Transport, atom blockade and output coupling in a Tonks-Girardeau gas

Recent landmark experiments have demonstrated how quantum mechanical impurities can be created within strongly correlated quantum gases and used to probe the coherence properties of these systems. Here we present a theoretical model to simulate such an output coupler for a Tonks- Girardeau gas that shows excellent agreement with the experimental results for atom transport and output coupling. The solid theoretical basis our model provides allows us to explore non-equilibrium transport phenomena in ultra-cold quantum gases and leads us to predict a regime of atom blockade, where the impurity component becomes localised in the parent cloud despite the presence of gravity. We show that this provides a stable mixed-species quantum gas in the strongly correlated limit.

Collective decoherence of cold atoms coupled to a Bose-Einstein condensate

We examine the time evolution of cold atoms (impurities) interacting with an environment consisting of a degenerate bosonic quantum gas. The impurity atoms differ from the environment atoms, being of a different species. This allows one to superimpose two independent trapping potentials, each being effective only on one atomic kind, while transparent to the other. When the environment is homogeneous and the impurities are confined in a potential consisting of a set of double wells, the system can be described in terms of an effective spin-boson model, where the occupation of the left or right well of each site represents the two (pseudo)-spin states. The irreversible dynamics of such system is here studied exactly, i.e. not in terms of a Markovian master equation. The dynamics of one and two impurities is remarkably different in respect of the standard decoherence of the spin-boson system. In particular, we show: (i) the appearance of coherence oscillations, (ii) the presence of super and subdecoherent states that differ from the standard ones of the spin-boson model, and (iii) the persistence of coherence in the system at long times. We show that this behaviour is due to the fact that the pseudospins have an internal spatial structure. We argue that collective decoherence also prompts information about the correlation length of the environment. In a one-dimensional (1D) configuration, one can change even more strongly the qualitative behaviour of the dephasing just by tuning the interaction of the bath.

An analysis of VUV C (IV) emission from the JET divertor giving measurements of electron temperatures

A description of the radiation emitted by impurities from within a plasma is crucial if spectral line intensities are to be used in detailed studies, such as the analysis of impurity transport. The simplest and most direct check that can be made on measurements of line intensities is to analyse their ratios with other lines from the same ion. This avoids uncertainties in determining the volume of the emitting plasma and the absolute sensitivity calibration of the spectrometer and, in some cases, the need even for accurate measurements of parameters such as electron density. Consistency is required between the measured line intensity ratios and the theoretical values. The expected consistency has not been found for radiation emitted from the JET scrape-off layer (e.g. Lawson et al 2009a JINST 4 P04013), meaning that the description of the spectral line intensities of impurity emission from the plasma edge is incomplete. In order to gain further understanding of the discrepancies, an analysis has been carried out for emission from the JET divertor plasma and this is reported in this paper. Carbon was the main low Z intrinsic impurity in JET and an analysis of spectral line intensity ratios has been made for the C (IV) radiation emitted from the JET divertor. In this case, agreement is found between the measured and theoretical ratios to a very high accuracy, namely to within the experimental uncertainty of similar to +/- 10%. This confirms that the description of the line intensities for the present observations is complete. For some elements and ionization stages, an analysis of line intensity ratios can lead to the determination of parameters such as the electron temperature of the emitting plasma region and estimates of the contribution of recombination to the electron energy level populations. This applies to C (IV) and, to show the value and possibilities of the spectral measurements, these parameters have been calculated for a database of Ohmic and additionally heated phases of a large number of pulses. The importance of dielectronic, radiative and charge-exchange recombination as well as ionization has been investigated. In addition, the development of T-e throughout two example discharges is illustrated. The presented results indicate a number of areas for further investigation.

The role of Na surface species on oxygen charge transfer in the Pt/YSZ system

The role of sodium surface species in the modification of a platinum (Pt) catalyst film supported on 8 mol% yttria-stabilised-zirconia (YSZ) was investigated under a flow of 20 kPa oxygen at 400 °C. Cyclic and linear sweep voltammetry were used to investigate the kinetics of the oxygen charge transfer reaction. The Pt/YSZ systems of both ‘clean’ and variable-coverage sodium-modified catalyst surfaces were also characterised using SEM, XPS and work function measurements using the Kelvin probe technique.

Samples with sodium coverage from 0.5 to 100% were used. It was found that sodium addition modifies the binding energy of oxygen onto the catalyst surface. Cyclic voltammetry experiments showed that higher overpotentials were required for oxygen reduction with increasing sodium coverage. In addition, sodium was found to modify oxygen storage and/or adsorption and diffusion increasing current densities at higher cathodic overpotential. Ex situ XPS measurements showed the presence of sodium hydroxide, carbonate and/or oxide species on the catalyst surface, while the Kelvin probe technique showed a decrease of approximately 250 meV in the work function of samples with more than 50% sodium coverage (compared to a nominally ‘clean’ sample).

Interstitial Nitrogen in Diamond – Optical and EPR Studies

Nitrogen is one of the most common impurities in diamond. On a substitutional site it acts as a deep donor, approximately 1.7 eV below the conduction band. Irradiation of nitrogen containing diamond and subsequent annealing creates the nitrogen vacancy centre, which has recently attracted much attention for quantum information processing application. Another possible product of irradiation and annealing of nitrogen containing diamond is interstitial nitrogen. Presumably, a mobile carbon interstitial migrates to a substitutional nitrogen to produce an interstitial nitrogen complex which may or may not be mobile. The configuration(s) of interstitial nitrogen related defects (e.g. bond centred, [001]-split) are not known. An infra-red (IR) absorption peak at 1450 cm-1 labelled H1a has been associated with an nitrogen interstitial complex. [1] Theoretical modelling suggested that this IR local mode is due to a bond centred nitrogen interstitial [2]. However, more recent modelling [3] suggests that this defect is mobile at temperatures were H1a is stable and instead assign H1a to two nitrogen atoms occupying a single lattice site in a [001]-split configuration. To date no electron paramagnetic resonance (EPR) spectra have been conclusively associated with an interstitial nitrogen defect.

In this study we present data from new EPR and optical absorption studies in combination with uniaxial stress of nitrogen interstitial related defects in electron irradiated and annealed nitrogen doped diamond. These measurements yield symmetry information about the defects allowing us to determine which of the proposed models are possible. EPR spectra of nitrogen interstitial related defects in samples isotopically enriched with 15N are reported and we show that these explain the lack of previous EPR data for these defects. Correlations between the IR absorbance and the integrated intensity of the new EPR defects are studied for varying irradiation doses and annealing temperatures.

Heterogeneous oxidation of pyrimidine and alkyl thioethers in ionic liquids over mesoporous Ti or Ti/Ge catalysts

Heterogeneous catalytic oxidation of a series of thioethers (2-thiomethylpyrimidine, 2-thiomethyl-4,6-dimethyl-pyrimidine, 2-thiobenzylpyrimidine, 2-thiobenzyl-4,6-dimethylpyrimidine, thioanisole, and n-heptyl methyl sulfide) was performed in ionic liquids by using MCM-41 and UVM-type mesoporous catalysts containing Ti, or Ti and Ge. A range of triflate, tetrafluoroborate, trifluoroacetate, lactate and bis(trifluoromethanesulfonyl)imide-based ionic liquids were used. The oxidations were carried out by using anhydrous hydrogen peroxide or the urea-hydrogen peroxide adduct and showed that ionic liquids are very effective solvents, achieving greater reactivity and selectivity than reactions performed in dioxane. The effects of halide and acid impurities on the reactions were also investigated. Recycling experiments on catalysts were carried out in order to evaluate Ti leaching and its effect on activity and selectivity.

Entanglement control via reservoir engineering in ultracold atomic gases

We study the entanglement of two impurity qubits immersed in a Bose-Einstein condensate (BEC) reservoir. This open quantum system model allows for interpolation between a common dephasing scenario and an independent dephasing scenario by modifying the wavelength of the superlattice superposed to the BEC, and how this influences the dynamical properties of the impurities. We demonstrate the existence of rich dynamics corresponding to different values of reservoir parameters, including phenomena such as entanglement trapping, revivals of entanglement, and entanglement generation. In the spirit of reservoir engineering, we present the optimal BEC parameters for entanglement generation and trapping, showing the key role of the ultracold-gas interactions. Copyright (C) EPLA, 2013

Influence of chloride, water, and organic solvents on the physical properties of ionic liquids

We report here the first systematic study of the effect of impurities and additives (e.g., water, chloride, and cosolvents) on the physical properties of room-temperature ionic liquids. Remarkably, it was discovered that the viscosity of mixtures was dependent mainly on the mole fraction of added molecular solvents and only to a lesser extent upon their identity, allowing viscosity changes during the course of a reaction to be entirely predictable. While the addition of such molecular solvents decreases the viscosity and density, chloride impurities, arising from the preparation of the ionic liquids, increase viscosity dramatically. The commonly used methods of preparation were validated with respect to chloride impurity.

Techno-Economic Feasibility of Selective CO2 Capture Processes from Biogas Streams using Ionic Liquids as Physical Absorbents

Biogas from anaerobic digestion of sewage sludge is a renewable resource with high energy content, which is formed mainly of CH4 (40-75 vol.%) and CO2 (15-60 vol.%) Other components such as water (H2O, 5-10 vol.%) and trace amounts of hydrogen sulfide and siloxanes can also be present. A CH4-rich stream can be produced by removing the CO2 and other impurities so that the upgraded bio-methane can be injected into the natural gas grid or used as a vehicle fuel. The main objective of this paper is to develop a new modeling methodology to assess the technical and economic performance of biogas upgrading processes using ionic liquids which physically absorb CO2. Three different ionic liquids, namely the 1-ethyl-3-methylimidazolium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide, 1-hexyl-3-methylimidazoliumbis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide and trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide, are considered for CO2 capture in a pressure-swing regenerative absorption process. The simulation software Aspen Plus and Aspen Process Economic Analyzer is used to account for mass and energy balances as well as equipment cost. In all cases, the biogas upgrading plant consists of a multistage compressor for biogas compression, a packed absorption column for CO2 absorption, a flash evaporator for solvent regeneration, a centrifugal pump for solvent recirculation, a pre-absorber solvent cooler and a gas turbine for electricity recovery. The evaluated processes are compared in terms of energy efficiency, capital investment and bio-methane production costs. The overall plant efficiency ranges from 71-86 % whereas the bio-methane production cost ranges from £6.26-7.76 per GJ (LHV). A sensitivity analysis is also performed to determine how several technical and economic parameters affect the bio-methane production costs. The results of this study show that the simulation methodology developed can predict plant efficiencies and production costs of large scale CO2 capture processes using ionic liquids without having to rely on gas solubility experimental data.

Novel materials based on chitosan, its derivatives and cellulose fibres

O presente trabalho tem como principal objectivo o desenvolvimento de novos materiais baseados em quitosano, seus derivados e celulose, na forma de nanofibras ou de papel. Em primeiro lugar procedeu-se à purificação das amostras comerciais de quitosano e à sua caracterização exaustiva em termos morfológicos e físicoquímicos. Devido a valores contraditórios encontrados na literatura relativamente à energia de superfície do quitosano, e tendo em conta a sua utilização como precursor de modificações químicas e a sua aplicação em misturas com outros materiais, realizou-se também um estudo sistemático da determinação da energia de superfície do quitosano, da quitina e seus respectivos homólogos monoméricos, por medição de ângulos de contacto Em todas as amostras comerciais destes polímeros identificaram-se impurezas não polares que estão associadas a erros na determinação da componente polar da energia de superfície. Após a remoção destas impurezas, o valor da energia total de superfície (gs), e em particular da sua componente polar, aumentou consideravelmente. Depois de purificadas e caracterizadas, algumas das amostras de quitosano foram então usadas na preparação de filmes nanocompósitos, nomeadamente dois quitosanos com diferentes graus de polimerização, correspondentes derivados solúveis em água (cloreto de N-(3-(N,N,N-trimetilamónio)-2- hidroxipropilo) de quitosano) e nanofibras de celulose como reforço (celulose nanofibrilada (NFC) e celulose bacteriana (BC). Estes filmes transparentes foram preparados através de um processo simples e com conotação ‘verde’ pela dispersão homogénea de diferentes teores de NFC (até 60%) e BC (até 40%) nas soluções de quitosano (1.5% w/v) seguida da evaporação do solvente. Os filmes obtidos foram depois caracterizados por diversas técnicas, tais como SEM, AFM, difracção de raio-X, TGA, DMA, ensaios de tracção e espectroscopia no visível. Estes filmes são altamente transparentes e apresentam melhores propriedades mecânicas e maior estabilidade térmica do que os correspondentes filmes sem reforço. Outra abordagem deste trabalho envolveu o revestimento de folhas de papel de E. globulus com quitosano e dois derivados, um derivado fluorescente e um derivado solúvel em água, numa máquina de revestimentos (‘máquina de colagem’) à escala piloto. Este estudo envolveu inicialmente a deposição de 1 a 5 camadas do derivado de quitosano fluorescente sobre as folhas de papel de forma a estudar a sua distribuição nas folhas em termos de espalhamento e penetração, através de medições de reflectância e luminescência. Os resultados mostraram que, por um lado, a distribuição do quitosano na superfície era homogénea e que, por outro lado, a sua penetração através dos poros do papel cessou após três deposições. Depois da terceira camada verificou-se a formação de um filme contínuo de quitosano sobre a superfície do papel. Estes resultados mostram que este derivado de quitosano fluorescente pode ser utilizado como marcador na optimização e compreensão de mecanismos de deposição de quitosano em papel e outros substratos. Depois de conhecida a distribuição do quitosano nas folhas de papel, estudou-se o efeito do revestimento de quitosano e do seu derivado solúvel em água nas propriedades finais do papel. As propriedades morfológicas, mecânicas, superficiais, ópticas, assim como a permeabilidade ao ar e ao vapor de água, a aptidão à impressão e o envelhecimento do papel, foram exaustivamente avaliadas. De uma forma geral, os revestimentos com quitosano e com o seu derivado solúvel em água tiveram um impacto positivo nas propriedades finais do papel, que se mostrou ser dependente do número de camadas depositadas. Os resultados também mostraram que os papéis revestidos com o derivado solúvel em água apresentaram melhores propriedades ópticas, aptidão à impressão e melhores resultados em relação ao envelhecimento do que os papéis revestidos com quitosano. Assim, o uso de derivados de quitosano solúveis em água em processos de revestimento de papel representa uma estratégia bastante interessante e sustentável para o desenvolvimento de novos materiais funcionais ou na melhoria das propriedades finais dos papéis. Por fim, tendo como objectivo valorizar os resíduos e fracções menos nobres da quitina e do quitosano provenientes da indústria transformadora, estes polímeros foram convertidos em polióis viscosos através de uma reacção simples de oxipropilação. Este processo tem também conotação "verde" uma vez que não requer solvente, não origina subprodutos e não exige nenhuma operação específica (separação, purificação, etc) para isolar o produto da reacção. As amostras de quitina e quitosano foram pré-activadas com KOH e depois modificadas com um excesso de óxido de propileno (PO) num reactor apropriado. Em todos os casos, o produto da reacção foi um líquido viscoso composto por quitina ou quitosano oxipropilados e homopolímero de PO. Estas duas fracções foram separadas e caracterizadas.

Estudo óptico de cristais e heterostruturas de CdTe

Neste trabalho privilegiam-se as técnicas ópticas, nomeadamente a fotoluminescência a transmissão, a reflexão e a difusão de Raman na caracterização de defeitos e impurezas em cristais e heterostruturas de CdTe/GaAs. No primeiro capítulo efectua-se uma revisão sucinta das propriedades dos compostos II-VI e são colocados os problemas a investigar. O segundo capítulo é dedicado a alguns aspectos teóricos relevantes para a análise dos resultados obtidos nos capítulos quatro a nove. O equipamento utilizado e as experiências realizadas são descritas no terceiro capítulo. A caracterização por espectroscopia de luminescência do tipo de transições e dos defeitos envolvidos nas amostras de fábrica é efectuada com detalhe no quarto capítulo. Neste capítulo são analisadas ainda as emissões devidas a desvios estequiométricos causados pelo recozimento com excesso e defeito de Cd. No capítulo cinco são estudadas por fotoluminescência amostras dopadas intencionalmente com oxigénio por difusão e mostra-se que este elemento se comporta como trapa isoelectrónica no CdTe tal como acontece no ZnTe. Neste capítulo são estudadas também amostras dopadas com ferro pelo mesmo método e são apresentadas as dificuldades em colocar este dopante em sítios substitucionais, nomeadamente no sítio do Cd. No sexto capítulo é estudada a região 1.4 eV, evidenciando o seu comportamento em função da temperatura e da potência de excitação, o seu perfil e a interacção electrãorede. No sétimo capítulo mostra-se que a técnica micro-Raman com luz visível coerente não permite extrair conclusões fiáveis acerca das inclusões de Te na superfície do CdTe, uma vez que a radiação ao ser focada nas amostras, induz a formação de aglomerados nos quais o Te é o elemento dominante. Neste capítulo calcula-se também a concentração de portadores livres através da interacção do plasmão com o fonão óptico longitudinal. O oitavo capítulo é dedicado ao estudo de camadas de CdTe/GaAs com diferentes espessuras nomeadamente na análise da distribuição das deslocações e da deformação na superfície em função da espessura. Os resultados obtidos são comparados através da largura a meia altura das curvas de DCXRD (“Double Crystal X Ray Diffraction”) e dos espectros de reflectância. Por fotoluminescência, são caracterizados os defeitos introduzidos durante o crescimento, são utilizados e desenvolvidos modelos complementares na distinção do tipo de transições ópticas obtidas. No nono capítulo, por espectroscopia de absorção e de reflexão em cristais de CdTe e em camadas de CdTe/GaAs na região reststrahlen são determinadas as frequências dos modos ópticos longitudinal e transversal com bastante precisão. Os resultados obtidos — pelas relações de dispersão de Kramers- Kronig — são simulados pelo modelo do oscilador harmónico classico, mostrando que ambos os métodos descrevem de forma semelhante o comportamento do CdTe nessa região sendo possível determinar as frequências ópticas transversal e longitudinal, as constantes dieléctrica óptica e estática e os coeficientes de amortecimento e de Szigeti. Nas heterostruturas e nas camadas mais espessas determina-se também a concentração de portadores de carga n. No décimo capítulo resumem-se as conclusões do trabalho e são abordados aspectos relacionados com desenvolvimentos possíveis de futuros trabalhos.

Caracterização e modificação de heteroestruturas de nitretos do grupo III

Os nitretos binários semicondutores do grupo III, e respetivos compostos, são vastamente estudados devido à sua possível aplicabilidade em dispositivos optoeletrónicos, tais como díodos emissores de luz (LEDs) e LASERs, assim como dispositivos para a eletrónica de elevadas temperatura, potência e frequência. Enquanto se concretizou a comercialização na última década de LEDs e LASERs recorrendo ao ternário In1-yGayN, estudos das propriedades fundamentais estruturais e óticas, assim como de técnicas de processamento no desenvolvimento de novas aplicações de outros ternários do grupo III-N encontram-se na sua fase inicial. Esta tese apresenta a investigação experimental de filmes finos epitaxiais de Al1-xInxN crescidos sobre camadas tampão de GaN e de Al1-yGayN e o estudo do recozimento e implantação de super-redes (SL) compostas por pontos quânticos de GaN (QD) envolvidos por camadas de AlN. Apesar do hiato energético do Al1-xInxN poder variar entre os 0,7 eV e os 6,2 eV e, por isso, numa gama, consideravelmente superior à dos ternários Al1-yGayN e InyGa1-yN, o primeiro é o menos estudado devido a dificuldades no crescimento de filmes com elevada qualidade cristalina. É efetuada, nesta tese, uma caracterização estrutural e composicional de filmes finos de Al1-xInxN crescidos sobre camadas tampão de GaN e de Al1-yGayN usando técnicas de raios-X, feixe de iões e de microscopia. Mostra-se que o Al1-xInxN pode ser crescido com elevada qualidade cristalina quando a epitaxia do crescimento se aproxima da condição de rede combinada do Al1-xInxN e da camada tampão (GaN ou Al1-yGayN), isto é, com conteúdo de InN de ~18%, quando crescido sobre uma camada de GaN. Quando o conteúdo de InN é inferior/superior à condição de rede combinada, fenómenos de relaxação de tensão e deterioração do cristal tais como o aumento da rugosidade de superfície prejudicam a qualidade cristalina do filme de Al1-xInxN. Observou-se que a qualidade dos filmes de Al1-xInxN depende fortemente da qualidade cristalina da camada tampão e, em particular, da sua morfologia e densidade de deslocações. Verificou-se que, dentro da exatidão experimental, os parâmetros de rede do ternário seguem a lei empírica de Vegard, ou seja, variam linearmente com o conteúdo de InN. Contudo, em algumas amostras, a composição determinada via espetrometria de retrodispersão de Rutherford e difração e raios-X mostra valores discrepantes. Esta discrepância pode ser atribuída a defeitos ou impurezas capazes de alterar os parâmetros de rede do ternário. No que diz respeito às SL dos QD e camadas de AlN, estudos de recozimento mostraram elevada estabilidade térmica dos QD de GaN quando estes se encontram inseridos numa matriz de AlN. Por implantação iónica, incorporou-se európio nestas estruturas e, promoveu-se a ativação ótica dos iões de Eu3+ através de tratamentos térmicos. Foram investigados os efeitos da intermistura e da relaxação da tensão ocorridos durante o recozimento e implantação nas propriedades estruturais e óticas. Verificou-se que para fluências elevadas os defeitos gerados por implantação são de difícil remoção. Contudo, a implantação com baixa fluência de Eu, seguida de tratamento térmico, promove uma elevada eficiência e estabilidade térmica da emissão vermelha do ião lantanídeo incorporado nos QD de GaN. Estes resultados são, particularmente relevantes, pois, na região espetral indicada, a eficiência quântica dos LEDs convencionais de InGaN é baixa.

Optimização e Validação da Produção de [13n]-Nh3 para Estudos Clínicos de Tomografia por Emissão de Positrões na Avaliação da Perfusão Miocárdica

A par das patologias oncológicas, as doenças do foro cardíaco, em particular a doença arterial coronária, são uma das principais causas de morte nos países industrializados, devido sobretudo, à grande incidência de enfartes do miocárdio. Uma das formas de diagnóstico e avaliação desta condição passa pela obtenção de imagens de perfusão miocárdica com radionuclídeos, realizada por Tomografia por Emissão de Positrões (PET). As soluções injectáveis de [15O]-H2O, [82Rb] e [13N]-NH3 são as mais utilizadas neste tipo de exame clínico. No Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS), a existência de um ciclotrão tem permitido a produção de uma variedade de radiofármacos, com aplicações em neurologia, oncologia e cardiologia. Recentemente, surgiu a oportunidade de iniciar exames clínicos com [13N]-NH3 para avaliação da perfusão miocárdica. É neste âmbito que surge a oportunidade do presente trabalho, pois antes da sua utilização clínica é necessário realizar a optimização da produção e a validação de todo o processo segundo as normas de Boas Práticas Radiofarmacêuticas. Após uma fase de optimização do processo, procedeu-se à avaliação dos parâmetros físico-químicos e biológicos da preparação de [13N]-NH3, de acordo com as indicações da Farmacopeia Europeia (Ph. Eur.) 8.2. De acordo com as normas farmacêuticas, foram realizados 3 lotes de produção consecutivos para validação da produção de [13N]-NH3. Os resultados mostraram um produto final límpido e ausente de cor, com valores de pH dentro do limite especificado, isto é, entre 4,5 e 8,5. A pureza química das amostras foi verificada, uma vez que relativamente ao teste colorimétrico, a tonalidade da cor da solução de [13N]-NH3 não era mais intensa que a solução de referência. As preparações foram identificadas como sendo [13N]-NH3, através dos resultados obtidos por cromatografia iónica, espectrometria de radiação gama e tempo de semi-vida. Por examinação do cromatograma obtido com a solução a ser testada, observou-se que o pico principal possuia um tempo de retenção aproximadamente igual ao pico do cromatograma obtido para a solução de referência. Além disso, o espectro de radiação gama mostrou um pico de energia 0,511 MeV e um outro adicional de 1,022 MeV para os fotões gama, característico de radionuclídeos emissores de positrões. O tempo de semi-vida manteve-se dentro do intervalo indicado, entre 9 e 11 minutos. Verificou-se, igualmente, a pureza radioquímica das amostras, correspondendo um mínimo de 99% da radioactividade total ao [13N], bem como a pureza radionuclídica, observando-se uma percentagem de impurezas inferiores a 1%, 2h após o fim da síntese. Os testes realizados para verificação da esterilidade e determinação da presença de endotoxinas bacterianas nas preparações de [13N]-NH3 apresentaram-se negativos.Os resultados obtidos contribuem, assim, para a validação do método para a produção de [13N]-NH3, uma vez que cumprem os requisitos especificados nas normas europeias, indicando a obtenção de um produto seguro e com a qualidade necessária para ser administrado em pacientes para avaliação da perfusão cardíaca por PET.

UHPLC-epäpuhtausmenetelmän kehittäminen ja validointi inhalaatiovalmisteelle

Tämän diplomityön tarkoituksena on kehittää menetelmä, jolla voidaan seurata inhalaatiovalmisteen sisältämiä epäpuhtauksia. Menetelmä kehitetään erittäin korkean suorituskyvyn kromatografialaitteistolle (Ultra High Performance Liquid Chromatography, UHPLC) jo olemassa olevan HPLC-epäpuhtausmenetelmän pohjalta. Uusi menetelmä kehitetään analyysiajan lyhentämiseksi ja erotuksen resoluution parantamiseksi. Työn kirjallisuusosa esittelee lyhyesti inhalaatiovalmisteet sekä nestekromatografian perusteet. Korkean erotuskyvyn nestekromatografia ja analysoinnin apuna käytettävät parametrit selvitetään laskukaavoineen. Kirjallisuusosa keskittyy epäpuhtausmenetelmän kehittämisen kulkuun ja menetelmän validoinnissa suoritettaviin kokeisiin. Soveltavassa osassa Orion Oyj:n kehitteillä olevalle kahden vaikuttavan aineen inhalaatiovalmisteelle kehitetään UHPLC-epäpuhtausmenetelmä kirjallisuusosiossa esitellyn menetelmäkehitysrungon pohjalta. Menetelmäkehityksen kulku ja analyysin olosuhteiden valinta esitellään pääpiirteittäin, jonka jälkeen kehitetty menetelmä validoidaan sille tehdyn validointisuunnitelman mukaisesti. Kehitetystä UHPLC-epäpuhtausmenetelmästä saatiin 16 minuuttia lyhyempi kuin vastaava HPLC-epäpuhtausmenetelmä. Myös analyysin resoluutio parantui merkittävästi. Toistuvien injektioiden jälkeen kromatogrammissa esiintyi kuitenkin häntimistä, joka johti merkittävään resoluution heikkenemiseen. Häntimisen syyksi epäiltiin toisen vaikuttavan aineen kiinnittymistä kolonnimateriaaliin, mutta sen estämiseksi ehdotetut toimenpiteet eivät sopineet kehitettyyn menetelmään.