Studentská vědecká konference 2017

Farmaceutické přípravky tvoří jednu z nejvíce padělaných komodit na světě. Cílem této práce je analýza nejčastěji používaných přípravků pro léčbu erektilní dysfunkce, které byly získány z různých zdrojů na volném internetovém trhu, a následně identifikace případných padělků. Aktivní účinné látky vybraných léčiv patří do skupiny PDE-5 inhibitorů, konkrétně se jedná o látky sildenafil citrát (Viagra^®), tadalafil (Cialis^®) a vardenafil hydrochlorid (Levitra^®). Méně sofistikované padělky lze mnohdy odhalit pouhým srovnáním základních fyzikálních parametrů podezřelých a originálních tablet, jako jsou vzhled, rozměry či hmotnost. Pro pokročilou analýzu byly zvoleny metody vibrační spektroskopie s primárním zaměřením na Ramanovu spektroskopii, která umožňuje rychlou a nedestruktivní analýzu bez nutnosti složitých úprav vzorku. Na základě porovnání spekter originálních a podezřelých tablet bylo možné jednoznačně identifikovat padělky.

Jedním z nástrojů pro spolehlivou analýzu kriminalistických stop jsou i techniky vibrační spektroskopie, které se používají pro svoji rychlost, nedestruktivnost vzorku a specifitu. Tato práce se zabývá analýzou stop, které představují úlomky nehtů, laků nebo barevné škrábance, jež můžeme nalézt na primárních i sekundárních objektech z místa činu. Laky na nehty dnes najdeme v různých provedeních a způsobech aplikace, ve všech barvách i s různými třpytivými a dekorativními komponenty. Základní matricí všech laků, do které se přidávají pigmenty obsahující různé sloučeniny kovů, uhlíkovou čerň a jiné, tvoří nitrocelulóza, estery a isopropyl alkohol. V této práci byla měřena infračervená spektra s využitím techniky totálního zeslabeného odrazu (ATR) a Ramanova spektra s použitím laseru o vlnové délce 785 nm. Bylo naměřeno přibližně 60 vzorků. Součástí této práce byl i výběr vhodného podkladového materiálu, na nějž byly následně nanášeny (lakovány) vybrané vzorky. V infračervených spektrech se projevuje především matrice, zatímco v Ramanových spektrech pozorujeme i pásy pigmentů. Naměřená vibrační spektra byla statisticky zpracována analýzou hlavních komponent.

Alprazolam, lépe známý pod svým obchodním jménem Xanax®, je jedním z nejčastěji předepisovaných léků ze skupiny benzodiazepinů. Ve většině vyspělých zemí je Xanax® k dostání pouze na lékařský předpis. Není tak překvapivé, že v dnešní době existuje na internetu velké množství zdrojů, přes které je možné tento přípravek zakoupit mimo oficiální distribuci. Většinou se jedná o padělky obsahující nesprávné množství účinné látky a užívání takových přípravků může představovat vážné zdravotní riziko. V této práci byly analyzovány a porovnány základní fyzikální vlastnosti (vzhled, hmotnost, rozměry) originálních a padělaných tablet přípravku Xanax®. Již na základě těchto vlastností bylo možné některé vzorky označit za padělky. Přípravky byly dále podrobeny analýze Ramanovou spektroskopií. Po porovnání Ramanových spekter originálních a podezřelých přípravků bylo možné jednoznačně identifikovat padělky.  

Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie (SERS) je analytická metoda umožňující detekci látek o velmi nízkých koncentracích. Molekuly analytu musí být v bezprostřední blízkosti morfologických nerovností povrchu vhodně připraveného substrátu. SERS substrát by měl splňovat požadavek vhodných fyzikálních a chemických vlastností, zejména vyhovovat podmínce povrchové plasmonové rezonance. Z tohoto důvodu jsou pro SERS spektroskopii využívány především ušlechtilé kovy jako jsou zlato a stříbro. Současným trendem ve vývoji nanočástic pro SERS je využití kompozitních materiálů, které mohou mít výhody oproti tradičním kovovým substrátům. Kombinace TiO₂ a ušlechtilého kovu (Ag) může za určitých okolností poskytovat vyšší hodnoty zesílení spektrálního signálu především v důsledku posuvu pásu plasmonové resonance, synergického efektu, případně vyšší afinity specifických analytů vůči povrchu substrátu. Tato práce je zaměřena na přípravu a testování kompozitních substrátů na bázi nanočástic TiO₂ a Ag. Jako testovací analyt SERS-aktivity byla využita methylenová modř, jakožto látka poskytující vhodnou a stabilní spektrální odezvu.

Karcinom pankreatu je obzvláště závažným druhem nádorového onemocnění s velmi špatnou prognózou. Je tomu tak mimo jiné i proto, že se jedná o onemocnění, jež lze zavedenými postupy diagnostikovat často až v pokročilém stádiu, kdy je naděje na vyléčení prakticky nulová. Výzkum v této oblasti hojně využívá spektroskopické metody schopné zachytit patologické změny na molekulární úrovni. Nicméně pro jejich aplikaci je nutné vytvořit statistický model pro vyhodnocení získaných dat. Proto se tato práce zaměřuje na zkoumání možností vývoje predikčního modelu kombinujícího data z různých spektroskopických metod, a to elektronového cirkulárního dichroismu, Ramanovy optické aktivity, infračervené a Ramanovy spektroskopie. Celkem byla vyhodnocena spektrální data 40 pacientů s karcinomem pankreatu a 55 kontrolních jedinců. Předkládaná práce shrnuje výsledky z více než 200 separátních analýz provedených na různých datových souborech. Nejlepších výsledků je dosaženo použitím metody podpůrných vektorů; z klasických přístupů se pak jeví jako nejvhodnější lineární diskriminační analýza. Dosažené výsledky indikují značný potenciál tohoto přístupu pro diagnostiku karcinomu pankreatu.  

Spektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS) využívá fyzikálních vlastností nano/mikrostrukturovaných plasmonických kovů (Ag, Au, Cu) k zesílení signálu studovaného analytu. Jednou z aplikací daného jevu je detekce látek ve velmi nízkých koncentracích pomocí kompozitních plasmonických systémů. Často se takovými látkami stávají sloučeniny přírodní povahy, jako jsou alkaloidy nebo vitamíny, neboť obsahují ve své struktuře heteroatomy (běžně dusík), jejichž prostřednictvím dochází k fyzisorpci analytu na plasmonický povrch. Pro přípravu velkoplošných SERS-aktivních nosičů existuje řada technik, které však bývají časově, finančně a manuálně náročné, protože využívají, např. katodickou redukci příslušného kovu nebo imobilizaci koloidních systémů na povrch inertního nosiče (sklo, platina). Práce je zaměřena na bezproudovou depozici plasmonické vrstvy tvořené dendritickými útvary na Al podklad s využitím rozdílu elektrodových potenciálů ušlechtilého a méně ušlechtilého kovu, což umožňuje připravit levný, jednoduchý a účinný SERS nosič. V rámci studie byla sledována morfologie vznikajících povrchů v závislosti na době přípravy a byly vyzkoušeny různé excitační vlnové délky z důvodu vlivu na zesílení signálu modelového analytu riboflavinu.