Modellhatóanyagok diffúziós koefficiensének közvetlen meghatározása amorf poli(3-hidroxibutirát) mátrixban
Az elmúlt években a hatóanyaghordozó mátrixok fejlesztése iránt mutatkozó érdeklődés számottevően megnőtt, amelynek hátterében elsősorban az áll, hogy a hordozó mátrixok fizikai, illetve kémiai tulajdonságainak finomhangolásával lehetővé válik az alkalmazni kívánt hatóanyag megfelelő koncentrációjának biztosítása a szervezet különböző pontjain. A gyakorlati alkalmazások tehát megkívánják, hogy mennyiségileg meghatározzuk a hatóanyagnak az azt hordozó mátrixon kívülre történő diffúzióját, illetve ismerjük a leadási kinetikáját.
Ez utóbbit azonban számos - a hatóanyagtól, illetve a magától a mátrixtól függő fizikai, illetve kémiai - paraméter befolyásolja, melyek közül az egyik legfontosabb a hatóanyagnak az azt hordozó mátrixon belül mérhető diffúziós koefficiense. Diffúziós koefficiensek mérésével korábban már számos kutató foglalkozott, ezek legnagyobb része permeációs vizsgálatokon alapult. Ezen mérések során a hatóanyag a vizsgált mátrixból készült filmen diffundál keresztül, ahol az anyagátadás sebessége feltételezhetően pozitívan korrelál egy permeációs paraméterrel, illetve az ebből közvetetten kiszámítható diffúziós koefficienssel. Dolgozatunkban egy olyan eljárásra szeretnénk javaslatot tenni, ami nem igényel előzetes permeációs vizsgálatokat és amorf poli(3-hidroxibutirát), PHB, mátrixban közvetlenül is kivitelezhető.
Az eljárás lényege, hogy a hatóanyag molekuláival telítjük az amorf (hatóanyag nélkül teljesen átlátszó) PHB filmünket, majd abból a kioldást csak a polimer film egyik élénél kezdjük meg: belemerítjük azt a kioldó közegbe. A kioldó közegbe kidiffundáló molekulák miatt a filmen belül koncentrációgradiens alakul ki, ami addig lesz jelen, amíg a filmből az összes hatóanyag ki nem oldódott. A koncentrációgradiens megfigyelése, illetve időfüggésének kvantitatív analízise közvetlenül is lehetséges, ha a modellhatóanyag elnyel a látható tartományban (színes). Ekkor ugyanis a filmről készített kép hexadecimális RGB színkódjaiból a film hatóanyagtartalmával pozitívan korreláló saturation paraméter (színtelítettség adott hullámhossznál) külön e célra fejlesztett MATLAB szoftverrel visszaszámolható, így kvantitatíve tudjuk jellemezni a film hatóanyag tartalmát adott hely illetve időkoordináta mentén. Fick második törvényét a mért adatokra illesztve a keresett diffúziós együttható közvetlenül is meghatározható.
szerző
-
Szemerszki Dóra
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Pukánszky Béla
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
