Studentská vědecká konference

Práce se zabývá využitím komerčních sorbentů na bázi zeolitu k současnému odstranění iontů PO₄^3- a NH₄⁺ z odpadních vod. Vysoký obsah těchto iontů ve vodách má za následek mimo jiné nadměrný růst řas, který vede k nežádoucí eutrofizaci vod. Použitým zeolitem byly různé frakce klinoptilolitu – mikromletý, 0,2-0,5 mm, 0,5-1 mm, 1-5 mm. Byly také připraveny směsné sorbenty pro tyto frakce vzniklé smícháním dotyčné frakce s mikromletým klinoptilolitem modifikovaným ionty Fe²⁺ v různých poměrech a při pH modelových roztoků. Experimenty probíhaly ve vsádkovém uspořádání, laboratorní teplotě 20°C po dobu 24 h. Navážky sorbentů se pohybovaly od 10 do 40 g/l. Ke stanovení zbytkových koncentrací obou iontů byla použita metoda UV/VIS spektrofotometrie. Na původní (nepravené) sorbenty se selektivněji sorbovaly ionty NH₄⁺ (> 90%), sorpce iontů PO₄^3- dosahovala 50 – 70% účinnosti. Přídavek 10% modifikovaného sorbentu vedl k významnému zvýšení účinnosti sorpce iontů PO₄^3-. Pro případné využití v kolonovém uspořádání se bude jevit jako nejlepší frakce 0,2-0,5 mm nebo 0,5-1 mm s přídavkem modifikovaného sorbentu.  

Fenpiverinium bromid se řadí mezi smasmoanalgetika, látky tlumící bolest a uvolňující křeče. Ačkoliv se jedná o API poprvé zmíněnou v roce 1987, tak je známý pouze jeden polymorf, jehož struktura dosud nebyla vyřešena. Práce je proto zaměřena na polymorfní screening fenpiverinium bromidu a vývoj krystalizačního procesu jeho vybraného polymorfu nebo solvátu. V první fázi výzkumu bylo vybráno 22 vhodných rozpouštědel, u kterých byla stanovena závislost rozpustnosti na teplotě přístrojem Crystal16. Nejvyšší rozpustnost byla pozorována u vody a methanolu. U 14 krystalických produktů screeningu byla analyzována stechiometrie API:solventu pomocí NMR, u 7 produktů bylo pozorováno signifikantní množství solventu, které ukazuje na možnost solvatace. RTG práškovou difrakcí byly prokázány nové fáze vzniklé rušenou krystalizací, solvát z aceton:voda 95:5 a anhydrát z butan-2-on:MeOH 90:10, které budou dále studovány RTG strukturní analýzou.

Sublimace je jednou z málo probádaných metod přípravy vícekomponentních fází. Je založena na společné depozici více látek ve společném evakuovaném prostoru, při které dochází ke vzniku krystalů, ideálně kokrystalů. Studovanou účinnou látkou je kofein. V rámci bakalářské práce bylo připraveno několik nových forem, současným cílem je příprava monokrystalů kofeinu s koformery, v dostatečné velikosti a kvalitě pro strukturní analýzu pomocí RTG difrakce. Zároveň se testuje pěstování monokrystalů depozicí par na sklo s modifikovaným povrchem. Podařilo se připravit monokrystaly a vyřešit strukturu kokrystalu kofeinu s kyselinou salicylovou a kyselinou šťavelovou.  

Modifikované cyklodextriny by mohly být ve farmaceutickém průmyslu perspektivní při vývoji fluorescenčně značených látek umožňujících monitorování a manipulaci s cholesterolem na buněčné úrovni. Práce je zaměřena na přípravu inkluzních komplexů cholesterolu především s modifikovanými, ale i nativními cyklodextriny rozličnými krystalizačními technikami. V rámci studie je zkoumán vliv uspořádání molekul v krystalové struktuře na kuželovitý tvar a velikost kavit publikovaných cyklodextrinů, především působení substituentů a hostujících molekul. Dle uveřejněných výzkumů změny parametrů uvnitř dutiny ovlivňují její polaritu, která je důležitou vlastností pro tvorbu inkluzních komplexů. Cílem je vypracování databáze s rozměry a klasifikací kavit, která by umožnila optimalizaci volby vhodného cyklodextrinu pro přípravu těchto komplexů.

Směsné oxidy přechodných kovů lze využít jako katalyzátory oxidačních reakcí, např. totální oxidace těkavých organických látek na CO₂ a H₂O. Práce se zabývá přípravou a charakterizací směsných oxidů Co-Cu, Cu-Mn, Co-Mn a Co-Cu-Mn s různými molárními poměry složek. Srážecí reakcí roztoků dusičnanů uvedených kovů roztokem NaOH a Na₂CO₃ byly připraveny prekurzory, které byly po promytí vyžíhány na vzduchu při 500 °C. Fázové složení oxidů bylo určeno práškovou rentgenovou difrakční analýzou. Ve vzorcích obsahujících pouze Co, Cu, nebo Mn byly identifikovány Co₃O₄, CuO, resp.Mn₂O₃. Ve vzorcích oxidů Co a Cu byla zjištěna směs Co₃O₄ a CuO. V oxidu Cu-Mn s molárním poměrem Cu : Mn = 1 : 1 vznikl směsný oxid Cu_1,5Mn_1,5O₄, u oxidů s molárními poměry Cu : Mn = 1 : 4 a 4 : 1 byly kromě něj přítomny také Mn₂O₃ resp. CuO. Ve vzorcích obsahujících Co a Mn byly nalezeny pouze směsné oxidy se strukturou spinelu. V oxidech Co-Cu-Mn byl zjištěn směsný oxid se strukturou spinelu, případně ve směsi s CuO nebo CoMn₂O₄ u oxidů s vyšším obsahem Cu nebo Mn. Připravené vzorky oxidů byly na jiném pracovišti testovány jako katalyzátory při totální oxidaci ethanolu, nejvyšší účinnost vykázal směsný oxid s molárním poměrem Co : Cu : Mn = 3 : 1 : 1.  

Cílem této práce bylo sledování stability a forem selenu v elektrárenských popílcích a jejich případný vliv na životní prostředí při ukládání popílků jako odpadních produktů po spalování uhlí. Vzorky popílků pocházely z uhelných elektráren patřících do Skupiny ČEZ. Stabilita selenu byla zjišťována metodou loužení a následného změření koncentrace selenu v příslušných výluzích. Loužení popílků by mělo simulovat přírodní procesy. Podle koncentrace Se ve výluhu příslušného popílku byl tento popílek zařazen do tzv. tříd vyluhovatelnosti, které podle zákona určují nebezpečnost ukládaného odpadu. Formy selenu byly zjišťovány metodou sekvenčního loužení a následného změření koncentrace selenu v příslušných výluzích. Výsledky byly porovnány na základě charakteristických vlastností popílků, konkrétně mineralogického a chemického složení, s složení, specifického povrchu, a také hodnoty pH příslušných výluhů. Na základě získaných výsledků se ukládání popílků jako odpadů nebezpečných pro životní prostředí nepotvrdilo .   

Pro registraci a patentování léku je požadovaná informace, zdali se jedná o sůl nebo kokrystal. Tento požadavek je jasně dán i v pravidlech americké vládní agentury FDA. V této práci zkoumáme, jestli lze použít pro rozlišení sůl/kokrystal výpočet pozice vodíku přes DFT výpočet. DFT geometrická optimalizace umožňuje stanovit pozici kritického vodíku u vybraných látek. Pro ověření funkčnosti metody jsme vybrali 3 skupiny krystalových struktur: 1) krystalové fáze agomelatinu 2) kokrystaly, které mají hodnotu ΔpKa v oblasti, která neumožňuje spolehlivé rozlišení sůl/kokrystal 3) krystalové struktury detekované jako špatně určené v článku, který testoval přesnost DFT výpočtu energie u kokrystalů   Z 20 testovaných fází se pouze u 10 podařilo v literatuře dohledat, že pozice vodíku byla určena z RTG spolehlivě (z diferenční Fourierovy mapy).  U těchto 10 struktur vyšla v 8 případech shoda s výsledky DFT výpočtu. Výsledky naší práce prokazují, že DFT výpočet vede u většiny látek ke správnému výsledku a dal by se využít u látek, u kterých není možné vyhodnotit polohu vodíků jinými metodami.