Studentská vědecká konference

Odpadní stavební kaly jsou látky vznikající při výrobě stavebních hmot. Všechny procesy, jež se využívají pro znovuzpracování nebo recyklaci odpadních stavebních kalů, jsou poměrně efektivní, ale nedostačující pro udržitelný rozvoj, proto se práce zabývá zkoumáním využití tohoto odpadu jako možného aditiva do zemědělských půd pro (i) zlepšení jejich vodního režimu a (ii) případné zvýšení obsahu látek významných pro růst rostlin. V první části práce byl sledován vliv přídavku odpadních kalů z výroby betonu a umělého kamene do půdy na její nasákavost a retenci vody. K tomuto experimentu byly využity dva odlišné typy standardních půd od německé firmy Lufa Speyer a směsi zmíněných standardních půd s 1% přídavkem odpadních kalů a komerčního klinoptilolitu od firmy Zeocem (referenční materiál ke kalům). V druhé části práce se ověřoval potenciálně příznivý účinek přídavku kalu do půdy na obsah prvků nutričně významných pro rostliny. K tomuto účelu byly provedeny výluhové testy pro samostatné standardní půdy a půdy s 1% přídavkem kalů a kalů obohacených vybranými ionty. Následně byl stanoven obsah vybraných iontů (Ca²⁺, NH₄⁺, PO₄^3-, Al³⁺) ve výluzích pomocí UV-VIS spektrofotometrie a atomové absorpční spektroskopie.

Trospium chlorid je farmaceutická sůl, která je používaná v léčivých přípravcích určených k léčbě syndromu hyperaktivního močového měchýře. Exotrospium chlorid je jejím epimerem, předpokládá se, že má podobný účinek, není ovšem dostatečně prostudován. V literatuře byla doposud popsána struktura pěti solí trospia a šesti solí exotrospia. Ve své práci jsem připravila prášky tří nových solí trospia a exotrospia a dvou nových forem známých solí trospia a exotrospia. Z těchto prášků jsem následně připravila krystaly rekrystalizací z vodných roztoků. Poté jsem se věnovala analýze těchto krystalů. Analýza byla provedena pomocí rentgenové difrakce na monokrystalu. Ta byla využita k řešení struktury nově získaných forem. Struktura solí byla upřesňována v programu Crystals. Vyřešené struktury nových forem již popsaných solí byly následně porovnány se známými formami.  

Ambiciózním cílem moderní krystalografie je schopnost spolehlivě predikovat krystalovou strukturu. Jediným vstupním parametrem této predikce je přitom pouze znalost strukturního vzorce studované látky. Cílem je předpovědět přirozeně se vyskytující krystalová uspořádání, a to i při uvážení fenoménu polymorfismu. V dnešní době je schopnost predikce krystalové struktury limitována vysokou výpočetní náročností a nedostatečnou spolehlivostí. Tato oblast však zaznamenala v posledních zhruba 20 letech značný pokrok. Tato práce navazuje na předchozí práci, ve které byl vyvíjen program umožňující provedení DFT výpočtu na krystalových strukturách. V této práci byl vyvíjený program využit na vyhodnocení návrhů krystalových struktur 3 látek ze 7. ročníku slepého testu predikce krystalové struktury. Výpočtem mřížkové energie návrhů struktur lze odvodit jejich stabilitu a vybrat nejlepší kandidáty. Pro tento postup byla využita metoda DFT, konkrétně program Quantum ESPRESSO, funkcionál PBE a disperzní korekce Grimme DFT-D3. Práce dále diskutuje obdržené výsledky a porovnává je se správnými výsledky a výsledky vedoucího této práce, doc. Dr. Ing. Michal Hušáka, který pro vyhodnocení použil DFT program CASTEP, funkcionál rSCAN a disperzní korekci MBD.  

Znalosti struktury aktivních farmaceutických substancí jsou nezbytné pro většinu současně vyráběných léčiv. Kromě struktury samotné API je důležité mít informace i o struktuře látek, které se podílí na její syntéze a meziproduktech výroby. 2-chloradenin je příkladem takových látek. Cílem této práce bylo stanovení zdánlivě rozpustnosti a screening 2-chloradeninu. 2-chloradenin je hlavním katabolitem Cladribinu a meziproduktem syntézy Clofaribinu, obě léčiva se úspěšně využívají v léčbě různých druhů leukemie. Zkoumání rozpustnosti 2-chloradeninu ukázalo, že je téměř nerozpustný v běžně dostupných rozpouštědlech, nicméně se podařilo připravit několik soli 2-chloradeninu, se kterými byly provedeny další zkoušky rozpustnosti. Soli kyselin mravenčí a octové vznikly ve formě prášku. Reakcí s kyselinou chlorovodíkovou vznikla sůl 2-chloradenin hydrochlorid vykrystalizovala ve formě monokrystalu. Ke stanovení struktury této látky byla využita metoda rentgenové difrakce na monokrystalu. Je důležité zmínit, že struktura 2-chloradeninu ani jeho derivátů ještě doposud nebyla popsána v literatuře, proto struktura získané soli byla porovnána s publikovanou strukturou adenin dihydrochloridu.  

Práce se zabývá přípravou přírodního zeolitu modifikovaného manganem pro získání selektivního sorbentu aplikovatelného v dekontaminačních technologiích. Cílem bylo získat stabilní materiál s maximálním množstvím povrchově vázaného manganu při co nejnižším surovinovém a energetickém zatížení.  Pro experimenty byl použit slovenský přírodní zeolit draselného typu. Připravený zeolit s nejvyšším obsahem manganu byl testován na adsorpci kationtů Cd²⁺, Zn²⁺ a Pb²⁺ z vodných roztoků. Sorpční zkoušky byly provedeny i s několika komerčně dostupnými sorbenty. Obsah zachyceného manganu byl stanoven pomocí RTG fluorescenční spektrometrie. Zbytkové koncentrace kationtů v roztocích byly analyzovány atomovou absorpční spektrometrií.  

Práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových forem léčivé látky imatinibu mesylátu, jenž je v medicíně indikován k léčbě leukémie. Výchozí formou imatinibu byl α-polymorf, jehož zdánlivá rozpustnost byla stanovena ve 12 polárních rozpouštědlech. Pro stejné navážky imatinibu byla experimentálně stanovena výtěžnost postupů vedoucí k přípravě β-formy. Další částí práce bylo studium reprodukovatelnosti patentových příprav nových forem při změně výchozího polymorfu, které bylo úspěšné ve 3 případech z 6. Součástí práce byl i kokrystalizační screening s využitím 11 kokrystalizačních partnerů metodou společného mletí s přídavkem rozpouštědla. U 7 příprav byl pozorován vznik pevné fáze, z nichž 5 mohlo být analyzováno pomocí práškové rentgenové difrakční analýzy, jejíž výsledky poukazují na pravděpodobný vznik nových forem imatinibu. Mřížkové parametry monokrystalů vzniklých v nasycených roztocích byly shodné s parametry β-polymorfu, z čehož lze usoudit, že tato forma je za normálních podmínek stabilnější, než výchozí polymorf α.  

Má práce se zabývá možnostmi odstranění toxického chromanu pomocí původních anorganických i organických sorbentů, a jejich forem povrchově modifikovaných železem. Testovanými sorbenty byly zástupci aluminosilikátů (kaolin sedlec, bentonit kadaňský, klinoptilolit) a biochar. Sorpce probíhala z modelového roztoku chromanu o koncentraci chromu 0,5 mmol/l simulující silně kontaminované vodné systémy. Zbytková koncentrace chromu v roztoku byla stanovena metodou UV/Vis spektrofotometrie, na základě vlastního zabarvení roztoku. Pro výpočet parametrů sorpce (teoretické sorpční kapacity a konstanty adsorpčního děje) byl použit Langmuirův model. Z dosavadních výsledků vyplývá, že účinná sorpce chromanu probíhala výhradně na povrchově modifikované sorbenty.  

Ezetimib je léčivo špatně rozpustné ve vodě, které se užívá ke snížení vysoké hladiny cholesterolu v krvi. Práce se zabývá interkalací ezetimibu do podvojného vrstevnatého hydroxidu, což může ovlivnit zpětné uvolnění léčiva ve vodných roztocích. Podvojný vrstevnatý hydroxid Mg-Al v dusičnanové formě byl připraven koprecipitační reakcí dusičnanů Mg a Al pod ochrannou dusíkovou atmosférou a následně delaminován ve formamidu za vzniku koloidní disperze. Přímá interkalace ezetimibu z roztoku v ethanolu metodou obnovení vrstevnaté struktury nebyla úspěšná. Proto byl připraven meziprodukt s hydrofobizovaným mezivrstvím, kdy obnovení vrstevnaté struktury bylo docíleno přidáním koloidní disperze ve formamidu do vodného roztoku cholátu sodného. Při přípravě meziproduktu byla použita různá množství cholátu vzhledem k aniontově-výměnné kapacitě podvojného vrstevnatého hydroxidu (25, 50, 75 a 100 %). Interkalace cholátu do mezivrství byla potvrzena práškovou rentgenovou difrakcí. Připravené meziprodukty byly přidány do roztoku ezetimibu v ethanolu a třepány 48 hodin při 40 °C. Obsah ezetimibu ve finálních produktech byl stanoven pomocí UV/vis spektrofotometrie.

Farmaceutické soli farmaceutických substancí se využívají a formulují z důvodu jejich vhodnějších vlastností. Soli jsou voleny především díky jejich lepší rozpustnosti, nicméně je nutno brát v potaz i změnu některých jiných vlastností, jako je například stabilita, toxicita, či nevhodné vlastnosti pro výrobní operace. Nesteroidní analgetika Indomethacin a Diklofenak se podle BCS klasifikace řadí do skupiny II, která sice snadno proniká biologickými membránami, nicméně jejich limitujícím faktorem pro medicínské využití je disoluce ve vodných rozpouštědlech. Pomocí kationtové výměny lze, za využití stříbrných solí těchto látek a protiiontů ve formě halogenidů, připravit soli těchto látek pomocí srážecí reakce s mnohými organickými kationtovými protiionty. K charakterizaci takto připravených solí bude využita rentgenová difrakce na monokrystalu, kdy dojde i k řešení struktury z naměřených dat.