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Synthese eines Polymerskeletts im hydrophilen Innenraum von ...

Synthese eines Polymerskeletts im hydrophilen Innenraum von ...

70 METHODEN besonders

70 METHODEN besonders geeignet ist und im Rahmen dieser Arbeit als Routineanalytik eingesetzt wurde, wird das Funktionsprinzip dieser Methode im Folgenden kurz erläutert. Die PCS ist ein analytisches Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Partikelgrößen-Verteilung in flüssigen, kolloiddispersen Systemen und ermöglicht eine schnelle Charakterisierung von liposomalen Zubereitungen (Goll et al. 1982, Ingebrigtsen & Brandl 2002). Von Vorteil ist, dass die Probe im Verlauf der Messung nicht zerstört wird und gegebenenfalls weiterverwendet werden kann. Das Messprinzip der PCS beruht auf der Abhängigkeit der Diffusionsgeschwindigkeit dispergierter Partikel von deren hydrodynamischen Durchmessern. Aufgrund der Brownschen Molekularbewegung befinden sich in Flüssigkeiten dispergierte Partikel stets in einem Diffusionsprozess. Je größer ein Partikel ist, desto langsamer erfolgt seine Diffusion. Der genaue Zusammenhang zwischen Diffusionskoeffizient und Partikelgröße wird durch die Stokes-Einstein Gleichung beschrieben. k ⋅T D = Gleichung 3.1 6 π η rhyd D Diffusionskoeffizient [m 2 · s -1 ] k Boltzmann-Konstante [N · m · K -1 ] T Temperatur [K] η dynamische Viskosität [N · s · m -2 ] rhyd hydrodynamischer Radius [m] Sind Temperatur und Viskosität des Mediums bekannt, so lässt sich durch Messung des Diffusionskoeffizienten der hydrodynamische Durchmesser eines Teilchens bestimmen. Im Photonen-Korrelationsspektrometer durchdringt ein Laserstrahl die Probe und wird an in der Probe dispergierten Partikeln gestreut. Mit einem Photomultiplier wird die Intensität des Streulichts (ggf. winkelabhängig) gemessen. Das Streulicht der Partikel kann dabei interferieren, wodurch am Photomultipier ein so genanntes Interferenzmuster auftrifft. Das interferierende Licht kann sich je nach Phasenlage in seiner Intensität verstärken oder abschwächen. Bewegen sich Partikel durch

METHODEN 71 Diffusion relativ zueinander, so verändert sich die Phasenlage des interferierenden Streulichts und es kommt zu Intensitätsschwankungen am Detektor, den so genannten Streulichtfluktuationen. Mit steigender Diffusionsgeschwindigkeit der dispergierten Partikel erhöht sich die Frequenz der Streulichtfluktuation. Die detektierten Streulichtfluktuationen werden geräteintern in eine Autokorrelationsfunktion überführt, die durch verschiedene mathematische Verfahren über die Diffusionskoeffizienten in Partikelgrößen(Verteilungen) umgerechnet werden kann. Letztlich erhält man Informationen über den mittleren hydrodynamischen Durchmesser (z-Average, z-Ave) sowie den Polydipersitätsindex, (PI), welcher ein Maß für die Breite der Partikelgrößen-Verteilung ist. Durchführung: Es kam ein Zetamaster S ® der Firma Malvern Instruments zum Einsatz. Das Anregungslicht des He-Ne-LASER-Strahls (λem = 670 nm) wurde durch eine 200 µm-Lochblende in die Probe eingestrahlt. Die Detektion des fluktuierenden Streulichts erfolgte im konstanten Winkel von 90°. Da sich die Liposomenkonzentration über die Countrate, auf den Polydipersitätsindex (PI) auswirkte, wurde in Vorversuchen die optimale Countrate ermittelt (Abbildung 3-8). Eine zu hohe Liposomenkonzentration (hohe Countrate) führte zu größeren PI und täuschte damit eine breitere Partikelgrößenverteilung in der Probe vor. Zu geringe Liposomenkonzentrationen (geringe Countrate) verlängerten die Analysendauer, ohne sich positiv auf den PI auszuwirken. Die Konzentration der liposomalen Zubereitung wurde so gewählt, dass die Countrate für die Messung im optimalen Bereich von 100 - 200 kcounts/s lag. Die Verdünnung der Liposomendispersion erfolgte, sofern nötig, mit frisch sterilfiltriertem Puffer (Porengröße 0,22 µm), dessen Zusammensetzung dem der Liposomenprobe entsprach. Durch Sterilfiltration des Puffers wurde das Einschleppen großer Partikel vermieden. Die Messungen erfolgten in einer auf 25 °C temperierten Polystyrolküvette. Es wurden drei Hauptmessungen mit jeweils zehn Einzelmessungen im „automatic- Modus“ durchgeführt. Die erhaltenen Rohdaten wurden im „Contin- Modus“ ausgewertet. Der hydrodynamische Durchmesser (z- Average) sowie der Polydispersitätsindex (PI) wurde als Mittelwert der drei Hauptmessungen angegeben. Laut Herstellerangaben liegt eine weitgehend monomodale Partikelgrößenverteilung bei einem PI < 0,1 vor, während ein PI > 0,3 auf eine sehr breite, inhomogene Partikelgrößenverteilung schließen lässt.

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