1. Stabilnost in kontrolirano sproščanje vitamina D v simulacijskih raztopinah : magistrsko deloDanijel Lavrič, 2022, magistrsko delo Opis: Stabilnost in topnost vitamina D v raztopinah sta pomembni lastnosti, ki jih je potrebno dobro poznati pri pripravi različnih formulacij prehranskih dopolnil ali zdravil. Znano je, da je vitamin D slabo topen v vodnih raztopinah, prav tako pa vemo, da je občutljiv na pH, svetlobo, temperaturo ter hitro oksidira. Namen našega magistrskega dela je bil predvsem določiti stabilnost in topnost vitamina D v različnih simulacijskih raztopinah. S pomočjo stresnih testov smo preverjali vpliv temperature in pH na razpad vitamina D v raztopini. Analize dobljenih vzorcev smo opravili na napravi LC-MS in ugotovili, da razpad sicer najhitreje poteka pri temperaturi 60°C, vendar temperatura pri razpadanju, ni odločilni faktor. Bolj pomembna je namreč izbira raztopine oz. njen pH, saj so rezultati analiz pokazali, da se razpad v HCl začne zelo hitro, medtem ko prve razpadne produkte v primeru NaOH in H2O2, opazimo šele po 4 urah. Nizek pH in visoka temperatura torej najbolj negativno vplivata na stabilnost vitamina D v raztopinah. S pomočjo testov topnosti smo ugotovili, da v vodi dosežemo samo 1 % deleža topnosti vitamina D, kot se ga raztopi v MeOH. V raztopini 0,1 % SDS ta delež sicer znaša 7 %, vendar je tudi to dokaj malo. Z primerjavo topnosti različnih formulacij smo potrdili, da se tableta in kapsula v SDS v celoti raztopita, pri čemer pa je vitamin D v obliki kapsule bolj zaščiten pred vplivi okolice, kot v tableti. V zadnjem delu magistrskega dela smo opravili še teste v simuliranih gastrointestinalnih pogojih. Simulirane raztopine sline in želodčnih sokov smo pripravili s pomočjo encimov α-amilaze (slina) in pepsina (želodec). Rezultati analiz so pokazali, da α-amilaza odločilno vpliva na topnost vitamina D v ustih, medtem ko pepsin v želodcu na topnost nima vpliva. Najvišje koncentracije raztopljenega vitamina D smo dosegli v simuliranih oralnih pogojih, medtem ko je v kislih želodčnih koncentracija začela upadati oz. je vitamin D začel razpadati. Zaradi tega bi bilo smiselno narediti primerjavo uporabe ustnih pršil z klasičnimi trdnimi formulacijami, ki vsebujejo vitamin D. Sicer pa pri nadaljnjih raziskavah na tem področju, priporočamo uporabo manjših volumnov in nižjih koncentracij α-amilaze, ki naj bo pripravljena v vodni raztopini. Ključne besede: Stabilnost vitamina D, topnost vitamina D, gastrointestinalni testi, pepsin, α-amilaza Objavljeno v DKUM: 02.03.2022; Ogledov: 783; Prenosov: 140
Celotno besedilo (2,88 MB) |
2. Formuliranje naproksena v polimere s superkritičnimi fluidi : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKlemen Doplihar, 2020, diplomsko delo Opis: Topnost farmacevtskih učinkovin je ena izmed najbolj pomembnih lastnosti. Ravno pravšnja topnost zdravila pomeni razliko med učinkovitim in neučinkovitim zdravilom. Nova zdravila imajo slabo topnost v vodi, zato vedno več farmacevtskih združb uporablja superkritične fluide za izboljšanje topnosti. Na topnost substance vplivajo tlak, temperatura, dodatek substanc, velikost delcev itd. Pri tem pa moramo paziti, da z eksperimenti ne poškodujemo strukture zdravila, saj lahko to povzroči spremembo v topnosti, biorazpoložljivosti in toksičnosti. Postopki, kot so določanje topnosti s superkritičnimi fluidi, RESS, PGSS in SAS, so se zelo razvili, kar je korak v pravo smer za sintezo zdravil.
