Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Immobilization with Ca–Alg@gelatin hydrogel beads enhances the activity and stability of recombinant thermoalkalophilic lipase

Yildiz Dalginli Kezban, Atakisi Onur

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2023

|

Vol. 44, nr 1

art. no. e2

EN

This study aims at the immobilization and characterization of thermoalkalophilic lipases produced recombinantly from Bacillus thermocatenulatus BTL2 and Bacillus pumilus MBB03. For this purpose, immobilization of the produced enzymes in calcium-alginate@gelatin (Ca–Alg@gelatin) hydrogel beads, immobilization optimization and characterization measurements of the immobilized-enzyme hydrogels were conducted. Optimum temperature and pH values were determined for B. thermocatenulatus and B. pumilus MBB03 immobilized-enzyme hydrogels (60–70 °C, 55 °C and pH 9.5, pH 8.5). Thermal stability was determined between 65 °C and 60 °C of B. thermocatenulatus and B. pumilus MBB03 immobilized enzymes, respectively. The pH stability was determined between pH 7.0–11.0 at +4°C and pH 8.0–10.0 at +4 °C, respectively. In conclusion, the entrapment technique provided controlled production of small diameter hydrogel beads (~ 0:19 and ~ 0:29) with negligible loss of enzyme. These beads retained high lipase activity at high pH and temperature. The activity of Ca–Alg@gelatin-immobilized lipase remained relatively stable for up to three cycles and then markedly decreased. With this enzyme immobilization, it may have a potential for use in esterification and transesterification reactions carried out in organic solvent environments. We can conclude that it is one of the most promising techniques for highly efficient and economically competent biotechnological processes in the field of biotransformation, diagnostics, pharmaceutical, food and detergent industries.

2

Radioterapia protonowa. Cz. 5, Pozycjonowanie pacjenta w radioterapii protonowej nowotworów zlokalizowanych poza narządem wzroku

Mikołajski Tomasz, Dziechciarz Weronika, Rydygier Marzena, Radolińska Monika, Kopeć Renata

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 5

381--387

PL

Radioterapia protonowa, dostępna w Polsce od 2011 roku, wymaga szczególnie dokładnego pozycjonowania pacjenta ze względu na fizykę wiązki protonowej. Unieruchomienia stosowane dla pacjentów, napromienianych z powodu nowotworów zlokalizowanych w okolicy mózgowia czy też głowy/ szyi, nie odbiegają znacząco od unieruchomień stosowanych w nowoczesnych metodach radioterapii fotonowej. Jednakże wykorzystywane zestawy unieruchomień indywidualnych muszą zapewnić jak najwierniejsze codzienne odtworzenie pozycji terapeutycznej pacjenta, aby przeprowadzane napromienianie mogło być jak najbardziej konformalne. Szereg czynności – od wykonania unieruchomienia, poprzez obrazowanie i weryfikację pozycji pacjenta – ma finalnie na celu zapewnienie jak najmniejszej toksyczności leczenia przy zachowanej jego radykalności. W niniejszym artykule przedstawiono elementy składające się na indywidualny zestaw unieruchomień pacjenta oraz przybliżono procedury obrazowania i weryfikacji pozycji pacjenta, z uwzględnieniem różnic między radioterapią protonową a konwencjonalną radioterapią fotonową.

EN

Proton beam therapy has been available in Poland since 2011. Patients with brain tumors or head and neck tumors are immobilized in a very similar way to the patients undergoing photon radiotherapy. However, the individual immobilization sets used must ensure that the patient’s therapeutic position is reproduced as closely as possible on a daily basis, so that the irradiation can be as conformal as possible. Each activity, from immobilization, through imaging and verification of the patient’s position, is aimed at ensuring the minimum toxicity of treatment while maintaining its radicality. This article presents the components of an individual patient immobilization set, introduces imaging and patient position verification procedures, and presents the differences between proton radiotherapy and conventional photon radiotherapy.

3

Multi-component sorption and utilization of solid waste to simultaneous removing basic dye and heavy metal from aqueous system

Sočo Eleonora, Pająk Dariusz, Kalembkiewicz Jan

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 1

62--75

EN

The presented work introduces a simple modification of coal fly ash (FA) with 30% solution of H2O2, used as a new efficient sorbent for the removal of organic dye crystal violet (CV) in the presence of Cu(II) ions in single- and bi-component systems Cu(II)-CV. FT-IR, TG, SEM-EDS, and XRD suggested that the mechanism of Cu(II) and CV sorption onto FA-H2O2 includes ion-exchange and surface adsorption process. Comparing the values of the reduced chi-square test (χ2/DoF) and the determination coefficient R2 obtained for CV of the considered isotherms, the fitting degree follows the sequence: Jovanović > Langmuir > Elovich > Freundlich > Redlich-Peterson (R-P) > Tóth > Halsey > BET. Sorption of Cu(II) ions in a single system by means of FA-H2O2 was well fitted by the Langmuir and R-P model. The studies of equilibrium in a bi-component system by means of extended Langmuir (EL), extended Langmuir-Freundlich (ELF), and Jain-Snoeyink (JS) models were analysed. The estimation of parameters of sorption isotherms in a bi-component system Cu(II)-CV has shown that the best of fit calculated values of experimental data for both sorbates have been the EL model and the JS model, but only in the case of a CV dye. The sorption kinetic of Cu(II) and CV onto FA-H2O2 was discussed by means of the PFO, PSO, and intra-particle diffusion models.

PL

W pracy przedstawiono prostą modyfikację popiołu lotnego węglowego (FA) za pomocą 30% roztworu H2O2 oraz wykorzystanie go jako nowego skutecznego sorbentu do usuwania barwnika organicznego fioletu krystalicznego (CV) w obecności jonów Cu(II) w układzie jedno- i dwuskładnikowym Cu(II)-CV. Badania FT-IR, TG, SEM-EDS i XRD potwierdziły, że mechanizm sorpcji Cu(II) i CV na FA- H2O2 obejmuje proces wymiany jonowej i adsorpcji powierzchniowej. Porównując wartości zredukowanego testu chi-kwadrat (χ2/DoF) i współczynnika determinacji R2 uzyskane dla rozpatrywanych izoterm CV, stopień dopasowania odpowiednich modeli odpowiada następującej kolejności: Jovanović > Langmuir > Elovich > Freundlich > Redlich-Peterson (RP) > Tóth > Halsey > BET. Sorpcja jonów Cu(II) w układzie jednosładnikowym za pomocą FA-H2O2 została dobrze opisana za pomocą modelu Langmuira i R-P. Przeanalizowano badania równowagi w układzie dwuskładnikowym wykorzystując rozszerzony model Langmuira (EL), rozszerzony Langmuira-Freundlicha (ELF) i Jain-Snoeyinka (JS). Estymacja parametrów izoterm sorpcji w układzie binarnym Cu(II)-CV wykazała, że najlepsze dopasowanie wartości obliczonych do danych doświadczalnych dla obu sorbatów posiada model EL oraz model JS, ale tylko w przypadku barwnika CV. Kinetykę sorpcji Cu(II) i CV na FA-H2O2 przeanalizowano za pomocą modeli PFO, PSO i dyfuzji wewnątrzziarnowej.

4

Comparative study on the characteristics of coal fly ash and biomass ash geopolymers

Sitarz-Palczak Elżbieta, Kalembkiewicz Jan, Galas Dagmara

Archives of Environmental Protection

|

2019

|

Vol. 45, no. 1

126--135

EN

Geopolymers are a new class of materials that can be synthesized using natural minerals, and waste materials. Among these substrates, the use of fly ash is desirable as it involves the conversion of a copious waste material into a useful product. The aim of the research was geopolymers synthesis from coal fly ash and biomass ash. Concentrated sodium hydroxide and sodium silicate solutions were used as activators in geopolymerisation reaction. The results show that both coal fly ash and biomass ash can be utilized as source materials for the production of geopolymers. The surface morphology and chemical composition analysis were examined for the obtained geopolymers and ashes from coal and biomass combustion by SEM-EDS methods. It was found almost total disappearance of spherical forms of grains and reduction the porosity of structure for geopolymer based on fly ash from coal combustion. While the structure of the geopolymer based ash from biomass combustion is more porous. The UV-VIS-NIR spectra were performed on the coal fly ash, biomass ash and geopolymers. They showed that the obtained geopolymers possess optical and photocatalytic properties. The similarity of the geopolymer network and the zeolite framework in relation to ion exchange and accommodation of metal ions open questions on possibilities for the application of geopolymer materials as amorphous analogues of zeolite. The FT-IR spectra analyses were used on the geopolymers before and after metals sorption. It was found that geopolymer based on ash from biomass combustion has better sorption properties compared to geopolymer based on ash from coal combustion.

PL

Geopolimery są nową klasą materiałów, które mogą być syntetyzowane z użyciem naturalnych minerałów i materiałów odpadowych. Wśród tych substratów, użycie popiołu lotnego jest pożądane ponieważ wiąże się z możliwością konwersji materiału odpadowego w użyteczny produkt. Celem badań była synteza geopolimerów z lotnego popiołu węglowego oraz z popiołu z biomasy. Jako aktywatory reakcji geopolimeryzacji były stosowane stężony wodorotlenek sodu i roztwór krzemianu sodu. Rezultaty pokazują, że zarówno lotny popiół węglowy i popiół z biomasy mogą być wykorzystane jako źródło materiałów do produkcji geopolimerów. Badania morfologii powierzchni i analizę składu chemicznego dla otrzymanych geopolimerów i popiołów ze spalania węgla i biomasy wykonano metodą SEM-EDS. Stwierdzono prawie całkowity zanik form kulistych ziaren i zmniejszenie porowatości struktury dla geopolimeru na bazie popiołu lotnego ze spalania węgla. W przypadku geopolimeru na bazie popiołu ze spalania biomasy występuje struktura bardziej porowata. Widma UV-VIS zostały wykonane dla lotnego popiołu węglowego, popiołu z biomasy oraz geopolimerów. Pokazują one, że otrzymane geopolimery wykazują właściwości optyczne i fotokatalityczne. Podobieństwo sieci geopolimeru i struktury zeolitu w związku z wymianą jonową i akomodacją jonów metali otwiera pytania dotyczące możliwości zastosowania materiałów geopolimerowych, jako bezpostaciowych analogów zeolitu. Widma FT-IR zostały wykonane dla geopolimerów przed i po sorpcji metali. Stwierdzono, że geopolimer na bazie popiołu z biomasy ma lepsze właściwości sorpcyjne w porównaniu do geopolimeru na bazie popiołu lotnego ze spalania węgla.

5

Kinetic analysis for biodesulfurization of dibenzothiophene using R. rhodochrous adsorbed on silica

Canales C., Eyzaguirre J., Baeza P., Aballay P., Ojeda J.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 4

549--556

EN

Experimental biodesulfurization (BDS) data for dibenzothiophene (DBT) (1.0-7.0 mM) with Rhodococcus rhodochorus immobilized by adsorption on silica, were adjusted with liquid-film kinetic model (Fisher coefficient, F = 592.74 and probability value p << 0.05 and r 2 = 0.97). Simulations predict the presence of considerable amounts of DBT surrounding the particles, which would be available for the cells adsorbed on the surface of silica. The greatest percentage removal (50 %) was obtained for adsorbed cell system over the suspended bacterial cells (30 %), showing that sulfur substrates are more bioavailable when the bacterial cells are adsorbed on silica. The liquid-film modelling with diffusional effects provides proper theoretical basis to explain the BDS performance obtained using adsorbed cells.

6

Immobilization of selected heavy metals from fly ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in hardening slurries

Szarek Łukasz, Falaciński Paweł, Wojtkowska Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 3

131--144

EN

The growing number of municipal sewage treatment plants in Poland raises the problem of managing more and more sludge. The thermal treatment of municipal sewage sludge (TTMSS), which significantly reduces the volume of waste, results in an increase in the concentration of heavy metals in the fly ashes – the final products of the process. The search for methods of utilization of fly ash from TTMSS resulted in attempts to use it in hardening slurries widely used in hydro-engineering. Due to the nature of the application of this material in the cut-off walls (exposure to groundwater flow) one of the key issues is the degree of heavy metal immobilization. The paper attempted to determine the degree of leaching of selected heavy metals from the hardened hardening slurry, composed of fly ash from TTMSS. For this purpose, the eluates were prepared from samples, after various periods of curing, using a dynamic short-term method called "Batch test". The liquid used for leaching was: distilled water and 0.1 molar EDTA solution – to determine the amount of potentially mobile heavy metal forms. The results show the possibility of the safe usage of fly ash from TTMSS as an additive for hardening slurries.

PL

Rosnąca liczba oczyszczalni ścieków komunalnych w Polsce, pożądanych z ekologicznego punktu widzenia, rodzi problem zagospodarowania rosnącej ilości osadów ściekowych. Metoda termicznego przekształcania osadów ściekowych, znacznie redukując objętość odpadu, powoduje wzrost koncentracji metali ciężkich w żużlach i popiołach – produktach końcowych procesu przekształcania. Poszukiwania metod utylizacji popiołu lotnego z TPKOŚ zaowocowały próbami wykorzystania go w zawiesinach twardniejących szeroko wykorzystywanych w budownictwie hydrotechnicznym, w realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych. Ze względu na charakter pracy tego materiału w przesłonie (ekspozycja na przepływ filtracyjny wód gruntowych) jedną z kluczowych kwestii jest stopień związania w nim metali ciężkich. W pracy podjęto próbę określenia stopnia uwalniania wybranych metali ciężkich z matrycy stwardniałej zawiesiny twardniejącej, skomponowanej z cementu, bentonitu oraz popiołu lotnego z TPKOŚ. W tym celu pobrano eluaty z próbek, po różnym okresie ich dojrzewania, wykorzystując dynamiczną metodę krótkoterminową, tzw. „batch test”. Jako ciecz wymywającą wykorzystano: wodę destylowaną oraz 0,1 molowy roztwór EDTA – w celu określenia potencjalnie mobilnych form metali ciężkich. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość bezpiecznego zastosowania popiołu lotnego z TPKOŚ, jako dodatku do zawiesin twardniejących.

7

Ocena efektów unieruchomienia kręgosłupa u zdrowych ochotników podczas pionizacji i rotacji noszy typu deska w zależności od rozmieszczenia, liczby i siły zaciśnięcia pasów mocujących

Wołoszyn P., Baumberg I., Kamiński M.

Logistyka

|

2015

|

nr 6

1562--1569, CD

PL

Negatywne konsekwencje unieruchomienia w noszach typu deska zostały opisane w wielu publikacjach. Odnoszą się one jednak wyłącznie do osoby leżącej na wznak w poziomej pozycji noszy. W praktyce ratowniczej występują okoliczności zmuszające do zmiany położenia noszy: ich rotacji i pionizacji. Uwidacznia to kolejny obszar potencjalnie negatywnych konsekwencji związany z przemieszczaniem się ciała. W eksperymencie przetestowano 4 układy pasów zaciśniętych z siłą 80 N wskazując, że I i II układ równolegle do siebie ułożonych 4 par pasów powodował najmniejszy zakres równomiernego przemieszczenia podczas zmiany położenia noszy.

EN

The negative consequences of an immobilization the patients on the long backboard were described in numerous publications but only with relation to transportation in the horizontal position of the stretchers. Our experiment was designed to identify the range of displacement of the body immobilized on a LBB after tilting to vertical position or rotation along long axis, depending on the location, number and force of tension applied to fixing straps. According to our findings we suggest to use 4 pairs of fixing straps placed parallel to each other (like in II pattern) and tightened with use of 80 N force when the tilting to vertical position is anticipated and to use I pattern in all other circumstances.

8

Biomechanical comparison of straight DCP and helical plates for fixation of transverse and oblique bone fractures

Aksakal B., Gurger M., Say Y., Yilmaz E.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 4

67--74

EN

Purpose: Biomechanical comparison of straight DCP and helical plates for fixation of transversal and oblique tibial bone fractures were analyzed and compared to each other by axial compression, bending and torsion tests. Method: An in vitro osteosynthesis of transverse (TF) and oblique bone fracture (OF) fixations have been analysed on fresh sheep tibias by using the DCP and helical compression plates (HP). Results: Statistically significant differences were found for both DCP and helical plate fixations under axial compression, bending and torsional loads. The strength of fixation systems were in favor of DC plating with exception of the TF-HP fixation group under compression loads and torsional moments. The transvers fracture (TF) stability was found to be higher than that found in oblique fracture (OF) fixed by helical plates (HP). However, under torsional testing, compared to conventional plating, the helical plate fixations provided a higher torsional resistance and strength. The maximum stiffness at axial compression loading and maximum torsional strength was achieved at torsional testing for the TF-HP fixations. Conclusion: From in vitro biomechanical analysis, fracture type and plate fixation system groups showed different responses under different loadings. Consequently, current biomechanical analyses may encourage the usage of helical HP fixations in near future during clinical practice for transverse bone fractures.

9

Laccase immobilisation on mesostructured silicas

Bryjak J., Szymańska K., Jarzębski A.B.

Chemical and Process Engineering

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

611--620

EN

Extracellular laccase produced by the wood-rotting fungus Cerrena unicolor was immobilised covalently on the mesostructured siliceous foam (MCF) and three hexagonally ordered mesoporous silicas (SBA-15) with different pore sizes. The enzyme was attached covalently via glutaraldehyde (GLA) or by simple adsorption and additionally crosslinked with GLA. The experiments indicated that laccase bound by covalent attachment remains very active and stable. The best biocatalysts were MCF and SBA-15 with Si–F moieties on their surface. Thermal inactivation of immobilised and native laccase at 80°[degrees]C showed a biphasic-type activity decay, that could be modelled with 3parameter isoenzyme model. It appeared that immobilisation did not significantly change the mechanism of activity loss but stabilised a fraction of a stable isoform. Examination of time needed for 90% initial activity loss revealed that immobilisation prolonged that time from 8 min (native enzyme) up to 155 min (SBA-15SF).

10

Immobilization of Aspergillus oryzae Β galactosidase on concanavalin A-layered calcium alginate-cellulose beads and its application in lactose hydrolysis in continuous spiral bed reactors

Ansari S. A, Husain Q.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2011

|

Vol. 13, nr 4

15-20

EN

In this study, Aspergillus oryzae Β galactosidase was immobilized on concanavalin A layered calcium alginate-cellulose beads as a bioaffi nity support. Immobilized enzyme showed a remarkable broadening in temperature-activity profi les as compared to the native enzyme and exhibited 65% activity in the presence of 5% galactose. Michaelis constant (Km) was 2.57 mM and 5.38 mM for the free and the immobilized Β galactosidase, respectively. Crosslinked Β galactosidase showed greater catalytic activity in the presence of Mg2+ and was more stable during storage at 4°C for 6 weeks. Immobilized enzyme hydrolyzed 67% lactose in milk in 8 h and 85% lactose in whey in 9 h in the stirred batch process at 50oC. The continuous hydrolysis of lactose by crosslinked Β galactosidase in spiral bed reactor exhibited 93% and 88% hydrolysis of lactose at flow rate of 20 ml/h and 30 ml/h, after 1 month operation, respectively.

11

Analiza struktury porowatego nośnika stosowanego do immobilizacji inwertazy

Raducka A., Karcz J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2009

|

Nr 3

89-90

PL

Enzymy są często unieruchamiane w wyniku kowalencyjnego wiązania na porowatym nośniku, którego struktura istotnie wpływa na jakość wytworzonego biokatalizatora. Na podstawie danych literaturowych, dotyczących preparatów unieruchomionej inwertazy na silika-żelu i tlenku glinu analizowano przypuszczalną strukturę tych nośników. Wyniki obliczeń opracowano graficznie.

EN

Enzymes are often immobilized by covalent binding on a porous carrier. The carrier structure influences a quality of received biocatalyst. Literature data concerning the invertase immobilization on silica gel and alumina were used to analyse the structure of these carriers. The results of computations were presented graphically.

12

Wpływ dezaktywacji na współczynnik efektywności mikrokapsułkowanych enzymów

Miłek J., Wójcik M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2005

|

Nr 5

7-9

PL

Przeprowadzono analizę wpływu dezaktywacji na początkowy oraz chwilowy współczynnik efektywności mikrokapsułkowanych enzymów. Porównując dwa przypadki dezaktywacji: niezależną oraz zależną od stężenia substratu stwierdza się, że w obu przypadkach wyższe są wartości współczynników efektywności dla mniejszych wartości liczby Damkohlera. W przypadku dezaktywacji niezależnej od stężenia enzymu współczynnik &etap maleje do wartości zero, natomiast współczynnik &etap wzrasta do wartości jeden - w tym samym czasie. W przypadku dezaktywacji zależnej od stężenia enzymu, współczynnik &eta maleje do wartości zero natomiast współczynnik wzrasta do wartości jeden-w różnym czasie, tym dłuższym im liczba Da jest wyższa.

EN

An analysis of deactivation effect on the initial and local effectiveness coefficients of micro-encapsuled enzymes was performed. It was stated on the basis of the comparison of two cases of deactivation (independent of and dependent on substrate concentration) that the higher values of effectiveness coefficients were obtained for lower values of the Damkohler number. In the case of deactivation independent of the enzyme concentration, &etap decreased to zero whereas &etac achieved a value one at the same time. A different behaviour was observed for deactivation dependent on the enzyme concentration. In this case, etap decreased to zero, whereas &etac achieved a value one at different time - longer for higher Da values.

13

Effect of immobilization in a lengthened position on mechanical properties of the Achilles tendon in growing rats

Trębacz H.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2005

|

Vol. 7, nr 2

80-86

EN

The purpose of the study was to examine the effect of long-lasting immobilization in a lengthened position on mechanical properties of immature tendon in a rat model. One hindlimb of growing rat was immobilized for two weeks with the Achilles tendon in extension. Tensile failure test was performed post-mortem at a rate of 10 mnimin without any preconditioning. Immobilization caused reduction of the elastic range of deformation both considering force and extension. The stiffness of tendons was decreased, especially at small strains in an inelastic 'toe' region. However, the plastic range was broader and the maximum load similar compared to these of normal tendons. It was revealed that immobilization, even under constant tension, changes significantly mechanical properties of tendons in the range of small strams encountered during physiological loading. The changes may alter the behaviour of a joint after restoration of a normal activity.