LU pētnieks Agris Bērziņš atklāj, kā iespējams kontrolēt vielu kristalizāciju

Pētījumā ar kristalizācijas kontroli A. Bērziņš apzīmē “Selektīvu kādas vielas vienas noteiktas vēlamās kristāliskās formas, piemēram, vienas noteiktas polimorfās formas vai kāda noteikta hidrāta, iegūšanu.” Ir gadījumi, kad kristalizāciju veicot klasiskā veidā, nav iespējams piemeklēt tādu šķīdinātāja un kristalizācijas apstākļu (piemēram, temperatūrā, dzesēšanas ātrumā) kombināciju, kas ļautu iegūt tīru vēlamo kristālisko formu, tā vietā iegūstot vai nu kādu cita kristālisko formu vai formu maisījumu. “Pateicoties šim pētījumam ir iespēja panākt tieši vēlamās kristāliskās formas, piemēram, stabilākās vai ar lielāku šķīdību, ērtu un selektīvu iegūšanu,” skaidro pētījuma autors A. Bērziņš.

LU Fizikālās ķīmijas katedras laboratorijā pētījumi par kristalizācijas kontroli, kurā tiek izmantoti templeiti un kristalizācijas piedevas, notiek jau trīs gadus, un tie ir pirmie pētījumi tieši šajā virzienā Latvijā, kur pētnieka A. Bērziņa vadībā tiek izstrādāti gan bakalaura, gan maģistra darbi, gan arī doktora disertācijas.

Pētnieks informēja, ka kopumā laboratorija ar kristālisko formu pētījumiem, tai skaitā pētot un analizējot arī kristālisko formu veidošanās apstākļus un iespējas mērķtiecīgi iegūt noteiktu kristālisko formu, nodarbojas jau vairāk nekā 15 gadus. Pasaules pieredzē ir vairāki pētījumi par templeitu izmantošanu kristalizācijā, bet bieži šādas metodes ir nozīmīgas tikai teorētiskajā zinātnē, jo tās nav ieviešamas ražošanā augsto izmaksu dēļ (paši templeiti ir dārgi, to iegūšana ir sarežģīta un/vai tos izmantot iespējams tikai vienu reizi).

Pētnieks, stāstot par līdz šim pasaules pētījumos izstrādāto metožu negatīvajiem aspektiem, atzīst, ka citkārt kristalizācijas process nav selektīvs – izmantotie templeiti vai piedevas tikai palielina varbūtību, ka izveidosies vēlamā forma, nevis pilnībā garantē vēlamās formas veidošanos.” “Mūsu pētījumos apskatām lētākus un atkārtojami lietojamus templeitus vai kristalizācijas piedevas. Tāpat literatūrā pieejamajos piemēros tikai dažos gadījumos ir gūta molekulāra līmeņa izpratne par to, kādēļ un kā templeiti nodrošina kristalizācijas kontroli. Struktūras analīzes un molekulārās modelēšanas rīki un iespējas, kas kļuvuši pieejami pēdējos gados, paver plašākas iespējas gūt šādu izpratni molekulārā līmenī.” stāsta A. Bērziņš.

No šī pētījuma attīstības un praktiski izmantojamas metodes kristalizācijas kontrolei lielākie ieguvēji būtu tieši farmācijas uzņēmumi, jo farmaceitisko preparātu ražošanā ir nepieciešams nodrošināt vienas noteiktas kristāliskās formas veidošanos, un parasti tieši kristalizācija ir ražošanas pēdējais solis. Tā kā dažādām kristāliskajām formām atšķiras stabilitāte un šķīdība, tad kristāliskās formas izvēle var mainīt gan zāļu derīguma termiņu (balstoties uz stabilitāti), gan dozu (ko nosaka atšķirības šķīdībā - bieži zāļu vielu šķīdība ir tik maza, ka šķīdība nosaka cik liela daļa no uzņemtā zāļu daudzuma reāli uzsūksies organismā), skaidro pētnieks A. Bērziņš, atzīstot, ka abi minētie faktori nosaka to, kuru formu ir nepieciešams ražot, un līdz ar to arī kuras formas iegūšanas metode ir jāizstrādā.

“Dažkārt to nodrošināt ir vienkārši, bet citkārt nepieciešams meklēt, kādos apstākļos vēlamo formu var iegūt, un ne vienmēr to iespējams paveikt ar klasiskas kristalizācijas palīdzību. Tā kā farmācijas industrijā ir visstingrākās kvalitātes prasības, liela konkurence, tai skaitā arī attiecībā uz intelektuālā īpašuma nostiprināšanu, tad tieši šajā sfērā kristalizācijas kontrole selektīvai vienas formas iegūšanai ir vissaistošākā,” atzīst LU Fizikālās ķīmijas katedras vadītājs.

25. septembra pēcpusdienā LU telpās jau otro gadu pēc kārtas norisinājās atklājumu un inovāciju pasākums “LU Jauno tehnoloģiju un inovāciju diena”, kur vienuviet satikās gan mundrākie pētnieku prāti, gan inovatīvāko ideju autori. Ievērojami liels LU pētnieku skaits piedalījās “Zināšanu agorā”, kas bija viena no nozīmīgākajām pasākuma daļām.

“Zināšanu agora” bija iespēja pētniekiem 6 minūšu laikā iepazīstināt un ieinteresēt plašāku sabiedrības loku ar nesen veiktu vai jau sāktu inovatīvu pētījumu tehnoloģiju, dažādu procesu un dzīves kvalitātes uzlabošanas jomā.

Šogad “Zināšanu agorā” izskanēja teju 60 dažādi pētījumi, kas aktualizēja jautājumus par mikroorganismu kolekcijas attīstību, Saules sistēmu, nanomateriāliem, bioekonomiku, magnētiskiem paātrinātājiem, materiālu atmiņu, gēnu datiem, kā arī par risinājumiem demogrāfijas, dažāda veida izglītības, ekosistēmas un medicīnas jomās.