Thesisvoorstellen opleiding Farmaceutische Wetenschappen Academiejaar 2008-2009 Dienst FABI Prof. J....

Thesisvoorstellenopleiding Farmaceutische WetenschappenAcademiejaar 2008-2009Dienst FABIProf. J. Smeyers-Verbeke Prof. Y. Vander HeydenProf. J. Plaizier-Vercammen

Vakgroep Analytische Scheikunde en Farmaceutische Technologie

– Prof. J. Smeyers-Verbeke– Prof. Y. Vander Heyden

– Prof. J. Plaizier-Vercammen


Wat doen wij?

Chemometrie

Metrologie

Scheidings-technieken

FarmaceutischeTechnologie


Doel onderzoek: Evaluatie van nieuwemethodologieën in scheidingstechnieken

Methodeontwikkeling en -optimalisatie– Technieken: HPLC, CE, capillaire electrochromatografie– Toepassingen: Chirale scheidingen, “snelle”

scheidingen, fingerprinting, geneesmiddelenanalyseExperimenteel design

Data evaluatie- Voorspellen membraanpassage van geneesmiddelen- Voorspellen van anti-oxiderende

eigenschappen van plantenextracten

Thesisvoorstel professor

Plaizier-Vercammen

Capillaire Electrochromatografie

Indiana Tanret

Technieken verbeteren?

HPLCMiniaturisatie CLC: capillair

CEMeer affiniteit door toevoegen van stationaire fase

CEC ≈ combinatie HPLC + CE

CEC: toestel

SF in capillaire kolom: monolieten

EOF

Je leert hoemonolietengemaakt worden

Polymere monolieten

BMA BMAMETA +BMA

META + BMAMETA +BMA

EDMA EDMA

Polymere monolieten

BMA BMAMETA +BMA

META + BMAMETA +BMA

EDMA EDMAPFS PFS

PFS

EDMA

BMAMETA +BMA

PFS EDMA

Poreus medium

Doel thesis

Applicatie-ontwikkeling

Transfereren van een bestaande HPLC-applicatie naar (p-)CEC

of Ontwikkelen van een farmaceutische

applicatie op een monolitische SF in p-CEC en/of CEC

Je ontwikkelt een strategie, voert ze uit en je verwerkt je resultaten

Doel thesis

HPLC

CEC

Voordelen:↑ efficientie?

↑ selectiviteit?↑ resolutie?

snellere runs?...

Experimenteel design in methode optimalisatie

Bieke Dejaegher

Experimenteel design

Experimenteel design set-up waarbij de onderzochte factoren tegelijkertijd

gevariëerd worden factoren één voor één variëren

Exp F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11

1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1

2 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1

3 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1

4 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1

5 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1

6 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1

7 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1

8 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1

9 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1

10 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1

11 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1

12 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Experimenteel design

Experimenteel design set-up waarbij de onderzochte factoren tegelijkertijd

gevariëerd worden factoren één voor één variëren

In optimalisatie « screening » factoren met grootste invloed of effect op

de onderzochte respons(en) bepalen belangrijkste factoren verder onderzoeken mbv « response

surface designs »

Modelleren van de respons als functie van de factorenVoorbeelden: three-level full factorial designs, central composite designs, Box-Behnken designs, Doehlert designs, uniform designs

Doel

Verschillende « response surface designs » in optimalisatie vergelijken, welke meest geschikt?

3 factoren verschillend aantal experimenten !

Three-level full factorial designs: 33=27 exp.

Central composite designs: 23+6+min1= min 15 exp.

Box-Behnken designs: 13 exp.

Doehlert designs: 13 exp.

Uniform designs: 6 exp.

Doel

Verschillende « response surface designs » in optimalisatie vergelijken, welke meest geschikt?

3 factoren verschillend aantal experimenten !

Three-level full factorial designs: 33=27 exp.

Central composite designs: 23+6+min1= min 15 exp.

Box-Behnken designs: 13 exp.

Doehlert designs: 13 exp.

Uniform designs: 6 exp.

12

34

56

0

2

4

61

2

3

4

5

6

(4,1,5)

X1

(5,3,1)

(6,5,4)

(2,4,6)

(1,2,3)

X2

(3,6,2)

X3

)6( 36U

Doel

Verschillende « response surface designs » in optimalisatie vergelijken Gebruikte toepassing?

Optimalisatie scheiding HPLC/CEOptimalisatie derivatisatiereactie

Invloed van ↓ aantal exp ? Welk optimum wordt voorspeld uit elk design?

Welke voorspelde optima leveren praktisch ook goede resultaten op?

Vergelijken voorspelde waarde met experimentele waarde bij gevonden optima

VINGERAFDRUK ANALYSEvan kruiden d.m.v. HPLC/DAD

Goedele Alaerts Christophe Tistaert

Belang onderzoek kwaliteit van kruiden:

Vingerafdruk analyse van kruiden

Vermageringskuur

op basis van

chinese kruiden

Nefropathie:

nierdialyse

niertransplantatie

Verwisseling

Aristolochia fangchi i.p.v.Stephania tetrandra

1990-1992

Nood aan identificatie kruidenkwaliteitscontrole kruiden

Kruid = complex mengsel !


Bepaling enkele componenten

Onvoldoende voor intrinsieke kwaliteit

?


Oplossing: fingerprintsKarakteristieke vingerafdruk

Infra Rood (IR)Massa spectrofotometrie (MS)Dunne laag chromatografie (DLC)Hoge druk vloeistofchromatografie (HPLC)Capillaire Electroforese (CE)

Chromatografische fingerprint Geaccepteerd door WHO !


Experimenteel deel: Fingerprint ontwikkeling en optimalisatie d.m.v. HPLC/DAD

Dataverwerking: Hoe kruiden onderscheiden op basis van hun

fingerprints ? (Correlatiecoëfficienten of PCA) (Goedele)

Modelleren van antioxiderende / cytotoxische activiteit i.f.v. de fingerprints en identificatie van de componenten die voor de activiteit verantwoordelijk zijn. (Christophe)


Liquorice (screening)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Retention time (min)

Inte

nsi

ty (

mV

)

5-50 % THF

5-50 % iPrOH

5-95 % MeOH

5-60 % ACN


Rhizoma Chuanxiong Rhizoma Ligustici Fam. Umbellifera

> 0.05 % ferulic acid<<< 0.05 % ferulic acid

Chuanxiong/Liqustici 254nm

0

500

1000

1500

2000

2500

10 15 20 25 30 35 40

Retention time (min)


Chuanxiong Ligustici


Experimenteel deel: Fingerprint ontwikkeling en optimalisatie d.m.v. HPLC/DAD

Dataverwerking: Hoe kruiden onderscheiden op basis van hun

fingerprints ? (Correlatiecoëfficienten of PCA) (Goedele)

Modelleren van antioxiderende / cytotoxische activiteit i.f.v. de fingerprints en identificatie van de componenten die voor de activiteit verantwoordelijk zijn. (Christophe)


Vragen / info :

Goedele Alaerts

Bureau G 037

Tel 02/477 45 13

[email protected]

Christophe TistaertBureau G 041

Tel 02/477 47 26

[email protected]

SCHEIDEN VAN CHIRALE GENEESMIDDELEN

Promotor: Y. Vander Heyden J. Smeyers- Verbeke

Co-Promotor: H. Ates

OVERZICHT

• Wat is chiraliteit?

• Belang?

• Thesisvoorstel

CHIRALITEIT

• Centraal C-atoom

• 4 verschillende substituenten

• Spiegelbeelden niet identiek Enantiomeren!

BELANG

• Verschillend gedrag van enantiomeren in chirale media

• Gevolg • Minder werking• Geen werking• Antagonistische werking• Toxische werking

THESISVOORSTEL

• Wetgeving FDA en EMEA• Distomeer als

onzuiverheid in eutomeer• Scheiden racemische

mengsels

• Gebruikte techniek in thesis• HPLC met polysaccharide

gebaseerde SF(NPLC, RPLC, POSC)

THESISVOORSTEL

• Toepasbaarheid van bestaande strategieën controleren

• Nieuwe kolommen implementeerbaar?

• Nieuwe strategieën definiëren indien nodig

THESISVOORSTELScreening I

Column : (1) AD-RH (2) OD-RH (3) AS-RH (4) OJ-RHMobile Phase I : ACN/DEA/TFA (100/0.1/0.1)

Mobile Phase II: MeOH/DEA/TFA (100/0.1/0.1)

Rs = 0 0 < Rs < 1.5 Rs > 1.5

Screening II : Addition of 5% IPA

Rs > 0 Rs = 0

Change technique

Screening II : ACN basis: IPA > EtOH > MeOH

MeOH basis: IPA > Butanol > EtOH

Rs < 1.5

Baseline optimisation(optimization I)

Peak shape or Analysis timeOptimization

(optimization II)

END

Rs < 1.5

Voorspellen van de anti-oxiderende capaciteit van

groene thee aan de hand van fingerprints

Promotoren: Prof. Vander Heyden en Prof. Smeyers-VerbekeCo-promotor: Melanie Dumarey

1. INLEIDING: fingerprints

•Identificatie

•Kwaliteitscontrole

•Kwantitatieve eig.

Fingerprint = chromatografisch patroon van een extract, waarin enkele farmacologisch actieve en/of chemisch karakteristieke componenten worden weergegeven

2. DOEL

AO capaciteit?

Groene thee

Fingerprints

TEAC assay

AO capaciteit!

Dissimilaire fingerprints

AO capaciteit?

3. THEORIE: multivariate calibratie

3258

2850

4436

3798

3061

Calibratieset (X) Respons (y)

Fingerprints thee AO capaciteit(TEAC assay)

Technieken1. Stepwise MLR2. PCR3. PLS4. UVE-PLS5. O-PLS

Calibratie model: y = f(X)

+ calibratie model Voorspellen y

X (nieuw theestaal)

4. Praktisch

1. AO capaciteit bepalen van groene theestalen m.b.v. de TEAC assay

2. Fingerprints ontwikkelen op 2 dissimilaire chromatografische systemen (HPLC)

3. Wiskundige technieken toepassen om AO capaciteit te voorspellen gebaseerd op de fingerprints (individuele en gecombineerde fingerprints)

Enhancing sensitivity of a CE separation method for viral compounds

Iulia Oita, Bieke Dejaegher

What & How?

Model organism :• small, • readily available, • easy to manipulate, • safe• well known

Poliovirus (PV)

50 nm

Picornaviridae CE analysis

Separation based on differential migration in an electrical field

Reasonable/Short analysis time

“Gentle and suitable for labile compound and microorganisms” (Glynn 1998)

Low sample&reagent volume

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Minutes

AU

Electropherogram of a PV sample0.5 μg/100 mlPV

IS

Enhancing CE sensitivity using LIF detection

LIF = laser induced fluorescence

Fluorescein isothiocyanate

–N=C=SR

NH

–NH

NHNH

NH–

–NH–C=S

=

–

S=C–NH

–

NH–C=S

––NH–C=S

–

–NH–C–

S

R

–

R

–

R

R

RNH2

–NH2

NH2

NH2

NH2–

NH2– reactive amino groups on the virus capsid Labeled virus

Laser beam

Fluorescent poliovirus particles

488 nm

Student work

• Find optimal conditions for:

• Derivatization of viral sample using fluorescein isothiocyanate

• Purification of labeled virus using size exclusion chromatography

• Transfer CE method using UV detection to LIF detection

Bedankt voor jullie aandacht !!

OVERZICHT op http://www.vub.ac.be/fabi

Thesis proposals (linker kolom)

Thesisvoorstellen opleiding Farmaceutische Wetenschappen Academiejaar 2008-2009 Dienst FABI Prof. J....

Documents

Transcript of Thesisvoorstellen opleiding Farmaceutische Wetenschappen Academiejaar 2008-2009 Dienst FABI Prof. J....