Bachelor's Thesis

Hydrogels with vesicular systems

Final Thesis 931.35 kB

Author of thesis: Bc. Ivan Bandarovich

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Eliška Bartheldyová, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the preparation and characterization of complexes of an agarose matrix with selected vesicular systems. Catanionic IPA vesicles and lecithin liposomes were studied and compared both as pure aqueous dispersions and after incorporation into 1% and 2% agarose gels. The aim of the thesis was to assess whether the agarose gel environment affects the membrane properties and stability of these vesicular systems and whether disruption or disintegration of the vesicular structure may occur.
The pure dispersions were first characterized using dynamic light scattering and electrophoretic light scattering, which allowed the determination of particle size, polydispersity, and zeta potential. Fluorescence spectroscopy with the Laurdan probe was used to monitor changes in the membrane microenvironment. Emission spectra were measured as a function of temperature and subsequently evaluated using generalized polarization GP. For agarose samples, the spectra were corrected with respect to the optical properties of the gel matrix.
The results showed that the agarose matrix affected the fluorescence response of both vesicular systems. Samples in the gel exhibited higher GP values than pure dispersions, indicating a less hydrated and more ordered environment around the Laurdan probe.

Keywords:

agarose, hydrogel, catanionic vesicles, IPA vesicles, lecithin liposomes, Laurdan, generalized polarization, fluorescence spectroscopy

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem bakalářské práce. 2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci. 3. Student akceptoval všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděl v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. K čemu je nutné vědět, jakou morfologii – tvar, velikost, mají výsledné vezikuly? Jakou to má praktickou aplikaci? Může změna morfologie souviset se stabilitou částic? Je možné použít syntetické vezikuly použít v lidském těle? prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. Proč je důležité použití agarózového hydrogelu? Uvažovali jste o jiných látkách, jako např. želatina, alginát? Jaké jsou fyzikální rozdíly mezi těmito látkami při síťování? Je možné alginát chemicky síťovat? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. Můžete blíže vysvětlit, co znamenají zkratky pro superrozlišovací fluorescenční mikroskopii, jako STED, PALM nebo STORM? Připomínky k typografickým pravidlům. Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi student prokázal výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Physical and Applied Chemistry

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.

Student Ivan Bandarovich zpracoval pilotní bakalářskou práci, která se týká zachování koloidních membránových systémů při inkorporaci do fyzikálně síťovaných gelů. Práce měla metodicky ověřit, jestli pomocí fluorescenční spektroskopie je možno prokázat zachování vezikulární membrány u dvou různých systémů – liposomů a vezikul z iontového páru amfifilů – které budou inkorporovány do agarózového hydrogelu. Práce přinesla zajímavé výsledky a praktické postupy a položila dobrý základ pro další studium. I přes dílčí drobné výhrady k organizaci časového plánu studenta doporučuji tuto práci k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů B
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Eliška Bartheldyová, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá studiem systémů založených na tenzidech, konkrétně liposomech a kataniontových vezikulech, a jejich interakcí s modelovými hydrogelovými systémy. Práce kombinuje teoretickou rešerši s experimentální částí, ve které jsou využity metody jako DLS/ELS a fluorescenční spektroskopie (např. Laurdan).
Teoretická část práce je poměrně široce pojatá a zahrnuje popis hydrogelů, tenzidů, micelárních systémů i vezikulárních struktur.
Experimentální část je zpracována systematicky a zahrnuje přípravu jednotlivých systémů i jejich charakterizaci. Autor prokázal schopnost pracovat s běžnými laboratorními technikami.
Výsledková část obsahuje poměrně rozsáhlý soubor dat (např. velikosti částic a zeta potenciál, spektrální závislosti), která jsou vhodně prezentována ve formě grafů a tabulek. Zpracování dat je přehledné, nicméně diskuze výsledků je spíš stručná.
Celkově lze práci hodnotit jako kvalitně zpracovanou z hlediska experimentu i rozsahu dat
Práce splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci a doporučuji ji k obhajobě
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. Proč byly liposomy a kataniontové vezikuly připravovány odlišnými metodami? Nemůže tento rozdíl v přípravě ovlivnit výsledky? Pozoroval jste Vy sám něco zajímavého při přípravě?
  2. Optimalizoval jste nějak poměr kation : anion u kataniontu? Co by se stalo, kdybyste zvolil jiný poměr?
  3. Plánujete v práci pokračovat a analyzovat vaše systémy třeba i jinými metodami, abyste doplnil získaná data? Např. DSC, CryoTEM?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová