Studentská vědecká konference

Cieľom tejto práce bolo sledovať vplyv veľkosti primárnych častíc a lisovacieho tlaku na rýchlosť uvoľňovania účinnej látky na dvoch rôznych formuláciách. Pôvodná formulácia v zložení kofeín : laktóza : celulóza v pomere 5 : 47,5 : 47,5 bola obmenená pridaním 1 hm% sódnej soli kroskarmelózy. Pomocou disolučnej skúšky bola overená schopnosť sódnej soli kroskarmelózy urýchliť disolúciu. Údaje získané z disolučných skúšok boli analyzované pomocou Weibullovho modelu kinetiky disolúcie v programe ERA a následne boli zistené 3 premenné: časový faktor n, rýchlostná konštanta k a indukčná perióda. Taktiež bola sledovaná disolučná rýchlosť. U kapsúl a tabliet lisovaných záťažou 800 kg bolo pozorované mierne zrýchlenie disolúcie a taktiež bol dosiahnutý vyšší uvoľnený podiel. U tabliet lisovaných záťažou 1600 kg bol potlačený vplyv sódnej soli kroskarmelózy vysokým lisovacím tlakom. Profil disolučnej rýchlosti sa menil s veľkosťou záťaže pri lisovaní. Časový faktor n, vyjadrujúci spomalenie a zrýchlenie času bol pre kapsle a tablety lisované záťažou 800 kg nižší ako 1. Tým popisujeme predĺženie času potrebného na ďalšie uvoľnenie kofeínu. Tablety lisované záťažou 1600 kg majú časový faktor väčší ako 1.  

Kyselina sorbová, která patří mezi C6-dienické sloučeniny, a její deriváty jsou hojně využívanými látkami nejen v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, kde se používají jako konzervační a protimikrobní přísady. Své využití mají také právě v průmyslu parfumářském. Estery kyseliny sorbové jsou využívány pro syntézu vonných látek. Tato práce se zabývá vlivem typu esteru navázaném na centrálním atomu ruthenia v katalytickém komplexu na průběh selektivní hydrogenace esterů kyseliny sorbové. Hydrogenace byly provedeny v homogenním uspořadání při tlaku 4 MPa a teplotě 50 °C. Hlavními sledovanými parametry byly konverze a selektivita. Žádaným produktem byla ve všech případech sloučenina obsahující cis-3 dvojnou vazbu ve své molekule.  

Ionony, produkty aldolové kondenzace citralu s acetonem a následné cyklizace, jsou vonné látky velmi významné v parfumářském a farmaceutickém průmyslu. β-Ionon se vyznačuje růžovým aroma. Zatímco směs iononů poskytuje fialkové aroma. Hydrogenací iononů vzniká tetrahydroionol, látka využívaná v parfumářském průmyslu pro své květinové, dřevité aroma. Cílem této práce bylo optimalizovat jednotlivé kroky syntézy vedoucí k tetrahydroionolu.  Pro aldolovou kondenzaci s molárním poměrem acetonu vůči citralu 4:1 při laboratorní teplotě byl vybrán jako vhodný homogenní bazický katalyzátor 36% vodný roztok NaOH v molárním poměru vůči citralu 0,8:1. Za těchto podmínek bylo dosaženo konverze citralu i selektivity na žádaný pseudoionon vyšší než 99 %. Vhodným katalyzátorem pro druhý krok syntézy (cyklizaci) je H₃PO₄, v molárním poměru 4:1 (H₃PO₄ : pseudoionon). Pro poslední krok syntézy tetrahydroionolu byla testována možnost použití Ru a Ni katalyzátorů.  

Cieľom tejto práce bola syntéza [Cp*Ru(dién)]anión komplexu (Cp* = pentametylcyklopentadienyl), ktorý sa používa ako katalyzátor pri selektívnej hydrogenácii diénických látok na produkty s cis-3 konfiguráciou. Ako modelová diénická látka sa zvolil butylsorbát. Skúmal sa vplyv rôznych dienických ligandov rovnako ako aniónovej časti ruthéniového komplexu na priebeh hydrogenácie butylsorbátu. Butylsorbát (I), 1,3-cyklooktadién (II), 1,5-cyklooktadién (III), 1,3- cyklohexadién (IV), 2,4-pentadién-1-karboxylová kyselina (V) a norbornadién (VI) boli použité ako diénické ligandy pri syntéze polosendvičového Ru komplexu. Boli použité tri rôzne látky ako soli pre syntézu katalyzátora, a to triflát strieborný, tetrafluórborát sodný a chloristan lítny (obr. č. 1). Pripravené komplexy boli použité v selektívnej hydrogenácii butylsorbátu pri teplote 50 °C a tlaku 4 MPa. Vo všetkých prípadoch vznikal  butyl-cis-hex-3-enoát s vysokou selektivitou (~96 %), no rýchlosť reakcia závisela na type použitého komplexu. Komplexy pripravené spolu s LiClO4, preukazovali najlepšie výsledky selektivity a komplexy s AgCF3SO3 zas najlepšie výsledky rýchlosti reakcie. Najefektívnejší katalyzátor bol pripravený z norbornadiénu ako ligandu (selektivita ~ 99%; TOF= 515 hod^-1).  

Biologická dekontaminace představuje významný proces v mnoha vědních a průmyslových odvětvích, např. v medicíně a farmaceutickém průmyslu. V současné době jsou používány různé dekontaminační postupy k eliminaci mikroorganismů z kontaminovaného povrchu - působením tepla, zářením, tekutými prostředky nebo fumigací. Mezi oblíbené fumigační techniky patří tzv. Vapor Phase Hydrogen Peroxide (VPHP), využívající jako účinné agens páry peroxidu vodíku rozkládající se na velmi reaktivní volné radikály. Výhody dekontaminace s využitím VPHP spočívají v jeho cenové dostupnosti, rychlé účinnosti proti širokému spektru bakterií a virů, snadné manipulaci, dekontaminaci velkých prostor a v jeho kompatibilitě s mnoha používanými materiály. Velkou nevýhodou, která je společná pro všechny dekontaminace, je vyhodnocování pomocí bioindikátorů, jež je časově a finančně velmi náročné. V rámci prezentované práce jsme se zaměřili na přípravu chemoindikátorů a následné vyhodnocování dekontaminačního procesu, které bylo prováděno kolorimetrickým měřením barevné změny připraveného indikátoru. Za tímto účelem byl vytvořen systém držáků a měřící cely dovolující rychlé a reprodukovatelné měření. Značná část práce byla věnována také optimalizaci přípravy indikátorů pomocí sprejování na upravené 3D tiskárně.

Obalené tablety tvoří nemalou část výroby všech lékových forem, ovšem výrobci často nemají příliš mnoho času a prostředků podrobněji zkoumat proces potahování, a tak nechávají nastavené parametry přístrojů (coaterů) na hodnotách dostatečných pro finální výrobek, ovšem často zbytečně nákladných. Ve spolupráci s farmaceutickou společností byla shromažděna data o vytipovaných potahovaných tabletách vyráběných celoročně ve velkém množství s vysokou pravděpodobností vzniku ztrát. Tyto ztráty mohou být časové, kdy dávka tablet zabírá více časového fondu coateru, než by bylo vhodné, či materiální (potahovací směsi, příp. zmetků). Identifikace vzniku ztrát a efektivnost celého přístupu firmě ušetří nemalé finanční částky. Po celkovém screeningu a důkladném porovnání registračních dokumentací s operačními listy výroby po dobu posledního roku byl vytipován 1 konkrétní přípravek, jenž je blíže zkoumán. Každých 30 minut v průběhu potahování 1 šarže bylo odebráno několik desítek tablet přímo z coateru. Takto získané vzorky byly podrobeny vybraným lékopisným zkouškám. Potahová vrstva byla blíže zkoumána i skenovací elektronovou mikroskopií, kdy byla zjištěna nelineární závislost tloušťky potahu na čase, která ale nevykazuje výrazný vliv na disoluční rychlost a dobu rozpadu tablet.

Tato práce se zabývá využitím heterogenních katalyzátorů na bázi silikátů a polymerů v aldolové kondenzaci. Produkty modelové reakce - aldolové kondenzace heptanalu s benzaldehydem byly: žádaný jasminaldehyd, autokondenzát dvou molekul heptanalu. V reakční směsi byly také nalezeny produkty oxidace obou aldehydů - kyselina benzoová a heptanová. Bylo navrženo několik typů katalyzátorů, které byly následně použity při reakci. Post - roubovací metodou byly připraveny katalyzátory na bázi mesoporézního molekulového síta MCM-41. Tento silikátový materiál byl modifikován silanolovými činidly nesoucími amino skupinu, konkrétně N-[3-(trimethoxysilyl)-propyl]-ethylendiamin a 3-aminopropyl-triethoxysilan. Při použití těchto katalyzátorů byly hlavními produkty reakce: kyselina benzoová a kyselina heptanová. Dalším připraveným materiálem byla mikroporézní polyacetylenová síť, která byla připravena řetězovou polymerizací 3,5-diethynylbenzaldehydu a následně modifikována ethylendiaminem. Materiál byl charakterizován dostupnými metodami (IČ, BET, ssNMR) pro ověření úspěšné modifikace. Tento materiál, jako katalyzátor zvolené reakce, byl porovnán s homogenním ethylendiaminem. Selektivita k jasminaldehydu byla v obou případech srovnatelná a pohybovala se okolo 65 % při 50,6% konverzi.  

Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je dvouvláknová nukleová kyselina, která je zodpovědná za kódování, uchování a dědičnost genetické informace. Její úlohou je regulace tvorby a exprese proteinů, čímž zodpovídá za růst, vývoj i řízenou smrt buněk a organismů. Vzhledem k významu DNA je její důkladná analýza nezbytná pro pochopení dějů odehrávajících se v organismu. K analýze DNA je nejprve nutná její izolace z biologického materiálu. Navzdory novým postupům představuje izolace DNA i v dnešní době poměrně náročný úkol kvůli vysokým požadavkům na kvalitu. Dříve aplikované postupy využívaly kapalinovou extrakci spolu s následným vysrážením nukleovými kyselinami. Novější postupy jsou založeny převážně na extrakci na pevné fázi, jako například SPRI (solid-phase reversible immobilization). Zde se využívá superparamagnetických částic se speciálním obalem, jenž je schopný reverzibilně sorbovat fragmenty DNA a izolovat je od zbytku směsi. Cílem práce bylo připravit magnetické částice obalené oxidem křemičitým a funkcionalizovat jejich povrch pomocí amino skupin. Součástí práce byly i optimalizace syntézy obalu magnetických částic, kde byl sledován vliv tenzidů v reakční směsi na kvalitu připravených částic (velikost, tvar) a jejich schopnost izolovat DNA ze vzorku.

Poly(triethynylbenzen) P(TEB) je polyacetylenová síť připravená metodou řetězové polymerace z 1,3,5-triethynylbenzenu. Ve struktuře tohoto polymeru se nachází terminální ethynylové skupiny, které vykazují stejně jako homogenní acetyleny Brønstedovu kyselost. Díky tomu lze P(TEB) použít v oblasti heterogenní katalýzy, např. při kysele katalyzované acetalizaci karbonylových sloučenin, esterifikaci karboxylových kyselin či izomerizaci β-pinenoxidu. Jelikož se jedná o převážně mikroporézní materiál, nemusí být všechna katalyticky aktivní místa stericky dostupná molekulám substrátu. Proto nelze stanovit množství aktivních míst na základě kvantifikace všech terminálních ethynylových skupin (například pomocí NMR v pevné fázi). Ke stanovení množství koncových ethynylových skupin, které nejsou stericky bráněné, byla zvolena metoda sorpce sloučenin obsahující aminoskupinu. Aminosloučeniny se mohou díky kyselosti acetylenického vodíku adsorbovat na aktivní terminální vazby a na základě změny koncentrace látky v roztoku je poté možné stanovit množství těchto skupin a tudíž i katalytickou aktivitu polyacetylenové sítě. Ukázalo se, že tato metoda je oproti dalším využitelným metodám (například měření pH) prozatím méně vhodná a proces je nutné dále optimalizovat.  

Ve farmaceutickém průmyslu roste zájem o lokální podání léčiv. Dermální aplikace léčiv slouží k místnímu podání, transdermální k podání do systémové cirkulace. Výhodou jsou zejména menší nežádoucí účinky a vyhnutí se first-pass efektu. Kůže představuje přirozenou bariéru pro prostup cizorodých látek ale bohužel i léčiv. Usnadnění jejich transportu lze docílit tvorbou nanonosičů. Cílem práce je příprava stabilních formulací lipidových nanotobolek s maximální koncentrací kofeinu a sledování vlivu dané formulace na (trans-)dermální absorpci. Kofein, známý především stimulačními účinky na centrální nervový systém, vykazuje při lokálním podání anti-celulitickou aktivitu a stimulaci růstu vlasů. Nanotobolky byly připravovány procesem inverzní fáze, kdy došlo k transformaci emulze o/v na emulzi v/o se zapouzdřenou účinnou látkou. Vybraná složení formulací kofeinových nanotobolek byla pro zjištění dermálních a transdermálních účinků podrobena permeaci přes prasečí kůži na Franzových difúzních celách. Výsledkem práce jsou stabilní formulace až do 2 % koncentrace kofeinu. Permeační experiment dokázal, že je kofein jak zachycován vrstvami kůže, tak prochází až do systémové cirkulace efektivněji oproti běžnému vehikulu.  

Předmětem této práce bylo studium vlivu interakce mezi pomocnými a účinnými látkami v binárních systémech o různém složení na rychlost rozpouštění. Testovány byly čtyři modelové účinné látky a dva excipienty. Rychlost rozpouštění jednotlivých binárních systémů byla zkoumána pomocí zkoušky disoluce s průtokovou celou. Studován byl také vliv složení a celkové povrchové energie na rozpouštění připravených binárních směsí. Celková povrchová energie směsí byla měřena pomocí inverzní plynové chromatografie. Z jednotlivých experimentů bylo vypozorováno, že směsi s Kollidonem®12 PF se rozpouštějí rychleji než samotné účinné látky a tento polymer vždy napomáhá rozpouštění léčiva. Interakce polymeru Kollidon®VA 64 s účinnou látkou ve všech případech způsobila rozpuštění většího množství účinné látky než v případě, kdy se účinná látka rozpouštěla samostatně, rychlost rozpouštění však ve většině případů tento polymer nezvyšoval.

Tato práce se zabývá použitím a úpravou matematického modelu pro hodnocení segregace partikulárních látek. Ta je u pevných lékových forem velkým problémem, protože ovlivňuje obsahovou stejnoměrnost výsledných léčivých přípravků, která se ve výrobě velmi přísně sleduje. Proto je výhodné segregaci rozpoznat a popsat, aby mohla být zavedena odpovídající preventivní opatření. V této práci byla rozšířena základna prováděných segregačních testů o směsi obsahující CaHPO₄∙2H₂O (EMCOMPRESS^®) a SiO₂. Modelová směs byla podrobena standardnímu segregačnímu testu, založeném na pozorování segregace ve válcové trubici, v níž dochází k přesypávání materiálu. Aparatura pro jeho provedení byla v rámci práce upravena. U vzorků odebraných v průběhu segregačních testů byla stanovována distribuce velikosti částic pomocí statického rozptylu světla, takže byly získány údaje o změně distribuce velikosti částic podél segregační cely. Na základě výsledků analýzy pak byly upravovány parametry matematického modelu i samotná modelová představa. Model, stejně jako u dříve provedených testů, popisuje segregaci spíše lineárně, ale s experimentálně získanými daty koresponduje. Mezi jednotlivými experimenty bylo nutné změnit pouze jeden parametr rovnice pro rychlostní konstantu v závislosti na složení směsi.

Izomerizací β-pinenoxidu lze připravit perillový alkohol, látku s širokým využitím v mnoha oblastech. Byl sledován vliv typu katalyzátoru, teploty, dávkování β-pinenoxidu a vliv rozpouštědel obsahujících atom síry na průběh reakce. Jako katalyzátory byly použity polyacetylenové sítě; nejlepší se ukázala být poly(1,3,5‑triethynylbenzenová) síť s nejvyšším obsahem terminálních ethynylových skupin. Rozpouštědlo 2,4‑dimethylsulfolan byl použit ve směsi s toluenem, acetonitrilem, dimethylsulfoxidem a 1,4‑dioxanem v různých objemových poměrech. S rostoucím množstvím 2,4‑dimethylsulfolanu ve směsi se zvyšovala reakční rychlost i selektivita k perillovému alkoholu, výjimkou bylo použití směsi s dimethylsulfoxidem. Nejvyšší selektivity k perillovému alkoholu (50 %) bylo dosaženo při použití samotného dimethylsulfoxidu nebo jeho směsi s 2,4‑dimethylsulfolanem v poměru 2,9:0,1 ml při reakční teplotě 80 °C. Práce přispěla k rozšíření poznatků o izomerizaci β‑pinenoxidu a použití polyacetylenových sítí jako kyselých heterogenních katalyzátorů.