| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 10 / 105
First pagePrevious page12345678910Next pageLast page
1.
Razvoj in analiza frit za emajliranje aluminijevih zlitin
Mitja Bukovec, 2021, doctoral dissertation

Abstract: Doktorska raziskava je temeljila na razvoju frit za emajliranje aluminijevih zlitin, saj je uporaba zlitin zaradi njihove nizke cene, nizke gostote in odlične trdnosti vedno večja. Tako se aluminijeve zlitine uporabljajo v različnih panogah, vendar je njihova uporaba omejena zaradi njihove visoke kemijske aktivnosti in potencialno slabe korozijske odpornosti v kislih, alkalnih in kloridnih raztopinah. Študija je zajemala raziskave različnih surovin ter oksidne sestave frit. Da smo dobili homogen granulat, smo za posamezno frito določili optimalne pogoje časa in temperaturo taljenja. S talilnim mikroskopom smo opazovali površino in določili štiri talilne točke: sintranja, zmehčanja, polkrogle in stekanja. Razteznostni koeficient frite smo določili z dilatometrom, ter ga primerjali z razteznostnim koeficientom posamezne aluminijeve zlitine. Pred emajliranjem smo vzorce zlitin očistili in nekatere tudi zbrusili, da bi ugotovili vpliv predhodne obdelave zlitine na vezavo emajla. Pripravljenih je bilo več frit, med katerimi je bilo sedem frit, s katerimi smo emajlirali tri vrste aluminijevih zlitin in sicer AA2024, AA6082 in AA7075. Za posamezno frito smo določili optimalne pogoje časa in temperaturo žganja. Korozijska odpornost emajliranih vzorcev je bila preizkušena v 5-odstotni raztopini NaCl pri sobni temperaturi z uporabo meritev elektrokemijske impedančne spektroskopije in meritev krivulj ciklične polarizacije. Korozijska odpornost emajliranih vzorcev se je v primerjavi z neemajliranimi aluminijevimi zlitinami povečala. Sestava, površinska in globinska homogenost dveh najučinkovitejših emajliranih vzorcev sta bila potrjena z uporabo FE-SEM posnetkov, jedkanja z ionskim izvorom klastrov argona in z kvantitativno analizo z uporabo rentgenske fotoelektronske spektroskopije. Dodatno je bila za opis 3D sestave frit uporabljena tehnika masne spektrometrije sekundarnih ionov z detektorjem na čas preleta in jedkanjem z uporabo ionskega izvora O2+. Globino nastalega kraterja pri globinskem profiliranju smo analizirali z uporabo 3D profilometra.
Keywords: frita, emajl, aluminijeva zlitina, korozija, elektrokemija, XPS, ToF-SIMS, 3D profilometrija
Published: 12.04.2021; Views: 18; Downloads: 5
.pdf Full text (12,90 MB)

2.
Energetska optimizacija vzporedno delujočih procesov za proizvodnjo formaldehida in zmanjševanje emitiranih količin co2
József Mursics, 2020, doctoral dissertation

Abstract: Doktorska disertacija obravnava energetsko optimizacijo delujočih procesov za proizvodnjo in nadaljnjo predelavo formaldehida in zmanjševanje obremenjevanja okolja s posebnim poudarkom na minimizaciji celotnih količin emitiranega CO2. Odpadni plini proizvodnega procesa pridobivanja formalina, morajo ustrezati okoljskim predpisom EU, ki bodo pričakovano zahtevali zmanjšanje vsebnosti formaldehida in hlapljivih organskih spojin. V tem cilju smo razvili dva postopka: • postopek, ki vključuje nadgradnjo obstoječih postopkov odstranjevanja formaldehida in ostalih hlapljivih organskih spojin z dodatno absorpcijsko napravo in • postopek sosežiga odpadnih plinov, ki nastanejo pri postopku pridobivanja formalina s kovinskim oksidom, z zemeljskim plinom v plinski turbini, kjer se formaldehid in hlapne organske spojine v celoti odstranijo, hkrati pe se pridobiva tudi električna energija. Računalniške simulacije smo izvedli s programskim paketom Aspen Plus, z upoštevanjem ravnotežne konstante absorbcije in reakcije nizkih koncetracij formaldehida v vodi. Ekonomske analize so potrdile, da je možno z ustrezno zasnovo vzporedno delujočih procesov znatno znižati obratovalne in fiksne stroške in emisije formaldehida v okolje zmanjšati za več kot petkrat, v primeru prve metode (srebrov katalizator) in na ničelno vrednost v primeru druge metode (kovinskooksidni katalizator).
Keywords: proizvodnja formalina, formaldehid, odpadni industrjski plini, proizvodnja energije, ekologija, emisije CO2
Published: 29.03.2021; Views: 42; Downloads: 14
.pdf Full text (3,26 MB)

3.
Mikro struktura polihipe polimerov dosežena s sinerezo, hiperzamreženjem in graftiranjem
Amadeja Koler, 2020, doctoral dissertation

Abstract: V doktorski disertaciji smo pripravili polimere stirenskega tipa z več nivojsko poroznostjo. Dobro definirano porozno strukturo smo dosegli s kombiniranjem različnih tehnik za uvedbo poroznosti v polimere. S polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze smo ustvarili makro porozne polimere s povezovalno odprto celično poliHIPE strukturo. Mikro poroznost smo dosegli s Friedel-Craftsovo reakcijo hiperzamreženja in s sineretsko fazno separacijo z uporabo mešanice topil. Več nivojska porazdelitev velikosti por je izjemno pomembna pri uporabi polimernih materialov v pretočnih sistemih, kjer makro pore omogočajo konvektivni prenos snovi in zmanjšujejo povratne tlake, medtem ko manjše mezo in mikro pore vplivajo na povečanje specifične površine. Visoko porozne poli(stiren-ko-divinilbenzen) polimere smo pripravili s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze. Monolite smo sintetizirali s prosto radikalsko in RAFT (reverzna adicijsko-fragmentacijska polimerizacija s prenosom verige) polimerizacijo. V obeh primerih polimerizacij so imeli polimeri tipično poliHIPE strukturo. Polimere smo nato hiperzamrežili z radikalskim iniciatorjem di-tert-butil-peroksidom in tako pridobili mikro in mezo pore, ter posledično vplivali na dvig BET specifične površine (3-4-kratno povišanje). Prav tako je na mikro strukturo poliHIPE materialov vplivala vrsta polimerizacije. Z RAFT polimerizacijo smo dobili 4-5-krat višje specifične površine ne hiperzamreženih poliHIPE materialov kot pri uporabi proste radikalske polimerizacije, kar kaže na porast formiranja mikro por pri RAFT zamreženju. Poli(stiren-ko-4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materiale s tipično poliHIPE odprto celično strukturo smo sintetizirali pri različnih stopnjah začetnega zamreženja (2, 5 in 10%). Z dodatkom stirena v monomerno mešanico smo dosegli redčenje funkcionalnih skupin in tako študirali vpliv redčenja na potek Friedel-Craftsove reakcije hiperzamreženja. S hiperzamreženjem smo v makro porozne poliHIPE materiale uvedli mikro pore in dosegli visoke BET specifične površine (do 731 m2/g). Pri dodatku 57-63 mol % STY je bilo redčenje funkcionalnih skupin preveliko, da bi bilo hiperzamreženje še učinkovito, specifične površine so drastično padle, kar kaže na pomanjkanje mikro por. Graftirali smo glicidil metakrilat s površine makro poroznih poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) monolitov pripravljenih z radikalsko polimerizacijo kontinuirne faze emulzije. Z namenom povišanja specifične površine smo visoko porozne poliHIPE materiale hiperzamrežili s Friedel-Craftovo reakcijo in jih nadalje funkcionalizirali z razvejanim tris(2-aminoetil)aminom. Proste amino skupine razvejanega amina smo uporabili za imobilizacijo RAFT reagenta, ki je bil primeren za graftiranje glicidil metakrilata s površine. Z graftiranjem s površine poliHIPE materialov z vezanim RAFT reagentom smo dobili visoko gostoto glicidil metakrilatnih molekul na površini. Graftiranje smo izvedli le na hiperzamreženih materialih, saj so ti dosegli večje konverzije pri reakciji z aminom in RAFT reagentom, zaradi večje dostopnosti reaktivnih mest. Učinkovitost reakcije graftiranja smo potrdili z gravimetrijo, elektronsko vrstično spektroskopijo in infrardečo spekroskopijo. Dinamična mehanska analiza je pokazala, da smo z RAFT polimerizacijo izboljšali mehanske lastnosti poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materialom. V drugem delu doktorske disertacije smo uporabili sineretsko fazno separacijo pri sintezi poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) zrn s suspenzijsko polimerizacijo. Monomerno fazo smo razredčili s toluenom ali z mešanico topil toluen/heksan. Mikro pore so se formirale zaradi mikrosineretske fazne separacije ob prisotnosti toluena, ki je dobro topilo za stirenske tipe polimerov. Zrna smo hiperzamrežili in s tem uvedli v material nove mikro pore, ki so posledica nastanka novih metilenskih povezav. S tem smo dosegli visoke
Keywords: poliHIPE materiali, hiperzamreženje, sinereza, RAFT graftiranje s površine poliHIPE materialov, RAFT polimerizacija
Published: 01.12.2020; Views: 121; Downloads: 49
.pdf Full text (14,54 MB)

4.
Uporaba inverzne geometrijske konfiguracije za razvoj senzorskih in elektrokromnih trakov
Martin Rozman, 2020, doctoral dissertation

