Bachelor's Thesis

Implementation of a Liposome Preparation Method Suitable for Subsequent Formation of Supported Lipid Bilayers

Final Thesis 1.65 MB

Author of thesis: Bianka Suchá

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Mgr. Eliška Bartheldyová, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Iveta Vilímová, PhD

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the implementation of a liposome preparation method suitable
for subsequent formation of supported lipid bilayers (SLB). Based on a literature review, the
detergent removal method was selected as the most suitable approach for liposome preparation. 
In the experimental part of the thesis, mixed lipid-detergent micelles composed of the
phospholipid DMPC and detergents Triton X-100, n-octyl-β-D-glucoside, sodium cholate, and
sodium deoxycholate were prepared. Following detergent removal by dialysis, liposomes were
formed and subsequently analyzed in terms of size, distribution, and morphology using dynamic
light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM).
The results demonstrated that both the type of detergent and the detergent-to-lipid molar ratio
significantly influence the formation of mixed micelles as well as the properties of the resulting
liposomes.
The nonionic detergent n-octyl-β-D-glucoside at a concentration of 30 mmol·dm⁻³ and a molar
ratio of 10:1 (OG:DMPC) produced a homogeneous population of liposomes with an average
size within the small unilamellar vesicle (SUV) range and predominantly unilamellar
morphology, as confirmed by TEM.
Sodium cholate and sodium deoxycholate, detergents with a steroidal skeleton, also formed
homogeneous populations of liposomes with desired size and confirmed unilamellar character.
However, although these detergents produced well-defined unilamellar vesicles, their steroidal
structure may significantly disrupt lipid bilayers and increase membrane fluidity. During the
next SLB formation, they could therefore destabilize the lipid membrane, affect the vesicle
fusion process, and reduce the homogeneity and stability of the resulting supported bilayer.
Triton X-100 showed lower detergent removal efficiency and an increased occurrence of
aggregated structures, making it unsuitable for subsequent SLB formation.
The results confirmed that the detergent removal method is suitable for the preparation of
liposomes with controlled size and lamellarity. The optimized n-octyl-β-D-glucoside/DMPC
systems were identified as the most suitable starting systems for the formation of stable SLBs
and for subsequent studies of model membranes.

Keywords:

liposomes, DMPC, detergent, detergent removal method, mixed lipid-detergent micelles, n
octyl-β-D-glucoside, sodium cholate, sodium deoxycholate, Triton X-100, dynamic light
scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), supported lipid bilayers (SLB)

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své bakalářské práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako výbornou. Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své bakalářské práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako výbornou. Pekař: Jak vysoko nad CMC je Vámi navrhovaná koncentrace? Obruča: Jak funguje systém pro sledování lipozomů? Enev: Kde se nachází cholát sodný?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Vojtěch Enev, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)

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

Studentka se ve své bakalářské práci zabývá problematikou interakce lipidů a detergentů.

Práce je zpracována přehledně a logicky, teoretická část poskytuje dostatečný úvod do řešené problematiky. Experimentální část hodnotím kladně, studentka prokázala schopnost samostatné laboratorní práce a osvojila si relevantní metody.

Získané výsledky jsou prezentovány srozumitelně a poskytují dobrý základ pro další studium dané problematiky.
Na tuto práci bude plynule navázáno v diplomové práci, kde bude možné dosažené výsledky dále rozvinout a zpřesnit.
Práce obsahuje určité dílčí nedostatky, tyto budou v navazující diplomové práci dále optimalizovány a rozpracovány.
Předloženou bakalářskou práci hodnotím celkově kladně, považuji ji za kvalitní základ pro další odbornou činnost studentky a doporučuji ji k obhajobě.

Práci hodnotím jako výbornou (A).
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání B
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Iveta Vilímová, PhD

Bakalářská práce za zabývá přípravou liposomů pomocí metody odstraňování detergentu a následnou charakterizací připravených vzorků. Práce je dělena na Úvod, Teoretickou část, Cíle práce, Experimentální část, Výsledky a diskuze, a Závěr.
Celá práce je čtivě napsaná, teoretická část přehledně vysvětluje potřebné pojmy a problematiku. Co však ale zcela chybí je současný stav řešené problematiky, tedy nějaké konkrétní a relevantní studie využívající diskutované struktury a metody.
Dále je v sekci 1.4.4 je několik neočíslovaných odstavců, což sice příliš nesnižuje čitelnost, ale možná by bylo vhodnější zvolit příště jiné rozdělení textu. Stejně tak by možná bylo vhodné v experimentální části 2.1 přidat odrážky u tučně zvýrazněných položek, opět pro lepší přehlednost. Nejsou zde zmíněny navážky a koncentrace jednotlivých roztoků, ale bylo by vhodné je dát alespoň do přílohy, případně zmínit alespoň konkrétní připravené koncentrace přímo v textu. Obr. 9 je špatně oříznutý a v jeho popisu chybí vysvětlení znázorněného mechanismu. Tabulka 1 (str. 22) asi nemusela nutně být tabulka, je v ní převážně text.
Výsledky jsou pečlivě prezentovány a oddiskutovány, nachází se zde však několik problémů, hlavně ve spojitosti s obrázky. Žádný z obrázků není zmíněn v textu, což je nedostatek, který se týká celé práce, nejenom výsledků. Obrázky sice jsou umístěny za nebo v okolí textu, který je diskutuje, nicméně je třeba na obrázky explicitně odkázat, i kdyby jenom číslem v závorce, např. „(Obr.1)“ přímo v textu.
Na Obrázku 10 jsou diskutovány rozdílné koncentrace, ale konc. 1mM a 0,6 mM od sebe nejdou barevně rozlišit, protože jsou uvedeny tmavě modrou a (asi) tmavě zelenou barvou. To samé se týká Obr. 11–14, 17, 18, 21–24, 26–30, a značně to ztěžuje celkovou přehlednost prezentovaných výsledků. U Obr. 14, 16, 20, 25, 30 je na ose y exponenciální formát čísla.
Literárních zdrojů je využito dostatečné množství, jak již ale bylo zmíněno, nejsou zde nedávné studie přibližující stav řešené problematiky. Dále by hranatá závorka označující citovaný zdroj měla být před tečkou ukončující větu. Pokud je zmíněno větší množství zdrojů, měly by být sloučeny do jedné závorky.
Zpracování odpovídá požadavkům pro bakalářskou práci. Je zde jen několik drobných jazykových chybek jako překlepy (str. 16), nesrozumitelná věta (str. 22), a jedna rozdělená věta kvůli problému s formátováním (str. 46).
Celkově práce poskytuje solidní základ pro další výzkum, který je dle autorčiných vlastních slov plánován pro navazující diplomovou práci. Je vidět, že studentka věnovala své práci dostatek úsilí a času, aby porozuměla dané problematice. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou „B – Velmi dobře.“
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání B
Logické členění práce B
Kvalita zpracování výsledků C
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace C
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Jaká byla frekvence výměny dialýzy? Máte v plánu nějak optimalizovat Váš současný postup, např. změnou délky dialýzy nebo velikostí zvolené dialyzační membrány?
  2. Máte v plánu použít i jinou metodu pro odstranění detergentu? Jaká by to byla a proč ano, nebo ne?
  3. Jaké proteiny nebo amfifilní složky jsou vhodné pro budoucí inkorporaci do membrány připravených liposomů?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová