Incorporation and diffusion of nitrogenous organic compounds into hydrogels for controlled release into liquid growth mediaGlinšek, Žak (Avtor) Osojnik Črnivec, Ilja Gasan (Mentor) Lopez de Leon, Luis Rafael (Komentor) alginate hydrogelinternal gelationnutrient releaseL-cysteineMESmicrobial fuel cellsV magistrskem delu smo razvili in optimirali alginatne hidrogele za vgrajevanje ter nadzorovano sproščanje hranil, pri čemer smo uporabili metodo postopnega notranjega premreževanja s kalcijevim karbonatom in glukono-delta-laktonom. Glavni cilj je bil pripraviti hidrogel za hrambo visokih koncentracij hranil in njihovo postopno sproščanje v osiromašeno gojišče skozi daljše časovno obdobje. V eksperimentalnem delu smo sistematično testirali različne koncentracije alginata, CaCO3 in GDL ter določili optimalno sestavo (1 % alginata, 0,15 % CaCO3, 1,1 % GDL (w/v)), ki je zagotavljala časovno ustrezno premreževanje, mehansko stabilnost in homogenost gela. Ugotovili smo, da je mogoče v hidrogel uspešno vključiti do 15 % (w/v) L-cisteina ali MES, pri čemer je bila porazdelitev hranila enakomerna, sproščanje pa nadzorovano (npr. pri L- cisteinu povprečno 135 mg/h pri vhodni koncentraciji 150 g/l). Pri višjih koncentracijah hranil (30 % w/v) so se pojavile težave z neenakomerno porazdelitvijo v hidrogelu. S primerjavo šaržnih in pretočnih režimov smo prikazali, da pretočni sistemi omogočajo počasnejše in bolj enakomerno sproščanje hranil, pri čemer je bilo v podaljšanem eksperimentu z večjim volumnom po 35 urah doseženo približno 90 % sproščanje L- cisteina. Preostanek hranila je ostal vezan v hidrogelu, kar nakazuje tudi FTIR analiza. Rezultati kažejo na velik potencial optimiranih alginatnih hidrogelov za uporabo v mikrobnih gorivnih celicah kot trajnostnih energetskih sistemih in drugih aplikacijah, kjer je potrebno postopno in dolgotrajno obtakanje oziroma dovajanje hranil. Delo daje vpogled v obnašanje sproščanja hranil ter podaja izhodišča, ki lahko služijo kot osnova za nadaljnje razumevanje in raziskave na področju biomaterialov.20252025-12-17 11:34:57Magistrsko delo/naloga177186sl