Abstract: Optoelektronika je del naravoslovnih ved, ki se ukvarja s pretvorbo svetlobnega odziva v električni signal ali obratno. Primera takšnih sistemov sta elektronski papir (električni signal se pretvori v svetlobni) in sončne celice (svetlobni signal se pretvori v električni). Pri elektronskem papirju govorimo o pojavu elektrokromizma, medtem ko pri sončnih celicah govorimo o fotoefektu. Oba sistema sta po principu izgradnje precej podobna, saj po navadi uporabljata vsaj eno optično transparentno elektrodo (OTE), protielektrodo ter elektrolit, ki interagira z aktivno komponento, nanešeno na OTE. Optično transparentne elektrode tako predstavljajo ozko grlo razvoja novih aplikacij, saj imajo omejeno specifično električno prevodnost, prav tako pa je izdelava teh elektrod dražja in zahtevnejša od navadnih kovinskih elektrod. Glavno omejitev optoelektronskih naprav je doslej predstavljal izbor materialov za OTE, saj so ti omejeni na steklene ali plastične nosilce z naprašeno kovino ali kovinskim oksidom ter na prevodne prosojne polimere. Za razliko od prosojnih nosilcev s prevodno snovjo in prevodnih polimerov je tehnologija izdelave kovinskih folij precej starejša. Le-te niso prosojne, zaradi česar v industriji izdelave zaslonov niso zaželene, vendar jih odlikujejo odlične mehanske in kemijske lastnosti ter izjemna temperaturna vzdržljivost. Kovinske folije imajo tudi v praktično vseh primerih višjo specifično prevodnost od OTE, zaradi česar bolje prevajajo električni tok. Iz znanstvene literature je razvidno, da vse praktične elektrokromne naprave in fotosenzorji potrebujejo vsaj eno optično prosojno elektrodo. Namen doktorske disertacije je omogočiti nove načine izgradnje optoelektronskih naprav, ki bodo uporabljali novo geometrijsko konfiguracijo. Le-ta bo uporabna tako za sestavo elektrokromnih naprav, kot tudi fotosenzorjev. Ker je praktično nemogoče narediti elektrokromno napravo ali fotosenzor v konfiguraciji, kjer sta neprosojni elektrodi ena na drugi z vmesno plastjo elektrolita, je treba uvesti nekaj rešitev, da lahko naredimo polprosojne optične elektrode ali pa moramo napravo sestaviti na takšen način, da neprepustnost kovinskih elektrod za svetlobo ne bo predstavljala problema. Na osnovi geometrijskih modifikacij je mogoče omenjene elektrokemijske sisteme prilagoditi tako, da za svoje delovanje ne potrebujejo OTE. Na tak način je mogoče sestaviti elektronski papir ali sončne celice v obliki traku, upogljivih plošč ali tankih vrvi. Težava, ki nastopa hkrati z geometrijo sistema, pa je optimizacija elektrokemijskega sistema. Ta zahteva ustrezno kombinacijo kovinskih elektrod, elektrolita in elektrokromne ali fotovoltaične reakcije ter optimizacijo časovnega odziva, ki je v večini primerov odvisen od difuzije ionov v sistemu. V doktorski disertaciji je tako prikazanih nekaj primerov, ki se ukvarjajo z razvojem optoelektronskih naprav v novi geometrijski konfiguraciji »inverznega sendviča«, del disertacije pa se ukvarja s primernimi mehanizmi, ki lahko delujejo v tej inovativni konfiguraciji. Z novimi geometrijskimi pristopi bi bilo mogoče v prihodnosti izdelati nove robustne elektrokemijsko aktivne tkanine in trakove tako za namen spreminjanja barve (elektrokromizem) kot za potrebe pridobivanja cenejše električne energije ali za detekcijo svetlobnega odziva (fotovoltaika).
Keywords: geometrijska konfiguracija, inverzni sendvič, elektrokromizem, fotovoltaika, nerjavno jeklo, difuzija
Published: 25.11.2020; Views: 135; Downloads: 41
.pdf Full text (49,32 MB)

5.
Isolation of chitin from marine biomass with deep eutectic solvents and kinetics study of n-deacetylation to chitosan
Bojana Bradić, 2020, doctoral dissertation

