Studentská vědecká konference

Cílem práce bylo potvrdit kontaminaci antimonem v okolí frekventovaných křižovatek způsobenou silniční dopravou. Sulfid antimonitý je přidáván jako mazivo a stabilizátor tření do slitin brzdových destiček, takže se otěrem při brždění uvolňuje do ovzduší a poté sedimentuje převážně v oxidové formě jako součást suché atmosférické depozice. Antimon zachycený v půdách může ohrozit život živočichů a rostlin, kteří zde žijí. Jako testovací lokality byly vybrány dvě pražské exponované křižovatky (Vítězné náměstí a Motol) a byly porovnány z hlediska kontaminace antimonem prostřednictvím odběru a analýzy vzorků silničního prachu a svrchní půdy.   Obě lokality se jeví jako silně znečištěné, odebrané vzorky obsahovaly až 100 krát více antimonu než referenční vzorky půd, přičemž silniční prach vykazoval vyšší koncentrace antimonu než půda. Bylo zjištěno, že akumulace antimonu nezávisí pouze na hustotě dopravy, ale také na klimatických podmínkách a vlastnostech pevné fáze (chemické složení včetně kvantitativního obsahu železa a uhlíku, velikostní složení částic, specifický povrch, pH a pH_ZPC). Byla zjištěna zvýšená vaznost antimonu na jemnější frakce (<0,1 mm a 0,1-0,355 mm) a na vzorky obsahující vyšší koncentrace hliníku, železa, a také manganu.

Práce se zabývá využitím sorbentů na bázi aluminosilikátů 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. Použitými aluminosilikáty byly mikromletý klinoptilolit, Sedlecký kaolin 1A s vysokým obsahem kaolinitu, laboratorně připravený zeolit A, kadaňský bentonit s vysokým obsahem Fe, a jejich verze modifikované ionty Fe²⁺. Byly připraveny také dva směsné sorbenty (mikromletý klinoptilolit a zeolit A) vzniklé smícháním původního a modifikovaného sorbentu v poměru 1:1. Adsorpční experimenty probíhaly ve vsádkovém uspořádání a laboratorní teplotě 20°C. Na základě předběžných experimentů byly použity navážky směsných sorbentů 1-14 g/l a stanovena reakční doba 24 hodin. Adsorpce probíhaly při pH modelových roztoků. Ke stanovení zbytkových koncentrací obou zmiňovaných iontů byla použita metoda UV/VIS spektrofotometrie. Proměření adsorpčních řad ukázalo, že sorbenty modifikované ionty Fe²⁺ jsou selektivnější k PO₄^3-, zatímco NH₄⁺ byly selektivněji sorbovány na neupravené aluminosilikáty. U experimentů, kde byly použity směsné sorbenty, se ukázal jako nejúčinnější pro oba ionty směsný zeolit A.

Častým problémem, který je třeba ve farmaceutickém průmyslu řešit, je nutnost charakterizovat fázi, u které není k dispozici dostatečně velký krystal pro standardní RTG analýzu z monokrystalu. V této situaci je možné se pokusit o strukturní analýzu z práškových difrakčních dat.   V případě řešení struktur obsahujících v nezávislé časti buňky jednu nebo více molekul s velkým počtem flexibilních torzních úhlů, rostou neúnosně nároky na výpočetní výkon. Abychom umožnili nalézt řešení za současného snížení výpočetního času, musíme omezit prostor, ve kterém řešení hledáme a zároveň výpočet distribuovat na více jader. Pro tento účel je vyvíjen software ADASH, který využívá pro řešení struktury globálně optimalizační metodu simulovaného žíhání (součástí softwaru DASH). ADASH omezuje prostor hledání řešení vkládáním předem generovaných fragmentů. Fragmenty mohou být generovány různým způsobem. Ať už na základě statistiky výskytu torzních úhlu z CSD, či na základě energie jednotlivých fragmentů.   Dalším cílem této práce je najít vhodné nastavení generace těchto fragmentů a následné efektivní použití softwarem ADASH pro nalezení řešení u složitých struktur, za současné redukce výpočetního času.  Praktické testy byly provedeny na látkách cimetidin, metylergometrin maleát a fáze II metergolinu.  

Atorvastatin je synteticky vyvinuté léčivo používané k léčbě dyslipidémie a k prevenci kardiovaskulárních onemocnění. Velmi nízká rozpustnost atorvastatinu ve vodě má za následek jeho nízkou biologickou dostupnost. Rychlost uvolnění léčivé látky z lékové formy lze zvýšit jejím zabudováním do mezivrství podvojných vrstevnatých hydroxidů a cílem práce byla interkalace atorvastatinu do Mg-Al hydrotalcitu jako anorganického nosiče. Společným odpařením rozpouštědel (ethanolu a vody) byl připraven komplex atorvastatinu s karboxymethyl-β-cyklodextrinem, který byl následně interkalován do hostitelské struktury aniontově-výměnnou reakcí ve vodném roztoku. Jako prekurzor byl použit Mg-Al hydrotalcit v dusičnanové formě. K charakterizaci produktů byla použita prášková rentgenová difrakční analýza a infračervená spektroskopie. Jako alternativní postup přípravy interkalátu byla vyzkoušena metoda obnovení vrstevnaté struktury z koloidní disperze Mg-Al-NO₃ hydrotalcitu ve formamidu, do které byl přidán roztok atorvastatinu vápenatého v ethanolu. Množství atorvastatinu v připravených produktech bylo zjištěno pomocí UV-Vis spektrofotometrie.    

Společná sublimace se v současnosti těší stále většímu zájmu v oblasti přípravy vícekomponentních fází. Velkou výhodou této metody je příprava krystalů bez přítomnosti rozpouštědla. Byl proveden vývoj a optimalizace nové sublimační aparatury, na které byly prováděny experimenty k ověření její vhodnosti pro přípravu vícekomponentních fází. Tato aparatura je oproti jiným sublimačním aparaturám (se společným či individuálním zdrojem tepla) mnohem jednodušší a efektivnější. Sublimační experimenty byly prováděny se třemi aktivními farmaceutickými látkami API (glycin, paracetamol a kofein) a vhodnými koformery. Část kombinací API-koformer vede k již známým kokrystalům a byly zařazeny z důvodu ověření funkčnosti aparatury. Zbylé kombinace byly zařazeny jako nový screening. Všechny připravené krystaly byly zkoumány pomocí RTG strukturní analýzy monokrystalu. Podařilo se připravit velké množství monokrystalů čistých látek a také dva kokrystaly, kofein:šťavelová kyselina a kofein:salicylová kyselina.

Cholesterol je notoricky známá molekula spojovaná s nejzávažnějšími civilizačními chorobami především aterosklerózou. Předmětem zájmu je jeho sledování na buněčné úrovni, například prostřednictvím komplexace s fluorescenčními látkami. Pro tento účel se jako vhodné jeví cyklodextriny. Jedná se o cyklické oligosacharidy, které mohou vytvářet ve vodě rozpustné komplexy s lipofilními hosty. Nové pevné vícekomponentní formy cholesterolu byly připravovány s  nativními i modifikovanými cyklodextriny. Vzorky byly připraveny rozličnými krystalizačními technikami a následně zkoumány práškovou a monokrystalovou RTG difrakční analýzou. Metodou krystalizace v suspenzi byla připravena zcela nová forma cholesterolu s α‑cyklodextrinem a nedávno objevený inkluzní komplex cholesterol‑β‑cyklodextrin.

Různé formy rtuti jsou běžně přítomny ve většině fosilních kapalných a plynných látkách jako je uhlí, ropa a zemní plyn. Vzhledem ke svým negativním účinkům na životní prostředí a zdraví obyvatelstva, budou nuceny organizace provozující energetická zařízení snižovat množství rtuti ve spalinách. Jednou z možností snižování koncentrace rtuti ve spalinách jsou přírodní či syntetické zeolity, díky svým sorpčním vlastnostem. Cílem této práce je syntéza zeolitů z popílku a testování jejich aktivity při sorpci tohoto nežádoucího elementu. Syntéza zeolitů z popílku produkovaného firmou ČEZ, byla provedena třemi způsoby: tlakovou metodou, syntézou v otevřeném systému (za atmosférického tlaku) a syntézou kombinující tlakovou a otevřenou metodu. K analýze syntetických zeolitů byla využita rentgenová difrakce (XRD). Zeolity byly následně podrobeny separátně sorpci rtuti a iontové výměně za ionty Cs⁺. Iontové výměny sloužily pro charakterizaci syntetizovaných zeolitů. Tepelně upravené vzorky byly testovány v exsikátoru, jehož atmosféra byla nasycena parami elementární rtuti. Absorbované množství bylo odvozeno ze zvážení vzorků při eliminaci množství adsorbované vody  a XRF analýzou.