Studentská vědecká konference 2023

Tato práce se zabývá studiem in vitro oxidativní degradace nové psychoaktivní látky 25E‑NBOH (N‑(2‘‑hydroxybenzyl)‑4‑ethyl‑2,5-dimethoxyfenethylamin; Obr.1.) pomocí elektrochemických a spektroelektrochemických metod. Cílem bylo navržení prvních oxidačních produktů a návrh mechanismu jejich vzniku. Látky ze skupiny NBOH jsou chemicky odvozené od fenethylaminu a stejně jako jeho další deriváty vykazují stimulační ale navíc i halucinogenní účinky srovnatelné s LSD. Látka 25E‑NBOH vykazuje ve své skupině nejsilnější afinitu k serotoninovým receptorům a v posledním desetiletí byla spolu s dalšími látkami své skupiny zneužívána a distribuována jako alternativa LSD. Zatím není známo mnoho informací o jejím metabolismu ani farmakologických vlastnostech. Jelikož přenosy protonu a elektronu hrají významnou roli při metabolismu, elektrochemický výzkum oxidace a zjištění prvních produktů napomůže k odhalení jeho celkového průběhu. Výzkum je založen na využití cyklické voltametrie ke zjištění reakčního schématu a teoretických výpočtech prostorového rozložení HOMO k určení elektroaktivního místa v molekule. Metody IČ a UV-Vis spektroelektrochemie byly využity k identifikaci prvních vznikajících produktů. Dalším cílem byla analýza roztoků po oxidativních elektrolýzách pomocí HPLC-DAD a HPLC-MS.

Předkládaná práce se zabývá studiem kanabinoidů, tedy terpenofenolických látek vyskytujících se v konopí setém s analgetickými, antiemetickými a psychotropními účinky. Právě kvůli posledním uvedeným účinkům jsou často zneužívány, kdy se do lidského organismu dostávají např. ve formě kouření nebo i přímou konzumací. V lidském těle se váží na receptor CB1 v mozku a přímo ovlivňují psychiku a stavy vědomí, při předávkování může dojít až k úmrtí. I přes psychoaktivní účinky a jistou míru nebezpečí lze v České republice koupit některé z těchto látek legálně. Tato práce byla zaměřena na využití chiroptické spektroskopie a kvantově chemických výpočtů pro analýzu ∆⁹-trans-tetrahydrokanabinolu (THC) a hexahydrokanabinolu (HHC). Pro standardy obou látek byla naměřena spektra elektronového cirkulárního dichroismu (ECD), ve kterých byly popsány všechny intenzivní pásy, podle kterých bude v budoucnu možné látky identifikovat v reálných vzorcích. Pomocí výpočtů založených na teorii funkcionálu elektronové hustoty (DFT) byly nalezeny stabilní konformery obou látek, pro které byla simulována spektra ECD, které byly následně porovnány s experimenty. Jedná se o pilotní práci, kde byla poprvé aplikována chiroptická spektroskopie a DFT výpočty pro detailní analýzu těchto zástupců kanabinoidů.  

Ferrokyanidy a ferrikyanidy kovů jsou častými materiály využívanými pro sorpci radionuklidů v jaderném průmyslu. Především se vyznačují vysokou selektivitou pro ionty cesia. Dále mohou sorbovat i stroncium, thallium či rubidium. Mezi jejich význačné charakteristiky patří hlavně vysoká sorpční kapacita, specifický povrch a pórovitost, dobrá radiační stabilita, nízká rozpustnost a snadná syntéza. Obecně bylo zaznamenáno, že ferrokyanidy kationtu mědi vykazují vyšší sorpční kapacitu pro cesium v porovnání s jinými typy kationtů kovů. Tato práce se proto zaměřuje na přípravu sorbentů na bázi ferrokyanidu mědi a systematickou optimalizaci parametrů jeho přípravy, a to za pomoci spektroskopických metod ve srovnání s tradičními sorpčními experimenty. Vyhodnocení naměřených dat z infračervené a Ramanovy spektroskopie je prováděno za pomoci vícerozměrných statistických metod za účelem odhalení vlivu vstupních parametrů přípravy na sorpční vlastnosti a kontrolu homogenity připravených sorbentů. Cílem této práce je získat vybraný ferrokyanid mědi s optimálními vlastnostmi, který bude následně využit k vytvoření magnetického sorbentu spojením s částicemi magnetitu a zapouzdřením do matrice např. polyakrylonitrilu, aby se docílilo snadné separace sorbentu z roztoku.

Solvatochromní látky jsou látky využívané v řadě analytických aplikací, jako např. pro analýzu motorových paliv nebo pro kontrolu čistoty organických rozpouštědel. Solvatochromismus je jev, který je spojený s výraznou změnou spektrálních vlastností těchto látek, jako např. změnou vlnové délky absorpčního maxima, intenzitou a tvarem pásů v absorpčních spektrech, vlivem změny chemického okolí. Ačkoliv je solvatochromní jev znám již desítky let, jeho původ doposud nebyl plně objasněn. Cílem této práce je provést experimenty umožňující sledování vlivu rozpouštědel na formu molekulové struktury solvatochromních látek. Mezi známé formy patří chinonová, zwitterionická a protonovaná forma. Pro studium zmíněných vlivů byl využit nový stilbenový derivát, jehož struktura je zobrazena na obrázku. Solvatochromní chování zkoumaného stilbenu bylo studováno v různých rozpouštědlech a jejich směsích. Pro studium solvatochromního chování byla využita UV–VIS a NMR spektroskopie. Výsledky spektroskopických měření vedly k základnímu objasnění vlivu rozpouštědel na molekulovou strukturu studované látky.  

Selektivní modulátory androgenního receptoru (SARMy) patří mezi syntetické nesteroidní látky vykazující anabolické účinky. Hlavní důvod jejich vývoje byl potenciál nahradit anabolické steroidy pro léčebné účely. Žádný z nich neprošel klinickými testy, a proto u nich nejsou detailně popsány nežádoucí vedlejší účinky ani bezpečné dávkování, přesto jsou pro své účinky na svalovou hmotu zneužívány sportovci. Cílem této práce bylo metodami infračervené (IR) spektroskopie a elektronového cirkulárního dichroismu (ECD) analyzovat standardy těchto látek a následně reálné vzorky za účelem jejich profilování a identifikace. IR spektroskopie patří ve forenzní analýze k běžně využívaným metodám, ale při nízkém obsahu účinné látky ve vzorku se ukázalo, že identifikace na základě IR spekter bývá znemožněna kvůli překryvu pásů. Všechny analyzované SARMy byly chirální a pro jejich standardy byla naměřena spektra ECD, ve kterých byly popsány charakteristické spektrální projevy. Spektra standardů byla poté porovnána se spektry ECD reálných vzorků a byly spolehlivě identifikovány účinné látky. Spektroskopie ECD se tak ukázala být spolehlivým nástrojem pro profilování SARMů a navíc umožňuje monitorovat absolutní konfiguraci účinných látek, která často hraje významnou roli při účincích na organismus.  

Hypertenze, neboli vysoký krevní tlak, je jedním z nejčastějších zdravotních problémů  v současném světě. Zvýšený krevní tlak může způsobit vážné komplikace, jako jsou srdeční onemocnění, cévní příhody nebo selhání ledvin. V důsledku toho je výzkum zaměřený na antihypertenziva neustále aktuální, rozvíjený a významný. Cílem této práce je prozkoumat různé druhy antihypertenziv přítomných na trhu a jejich strukturu. Experimentální část teto práce je zaměřená na charakterizaci vybraných hypertenziv pomocí infračervené a terahertzové spektroskopie.

Anisyl alkohol neboli 4-methoxybenzylalkohol je aromatická těkavá sloučenina, která se nachází v anýzovém oleji, medu a vanilkovém extraktu. Často se přidává do parfémů díky své příjemné vůni. Anisyl alkohol je v dnešní době už považován za alergen a způsobuje vyrážku. Vyskytuje ve formě čtyř konformerů, které vzniknou kombinací otáčení alkoholové a methylové skupiny. V této práci se zaměřuji na analýzu naměřeného infračerveného spektra zkoumané látky pomocí kvantově-chemických výpočtů spekter všech čtyř konformerů. Pro studium teplotní stability se porovnávaly změny ve struktuře anisyl alkoholu při teplotách od -10 °C až k 70 °C. Tato práce by mohla mít pozitivní přínos také ve forenzních vědách, kde při páchání trestného činu může dojít k přenesení složek vůní pachatele při kontaktu s osobami, předměty anebo místy. Poté může dojít ke zúžení podezřelých podle analýzy vonných látek.    

Uložení vyhořelého jaderného paliva a radioaktivního odpadu s sebou nese přísná bezpečnostní opatření, jejichž účelem je minimalizovat riziko úniku radionuklidů do biosféry. K tomu slouží systém ochranných prvků, mezi něž patří tzv. inženýrské bariéry. Jedním z těchto prvků je vnější betonová obálka, která se nachází v těsné blízkosti modulu s radioaktivním odpadem. Cílem této práce je zjistit, zda se plastifikační přísady používané v moderním betonovém průmyslu působením vnějších vlivů, které simulují podmínky v hlubinném úložišti, strukturně mění. Zkoumána je strukturní degradace pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií, kdy se ověřuje předpoklad, že působením toku radionuklidů dochází k rozkladu plastifikátoru za vzniku malých organických fragmentů. Dále jsou strukturní změny analyzovány pomocí infračervené spektroskopie. Získaná data jsou zpracována vícerozměrnými statistickými metodami.