Abstract: Namen disertacije je predstaviti razvoj nove metodologije z uporabo zelenih alternativnih rešitev, ki predstavljajo izboljšanje v primerjavi s tradicionalnim naĉinom pridobivanja komponent iz odpadne morske biomase. Frakcioniranje morske biomase, v našem primeru lupine škampov v sestavne dele, z glavnim hitinom, ki je eden prvih in najbolj komercialno pomembnih biopolimerov, je bilo doseženo s selektivno optimizacijo pogojev ekstrakcije z uporabo evtektiĉnih topil, kar je imelo za posledico zelo visok izkoristek hitina. Mehanizem frakcioniranja je razložen s kvantitativno analizo tekoĉih in trdnih frakcij, dobljenih po raztapljanju lupin škampov v DES. Evtektiĉna topila so se reciklirana in ponovno uporabila za hitinsko izolacijo, pri ĉemerto ni imelo velik vpliv na izkoristek hitina. Štiri najbolj obetavna in komercialno dostopna NADES, ki jih sestavljajo mešanice holin-klorid-mleĉna kislina (CCLA), holin-kloridmalonska kislina (CCMA), holin-klorid-seĉnina (CCUR) in holin-klorid-citronska kislina (CCCA), so bili preizkušeni. Najvišji izkoristek ekstrakcije hitina je bil <90% z uporabo CCLA, s ĉistostostjo izoliranega hitina nad 98%. Študija o modeliranju heterogenega koraka N-deacetilacije α-hitina, dobljenega iz odpadkov škampov, z uporabo katalitiĉne alkalne raztopine pri razliĉnih delovnih temperaturah in koncentracijah je prinesla nova mehanistiĉna spoznanja. Porazdelitve velikosti delcev za dva loĉena eksperimenta z manjšim prahom ali veĉjimi morfologijami hitina dobijene so sistemom sledenja v realnem ĉasu.Mehanizem pretvorbe verige biopolimerov je bil opisan preko matematiĉnega modela reakcijsko-difuzijske rešetke, rešen za vse intervale frakcij. Kinetika reakcije je bila predposatvljena drugega reda, ker koncentracija hidroksilnih ionov v porah ni bila konstantna. Izbrani matematiĉni model je omogoĉil razmeroma dober dogovor za kumulativne eksperimentalne podatke glede kinetike v zaĉetni fazi , kot tudi naknadno difuzijo za OH−. V tej študiji je bil nadelje tudi razvit en trajnostni pristop k raztapljanju hitina z vkljuĉitvijo zelene tehnologije v predelavo hitina, da bi odpravili pomanjkljivosti s pomoĉjo konvencialnih naĉinov raztapljanja hitina in kemijske deacetilacije. V tej študiji so bila preizkušena številna razliĉna evtektiĉna topila za raztaplanje hitina, kjer so se štiri izkazala kot zelo uĉinkovita. CCLA ( holin hlorid-mleĉna kislina) je bilo najbolj obetavno topilo za raztapljanje hitina. Alkalna in nevtralna evtektiĉna topila, so lahko vplivali na vodikove vezi v strukturi hitina, hkrati pa so vzpostavili novo in omogoĉili hitrejšo reakcijsko kinetiko N.-deacetilacijo ob uporabi manjše koncetracije NaOH. Tako so najuĉinkovitejši: CCLA, GLBT (glicerol-betain) in CCUR (holin klorid-urea) , uporabljeni za izvajanje N-deacetilacije s 30% raztopino NaOH pri 80°C in reakcijskim ĉasom do 18h. Dobljeni rezultati so pokazali DDA za približno 44-55% višjo od obstojeĉih literaturinih rezultatov, kjer je potekala homogena reakcija N deacetilacije hitina.
Keywords: hitin, hitozan, model z vkljuĉevanjem reakcijske kinetike in transporta, frakcionacija biomase, loĉevanje mineralov, evetktĉna topila
Published: 23.11.2020; Views: 178; Downloads: 28
.pdf Full text (4,52 MB)

6.
Hydrothermal processes for conversion of lignocellulosic biomass to value-added compounds
Tanja Milovanović, 2020, doctoral dissertation

Abstract: In this doctorial dissertation subcritical water processes of lignocellulosic biomass to obtain value-added compounds are studied. The doctorial dissertation is divided into four main parts. In the first and second part of dissertation, model compounds (standards of cellulose and sugars and chestnut tannins) were primarly used in order to better understand processes of real biomass material. The degradation of cellulose and different sugars was performed in batch reactor with subcritical water. The different reaction temperatures and times were used. The main phases, such as water-soluble fraction, acetone-soluble fraction and solid residue were separated and analysed. The analysis of water-soluble phase was done by HPLC equipped with UV and RI detector, while acetone-soluble phase of cellulose was analysed by GC-MS. Total sugar content was determined by the phenol-sulphuric acid colorimetric method. The properties of char, obtained using cellulose as a treated material, such as: specific surface area, pore volume and pore diameter were determined by gas adsorption method. A water-soluble phase mainly consists of sugar monomers and monomer degradation products such as 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), furfural, erythrose, sorbitol, 1,6-anhydroglucose, glycolaldehyde, glycerlaldehyde, 1,3-dihydroxyacetone, pyruvaldehyde, formic, levulinic, lactic, oxalic and succinic acids, while acetone-soluble phase, referred to also as bio-oil, consists of furans, phenols, carboxylic acids, aldehydes, ketones and high molecular compounds. The reaction mechanism of cellulose and sugars in subcritical water has been proposed based on the obtained results. Furthermore, the results from cellulose and sugar hydrothermal degradation were utilized in further work to determine which industrially interesting products could be obtained by hydrothermal processing of paper waste in subcritical water. The optimum conditions ( temperature and reaction time), which gave us the highest yield of base chemicals (furfural, 5-HMF, levulinic acid) were determined. Sweet chestnut (Castanea Sativa) bark contains high level of tannins and various phenolic compounds which can be utilized in pharmaceutical, cosmetic, nutritional and medical purposes. The sweet chestnut tannins extract and sweet chestnut bark were used as materials highly rich in bioactive compounds for subcritical water processes which are presented in the second part of doctorial dissertation, respectively. The spectrophotometric methods were used to determine total tannins, phenols and carbohydrates content and antioxidant activity. The identified compounds were ellagic and gallic acid, ellagitannins (vescalagin, castalagin, 1-o-galloyl castalagin, vescalin and castalin), sugars (maltose, glucose, fructose and arabinose) and sugar derivatives (5-HMF, furfural and levulinic acid). The results obtained from hydrothermal hydrolysis were compared to results from acid hydrolysis. Finally, the optimization of reaction parameters of subcritical water processes has been done aiming to obtain the product highly rich in ellagic acid. Subcritical water extraction of horse chestnut (Aesculus hippocastanum) parts such as seeds, seed shell, bark and leaves was described in the third chapter of dissertation. The detected compounds in extracts, such as escins, esculin, fraxin, phenolic compounds (chlorogenic, neochlorogenic and gallic acids) and furfurals (5-hydroxymethyfurfural, furfural, and methylfufrual) are quantified using HPLC. The last part of dissertation proposes extraction of cocoa shell using green technologies (supercritical CO2 and subcritical water extraction) and also conventional methods (Soxhlet extraction with hexane and extraction with 50 % acetone) to obtain bioactive compounds in order to compare the results. The detected compouns were methylxanthines, phenolic compounds, sugars, fatty acids.
Keywords: Subcritical water, biomass, biowaste, extraction, hydrothermal degradation, hydrolysis, bioactive compounds.
Published: 16.10.2020; Views: 243; Downloads: 42
.pdf Full text (6,32 MB)

7.
Vezava encimov na površinsko modificirane magnetne nosilce
Katja Vasić, 2020, doctoral dissertation

Abstract: Doktorska disertacija zajema dva dela, v prvem delu smo se osredotočili na sintezo magnetnega nosilca, modificiranega z organskim polimerom karboksimetil dekstranom (CMD). V sintezni postopek smo vpeljali tri različne koncentracije CMD (0,25 g/mL, 0,40 g/mL in 0,50 g/mL CMD) ter sintetizirali tri različne modificirane magnetne nanodelce (CMD1-MNPs, CMD2-MNPs in CMD3-MNPs). Sintetizirane CMD-MNPs smo okarakterizirali z različnimi analiznimi metodami: Fourier-transformirano infrardečo spektroskopijo (FT-IR), termogravimetrično analizo (TGA), vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM), energijsko disperzijsko spektroskopijo (EDS), transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM), z meritvami dinamičnega sipanja svetlobe (DLS). Magnetne lastnosti smo določili z elektronsko paramagnetno resonanco (EPR) in vibracijskim magnetometrom (VSM). Uspešno smo sintetizirali magnetne nosilce CMD-MNPs z ozkimi porazdelitvami nanovelikosti od 27-30 nm. S FT-IR analizo smo določili prisotnost karboksilnih in hidroksilnih skupin na površini CMD-MNPs, kar potrjuje prisotnost polimerne prevleke CMD na sintetiziranih MNPs. Z meritvami EPR in VSM smo dokazali, da imajo sintetizirani CMD-MNPs magnetne lastnosti ter feromagnetni sistem. Določili smo inhibitorne lastnosti CMD-MNPs na rast dveh bakterijskih kultur. Inhibitorne učinke na rast testnih mikroorganizmov smo zaznali pri CMD3-MNPs, medtem ko ostali CMD-MNPs in neprevlečeni MNPs ne izkazujejo antimikrobne učinkovitosti. Proučevali smo tudi inhibitorne lastnosti MNPs modificiranih s hitozanom (HIT-MNPs) in aminosilanom (AMS-MNPs) na petih različnih bakterijskih kulturah, pri katerih nismo zaznali inhibiornega učinka na rast izbranih mikororganizmov. Za nadaljnje raziskave smo izbrali CMD3-MNPs, na katerega smo vezali encim alkohol dehidrogenazo (ADH). V drugem delu doktorske disertacije smo nosilec CMD3-MNPs površinsko funkcionalizirali z epiklorohidrinom (EClH). Optimalna koncentracija EClH je znašala 4 % (v/v). Proučevali smo vpliv različnih procesnih parametrov na preostalo aktivnost in učinkovitost imobilizacije ADH na CMD3-MNPs. Pri optimalnih pogojih imobilizacije ADH na CMD3-MNPs smo dosegli 89,6 % preostalo aktivnost imobilizirane ADH in 99,5 % učinkovitost imobilizacije. Nadaljevali smo s postopkom koimobilizacije, pri čemer smo na funkcionaliziran nosilec CMD3-MNPs koimobilizirali encim ADH in kofaktor β-nikotinamid adenin dinukleotid (β-NAD). S spreminjanjem procesnih parametrov smo proučevali njihov vpliv na preostalo aktivnost imobilizirane ADH s kofaktorjem β-NAD na CMD3-MNPs in učinkovitost koimobilizacije. Pri optimalnih pogojih koimobilizacije ADH in β-NAD na CMD3-MNPs smo dosegli 73,3 % preostalo aktivnost ADH ter 93,8 % učinkovitost imobilizacije. Izvedli smo še študijo termične stabilnosti proste ADH, ADH imobilizirane na CMD3-MNPs in ADH koimobilizirane z β-NAD na CMD3-MNPs pri različnih temperaturah. ADH imobilizirana na CMD3-MNPs je ohranila skoraj 60 % svoje začetne aktivnosti po 24. urah inkubacije pri temperaturah 20 °C in 40 °C. ADH koimobilizirana z β-NAD na CMD3-MNPs je pri temperaturi 30 °C ohranila 75,4 % začetne aktivnosti, pri 50 °C pa 66,5 % začetne aktivnosti po 5. urah inkubacije. Proučili smo še stabilnost ADH imobilizirane na CMD3-MNPs in ADH koimobilizirane z β-NAD na CMD3-MNPs, ki smo ju skladiščili pri 4 °C. Po treh tednih sta obe obliki imobilizrane ADH ohranili 60 % svoje začetne aktivnosti. Magnetne nosilce HIT-MNPs in AMS-MNPs smo funkcionalizirali z mrežnim povezovalcem glutaraldehidom (GA) in amino-donorjem pentaetilenheksaminom (PEHA), na katere smo imobilizirali encim β-galaktozidazo (β-GAL) ter optimirali koncentraciji GA in PEHA. Pri kombinaciji obeh GA in PEHA smo dosegli hiperaktivacijo encima (128,9 %), do katere pride zaradi konformacijskih sprememb encima. Hiperaktivacijo smo dosegli tudi pri imobilizaciji β-GAL na AMS-MNPs. Najvišjo preostalo aktivnost β-GAL smo dosegli, kadar smo kot mrežni povezovalec uporabili 20 % (v/v) PEHA (154,4 %).
Keywords: magnetni nanodelci, karboksimetil dekstran, karakterizacijska analiza, funkcionalizacija, epoksi zamreževanje, epiklorohidrin, glutaraldehid, encimi, imobilizacija, koimobilizacija, β-nikotinamid adenin dinukleotid, alkohol dehidrogenaza, β-galaktozidaza, kinetični parametri
Published: 13.05.2020; Views: 556; Downloads: 91
.pdf Full text (9,26 MB)

8.
Sinteza votlih sferičnih magnetnih struktur
Marijana Lakić, 2019, doctoral dissertation

Abstract: Rak je eden izmed najpogostejših razlogov smrti sodobnega človeka. Zato so raziskave na področju izboljšav protirakastih zdravilnih učinkovin in novih metod zdravljenja te bolezni, med njimi tudi raziskave na osnovi nanotehnoloških dognanj, v porastu. Nanomedicina, eno izmed področjih nanotehnologije, hitro raste zahvaljujoč razvoju nanomaterialov ali nano orodij, ki jih lahko uporabimo v namene zgodnjega odkrivanja in zdravljenja bolezenskih stanj ter tkivnega inženirstva. Med temi področji pridobiva tarčna dostava zdravilnih učinkovin na osnovi znanj nanotehnologije in nanomedicine vedno večje zanimanje, saj takšna dostava zdravilnih učinkovin poveča njihovo koncentracijo v tarčnem delu telesa, medtem ko njeno relativno koncentracijo zmanjša v ostalih delih telesa. S tem se izboljša učinkovitost zdravilne učinkovine obenem pa se zmanjšajo njeni stranski učinki. Z raziskavami na tem področju lahko znanstvena stroka bistveno vpliva na število preživelih pacientov, med njimi tudi tistih, obolelih za rakom. V doktorski disertaciji je prikazana priprava tarčnega sistema za dostavo zdravilnih učinkovin na osnovi votlih sferičnih magnetnih struktur ali votlih magnetnih sfer, ki imajo poleg nanomedicine potencial uporabe še na področju senzorike. Pri tem smo kot osnovo za pripravo tarčnega sistema uporabili mezoporozne delce silicijevega dioksida (SiO2), ki smo jih sintetizirali s pomočjo sol-gel procesa oz. hidrolize in kondenzacije prekurzorja tetraetoksisilana (TEOS) v alkoholnem bazičnem mediju ob prisotnosti površinsko aktivnega sredstva, okoli katerega se je formirala porozna struktura delcev. Pri tem smo spreminjali razne reakcijske parametre in opazovali njihov vpliv na morfološke lastnosti SiO2 delcev, ki smo jih v nadaljevanju oplaščili s pomočjo soobarjanja železovih sulfatnih soli, ki so na površini nosilnih mezoporoznih delcev oksidirale do superparamagnetne maghemitne ovojnice. Proces nastanka votle strukture je potekal simultano s procesom obarjanja železovih soli na površini mezoporoznih SiO2 delcev pri sobni temperaturi z uporabo fosfatnih pufrov. Votle sfere smo tako uspeli pridobiti na okolju prijaznejši in cenovno ugodnejši način, brez uporabe visoko temperaturnih procesov kalcinacije ali okolju spornih topil. Ta postopek smo tudi patentirali. Kemoterapevtska zdravilna učinkovina, ki smo jo uspešno vgradili v takšne votle sfere je doxorubicin (DOX), ki se uporablja pri zdravljenju raznih obolenj, kot so npr. akutna limfoblastična levkemija, rak dojk in jajčnikov, kolorektalni rak ali rak debelega črevesja, rak ledvic, rak jeter, rak glave in vratu, itd. Votle magnetne sferične strukture z vgrajeno zdravilno učinkovino DOX smo uspešno površinsko modificirali z encimom ter ves sistem imobilizirali v biokompatibilni polimerni hidrogel na osnovi vodotopnega polivinil alkohola. Sistem smo okarakterizirali ter podali oceno o primernosti uporabe tega sistema za tarčno dostavo zdravilne učinkovine.
Keywords: nanotehnologija, nanomedicina, votle sfere, mezoporozni delci silicijevega dioksida, doksorubicin, tarčna dostava zdravilnih učinkovin
Published: 17.01.2020; Views: 571; Downloads: 69
.pdf Full text (5,57 MB)

