912; Prenosov: 186
Celotno besedilo (2,33 MB)

Opis: V okviru magistrskega dela smo uporabili in predstavili metode, ki se uporabljajo na področju ekologije rastlin. Na izbrani lokaciji v Laškem, smo štiri leta zapored zgodaj spomladi izvajali meritve v populaciji čemaža Allium ursinum in spremljali okuženost čemaževih listov z ličinkami vrste Cheilosia fasciata, ki predrejo listni epidermis, živijo v listu in se prehranjujejo z listnim mezofilom. Namen naloge je bil preučiti ali imajo okuženi listi slabšo fotosintetsko učinkovitost ter slabšo alelopatsko delovanje kot zdravi listi. Poleg tega pa smo s simulacijo okužbe listov želeli preveriti ali se bodo ti listi v fotosintetski učinkovitosti in alelopatskem delovanju odzvali podobno kot okuženi listi. Z metodo merjenja fluorescence klorofila in merjenjem vrednosti količine klorofila (SPAD) smo ugotavljali razlike v fotosintetskem učinkovanju in vsebnosti klorofila med zdravimi in okuženimi listi. Dobljene podatke smo statistično obdelali in rezultate primerjali znotraj posameznih sezon merjenja ter sezone med sabo. Ugotovili smo, da imajo okuženi listi slabšo fotosintetsko učinkovitost kot zdravi listi. Manjše so bile tudi vrednosti SPAD. V vseh sezonah se je pokazal trend drastičnega manjšanja učinovitosti fotosinteze s trajanjem okužbe. Ugotovili smo, da se vpliv okoljskih dejavnikov na fotosintetsko delovanje rastline zelo zmanjša, ko pride do okužbe listov. Sklepamo, da je tako pospešeno propadanje listov obrambni odziv rastline na okužbo z ličinkami. Tako tudi larva ne doseže zrelega stanja žerke pred zabubljenjem. Simulacijo okuženosti listov smo naredili z luknjanjem listov v času prvega pojava naravne okuženosti listov čemaža. Na listih s simulirano herbivorijo smo opravljali enake meritve ter ob enakem času, kot pri zdravih in naravno okuženih listih. Prvo simulacijo smo izvedli v letu 2013. Listi s simulirano okužbo so pokazali večjo podobnost z zdravimi listi, kot z okuženimi listi, kar ne potrjuje naše hipoteze. Ta trend je bil prisoten v vseh treh sezonah simuliranja. Sama tehnika izvedbe simuliranja ni dobro posnemala postopnega miniranja listov, kar je najverjetnejši razlog za dobljene rezultate. Nasplošno je naravno miniranje listov zelo težko posnemati. Za dokazovaje alelopatskega delovanja čemaža smo leta 2015 v laboratoriju opravili t.i. metodo Lepidium test, s katero smo ugotavljali učinke vodnih ekstraktov rastlinskih tkiv (listov čemaža) in prsti (iz sestoja čemaža) na uspešnost in potek kalitve semen vrtne kreše (Lepidium sativum). Rezultati so pokazali, da čemaž ima potencialni alelopatski vpliv. Zdravi listi so imeli večjo alelopatsko učinkovanje kot okuženi listi, saj so bile povprečne dolžine kalic vrtne kreše krajše. V tleh ni bilo prisotnih zaviralnih snovi.
Ključne besede: čemaž, Allium ursinum, herbivorija, Cheliosia fasciata, listni miner, fluorescenca klorofila, SPAD, simulacija herbivorije, alelopatija, Lepidium test
Objavljeno v DKUM: 03.11.2015; Ogledov: 1910; Prenosov: 222
Celotno besedilo (1,65 MB)

Opis: V sklopu te diplomske naloge smo izvajali eksperimente na vrsti tradeskancija (Tradescantia fluminensis) v laboratorijih oddelka za biologijo na Fakulteti za naravoslovje in matematiko v Mariboru. Eksperimentalno delo je potekalo od začetka marca do začetka aprila v letu 2012. Omenjeno vrsto smo izpostavili dvema stresnima dejavnikoma, suši in pomanjkanju svetlobe. V ta namen smo uporabili 4 vzorce za en stresni dejavnik in 4 za drugega ter ob tem uporabili še dva kontrolna vzorca. Skupaj smo tako imeli 10 vzorcev. Meritve, ki smo jih opravljali 30 dni, so zajemale fluorescenco zelenega barvila, ki smo jo merili z merilcem fluorescence klorofila Handy PEA (Hansatech), vsebnost zelenega barvila v listih, izmerjenih s pomočjo merilca vsebnosti klorofila SPAD – 502 (Minolta), odstotek vlage v tleh, pridobljenih z napravo za merjenje vlage HH2 (Delta – T). Merili smo prav tako dolžino poganjka, dolžino zadnjega internodija ter maksimalno širino in dolžino lista, na katerem smo opravljali meritve fluorescence. Tekom eksperimenta smo šteli tudi liste: vse liste na rastlini, zelene zdrave liste, liste s suhim robom in suho konico ter suhe liste. Na začetku izvajanja eksperimentov smo izmerili še svetlobne pogoje, v katerih smo imeli vzorce, ter temperaturo prostora. Bistvo oz. sklep eksperimentalnega dela je, da se je Tradescantia fluminensis odzivala na stresne dejavnike (pomanjkanje vode in svetlobe) ter tako izrazila fiziološke in morfološke spremembe. Naši rezultati so pokazali različne odgovore T. fluminensis na oba stresorja. Sušo tolerira bolje od teme. Prvi pridobljeni odgovor je bila fluorescenca klorofila, nato vrednosti SPAD in na koncu še morfometrične značilnosti. Rastline v suši so bile manjše z manjšimi listi, večjim številom poškodovanih listov in nižjimi vrednostmi SPAD. Rastline brez svetlobe so kazale hitre odgovore upadanja količnika Fv/Fm. Te imajo daljše korenine in liste ter propadejo hitreje kot rastline v suši.
Ključne besede: Tradescantia fluminensis, stres, suša, pomanjkanje svetlobe, fluorescenca klorofila, zelena barva lista, vlaga v tleh, morfometrija
Objavljeno v DKUM: 04.07.2012; Ogledov: 2460; Prenosov: 222
Celotno besedilo (1,86 MB)

Opis: V diplomskem delu obravnavamo energijska stanja v atomih in molekulah, lastnosti fluorescence, fosforescence ter sipanja kot prehode med molekulskimi energijskimi stanji. Opišemo tudi Beer-Lambertov zakon za vse tri pojave. Meritve opravimo s spektrofotometrom MUT Tristan Light in s preoblikovano transmisijsko komoro. Oprema je bila nabavljena v okviru Norveškega finančnega mehanizma. Z meritvami pokažemo Stokesov premik za fluorescenco, spektralni maksimum za fosforescenco in odvisnost intenzitete sipane svetlobe od valovne dolžine. Z meritvami tudi pokažemo, da je prek Beer-Lambertovega zakona mogoče izračunati neznano koncentracijo raztopine tudi iz gostot fluoresciranega oziroma sipanega svetlobnega toka vzorcev. Del diplomskega dela je namenjen zgodovini raziskovanj pojavov in njihovim aplikacijam v moderni znanosti.
Ključne besede: spektrofotometer, fluorescenca, fosforescenca, sipanje, absorpcija, Beer-Lambertov zakon, energijski nivoji
Objavljeno v DKUM: 16.05.2012; Ogledov: 3075; Prenosov: 625
Celotno besedilo (2,78 MB)