Studium interakcí modelových léčiv s fulvinovými kyselinami pomocí mikrokalorimetrie

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na studium interakcí dvou modelových léčiv (ibuprofenu a sulfapyridinu) s fulvinovými kyselinami, které představují zástupce přírodní organické hmoty v půdním prostředí. Hlavním cílem bylo charakterizovat termodynamické vlastnosti těchto interakcí a sledovat vliv iontového složení prostředí, konkrétně přítomnosti kationtů Na, Ca a Mg v koncentracích 0,001 M a 0,005 M. Experimentální část byla realizována pomocí izotermické titrační kalorimetrie (ITC), která umožňuje sledování změn entalpie H při interakcích mezi léčivy a fulvinovými kyselinami. Výsledky ukázaly, že interakce ibuprofenu s fulvinovými kyselinami byly exotermické, zatímco u sulfapyridinu se projevil endotermický charakter, pravděpodobně v důsledku zachycení spíše pozdější fáze interakčního procesu. Tvar kalorimetrických titračních křivek byl navíc výrazně ovlivněn typem a koncentrací použité soli. Práce dále ukazuje, že sorpční chování léčiv je ovlivněno nejen jejich chemickými vlastnostmi, ale také složením půdy a přítomností kovových iontů běžně se vyskytujících v půdním prostředí. Pomocí ITC byly stanoveny a porovnány tepelné efekty těchto interakcí, čímž práce přispívá k lepšímu porozumění chování léčiv v půdních ekosystémech. Získané poznatky mohou sloužit jako podklad pro budoucí výzkum zaměřený na transport a osud farmaceutických látek v životním prostředí.

This diploma thesis focuses on the study of interactions of two model pharmaceuticals (ibuprofen and sulfapyridine) with fulvic acids, which represent a type of natural organic matter in the soil environment. The main objective was to characterize the thermodynamic properties of these interactions and to observe the influence of the ionic composition of the environment, specifically the presence of the cations Na, Ca and Mg at concentrations of 0.001 M and 0.005 M. The experimental part was carried out using isothermal titration calorimetry (ITC), which enables the monitoring of enthalpy changes H during the interactions between pharmaceuticals and fulvic acids. The results showed that the interactions of ibuprofen with fulvic acids were exothermic, while sulfapyridine showed an endothermic character, probably due to capturing a later phase of the interaction process. The shape of the calorimetric titration curves was also significantly affected by the type and concentration of the salt used. Moreover, the shape of the calorimetric titration curves was strongly influenced by the type and concentration of the salt used. The thesis further shows that the sorption behaviour of pharmaceuticals is influenced not only by their chemical properties but also by the composition of the soil and the presence of metal ions commonly found in the soil environment. Using ITC, the thermal effects of these interactions were determined and compared, thus the thesis contributes to a better understanding of the behaviour of pharmaceuticals in soil ecosystems. The findings can serve as a basis for future research focused on the transport and fate of pharmaceutical substances in the environment.