9.
Razvoj modificiranih elektrod iz steklastega ogljika za določevanje težkih kovin v sledovih in analizo vodikovega peroksida
Barbara Petovar, 2019, doctoral dissertation

Abstract: V doktorski disertaciji so predstavljene nove metode za določevanje težkih kovin v sledovih. Kot alternativa živosrebrni elektrodi sta bili v zadnjem desetletju predstavljeni bizmutova in antimonova elektroda, mehanizem delovanja teh elektrod pa do sedaj še ni bil pojasnjen. V doktorskem delu je predstavljena študija delovanja elektrod pri različnih pogojih elektroanalize s tehniko elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS). Uporabili smo nemodificirano elektrodo iz steklastega ogljika (GCE) in modificirano elektrodo z različnimi in situ pripravljenimi prevlekami na njeni površini (prevleka iz bizmuta BiFGCE in prevleka iz antimona SbFGCE) za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II). Metode smo pred EIS analizo delno validirali (meja zaznavnosti, meja določljivosti, linearnost, občutljivost, točnost, natančnost). Za pripravo BiFGCE smo uporabili dve različni koncentraciji 0,5 mg/L in 1,0 mg/L Bi(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru, za pripravo SbFGCE pa 0,5 mg/L Sb(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru ali 0,01 M HCl. Z EIS-analizami BiFGCE pri različnih potencialih smo ugotovili, da se prevleka, nastala pri določenem potencialu elektronalaganja, enako obnaša v svojem naravnem stanju, zato je primerna za elektroanalizo. Z uporabo modelov ekvivalentnih električnih vezij (EEC) smo pridobili parametre za opis delovanja BiFGCE. Ugotovili smo, da različni dodatki težkih kovin v raztopino z elektrolitom nimajo signifikantnega vpliva na delovanje BiFGCE oziroma na kapacitivnost in polarizacijsko upornost BiFGCE. Za različne sisteme smo uporabili različne EEC in ugotovili, da delovanje BiFGCE pri določanju težkih kovin pri različnih pogojih analize (na primer potencialih elektronalaganja) ni enaki proces. Ugotovili smo, da so sistemi z 1,0 mg/L Bi(III) pri različnih potencialih elektronalaganja kinetično in difuzijsko kontrolirani procesi, sistemi z 0,5 mg/L Bi(III) so kinetično in difuzijsko kontrolirani pri potencialih, bolj negativnih od –0,6 V, pri potencialu elektronalaganja –0,6 V in bolj pozitivnih potencialih pa gre za kinetično kontrolirane procese. S SbFGCE smo v 0,01 M HCl določali Cd(II) in Pb(II), v 0,1 M acetatnem pufru pa zraven le teh še Zn(II). Z metodo EIS smo preučevali delovanje SbFGCE. Ugotovili smo, da na delovanje oziroma polarizacijsko upornost SbFGCE v acetatnem pufru koncentracija dodanih analitov nima signifikantnega vpliva pri vseh različnih potencialih EIS-analize in v HCl pri potencialih EIS-analize enakih potencialom elektronalaganja. Z uporabo EEC modelov smo ugotovili, da so pri najbolj negativnih potencialih elektronalaganja (–1,1 V za SbFGCE v HCl in –1,2 V za SbFGCE v acetatnem pufru) sistemi pod kinetično kontroliranimi procesi ne glede na prisotnost in koncentracijo analitov. Zaradi dobrih analitskih lastnosti BiFGCE in SbFGCE smo razvili nove elektrode z različnimi kombinacijami bizmutove in antimonove prevleke na GCE (BiSbFGCE) ter skupno masno koncentracijo Bi(III) in Sb(III) 0,5 mg/L ali 1,0 mg/L. 22 različnih metod smo delno validirali za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II) v 0,1 M acetatnem pufru. Ugotovili smo, da imajo določene metode širše linearno območje in boljšo občutljivost za določanje analitov v primerjavi z drugimi kombiniranimi BiSbFGCE ali samo BiFGCE ali SbFGCE. Večina metod je za določanje Cd(II) in Pb(II) v okviru izbranih kriterijev točnosti in natančnosti. Potem smo optimizirali še čas elektronalaganja prevleke na GCE in ponovno delno validirali izbrane metode z optimiziranim časom elektronalaganja. Z optimizacijo smo dosegli nižje meje zaznavnosti in določljivosti ter boljšo občutljivost za določanje analitov. Na GCE smo razvili tudi nov senzor za detekcijo vodikovega peroksida. Gre za nov pristop priprave tovrstnega senzorja. Na GCE smo nanesli nov material iz nanodelcev grafena (GNP) brez uporabe encimov. Z amperometrično analizo pripravljenega senzorja smo potrdili, da je redukcija H2O2 difuzijsko kontroliran proces in da je GNP/GCE selektivna za H2O2.
Keywords: anodna striping voltametrija, elektrokemijska impedančna spektroskopija, BiFGCE, SbFGCE, BiSbFGCE, GNP/GCE, vodikov peroksid, amperometrija
Published: 18.10.2019; Views: 797; Downloads: 157
.pdf Full text (3,69 MB)

