Master's Thesis

Study of complexation of liposomes and hyaluronan

Final Thesis 1.58 MB

Author of thesis: Bc. Aleksandra Dimidova

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: Ing. Michal Kalina, Ph.D.

Abstract:

The thesis focuses on the study of interactions between liposomes and polysaccharides, specifically a hydrophobically modified derivative of hyaluronan, sodium palmitoyl hyaluronate, using fluorescence spectroscopy. It proposes an experimental procedure for preparing liposomes from egg lecithin via the ethanol injection method and evaluates their physicochemical properties. The studied topic has so far been only limitedly explored, particularly with regard to the mechanism of interaction between liposomes and hydrophobically modified derivatives of hyaluronan. It analyses the influence of the dispersion medium on liposome stability and shows that ionic solutions (0,9% NaCl, PBS) lead to their destabilization, whereas systems prepared in water exhibit higher stability and reproducibility. Using dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS), it evaluates the size distribution and zeta potential of the liposomes. Fluorescence spectroscopy is employed to describe changes in the organization, fluidity, and polarity of the lipid membrane in the presence of sodium palmitoyl hyaluronate.

Keywords:

Lecithin, hydrophobically modified hyaluronan, sodium palmitoyl hyaluronate, hyaluronan, dynamic light scattering (DLS), electrophoretic light scattering (ELS), fluorescence spectroscopy, Laurdan, diphenylhexatriene (DPH).

Date of defence

25.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Jakým způsobem ovlivňuje palmitoyl hyaluronan membránu? Jaký to má praktický význam? Z jakých důvodů jste v práci používala vaječný lecitin? S jakými dalšími typy jste to srovnávala? doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D. V jakém kroku přípravy liposomů dochází k přídavku hyaluranonu? Uváděla jste velikost částic, jaký parametr jste uváděla? Jaké prostředí je možné použít pro rozpuštění palmitoyl hyaluronanu? Jaké jsou další alternativy? prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. Uvádíte jako rozpouštědlo ELGA voda, co toto znamená? Jaký je rozdíl mezi Vámi použitou vodou a třeba kohoutkovou vodou? Proč jste používala právě ultra-čistou vodu? Mgr. Ondřej Vašíček, Ph.D. Když dojde k obalení hyaluronanem, kam potom cílí tato částice, na jaký typ buněk? Jak dochází k transportu? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (NPCP_CHMA)

Specialization

Chemistry of Bioactive Substances (CHBL)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Mgr. Ondřej Vašíček, Ph.D. (člen)

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

Bc. Aleksandra Dimidova zpracovala diplomovou práci na téma popisu interakce lipozomů z vaječného lecitinu a nativního a hydrofobně modifikovaného hyaluronanu. Práce se opírala o techniky rozptylu světla a fluorescenční spektroskopii pro popis změny fyzikálně chemických parametrů lipozomů za přítomnosti nativního a hydrofobně modifikovaného hyaluronanu. Vzhledem ke zvolenému typu derivátu, kterým byl palmitoylhyaluronan, a komerční dostupnosti jeho variant, ve smyslu molekulové hmotnosti a stupně substituce, bylo nutné překonat velké množství problémů, zejména jeho rozpustnost. Vzhledem k obtížné formulaci komplexů s hydrofobně modifikovaným hyaluronanem tak výsledky tvoří solidní základ pro další výzkum dekorování vezikulárních systémů hydrofobně modifikovanými biopolymery. 

V rámci rozsahu diplomové práce jsem s prací a interpretací dat spokojen, doporučuji práci k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce B
Celkový přístup k řešení úkolů B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Michal Kalina, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Alexandry Dimidové se zaměřuje na studium komplexace liposomů na bázi vaječného lecitinu s hyaluronanem a jeho hydrofobně modifikovaným derivátem. Studentka ve své práci pro tyto účely využívá metody fluorescenční spektroskopie, dynamického a elektroforetického rozptylu světla. Tematicky se jedná o zajímavou a aktuální oblast, která vhodně zapadá do odborného zaměření pracoviště i studentčina studijního programu.
Diplomová práce v rozsahu 53 stran + 2 strany příloh (úvod – 1 str., teoretická část – 20 str., experimentální část – 3 str., výsledky a diskuse – 14 str. a závěr – 2 str.) odpovídá standardnímu rozsahu pro daný typ závěrečné práce. Struktura práce je logická a přehledná. Drobnou připomínku mám ke skutečnosti, že aktuální odborná literatura je v práci do značné míry rozmělněna přímo do teoretické části. Vhodnější by bylo ji oddělit do samostatné kapitoly. Studentka ve své práci využila celkem 70 literárních zdrojů (převážně odborných zdrojů, ovšem nezanedbatelnou část tvoří také citace www stránek), což je vysoký počet pro daný typ práce a svědčí to o studentčině dobré orientaci v tematicky relevantní odborné literatuře. Citace jsou v textu až na drobné výjimky (u převzatých obrázků 3, 8 a 10 chybí uvedení zdroje) zpracovány správně dle normy ČSN ISO 690.
Po jazykové stránce je práce psána dobrou, čtivou a srozumitelnou formou, i když se studentka místy nevyvarovala překlepů nebo gramatických chyb. Studentka místy využívá  počeštěná anglická slova jako „hydrodynamický diametr“ nebo „nanopartikulární systémy“, což není vhodné. Z formálního hlediska se v práci vyskytují spíše drobnější nedostatky (např. závorky v textu musí být rovným řezem písma; místy je nesprávně použit symbol pomlčky a spojovníku; proměnné v textu musí být naopak kurzívou). Z věcného hlediska musím upozornit na chybné paušální zařazení lipozomů o velikosti 50–500 nm paušálně mezi nanočástice (str. 8).
Za velmi pozitivní považuji systematický přístup studentky k realizaci experimentální části práce. Získaná data jsou vhodně zpracována a studentka prokázala schopnost jejich interpretace v širším kontextu. V práci tak je poměrně detailně popsána optimalizace postupu přípravy liposomálních systémů i podmínky jejich následné komplexace s hyaluronanovými strukturami. Přehledně je vyhodnocen vliv disperzního prostředí na stabilitu připravených liposomů a je ukázáno, že použité prostředí (0,9% NaCl nebo PBS) může negativně působit na stabilitu systémů. Výsledky získané pomocí DLS, ELS a fluorescenční spektroskopie jsou prezentovány přehledně a studentka je komentuje v odpovídajících souvislostech. Místy bych si však dovolil polemizovat s vysvětlením některých dle mého názoru náhodných odchylek v distribucích velikosti částic a hodnotách zeta potenciálu. Při interpretaci těchto rozdílů by asi bylo třeba více zohlednit experimentální odchylku a počet provedených opakování. Větší statistický soubor by pravděpodobně mohl některé diskutované odchylky eliminovat.
Závěrem lze konstatovat, že diplomová práce Bc. Alexandry Dimidové představuje kvalitně zpracované dílo, které splňuje všechny cíle definované v zadání. Studentka prokázala schopnost samostatné experimentální práce, orientace v odborné literatuře i interpretace výsledků ve vzájemných souvislostech. Uvedené připomínky mají převážně formální nebo dílčí věcný charakter a nesnižují celkově velmi dobrou úroveň práce. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji ji hodnotit stupněm „výborně“ (A).
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 B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. 3) Studentka využívá pro charakterizaci liposomálních systémů metody DLS a ELS. Kolikrát byla jednotlivá měření opakována a jak byla při interpretaci výsledků zohledněna experimentální odchylka?
  2. 1) Má studentka představu, jakým způsobem dochází k interakci nativního resp. modifikovaného hyaluronanu s použitými lipozomy? Jaké další metody by studentka navrhla pro ověření svých závěrů?
  3. 2) V práci je kromě základního výstupu z DLS měření - intenzitních distribucí velikosti částic využito i objemových distribucí velikosti částic. Za jakých předpokladů je možné objemové distribuční křivky využit jako relevantní výstupy z DLS měření?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová