Ispitivanje utjecaja različitih parametara na fotokatalitičku razgradnju krizotiniba

master's thesis

• Title (english): Influence investigation of different parameters on photocatalytic degradation of crizotinib
• Author: Vendi Barbir
• Mentor: Dragana Mutavdžić Pavlović (mentor)
• Committee member: Dragana Mutavdžić Pavlović (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Marijana Hranjec (član povjerenstva)
• Committee member: Ivan Brnardić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2021-09-14, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Chemistry

Abstract

Fotokataliza je ekološki prihvatljiva tehnika koja spada u tzv. napredne oksidacijske procese. Ova metoda je obećavajuća alternativa za razgradnju mnogih organskih zagađivala, koja primjenjuje poluvodičke okside za pretvorbu Sunčeve energije pri pročišćavanju okoliša. Titanijev dioksid (TiO2) je metalni poluvodič koji je u središtu intenzivnih istraživanja za sanaciju okoliša u zagađenom zraku i otpadnim vodama. Među mnogim drugim kandidatima jedini je prikladan za industrijsku primjenu jer pokazuje dobar kompromis između učinkovite fotoaktivnosti, visoke stabilnosti i niskih troškova. U ovom radu ispitan je utjecaj različitih parametara na fotokatalitičku razgradnju farmaceutika krizotiniba u vodenom okolišu, uz titanijev dioksid imobiliziran na mrežicu kao fotokatalizator. Kao izvor zračenja u fotoreaktoru korištena je UV-A lampa. Razgradnja krizotiniba praćena je tekućinskom kromatografijom visoke djelotvornosti, HPLC spojenom na detektor s nizom dioda, DAD. Određena je kinetika fotolitičke i fotokatalitičke razgradnje krizotiniba, koja se može opisati reakcijom razgradnje 1. reda. Također, odredio se utjecaj slobodnih radikala na mehanizam razgradnje te se pokazalo da među provjerenima singletni kisik ima značajnu ulogu. Utvrdili su se optimalni uvjeti razgradnje krizotiniba pri početnoj koncentraciji od 5 mg L^-1 i pH-vrijednosti otopine 5, koji su se prikazali grafički statističkim alatom ANOVA. Na kraju se ispitala toksičnost krizotiniba bioanalitičkom metodom pomoću bakterijske kulture Vibrio fischeri, koja je pokazala da krizotinib pokazuje inhibiciju od 20 % pri većim koncentracijama od 5 mg L^-1. Računalnim programom TEST predvidjele su se pozitivne vrijednosti razvojne toksičnosti i mutagenosti, kao i srednja vrijednost akumulacije u okolišu, što može dovesti do ulaska krizotiniba u prehrambeni lanac.

Abstract (english)

Photocatalytic degradation is an environmentally accepted technique that belongs to the Advanced Oxidation Processes. This method is a promising alternative for many organic pollutants decomposition, which applies semiconductor oxides to convert solar energy in environmental purification. Titanium dioxide (TiO2) is a metal semiconductor that is at the center of intensive research to rehabilitate the environment in polluted air and wastewater. Among many other candidates, it is the only one suitable for industrial application because it shows a good compromise between efficient photo-activity, high stability, and low cost. In this paper, we investigated the influence of different parameters on the photocatalytic degradation of crizotinib in an aqueous environment, with titanium dioxide immobilized on the mesh as a photocatalyst. For the radiation source in the photoreactor was used UV lamp. Degradation of crizotinib was monitored by high-performance liquid chromatography, HPLC coupled to a diode array detector, DAD. The kinetic of photolytic and photocatalytic degradation of crizotinib followed the first-order degradation reaction. Also, the influence of free radicals on the degradation mechanism was determined and it was shown that singlet oxygen plays a significant role. Optimal degradation conditions for crizotinib are plotted in the ANOVA statistical tool. And they are at an initial concentration of 5 mg L^-1 and pH of solution 5. Finally, a bioanalytical method using the bacterium Vibrio fischeri showed that this drug causes inhibition of 20% at higher concentrations than the initial 5 mg L^-1. Computer program TEST predicted positive values for developmental toxicity and mutagenicity, and also medium accumulation in the environment, which can lead to entry into the food chain.

• Keywords: fotokatalitička razgradnja; farmaceutici; krizotinib; titanijev dioksid (TiO2); toksičnost
• Keywords (english): photocatalytic degradation; pharmaceuticals; crizotinib; titanium dioxide (TiO2); toxicity
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:886402
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access; Embargo expiration date: 2022-12-01
• Created on: 2023-04-11 11:28:11