Diplomska naloga prikazuje določanje topnosti naproksena s superkritičnim CO2 pri različnih tlakih in temperaturah ter dodatkom različnih koncentracij so-topil. Za proces mikronizacije sta bila uporabljena procesa RESS in SAS, s katerima smo spremenili velikost in obliko delcev.
Ugotovili so, da se topnost izboljša z višanjem temperature in z višanjem gostote raztopine oz. z višanjem tlaka. Dokazano je bilo, da je dodatek so-topila v splošnem povečal topnost naproksena, kjer je najboljši učinek imel 2-propanol. Največji učinek je imelo so-topilo pri najnižji koncentraciji le-tega. Procesa mikronizacije sta bila uspešna, saj so se delci zmanjšali v mikro in nano območje. Posnetki slik s SEM so pokazali, da so bili delci manjši pri procesu SAS, vendar je XRD graf pokazal, da so se delci naproksena strukturno spremenili, kar pa ima vpliv na topnost in biorazpoložljivost naproksena. Ključne besede: naproksen, topnost, superkritični fluid, CO2 Objavljeno v DKUM: 08.10.2020; Ogledov: 1143; Prenosov: 102
Celotno besedilo (2,01 MB) |
3. Precipitacija in aktivnost transglutaminaze v superkritičnem ogljikovem dioksidu : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaja Globočnik, 2019, diplomsko delo Opis: Diplomsko delo obravnava obarjanje encima transglutaminaze (TG), zamreženje TG in optimiranje sinteze zamreženih encimskih skupkov TG (CLEAs TG) v superkritičnem ogljikovem dioksidu (SC CO2) ter določanje aktivnosti TG. Najprej smo preliminarno z magnetno suspenzijsko tehtnico (MSB) izmerili topnost in določili difuzivnost CO2 v encimu. Nato smo encim obarjali in zamreževali v SC CO2 pri različnih pogojih. Preverjali smo vpliv pH in tlaka na aktivnost oborjenega, nezamreženega encima. Pri postopku sinteze CLEAs TG v SC CO2 smo proučili vpliv tlaka in količine dodanega mrežnega povezovalca glutaraldehida (GA) na učinkovitost imobilizacije in preostalo aktivnost CLEAs TG. Nazadnje smo proučili še vpliv dodatka ogrodnega proteina albumina iz govejega seruma (BSA) na učinkovitost imobilizacije in preostalo aktivnost sintetizirane CLEAs TG.
Rezultati, dobljeni s pomočjo MSB, so pokazali dobro topnost CO2 v encimu TG. Najvišji difuzijski koeficient za sistem CO2/TG smo določili pri tlaku 10 MPa in temperaturi 37 °C. Pri tem tlaku sta najvišjo preostalo aktivnost ohranila tako nezamreženi encim (obarjanje) kot zamreženi encim CLEAs TG (z dodatkom 5 % (v/v) GA). Ob dodatku ogrodnega proteina BSA smo dobili večje in kompaktnejše CLEAs TG. Ključne besede: transglutaminaza, precipitacija, zamreženi encimski skupki, superkritični ogljikov dioksid, magnetna suspenzijska tehtnica, topnost ogljikovega dioksida v encimu Objavljeno v DKUM: 06.09.2019; Ogledov: 2404; Prenosov: 131
Celotno besedilo (1,88 MB) |
4. Fazna ravnotežja pri povišanih tlakih za sistema resveratrol/ogljikov dioksid in resveratrol/etanol/ogljikov dioksidAleksandra Verdnik, 2018, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi smo določili fazna ravnotežja za binarni sistem (resveratrol/ogljikov dioksid) pri 40 °C ter 60 °C v območju tlakov med 40 in 500 barov ter za ternarni sistem (resveratrol/etanol/ogljikov dioksid) pri 60 °C in tlaku 300 barov. Za določitev topnosti smo uporabili statično-analitično metodo. Meritve smo izvajali v visokotlačni optični celici in tako spremljali dogajanje v celici tekom celotnega eksperimenta. Koncentracijo resveratrola v vzorcu smo izmerili spektrofotometrično. Najprej smo določili vpliv tlaka in temperature na topnost resveratrola v superkritičnem CO2. Na podlagi teh rezultatov smo določili optimalne pogoje, kjer je bila topnost resveratrola v CO2 najvišja. Pri teh pogojih smo nato izmerili topnosti resveratrola v CO2 ob prisotnosti etanola kot sotopila. Za binarni sistem smo preučili tudi vpliv gostote plina na topnost komponente. Rezultati kažejo, da lahko že z majhno spremembo tlaka in temperature vplivamo na spremembo gostote plina in posledično tudi na topnost resveratrola v sistemu. Ugotovili smo, da topnost resveratrola narašča s tlakom do 300 barov, kjer dosežemo maksimalno topnost pri konstantni temperaturi. Topnosti so podane v masnih deležih kot masa resveratrola na maso plina v binarnem sistemu, oz. v masnih deležih kot masa komponente (resveratrol, plin, topilo) na maso celotnega vzorca pri ternarnem sistemu. Topnosti resveratrola v CO2 so zelo nizke, a se z višanjem tlaka in z dodatkom sotopila višajo. Določili smo tudi tališča resveratrola pri visokih tlakih in ugotovili, da se temperatura tališča spreminja v odvisnosti od tlaka. Ključne besede: superkritični fluidi, fazna ravnotežja, resveratrol, topnost, binarni sistem, ternarni sistem Objavljeno v DKUM: 10.09.2018; Ogledov: 1528; Prenosov: 243
Celotno besedilo (3,13 MB) |
5. Proizvodnja tekočega ogljikovega dioksidaMiha Ohman, 2018, magistrsko delo Opis: Ogljikov dioksid je pomemben tehnični plin, naravnega izvora je še posebej primeren za živilskopredelovalno industrijo. Magistrsko delo vključuje teoretične osnove postopka razplinjanja vode, sušenja plina, separacije plinske zmesi in različne postopke utekočinjanja plinov. Izvedli smo računalniško simulacijo topnosti ogljikovega dioksida v vodi in utekočinjanja plina s programom Aspen Plus. Računalniške simulacije smo izvedli tako, da smo s spreminjanjem določenih parametrov iskali optimalne obratovalne pogoje.
V magistrskem delu je prikazana primerjava med postopkom utekočinjanja brez zunanjega hladilnega sistema in postopkom utekočinjanja z zunanjim hladilnim sistemom. Ugotovili smo, da je postopek utekočinjanja z zunanjim hladilnim sistemom iz ekonomskega vidika ugodnejša rešitev. Geotermična voda vrtine Be-2-04 vsebuje večje količine raztopljenega ogljikovega dioksida brez prisotnosti H2S in ogljikovodikov. Rezultati računalniške simulacije razpoložljivega naravnega vira ogljikovega dioksida, prisotnega v geotermični vodi vrtine Be-2-04 kažejo, da ima proces proizvodnje in utekočinjanja ogljikovega dioksida velik tržni potencial. Ključne besede: ogljikov dioksid, topnost CO2, utekočinjanje CO2, računalniška simulacija, ekonomika Objavljeno v DKUM: 26.03.2018; Ogledov: 1928; Prenosov: 70
Celotno besedilo (5,00 MB) |
6. Topnost organskih spojin v plinih visoke gostote ter matematično modeliranje podatkovKatja Čuš, 2017, magistrsko delo Opis: Cilj diplomske naloge je bil določiti topnost organske spojine (metil acetata) v plinih visoke gostote (tj. superkritičnih fluidih: CO2, N2, Ar) s pomočjo statično-analitične metode ter matematično modelirati podatke s pomočjo programa Microsoft Office Excel. Namen modeliranja je bil korelirati že obstoječe podatke in napovedati obnašanje sistema v regijah, kjer eksperimentalni rezultati niso dosegljivi. Vse meritve smo izvajali v visokotlačnem avtoklavu.
Rezultati prikazujejo kako lahko majhne spremembe temperature in/ali tlaka povzročijo velike spremembe gostote topila (CO2, N2, Ar) in s tem različne vzajemne topnosti v sistemu snov/superkritični fluid. Eksperimente smo izvajali pri treh različnih temperaturnih pogojih (40 °C, 60 °C in 80 °C) v območju relativno nizkih tlakov (10-170 bar). Ugotovili smo, da se s povečanjem tlaka masni delež zmanjšuje, gostota pa se zmanjšuje s temperaturo in povečuje tlakom. Ključne besede: metil acetat, topnost, superkritični fluidi, binarni sistem, matematično modeliranje Objavljeno v DKUM: 25.01.2017; Ogledov: 2454; Prenosov: 124
Celotno besedilo (3,02 MB) |
7. TOPNOST ORGANSKIH TOPIL V PLINIH PRI NIZKIH TLAKIHNina Urbič, 2016, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je izmeriti ravnotežne topnosti organskih topil v plinih pri nizkih tlakih. Za sistema ogljikov dioksid-metil acetat ter propan-propil acetat smo raziskali fazno obnašanje, kar pomeni vpliv tlaka in temperature na mešljivost, topnost in morebitno inverzijo faz v sistemu. Topnosti smo določili s statično-analitično metodo pri temperaturah 40°C, 60°C in 80°C v visokotlačni optični celici v območju tlakov od 10 bar do 60 bar. Nato smo z ustreznimi računalniškimi orodji izračunali topnost ter določili vpliv temperature in tlaka na topnost. Opazimo, da lahko že z majhnimi spremembami tlaka in temperature povzročimo velike spremembe gostote fluida ter s tem njegove sposobnosti raztapljanja oz. različne topnosti snovi v super kritičnem topilu.
Rezultati so podani v obliki tabel in grafov, ki prikazujejo topnost v masnih deležih kot funkcijo tlaka, temperature oz. gostote plina. Ključne besede: binarni sistemi, metil acetat, propil acetat, propan, ogljikov dioksid, topnost Objavljeno v DKUM: 04.10.2016; Ogledov: 1745; Prenosov: 72
Celotno besedilo (2,63 MB) |
8. Formulacija biološko aktivnih učinkovin s superkritičnimi fluidiKlara Bigec, 2016, magistrsko delo Opis: V sklopu magistrske naloge z naslovom Formulacija biološko aktivnih učinkovin s superkritičnimi fluidi smo uporabili različne postopke za mikronizacijo. S pomočjo termogravimetrične analize/ diferencialne dinamične kalorimetrije (TGA/DSC) smo preučevali vpliv tlaka in atmosfere na vzorec, kjer je pod visokim tlakom zanemarjen vpliv izhlapevanja, adsorpcije in desorpcije, vpliv tlaka na temperaturo vrelišča oz. tališča ter določili pristnost učinkovine, glede na podatke najdene v literaturi. Določevali smo topnost izbrane učinkovine v CO2, propanu in argonu v visokotlačni optični celici pri sub- in superkritičnih pogojih (pri treh različnih temperaturah, 40° C, 60° C in 80° C ter tlakih do 450 bar). Hkrati smo učinkovini določili tališče pod tlakom sub- in superkritičnega CO2, propana ter argona v odvisnosti od tlaka in ob počasnem zviševanju temperature. Vzorce, katerim smo določali tališča, smo analizirali s pomočjo tekočinske kromatografije z masno spektrometrijo (LC-MS). Uporabili smo tudi eno izmed visokotlačnih metod za zmanjševanje velikosti delcev s superkritičnimi fluidi PGSSTM (Particles from Gas Saturated Solutions = delci iz raztopin, nasičenih s plinom). Kot vzorčni sistem smo uporabili polimer PEG 6000/superkritični CO2/aktivna komponenta. Ta proces uporabljamo pri mikronizaciji za pridobivanje delcev velikostnega reda mikrometer (µm), ki absorbirajo velike koncentracije superkritičnih fluidov. [1] Dobljene delce smo analizirali z LC-MS in TGA/DSC. Ključne besede: esomeprazol, superkritični fluidi, topnost, farmacevtska učinkovina, mikronizacija Objavljeno v DKUM: 30.09.2016; Ogledov: 2164; Prenosov: 201
Celotno besedilo (3,05 MB) |
9. MERJENJE FIZIKALNO-KEMIJSKIH IN TRANSPORTNIH LASTNOSTI SISTEMA POLIMER/SCFTina Kegl, 2016, diplomsko delo Opis: Vedno večje zahteve po zmanjšanju negativnega vpliva na okolje in povečanju kakovosti proizvodov vodijo do pospešenih raziskav na področju razvoja novih tehnologij. Med razmeroma nove tehnologije uvrščamo visokotlačne procese s superkritičnimi fluidi, ki veljajo za okolju prijazna, zelena topila.
Diplomsko delo prikazuje študijo fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti sistemov polimer/SCF z namenom procesiranja polimerov pri optimalnih eksperimentalnih pogojih. Preučevane lastnosti sistemov PEG 600/CO2 in Brij52/CO2 pri tlakih od 0 bar do 300 bar in temperaturah 333 K in 353 K so gostota, površinska napetost, topnost in difuzijski koeficient. Gostota sistema je določena z gostotomerom z nihajočo U-cevko in z magnetno suspenzijsko tehtnico. Površinska napetost je določena z metodo kapilarnega dviga. Magnetna suspenzijska tehtnica je bila uporabljena tudi za določanje difuzijskega koeficienta in topnosti superkritičnega CO2 v izbranih polimerih. Na osnovi analize eksperimentalno dobljenih fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti so določeni optimalni procesni parametri za procesiranje polimerov. Mikronizacija s superkritičnim CO2 polimera Brij52 in polimera Brij52 z zdravilno učinkovino esomeprazol je izvedena s PGSS-metodo, medtem ko je za pridobivanje polimerne pene iz Brij52 s superkritičnim CO2 uporabljena GF-metoda. V okviru diplomske naloge je izvedena tudi analiza dobljenih vzorcev po procesiranju polimerov z okoljskim vrstičnim elektronskim mikroskopom.
Rezultati kažejo, da večjo topnost CO2 v talini polimera, večji difuzijski koeficient in manjšo površinsko napetost zagotavlja sistem Brij52/CO2 za vse izbrane tlake in temperature. Tlak in temperatura v avtoklavu pri mikronizaciji polimera Brij52 in polimera Brij52 z esomeprazolom ter tvorbi pene iz polimera Brij52 znašata 333 K in 150 bar.
Po primerjavi dobljenih rezultatov sistema PEG 600/CO2 z razpoložljivimi rezultati iz literature ugotavljamo, da se vplivi posameznih preučevanih parametrov na fizikalno-kemijske in transportne lastnosti dobro ujemajo. Na osnovi tega lahko sklepamo, da so meritve uspešno izvedene tudi za sistem Brij52/CO2, za katerega ni ustreznih rezultatov v razpoložljivi literaturi. Ključne besede: procesiranje polimerov, superkritični fluid, gostota, površinska napetost, topnost, difuzijski koeficient Objavljeno v DKUM: 08.09.2016; Ogledov: 3056; Prenosov: 1311
Celotno besedilo (3,51 MB) |
10. TERMODINAMSKE IN TRANSPORTNE LASTNOSTI SISTEMOV POLIMEROV IN BIOLOŠKO AKTIVNIH SPOJIN S SUPERKRITIČNIMI FLUIDINina Trupej, 2016, doktorska disertacija Opis: Zaradi vse večje težnje po razvoju zelenih tehnologij, ki ne obremenjujejo okolja, in postopkov procesiranja materiala, ki ne vsebujejo sledi toksičnih organskih topil, kot je bilo to običajno pri konvencionalnih postopkih, smo se osredotočili na superkritične fluide, ki se v industriji vedno bolj uveljavljajo. Doktorska disertacija je namenjena pridobivanju podatkov o faznih ravnotežjih in topnostih za načrtovanje visokotlačnih procesov, kjer se uporabljajo superkritični fluidi. Proučili smo sisteme polietilen glikola (PEG) z molskimi masami 1 500 g/mol, 4 000 g/mol, 10 000 g/mol, 35 000 g/mol s fluidi argon, propan in žveplovheksafluorid (SF6), vitamin K3/ogljikov dioksid in naftol/ogljikov dioksid.