10.
FORMULATION, PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANOEMULSIONS FOR PARENTERAL NUTRITION
Dušica Mirković, 2019, doctoral dissertation

Abstract: The aim of this doctoral research was to develop and optimize parenteral nanoemulsions as well as the total parenteral nutrition (TPN) admixture containing a nanoemulsion obtained in the course of the optimization process (hereinafter referred to as optimal nanoemulsion), and to examine their physicochemical and biological quality as well. In addition, the quality of the prepared nanoemulsions was compared with the quality of the industrial nanoemulsion (Lipofundin® MCT/LCT 20%), and, in the end, the TPN admixture initially prepared was also compared with the admixture into which the industrial emulsion was incorporated. Parenteral nanoemulsions that were considered in this dissertation were prepared by the high-pressure homogenization method. This method is the most widely applied method for the production of nanoemulsions due to the shortest length of homogenization time, the best-obtained homogeneity of the product and the smallest droplet diameter. For the nanoemulsion formulation, preparation and optimization purposes, by using, firstly, the concept of the computer-generated fractional design, and, after that, the full experimental design, the assessment of both direct effects of different formulation and process parameters (the oil phase type, the emulsifier type and concentration, a number of homogenization cycles and the pressure under which homogenization was carried out) as well as the effects of their interactions on the characteristics of prepared nanoemulsions was performed. Monitoring the nanoemulsion physical and chemical stability parameters was carried out immediately after their preparation, and then after 10, 30 and 60 days. It included the visual inspection, the measurement of the droplet diameter (the mean and volume droplet diameter), the polydispersity index, the ζ-potential, the pH value, the electrical conductivity, and the peroxide number. After the preparation and after 60 days, the biological evaluation (the sterility test and the endotoxic test) of the prepared nanoemulsions was carried out. As far as the characterization of the TPN admixture is concerned, it included practically the same parameters. The dynamics of monitoring the characteristics of the TPN admixture was determined on the basis of practical needs of hospitalized patients (0h, 24h and 72h). The scope and comprehensiveness of this issue indicated the need to divide the doctoral dissertation into three basic stages. The first stage was preliminary. Using the 24-1 fractional factorial design, nanoemulsions for the parenteral nutrition were prepared. They contained either a combination of soybean and fish oil, or a combination of medium chain triglycerides and fish oil. In addition, the type and the amount of an emulsifier used, a number of high-pressure homogenization cycles, and the homogenization pressure, were also varied. The measurement of the above-mentioned parameters for the industrial nanoemulsion was parallely carried out (Lipofundin® MCT/LCT 20%). The objective of this part of the research was to identify critical numerical factors having the most significant effect on the characteristics that define the prepared parenteral nanoemulsions. Parameters that were singled out as the result of this stage of the research (the emulsifier concentration and a number of homogenization cycles) were used as independent variables in the second stage of the research.
Keywords: nanoemulsions, total parenteral nutrition admixtures, high pressure homogenization, design of experiments, optimization, analysis of variance, artificial neural networks
Published: 07.06.2019; Views: 10734; Downloads: 0
.pdf Full text (2,82 MB)

Search done in 2.5 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica