907 resultados para Biorelevant Media, FaSSIF, FaSSIF-C, Dynamic light scattering, Neutron scattering


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Biorelevante Medien sind entwickelt worden, um die Bedingungen im Magen-Darm-Trakt vor und nach der Mahlzeit zu imitieren. Mit FaSSIF und FeSSIF wurden Medien eingeführt, die nicht nur die pH- und Puffer-Kapazität des Dünndarms widerspiegeln, sondern auch Lipid und physiologische Tensid-Arten enthalten. Diese Medien (FaSSIF-V2 und FaSSlFmod6.5) wurden für Bioverfügbarkeitstudien in der Medikamentenentwicklung im Laufe der Jahre kontinuierlich weiterentwickelt. Dennoch sind die auf dem Markt verfügbaren Medien immer noch nicht in der Lage, die realen physiologischen Bedingungen zu simulieren. In der jetzigen Zusammensetzung sind nicht alle Kompetenten enthalten, welche natürlicher Weise im Duodenum vorkommen. Darüber hinaus wird nur eine 1:5 Verdünnung von FeSSIF zu FaSSIF angenommen, die individuelle Wasserzufuhr bei Medikamentengabe wird hierdurch jedoch nur eingeschränkt simuliert, obwohl diese von Patient zu Patient schwanken kann. rnZiel dieser Dissertation war die Verbesserung der Vorhersage der Auflösung und Absorption lipophiler Arzneistoffe durch Simulation der Bedingungen im zweiten Teil des Zwölffingerdarms mit neuen biorelevanten Medien, sowie unter Einwirkung zusätzlicher Detergention als Wirkstoffträger. rnUm den Effekt der Verdünnungsrate und Zeit im Dünndarm zu untersuchen, wurde die Entwicklung der Nanopartikel in der Magen-Darm-Flüssigkeit FaSSIFmod6.5 zu verschiedenen Zeitpunkten und Wassergehalten untersucht. Dafür wurden kinetische Studien an verschieden konzentrierten Modellmedien nach Verdünnungssprung untersucht. Das Modell entspricht der Vermischung der Gallenflüssigkeit mit dem Darminhalt bei variablem Volumen. Die Ergebnisse zeigen, dass Art und Größe der Nanopartikel stark von Verdünnung und Einirkungszeit abhängen. rnrnDie menschliche Darmflüssigkeit enthält Cholesterin, welches in allen früheren Modellmedien fehlt. Daher wurden biokompatible und physiologische Modellflüssigkeiten, FaSSIF-C, entwickelt. Der Cholesteringehalt von FaSSIF - 7C entspricht der Gallenflüssigkeit einer gesunden Frau, FaSSIF - 10C der einer gesunden männlichen Person und FaSSIF - 13C der in einigen Krankheitszuständen. Die intestinale Teilchen-Struktur-Untersuchung mit dynamische Lichtstreuung (DLS) und Neutronen-Kleinwinkelstreuung (SANS) ergab, dass die Korngröße von Vesikeln mit zunehmender Cholesterin-Konzentration abnahm. Zu hohe Cholesterin-Konzentration bewirkte zusätzlich sehr große Partikel, welche vermutlich aus Cholesterin-reichen “Disks“ bestehen. Die Löslichkeiten einiger BCS Klasse II Wirkstoffe (Fenofibrat, Griseofulvin, Carbamazepin, Danazol) in diesen neuen Medien zeigten, dass die Löslichkeit in unterschiedlicher Weise mit der Cholesteringehalt zusammen hing und dieser Effekt selektiv für die Droge war. rnDarüber hinaus wurde die Wirkung von einigen Tensiden auf die kolloidale Struktur und Löslichkeit von Fenofibrat in FaSSIFmod6.5 und FaSSIF -7C untersucht. Struktur und Löslichkeit waren Tensid- und Konzentrations-abhängig. Im Falle von FaSSIFmod6.5 zeigten die Ergebnisse eine dreifache Verzweigung der Lösungswege. Im Bereich mittlerer Tensidkonzentration wurde eine Löslichkeitslücke der Droge zwischen der Zerstörung der Galle-Liposomen und der Bildung von Tensid-reichen Mizellen beobachtet. In FaSSIF - 7C, zerstörten Tenside in höherer Konzentration die Liposomenstruktur trotz der allgemeinen Stabilisierung der Membranen durch Cholesterin. rnDie in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse ergeben, dass die Anwesenheit von Cholesterin als eine fehlende Komponente der menschlichen Darmflüssigkeit in biorelevanten Medien wichtig ist und dazu beitragen kann, das in vivo Verhalten schwerlöslicher Arzneistoffe im Körper besser vorhersagen zu können. Der Verdünnungsgrad hat einen Einfluss auf die Nanopartikel-Struktur und Tenside beeinflussen die Löslichkeit von Medikamenten in biorelevanten Medien: Dieser Effekt ist sowohl von der Konzentration das Tensids abhängig, als auch dessen Typ.rnrn

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The interaction between the nonionic surfactant C(12)E(5) and a high molar mass (M = 5.94 x 10(5)) poly(ethylene oxide) (PEG) in aqueous solution has been examined as a function of temperature by dynamic light scattering and fluorescence methods over a broad concentration range. Clusters of small surfactant micelles form within the PEO coil, leading to its extension. The hydrodynamic radius of the complex increases strongly with temperature as well as with the concentrations of surfactant and polymer. At high concentrations of the surfactant, the coil/micellar cluster complex coexists with free C(12)E(5) micelles in the solution. Fluorescence quenching measurements show a moderate micellar growth from 155 to 203 monomers in PEO-free solutions of C(12)E(5) over a wide concentration range (0.02-2.5%) at 8 degrees C. Below 0.25% C(12)E(5), the average aggregation number (N) of the micelles is smaller in the presence of PEO than in its absence. However, N increases with increasing surfactant concentration up to a plateau value of about 270 at about 1.2% (ca. 30 mM) C(12)E(5). At high surfactant concentrations, N is larger in the presence of polymer than in its absence, a finding which is connected to a significant lowering of the clouding temperature due to the PEO at these compositions. Similar results of increasing aggregation number followed by a plateau were also found at a fixed concentration of surfactant (2.5%) and varied PEO.

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Dynamic light scattering measurements have been made to elucidate changes in the coil conformation of a high molecular weight poly(ethylene oxide) (PEG) fraction when the non-ionic surfactant C(12)E(5) is present in dilute solutions. The measurements were made at 20 degrees C as functions of(a) the C(12)E(5) concentration at constant PEO concentration, (b) the PEO concentration at constant C(12)E(5) concentration, and (c) the C(12)E(5)/PEO concentration ratio. The influence of temperature on the interactions in terms of the relaxation time distributions was also examined up to the cloud point. It was found that when the C(12)E(5)/PEO weight ratio was >2 and when the temperature was >14 degrees C, the correlation functions became bimodal with well-separated components. The fast mode derives fi om individual surfactant micelles which are present in the solution at high number density. The appearance of the slow mode, which dominates the scattering, is interpreted as resulting from the formation of micellar clusters due to an excluded-volume effect when the high molar mass (M = 6 x 10(5)) PEO is added to the surfactant solution. It is shown that the micellar clusters form within the PEO coils and lead to a progressive swelling of the latter for steric reasons. The dimensions of the PEO/C(12)E(5) complex increase with increasing surfactant concentration to a value of R(H) approximate to 94 nm (R(g) approximate to 208 nm) at C-C12E5 = 3.5%. Fluorescence quenching measurements show that the average aggregation number of C(12)E(5) increases significantly on addition of the high molar mass PEG. With increasing temperature toward the cloud point the clusters increase in number density and/or become larger. The cloud point is substantially lower than that for C12E5 in water solution and is strongly dependent on the PEO concentration.

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Using a recently developed laser light-scattering (LLS) procedure, we accomplished the characterization of a broadly distributed unfractionated phenolphthalein poly(aryl ether ketone) (PEK-C) in CHCl3 at 25 degrees C. The laplace inversion of precisely measured intensity-intensity time correlation function from dynamic LLS leads us first to an estimate of the characteristic line-width distribution G(Gamma) and then to the translational diffusion coefficient distribution G(D). By using a previously established calibration of D (cm(2)/s) = 2.37 X 10(-4)M(-0.57), were able to convert G(D) into a differential weight distribution f(w)(M). The weight-average molecular weight M(w) calculated from f(w)(M) agrees well with that directly measured in static LLS. Our results indicate that both the calibration and LLS procedure used in this study are ready to be applied as a routine method for the characterization of the molecular weight distribution of PEK-C. (C) 1996 John Wiley & Sons, Inc.

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Dynamic light scattering has been used to investigate ternary aqueous solutions of n-dodecyl octaoxyethylene glycol monoetber (C12E8) with high molar mass poly(ethylene oxide) (PEO). The measurements were made at 20 °C, always below the cloud point temperature (Tc) of the mixed solutions. The relaxation time distributions are bimodal at higher PEO and surfactant concentrations, owing to the preacute of free surfactant micelles, which coexist with the slower component, representing the polymer coil/micellar cluster comptex. As the surfactant concentration is increased, the apparent hydrodynamic radius (RH) of the coil becomes progressively larger. It is suggested that the complex structure consists of clusters of micelles sited within the polymer coil, as previously concluded for the PEO-C12E8-water system. However. C12E8 interacts less strongly than C12E8 with PEO; at low concentrations of surfactant the complex does not contribute significantly to the total scattered intensity. The perturbation of the PEO coil radius with C12E8 is also smaller than that in the C12E8 system. The addition of PEO strongly decreases the clouding temperature of the system, as previously observed for C12E8/PEO mixtures in solution Addition of PEO up to 0.2% to C12E8 (10 wt %) solutions doss not alter the aggregation number (Nagg) of the micelles probably because the surfactant monomers are equally partitioned as bound and unbound micelles. The critical micelle concentration (cmc), obtained from the I1/I3 ratio (a measure of the dependence of the vibronic band intensities on the pyrene probe environment), does not change when PEO is added, suggesting that for neutral polymer/surfactant systems the trends in Nagg and the cmc do not unambiguously reflect the strength of interaction.

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Dynamic light scattering (DLS) has become a primary nanoparticle characterization technique with applications from materials characterization to biological and environmental detection. With the expansion in DLS use from homogeneous spheres to more complicated nanostructures, comes a decrease in accuracy. Much research has been performed to develop different diffusion models that account for the vastly different structures but little attention has been given to the effect on the light scattering properties in relation to DLS. In this work, small (core size < 5 nm) core-shell nanoparticles were used as a case study to measure the capping thickness of a layer of dodecanethiol (DDT) on Au and ZnO nanoparticles by DLS. We find that the DDT shell has very little effect on the scattering properties of the inorganic core and hence can be ignored to a first approximation. However, this results in conventional DLS analysis overestimating the hydrodynamic size in the volume and number weighted distributions. By introducing a simple correction formula that more accurately yields hydrodynamic size distributions a more precise determination of the molecular shell thickness is obtained. With this correction, the measured thickness of the DDT shell was found to be 7.3 ± 0.3 Å, much less than the extended chain length of 16 Å. This organic layer thickness suggests that on small nanoparticles, the DDT monolayer adopts a compact disordered structure rather than an open ordered structure on both ZnO and Au nanoparticle surfaces. These observations are in agreement with published molecular dynamics results.

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Dynamic light scattering (DLS), time-resolved fluorescence quenching (TRFQ), and isothermal titration microcalorimetry have been used to show that, in dilute solution, low molecular weight poly(ethylene glycol) (PEG, M-w = 12 kDa) interacts with the nonionic surfactant octaethylene glycol n-dodecyl monoether, C12E8, to form a complex. Whereas the relaxation time distributions for the binary C12E8/water and PEG/water systems are unimodal, in the ternary mixtures they may be either uni- or bimodal depending on the relative concentrations of the components. At low concentrations of PEG or surfactant, the components of the relaxation time distribution are unresolvable, but the distribution becomes bimodal at higher concentrations of either polymer or surfactant. For the ternary system in excess surfactant, we ascribe, on the basis of the changes in apparent hydrodynamic radii and the scattered intensities, the fast mode to a single micelle, the surface of which is associated with the polymer and the slow mode to a similar complex but containing two or three micelles per PEG chain. Titration microcalorimetry results show that the interaction between C12E8, and PEG is exothermic and about 1 kJ mol(-1) at concentrations higher than the CMC of C12E8. The aggregation number, obtained by TRFQ, is roughly constant when either the PEG or the C12E8 concentration is increased at a given concentration of the second component, owing to the increasing amount of surfactant micelles inside the complex.

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Glossoscolex paulistus (HbGp) hemoglobin is an oligomeric protein, presenting a quaternary structure constituted by 144 globin and 36 non-globin chains (named linkers) with a total molecular mass of 3.6MDa. SDS effects on the oxy-HbGp thermal stability were studied, by DLS and SAXS, at pH 5.0, 7.0 and 9.0. DLS and SAXS data show that the SDS-oxy-HbGp interactions induce a significant decrease of the protein thermal stability, with the formation of larger aggregates, at pH 5.0. At pH 7.0, oxy-HbGp undergoes complete oligomeric dissociation, with increase of temperature, in the presence of SDS. Besides, oxy-HbGp 3.0mg/mL, pH 7.0, in the presence of SDS, has the oligomeric dissociation process reduced as compared to 0.5mg/mL of protein. At pH 9.0, oxy-HbGp starts to dissociate at 20°C, and the protein is totally dissociated at 50°C. The thermal dissociation kinetic data show that oxy-HbGp oligomeric dissociation at pH 7.0, in the presence of SDS, is strongly dependent on the protein concentration. At 0.5mg/mL of protein, the oligomeric dissociation is complete and fast at 40 and 42°C, with kinetic constants of (2.1±0.2)×10-4 and (5.5±0.4)×10-4s-1, respectively, at 0.6mmol/L SDS. However, at 3.0mg/mL, the oligomeric dissociation process starts at 46°C, and only partial dissociation, accompanied by aggregates formation is observed. Moreover, our data show, for the first time, that, for 3.0mg/mL of protein, the oligomeric dissociation, denaturation and aggregation phenomena occur simultaneously, in the presence of SDS. Our present results on the surfactant-HbGp interactions and the protein thermal unfolding process correspond to a step forward in the understanding of SDS effects. © 2013 Elsevier B.V.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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Transportprozesse von anisotropen metallischen Nanopartikeln wie zum Beispiel Gold-Nanostäbchen in komplexen Flüssigkeiten und/oder begrenzten Geometrien spielen eine bedeutende Rolle in einer Vielzahl von biomedizinischen und industriellen Anwendungen. Ein Weg zu einem tiefen, grundlegenden Verständnis von Transportmechanismen ist die Verwendung zweier leistungsstarker Methoden - dynamischer Lichtstreuung (DLS) und resonanzverstärkter Lichtstreuung (REDLS) in der Nähe einer Grenzfläche. In dieser Arbeit wurden nanomolare Suspensionen von Gold-Nanostäbchen, stabilisiert mit Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB), mit DLS sowie in der Nähe einer Grenzfläche mit REDLS untersucht. Mit DLS wurde eine wellenlängenabhängige Verstärkung der anisotropen Streuung beobachtet, welche sich durch die Anregung von longitudinaler Oberflächenplasmonenresonanz ergibt. Die hohe Streuintensität nahe der longitudinalen Oberflächenplasmonenresonanzfrequenz für Stäbchen, welche parallel zum anregenden optischen Feld liegen, erlaubte die Auflösung der translationalen Anisotropie in einem isotropen Medium. Diese wellenlängenabhängige anisotrope Lichtstreuung ermöglicht neue Anwendungen wie etwa die Untersuchung der Dynamik einzelner Partikel in komplexen Umgebungen mittels depolarisierter dynamischer Lichtstreuung. In der Nähe einer Grenzfläche wurde eine starke Verlangsamung der translationalen Diffusion beobachtet. Hingegen zeigte sich für die Rotation zwar eine ausgeprägte aber weniger starke Verlangsamung. Um den möglichen Einfluss von Ladung auf der festen Grenzfläche zu untersuchen, wurde das Metall mit elektrisch neutralem Polymethylmethacrylat (PMMA) beschichtet. In einem weiteren Ansatz wurde das CTAB in der Gold-Nanostäbchen Lösung durch das kovalent gebundene 16-Mercaptohexadecyltrimethylammoniumbromid (MTAB) ersetzt. Daraus ergab sich eine deutlich geringere Verlangsamung.

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Die Kontroverse über den Glasübergang im Nanometerbereich, z. B. die Glas¬über¬gangs-temperatur Tg von dünnen Polymerfilmen, ist nicht vollständig abgeschlossen. Das dynamische Verhalten auf der Nanoskala ist stark von den einschränkenden Bedingungen abhängig, die auf die Probe wirken. Dünne Polymerfilme sind ideale Systeme um die Dynamik von Polymerketten unter der Einwirkung von Randbedingungen zu untersuchen, wie ich sie in dieser Arbeit variiert habe, um Einblick in dieses Problem zu erhalten.rnrnResonanzverstärkte dynamische Lichtstreuung ist eine Methode, frei von z.B. Fluoreszenzmarkern, die genutzt werden kann um in dünnen Polymerfilmen dynamische Phänomene

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An initial stage of fibrillogenesis in solutions of glutathione S-transferase-huntingtin (GST-HD) fusion proteins has been studied by using dynamic light scattering. Two GST-HD systems with poly-l-glutamine (polyGln) extensions of different lengths (20 and 51 residues) have been examined. For both systems, kinetics of z-average translation diffusion coefficients (Dapp) and their angular dependence have been obtained. Our data reveal that aggregation does occur in both GST-HD51 and GST-HD20 solutions, but that it is much more pronounced in the former. Thus, our approach provides a powerful tool for the quantitative assay of GST-HD fibrillogenesis in vitro.