Na podlagi eksperimentov za sisteme PEG/fluid smo ugotovili, da imajo različni fluidi (CO2, propan, SF6, argon) različne termodinamske in transportne lastnosti v binarnem sistemu. Naredili smo obsežno študijo proučevanja topnosti, difuzijskih koeficientov, temperatur tališč, časov desorpcij itd. Vsak fluid ima zaradi svojih edinstvenih lastnosti različen vpliv na binarni sistem PEG/fluid in na lastnosti kot so temperatura tališča, topnost in difuzijski koeficient, zaradi česar lahko npr. pridobivamo tudi produkte z različnimi karakteristikami. Te podatke smo proučili za načrtovanja procesa mikronizacije PEG s procesom PGSS (Particles from Gas Saturated Solutions oz. delci iz raztopin nasičenih s plinom). Ugotovili smo, da je PEG možno mikronizirati s fluidi propan, SF6 in argon pri nižjih tlakih kot s CO2. Mikronizacijo smo izvedli pri pogojih minimalnega tališča PEGa pod tlakom fluida in pri pogojih 328 K in 15 MPa. Poleg tega smo pridobili delce, ki so bolj enakomernih velikosti in pravilnejših krogličastih oblik kot pri mikronizaciji s CO2. Delci, ki so enakomernih oblik in velikosti, so atraktivni za proizvajalce trdnih, praškastih produktov, saj so višje kvalitete.
Sistem vitamin K3/CO2 smo proučili pri temperaturah 313 K, 333 K in 353 K in tlakih do 40 MPa ter primerjali z literaturo. Rezultati kažejo, da se topnosti vitamina K3 razlikujejo od podatkov v literaturi, kar pripisujemo uporabi različnih metod vzpostavljanja ravnotežja, vzorčenja in analize. Določili smo tudi parcialne molske volumne, ki so izrazito veliki in negativni pred in v bližini kritične točke, kar kaže na močne interakcije med molekulami topila in topljenca. Z določevanjem parcialnih molskih volumnov lahko sklepamo tudi o pojavu maksimuma topnosti, ki se v primeru topnosti vitamina K3 v CO2 pojavi pri temperaturi 313 K in 333 K. Pri določevanju gostot raztopine vitamina K3 v CO2, smo ugotovili, da so razlike med gostoto binarnega sistema vitamin K3/CO2 in čistega fluida CO2 lahko tudi 100 % ali več.
Tališče naftola pod tlakom CO2 ima temperaturni minimum pri tlaku 20 MPa. Topnosti 1-naftola v CO2 pri temperaturah 313 K, 333 K in 353 K so v večini višje od topnosti 2-naftola v CO2. V primerjavi z literaturo so topnosti predstavljene v tem delu višje za faktor 100. Gostote raztopine naftola v CO2 so pri pogojih pod kritično točko višje od gostote čistega CO2, pri višjih tlakih pa so gostote raztopine naftola v CO2 lahko nižje od gostote čistega CO2. Ključne besede: superkritični fluid, polietilen glikol, naftol, vitamin K3, topnost, gostota, PGSS Objavljeno v DKUM: 27.05.2016; Ogledov: 2045; Prenosov: 256
Celotno besedilo (4,99 MB) |