Reaktionskinetik - nedbrydning af medicin
Øvelsen går ud på at undersøge, hvordan det smertestillende stof i aspirin, acetylsalicylsyre, bliver nedbrudt over tid. Du kommer til at foretage målinger i laboratoriet, og du får mulighed for at arbejde med en matematisk model for koblede kemiske reaktioner.
Hvad går øvelsen ud på?
Det er vigtigt at vide, hvor hurtigt et lægemiddel nedbrydes - både for at kunne dosere rigtigt, men også for at sikre korrekt opbevaring og bestemme holdbarheden.
Denne øvelse handler om at undersøge hydrolysen af acetylsalicylsyre, dvs. hvordan acetylsalicylsyre, som er det aktive stof i det smertestillende lægemiddel ”Aspirin”, nedbrydes over tid.
Øvelsen begynder i laboratoriet, hvor vi fremstiller og måler på opløsninger af acetylsalicylsyre. Bagefter analyserer vi på målingerne.
Nedbrydningen af acetylsalicylsyre er et eksempel på en proces, der foregår via en serie af kemiske reaktioner. I forlængelse af studiet af hydrolysen af acetylsalicylsyre, kan du opstille en matematisk model, der beskriver nedbrydningen af acetylsalicylsyre som et system af to koblede reaktioner, begge med 1. ordens kinetik.
Hvordan foregår øvelsen?
Du laver øvelsen i grupper med andre studerende. I grupperne fremstiller I opløsninger af acetylsalicylsyre. Ved hjælp af et spektrofotometer måler I på koncentrationen af nedbrydningsstoffet salicylsyre over tid og ved forskellige temperaturer og/eller pH-værdier.
Efter øvelsen vil alle dagens måledata blive delt mellem deltagerne, og I analyserer data mht. reaktionsorden, aktiveringsenergi, etc.
Hvilke faciliteter kommer du til at bruge?
Du skal arbejde i et af DTU Kemis laboratorier, hvor du får adgang til termostatbade til at styre temperaturen præcist og UV/Vis-spektrofotometre til at måle koncentrationer af stoffer i opløsning.
Organisk kemi: Du kan give dit projektet en organisk kemi-vinkel ved fx at diskutere reaktionsmekanismen for hydrolyse af acetylsalicylsyre.
Biologi: Du kan give dit projektet en biologisk vinkel ved at diskutere hvor/hvordan lægemidler nedbrydes og optages i kroppen. Herunder kan du beskrive kinetikken på organniveau ved hjælp af "kompartmentmodeller”, såkaldt farmakokinetik.
Matematik: Matematisk kan du udvide beskrivelsen med endnu et reaktionstrin med 1. ordens kinetik, dvs. et system af to koblede 1. ordens, irreversible reaktionstrin. Denne model kan relativt simpelt løses og analyseres analytisk.
- Kl. 9:00: Velkommen, gennemgang af øvelsen, holdopdeling
- Kl. ca. 9:30: Reaktionerne startes og de første målinger foretages i laboratoriet sammen med en af instituttets laboranter.
- Kl. ca. 10:00: Den ene halvdel af hver gruppe arbejder videre i laboratoriet sammen med en af instituttets laboranter. Den anden halvdel af hver gruppe arbejder med dataanalyse af udleverede data.
- Kl. 12:00–12:30: Frokost: Der er mulighed for at købe frokost i DTU-kantinen, eller spise medbragt madpakke.
- Kl. 12:30: Der byttes, så den anden halvdel af hver gruppe arbejder i laboratoriet sammen med en af instituttets laboranter, mens de andre arbejder med dataanalyse af udleverede data.
- Kl. ca. 14:30: Dagen afsluttes.
Efterfølgende vil alle dagens opsamlede måledata blive distribueret til alle deltagere.
I forbindelse med spørgsmål til dataanalyse og den matematiske del af øvelsen kan instituttets studielektor kontaktes.
De indsamlede måledata består af serier af sammenhørende værdier af tid og absorbans.
Der vil være en serie for hver kombination af temperatur og pH, der bliver målt på dagen.
De indsamlede måledata kan behandles til at opnå oplysninger om reaktionskinetikken for hydrolysen af acetylsalicylsyre.
Når du har tilmeldt dig, vil du få tilsendt en øvelsesvejledning, som du skal læse som forberedelse til øvelsen. Du får også tilsendt litteratur om emnet, som du kan bruge til videre inspiration.
Relevante gymnasiefag
- Biologi: Nedbrydningen af et lægemiddel er biologisk relevant.
- Fysik: Den matematiske del af øvelsen beskriver også henfald af radioaktive isotoper.
- Kemi: Reaktionskinetik, Lambert-Beers lov og eksperimentelle målinger i laboratoriet er alle kemisk relevante.
- Matematik: Løsningen af koblede differentialligninger.
Kan kombineres med:
- Kemi
- Matematik
Faglige nøgleord
- Kinetik
- Koblede differentialligninger
- Aspirin
- Temperatur- og pH-afhængighed
- Lambert-Beers lov
- Medicinalkemi
- Reaktionsorden