Nerovnovážná termodynamika hyperbolických systémů
Sýkora, Martin; Pavelka, Michal; Hütter, Markus; Lukáčová - Medvidová, Mária
2024 - anglický Continuum mechanics and thermodynamics have been used in many fields from sci- ence to industry to medicine. While simple materials have already been described, for instance by the famous Navier-Stokes equations, more complex materials like superfluids are still not completely understood. Multiple frameworks, often based on balance laws and thermodynamic closures, are used. In this thesis, an alternative General Equation for Non-Equilibrium Reversible-Irreversible Coupling (GENERIC) framework is studied. We apply this method, based on Hamiltonian mechanics and gradient dynamics, to a wide range of settings from a simple continuum to mixtures, superfluids and non-Fourier heat conduction. We study the symmetric hyperbolicity of the resulting equations, as it guarantees the well-posedness of the system, and suggest extensions to the already-known symmetric hyperbolic equations. We derive new models, compare them to more classical theories and study what phenomena they can and cannot describe, both analytically and numerically. 1 Mechanika a termodynamika kontinua nalézají uplatnění v mnoha aplikacích od vědních oborů přes zdravotnictví po průmysl. Zatímco jednoduché materiály již byly popsány například slavnými Navierovými-Stokesovými rovnicemi, složitější materiály jako například supratekutiny nebyly dosud plně pochopeny. K jejich studiu se použí- vají mnohé formalismy, často založené na bilančních zákonech a termodynamických uzá- věrech. Tato práce studuje alternativní formalismus GENERIC (General Equation for Non-Equilibrium Reversible-Irreversible Coupling). Tuto metodu, založenou na Hamilto- novské mechanice a gradientní dynamice, aplikuje na širokou škálu problémů od jedno- duchého kontinua přes směsi a supratekutiny až po nefourierovské vedení tepla. Věnuje se studiu symetrické hyperbolicity výsledných rovnic, neboť ta garantuje dobrou podmí- něnost systému, a navrhuje rozšíření již známých hyperbolických rovnic. Práce odvozuje nové modely, srovnává je s klasickou teorií a numericky i analyticky studuje, jaké jevy jsou schopny popsat. 1 Klíčová slova: nerovnovážná termodynamika|hyperbolicita|vorticita|směsi|hydrodynamika fononů; non-equilibrium thermodynamics|hyperbolicity|vorticity|mixtures|phonon hydrodynamics Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Nerovnovážná termodynamika hyperbolických systémů

Continuum mechanics and thermodynamics have been used in many fields from sci- ence to industry to medicine. While simple materials have already been described, for instance by the famous ...

Sýkora, Martin; Pavelka, Michal; Hütter, Markus; Lukáčová - Medvidová, Mária
Univerzita Karlova, 2024

Procesy ovlivňující přenos pylu v generalizovaných opylovacích systémech
Štenc, Jakub; Janovský, Zdeněk; Opedal, Øystein; Jersáková, Jana
2024 - anglický Sexual reproduction of most plant species in the world depends on pollen transfer mediated by animal pollinators. However, pollen transfer is challenging and inefficient due to conflict- ing interests between plants and pollinators. Consequently, only a small fraction of produced pollen grains successfully reach stigmas, highlighting the pressure on plants to adopt strategies that increase the efficiency and specificity of pollen transfer. This thesis examines three im- portant factors shaping pollen transfer: the generalization of plant-pollinator spectra, pollen presentation mechanisms, and pollinator behaviour. The first chapter explores the generalization of plant-pollinator spectra, revealing that the ma- jority of plant species in temperate Europe exhibit highly generalized pollinator spectra, with plant niche width and plant dominance being significant factors shaping these spectra. The second chapter delves into pollen presentation mechanisms, showing how pollen release matches the pollinator visitation activity. Diurnal dynamic in pollen availability on flowers and subse- quent pollen transfer may then increase the specificity of pollen transfer in communities with a higher degree of generalization, highlighting the importance of timing in plant-pollinator in- teractions. Finally, the third... Pohlavní rozmnožování většiny rostlin na světě závisí na přenosu pylu zprostředkovaného opy- lovači. Nicméně, přenos pylu je velmi neefektivní proces při kterém dochází k velým ztrátám pylu v důsledku rozdílných zájmů rostlin a opylovačů. V důsledku je tak jen velmi malá část z vytvořených pylových zrn úspěšně přenesena na blizny rostlin, což zvyšuje tlak na rostliny vyvinout strategie zvyšující efektivitu a specifitu přenosu pylu. V této práci se zabývám třemi významnými faktory ovlivňujícími přenos pylu: generalizaci spektra opylovačů rostliny, mech- anismy prezentace pylu a chováním opylovačů. První kapitola prozkoumává generalizovanost spektra návštěvníků rostlin a ukazuje, že většina druhů rostlin v temperátní Evropě je navštěvována širokým spektrem opylovačů, přičemž šíře niky rosltiny a její schopnost dominance v porostu měla významný vliv na složení spektra opylovačů. Druhá kapitola se zaměřuje na mechanismy prezentace pylu a jak mohou ovlivnit návštěvnost rostlin opylovači. Následně pak ukazuje, jak prezentace pylu souvisí s přenosem pylu a jak může zvýšit specificitu přenosu pylu. Třetí kapitola se pak zaměřuje na chování opylovačů s důrazem na vliv květních vlastností a zkušeností opyovače na prefereci ke kvetům a věrnost opylovače. Pomocí manipulativních experimentů s pestřenkou... Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Procesy ovlivňující přenos pylu v generalizovaných opylovacích systémech

Sexual reproduction of most plant species in the world depends on pollen transfer mediated by animal pollinators. However, pollen transfer is challenging and inefficient due to conflict- ing interests ...

Štenc, Jakub; Janovský, Zdeněk; Opedal, Øystein; Jersáková, Jana
Univerzita Karlova, 2024

Faktory ovlivňující sanitační podmínky v rozvojových zemích: zjištění z Etiopie a Kambodži
Humňalová, Helena; Novotný, Josef; Lustigová, Michala; Roubík, Hynek
2024 - anglický Hygienic sanitation - the safe disposal and management of human excreta - is central to public health and has multiple non-health benefits. While its importance is recognised in global and national strategies, there remains a significant gap in achieving the sanitation targets set out in the Sustainable Development Goals. This thesis aims to investigate and understand the sanitation situation and its determinants in rural Ethiopia and Cambodia, with some attention to India for comparison. It includes the introductory text and four published academic articles. The research undertaken in this PhD project included the analysis of field-level data previously collected in rural Cambodia, participation in the design proposal, fieldwork, analysis and presentation of findings from research conducted in rural Ethiopia, and a comparative analysis of sanitation policies implemented in Ethiopia and India. The mix of research areas and designs enabled the study to address drivers of sanitation that operate at multiple levels - from the level of individual choices and behaviours to the level of communities and national policies. The research findings revealed an important role for contextual variations in the physical and social environment, including the negative effects of remoteness (both physical... Hygienická sanitace, tzn. bezpečné zacházení s lidskými exkrementy, je jedním z ústředních témat problematiky veřejného zdraví a má i řadu dalších ne-zdravotních přínosů. Ačkoliv je toto téma reflektováno v globálních a národních strategiích, sanitační cíle stanovené v rámci strategie Cílů udržitelného rozvoje nejsou naplňovány. Tato disertační práce zkoumá problematiku sanitačních situace a faktory, které ji ovlivňují ve venkovské Etiopii a Kambodži, s určitým srovnáním s Indií. Disertace se skládá z tohoto úvodního textu a čtyř publikovaných odborných článků. Výzkum provedený pro tento disertační projekt zahrnoval analýzu dříve získaných terénních dat z Kambodži, spolupráci na designu, provedení terénního výzkumu, analýzu dat a prezentaci poznatků z výzkumu v Etiopii a provedení komparativní studie sanitačních politik a strategií v Etiopii a Indii. Zahrnutí různých oblastí výzkumu a výzkumných postupů umožnilo postihnout faktory podmiňující sanitační podmínky na různých úrovních, od úrovně individuálního chování jednotlivců, k úrovni komunit a národních politik. Výsledky potvrzují důležitost kontextuálních odlišností ve specificích fyzického i sociálního prostředí, včetně negativního vlivu odlehlosti (jak v geografickém, tak institucionálním smyslu). Demonstrován byl také význam politických... Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Faktory ovlivňující sanitační podmínky v rozvojových zemích: zjištění z Etiopie a Kambodži

Hygienic sanitation - the safe disposal and management of human excreta - is central to public health and has multiple non-health benefits. While its importance is recognised in global and national ...

Humňalová, Helena; Novotný, Josef; Lustigová, Michala; Roubík, Hynek
Univerzita Karlova, 2024

Účinky endogenních modulátorů NMDA receptorů na morfologii neuronů a synaptickou plasticitu
Jorratt Callejas, Pascal Michel Samir; Páleníček, Tomáš; Tureček, Rostislav; Vyklický, Ladislav
2024 - anglický Aktivace N-methyl-D-aspartátového receptoru (NMDAR) vede skrze intracelulární signální kaskády k modulaci funkční a strukturní plasticity, a sehrává tak zásadní roli v kognitivních procesech jako je učení a paměť. Poruchy funkce NMDAR se podílejí na patogenezi duševních onemocnění, jako je deprese či schizofrenie. Navzdory rostoucímu počtu studií popisujících účinky a potenciální terapeutické využití ketaminu a dalších inhibitorů NMDAR existuje stále významná mezera v pochopení účinků endogenních modulátorů NMDAR. Například není objasněný jejich vliv na neuronální růst, strukturu a synaptickou hustotu, přestože právě tyto procesy jsou u pacientů s duševními poruchami často dysregulovány. Cílem této studie je objasnění molekulárních a buněčných změn způsobených endogenními modulátory NMDAR a jejich potenciálních účinků u psychiatrických poruch. Za tímto účelem jsme hodnotili morfologické a synaptické změny excitačních a inhibičních neuronů vyvolané významnými endogenními modulátory NMDAR kyselinou kynurenovou, pregnenolon sulfátem (PS), spermidinem a zinkem v různých časových bodech. Životaschopnost buněk jsme měřili pomocí testu MTS a uvolňování glutamátu pomocí HPLC. Imunocytochemie byla použita k měření dendritického větvení a synaptické hustoty, western blot k měření exprese synaptických... Klíčová slova: NMDA receptor; dendritické větvení; synaptická hustota; deprese; duševní poruchy; neurosteroidy; polyaminy; kyselina kynurenová; NMDA receptor; dendritic branching; synaptic density; depression; mental disorders; neurosteroids; polyamines; kynurenic acid Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Účinky endogenních modulátorů NMDA receptorů na morfologii neuronů a synaptickou plasticitu

Aktivace N-methyl-D-aspartátového receptoru (NMDAR) vede skrze intracelulární signální kaskády k modulaci funkční a strukturní plasticity, a sehrává tak zásadní roli v kognitivních procesech jako je ...

Jorratt Callejas, Pascal Michel Samir; Páleníček, Tomáš; Tureček, Rostislav; Vyklický, Ladislav
Univerzita Karlova, 2024

Zvýšení regenerace axonů a neuroplasticity po poranění míchy: Využití poznatků z vývoje centrálního nervového systému k léčbě jeho poranění
Štěpánková, Kateřina; Machová Urdzíková, Lucia; Balaštík, Martin; Rokyta, Richard
2024 - anglický Enhancing axon regeneration and neuroplasticity after spinal cord injury: Bridging the gap between development and disease ABSTRACT The precise wiring of the adult mammalian central nervous system (CNS) is determined during axon growth, guidance and neuroplasticity during and shortly after development. This intricate system is unable to regenerate when the adult spinal cord is injured. It's not well understood how to translate what is known about developmental processes into therapies for spinal cord injury (SCI). Therefore, effective therapies are difficult to find. This thesis aims to fill an important gap in our understanding of how developmental strategies for axonal growth and plasticity are exploited in SCI regeneration. In particular, we will contrast two approaches: (i) reducing the inhibitory environment that forms around the lesion, and (ii) exploiting the inhibitory environment for regeneration by forcing the overexpression of an appropriate integrin isoform in sensory neurons and allowing axons to grow on this environment. In this thesis, Aim 1, we used 4- methylumbelliferone (4-MU) to reduce the inhibitory environment formed around the lesion. The first step was to assess the potential adverse effects of long-term treatment. Using immunohistochemistry, proteomics, biomechanics, qPCR,... Zvýšení regenerace axonů a neuroplasticity po poranění míchy: Využití poznatků z vývoje centrálního nervového systému k léčbě jeho poranění ABSTRAKT V průběhu vývoje centrálního nervového systému (CNS) a krátce po něm, dochází k růstu a vedení axonů, a zároveň k jeho plasticitě a tvorbě synaptických zapojení, které u dospělých savců pečlivě určují jeho přesné uspořádání a funkci. V dospělosti je tento proces ukončen a jistým způsobem zakonzervován. Po poranění míchy (spinal cord injury, SCI) dospělého jedince tento komplexní a složitý systém není schopen reagovat na poranění stejným způsobem, jako v období vývoje. Způsob, jak přenést poznatky o vývojových procesech do terapií po SCI, není dobře znám, což představuje obtížnost při hledání účinných léčebných postupů. V této práci se snažíme zaplnit důležitou mezeru v chápání toho, jak by bylo možné využít vývojové strategie růstu a plasticity axonů při regeneraci axonů po SCI, a to konkrétně dvěma přístupy: (i) Redukce inhibičního prostředí, které se tvoří okolo léze a (ii) naopak využitím inhibičního prostředí ve prospěch regenerace, a to vynucením nadměrné exprese příslušné izoformy integrínu v senzorických neuronech a umožnění růstu axonů po tomto prostředí. V této práci, pro cíl 1, jsme použili 4- methylumbeliferon (4-MU) ke snížení inhibičního prostředí... Klíčová slova: 4-methylumbeliferon; extracelulární matrix; genová terapie; integrín; perineuronální sítě; plasticita; regenerace; poranění míchy; 4-methylumbeliferone; extracellular matrix; gene therapy; integrin; perineuronal nets; plasticity; regeneration; spinal cord injury Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Zvýšení regenerace axonů a neuroplasticity po poranění míchy: Využití poznatků z vývoje centrálního nervového systému k léčbě jeho poranění

Enhancing axon regeneration and neuroplasticity after spinal cord injury: Bridging the gap between development and disease ABSTRACT The precise wiring of the adult mammalian central nervous system ...

Štěpánková, Kateřina; Machová Urdzíková, Lucia; Balaštík, Martin; Rokyta, Richard
Univerzita Karlova, 2024

Strojové učení skrze geometrickou mechaniku a termodynamiku
Šípka, Martin; Pavelka, Michal; Monmarché, Pierre; Maršálek, Ondřej
2024 - anglický 30. prosinec 2023 This thesis studies novel approaches to learning of physical models, incorporat- ing constraints and optimizing path dependent loss functions. Recent advances in deep learning and artificial intelligence are connected with established knowl- edge about dynamical and chemical systems, offering new synergies and improv- ing upon existing methodologies. We present significant contributions to sim- ulation techniques that utilize automatic differentiation to propagate through the dynamics, showing not only their promising use case but also formulating new theoretical results about the gradient behavior in long evolutions controlled by neural networks. All the tools are carefully tested and evaluated on exam- ples from physics and chemistry, thus proposing and promoting their further applications. 1 30. prosinec 2023 Tato práce zkoumá nové přístupy k učení fyzikálních modelů, vynucování vazeb v rovnicích a k optimalizaci penalizačních funkcí závislých na trajektorii. Nedávné pokroky ve výzkumu hlubokého učení a umělé inteligence jsou v této práci propojeny se zavedenými poznatky o dynamických a chemických systémech a otevírají tak nové možnosti mezioborového propojení. Tato práce prezentuje významný příspěvek k simulačním technikám, které využívají automatickou diferenciaci pro propagaci dynamiky, a ukazuje nejen jejich slibné využití v praxi, ale zároveň formuluje nové teoretické výsledky z oblasti o chování se gra- dientů v evolucích kontrolovaných neuronovými sítěmi. Všechny nové nástroje jsou důsledně testovány na příkladech z fyziky a chemie, čímž vytvářejí potenciál pro jejich další aplikaci v praxi. 1 Klíčová slova: strojové učení; termodynamika; mechanika; GENERIC; redukce; machine learning; thermodynamics; mechanics; GENERIC; reduction Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Strojové učení skrze geometrickou mechaniku a termodynamiku

30. prosinec 2023 This thesis studies novel approaches to learning of physical models, incorporat- ing constraints and optimizing path dependent loss functions. Recent advances in deep learning and ...

Šípka, Martin; Pavelka, Michal; Monmarché, Pierre; Maršálek, Ondřej
Univerzita Karlova, 2024

Pokrok ve zlepšování sanitačních podmínek: poznatky z Indie
Ficek, František; Novotný, Josef; Roubík, Hynek; Chakraborty, Saurav
2024 - anglický Inadequate sanitation is a significant global challenge, impacting the lives of billions of people. It has serious implications for human health and impedes progress towards development targets. Among the countries most affected, India stands out, having until recently recorded an especially low percentage of the population practicing hygienic sanitation. In response to previous underperformances of national-level campaigns, the Indian government launched the Swachh Bharat (Clean India) Mission in 2014, as the largest sanitation program worldwide, with the goal of eliminating open defecation by 2019. This dissertation project, initiated in 2016, aims to examine sanitation change in India. Through contextually sensitive case studies it analyzes national sanitation policies and trends in sanitation interventions. The research involved analyzing the situation in rural Jharkhand through repeated cross-sectional household surveys supplemented by qualitative interviews with the data collection conducted in 2016 and 2019. Additionally, the research included a qualitative study examining the perspectives of practitioners on a specific sanitation intervention and a comparative study of national sanitation policies implemented in India and Ethiopia. The research revealed that the Swachh Bharat Mission... Nedostatečná sanitace je významnou globální výzvou s dalekosáhlými následky na životy miliard lidí. Má závažné implikace pro zdraví lidí a brzdí pokrok k rozvojovým cílům. Mezi nejvíce zasaženými zeměmi je Indie speciálním případem, kde až do nedávna pouze velmi malá část populace využívala hygienickou sanitaci. Po předchozích neúspěších na to Indická vláda reagovala spuštěním Swachh Bharat Mission (Mise čistá Indie) v roce 2014. Jedná se o nejrozsáhlejší sanitační program na světě a měl do roku 2019 kompletně zamezit defekaci ve volném prostoru (open defecation). Tato disertační práce započatá v roce 2016 má za cíl porozumět sanitační změně v Indii skrze kontextuálně-citlivé případové studie zaměřené na národní sanitační politiky a trendy v sanitačních intervencích. Tento výzkum zahrnuje analýzu situace v rurálních oblastech státu Džhárkhand skrze opakované dotazníkové šetření doplněné o kvalitativní rozhovory. Data byla sbírána v letech 2016 a 2019. Dále tento výzkum obsahuje kvalitativní studii specifické sanitační intervence a komparativní studii národních politik Indie a Etiopie. Závěry výzkumu jsou, že ačkoliv Swachh Bharat Mission uspěla ve zvýšení přístupu k záchodům skrze poskytování dotací na jejich výstavbu, nezdařilo se během ní zamezit defekaci ve volném prostoru, a také nadále... Klíčová slova: Sanitace; Záchod; Indie; Swachh Bharat Mission; SDG 6; Změna chování; Sanitation; Toilet; India; Swachh Bharat Mission; SDG 6; Behavior change Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Pokrok ve zlepšování sanitačních podmínek: poznatky z Indie

Inadequate sanitation is a significant global challenge, impacting the lives of billions of people. It has serious implications for human health and impedes progress towards development targets. Among ...

Ficek, František; Novotný, Josef; Roubík, Hynek; Chakraborty, Saurav
Univerzita Karlova, 2024

Využití iontových kapalin pro přípravu epoxidů
Rebei, Marwa; Beneš, Hynek; Machotová, Jana; Polášková, Martina
2024 - anglický Epoxy resins represent an important category of thermosets widely as coatings, electronic encapsulants, matrices for composites, etc., due to their beneficial properties, such as strong adhesion, high chemical and electrical resistance, and good processability. However, their curing reactions present some limitations, such as using catalysts (for example, organometallics, complexes and MOFs) which are active at high reaction temperatures. In most cases, these catalysts are toxic and require organic solvents. Consequently, alternative non-toxic catalysts/initiators that can promote well-controlled fast curing under mild conditions have been explored while maintaining sufficient thermomechanical properties of the formed epoxy networks. In this thesis, three different epoxy ring opening reactions induced by various imidazolium ionic liquids (ILs) were studied. The first subsection (4.1) discusses the step-growth epoxy-dicarboxylic acid polymerization in an imidazolium IL medium conducted under mild conditions (T = 80-120 řC). The IL was shown to act as both a solvent and an initiator/catalyst for the reaction. In addition, IL-anions (chloride, bis(trifluoromethylsulfonyl) imide, or methanesulfonate) strongly affect the progress of the reaction. It was found that the Cl- anion is the most effective... Epoxidové pryskyřice představují důležitou skupinu reaktoplastů, široce používaných jako nátěrové hmoty, licí pryskyřice v elektronice, matrice strukturních kompozitů atd., a to díky svým výhodným vlastnostem, jako je silná adheze, vysoká chemická a elektrická odolnost a dobrá zpracovatelnost. Nevýhodou jsou jejich nároky na vytvrzování, související s dlouhými vytvrzovacími cykly a potřebou specifických katalyzátorů (například organokovové sloučeniny a komplexy či využití tzv. metal-organic framework, MOF, struktur), které jsou dostatečně aktivní až při vysokých reakčních teplotách. Ve většině případů jsou tyto katalyzátory toxické či vyžadují použití organických rozpouštědel. V důsledku toho jsou zkoumány alternativní netoxické katalyzátory/iniciátory, které podporují dobře kontrolovatelné a rychlé vytvrzování za mírných podmínek, a přitom vedou k vytvoření kovalentních sítí s vynikajícími termomechanické vlastnosti. V této práci byly studovány tři různé reakce otevření epoxidového kruhu vyvolané různými typy imidazoliových iontových kapalin. První kapitola (4.1) pojednává o stupňovité polymeraci mezi epoxidovou pryskyřicí a dikarboxylovou kyselinou v přítomnosti imidazoliových iontových kapalin, která se prováděla za mírných podmínek (T = 80-120 řC). Bylo prokázáno, že iontová kapalina působí... Klíčová slova: Ionic liquid; metal ionic liquids; Epoxy resin; Copolymerization; Anhydride; Cross-linking; Kinetics; mechanism; carbon dioxide Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Využití iontových kapalin pro přípravu epoxidů

Epoxy resins represent an important category of thermosets widely as coatings, electronic encapsulants, matrices for composites, etc., due to their beneficial properties, such as strong adhesion, high ...

Rebei, Marwa; Beneš, Hynek; Machotová, Jana; Polášková, Martina
Univerzita Karlova, 2024

Kombinovaný výpočet přesnosti v numerické lineární algebře
Oktay, Eda; Carson, Erin Claire; Buttari, Alfredo; Šístek, Jakub
2024 - anglický Klíčová slova: mixed-precision|sparse solvers|stability|finite precision|multiprecision|numerical linear algebra; mixed-precision|sparse solvers|stability|finite precision|multiprecision|numerical linear algebra Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Kombinovaný výpočet přesnosti v numerické lineární algebře

Oktay, Eda; Carson, Erin Claire; Buttari, Alfredo; Šístek, Jakub
Univerzita Karlova, 2024

Charakterizace biofilmu Pseudomonas syringae a jeho interakcí s antibakteriálními látkami - biofyzikální přístupy
Budil, Jakub; Lišková, Petra; Mackuľak, Tomáš; Viktorová, Jitka
2024 - anglický 4 Abstract The objectives of this thesis are the application of Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR FT-IR) spectroscopy for the analysis of Pseudomonas syringae biofilms grown in a flow cell and its subsequent interaction with antibacterial agents. Based on the combination of the recorded ATR spectra with the biofilm morphology analysis via light and fluorescent microscopy, I suggested a model for the development of Pseudomonas syringae pathovar morsprunorum CCM 2534 biofilm in a flow cell with 2% Luria-Bertani (LB) complex medium. This model consists of the initial colonization of the ZnSe prism (adhesion), subsequent washing of weakly attached cells due to the replacement of the inoculation suspension with the fresh 2% LB medium, which is followed by a brief substrate recolonization phase. Subsequently, the biofilm undergoes a restructuration with a motile subpopulation of Pseudomonas syringae migrating on top of already existing early microcolonies, where the availability of nutrients including oxygen is higher. The last developmental stage, a maturation of Pseudomonas syringae biofilms, is occurring predominantly outside the ATR FT-IR detection range and leads to a formation of large mushroom-shaped microcolonies. I also investigated the changes to the development of Pseudomonas... 3 Abstrakt Cílem této práce je využití techniky zeslabeného úplného odrazu (Attenuated Total Reflectance, ATR) u infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FT-IR) k analýze tvorby in vitro biofilmu Pseudomonas syringae v průtokové komoře a jeho následné interakce s antibakteriálními látkami. Na základě naměřených ATR spekter v kombinaci s analýzou struktury biofilmu prostřednictvím světelné a fluorescenční mikroskopie jsem navrhl model vývoje biofilmu Pseudomonas syringae patovar morsprunorum CCM 2534 v průtokové komoře s 2% Luria-Bertani (LB) komplexním médiem. V tomto modelu je rozlišena počáteční kolonizace ZnSe hranolu (adheze) a následný oplach volně uchycených bakterií v důsledku výměny inokulační suspenze za čerstvé 2% LB médium, na který navazuje krátká perioda znovuosídlení uvolněného prostoru na substrátu. Následuje restrukturace biofilmu, kdy pohyblivá část populace Pseudomonas syringae migruje na vršek raných mikrokolonií, kde je vyšší dostupnost živin včetně kyslíku. Poslední fází je maturace biofilmu Pseudomonas syringae, která již probíhá převážně mimo dosah ATR FT-IR techniky a vede ke tvorbě mohutných mikrokolonií ve tvaru houbiček. V této práci jsem také zkoumal změny ve vývoji biofilmu Pseudomonas syringae za modelových podmínek (inokulace usmrcenými bakteriemi, inokulace... Klíčová slova: Biofilm; Pseudomonas syringae; FT-IR spektroskopie; antibakteriální látky; Biofilm; Pseudomonas syringae; FT-IR spectroscopy; antibacterial agents Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Charakterizace biofilmu Pseudomonas syringae a jeho interakcí s antibakteriálními látkami - biofyzikální přístupy

4 Abstract The objectives of this thesis are the application of Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR FT-IR) spectroscopy for the analysis of Pseudomonas syringae biofilms grown ...

Budil, Jakub; Lišková, Petra; Mackuľak, Tomáš; Viktorová, Jitka
Univerzita Karlova, 2024