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Purpose: Comparison of the dissociation kinetics of rapid-acting insulins lispro, aspart, glulisine and human insulin under physiologically relevant conditions.
Methods: Dissociation kinetics after dilution were monitored directly in terms of the average molecular mass using combined static and dynamic light scattering. Changes in tertiary structure were detected by near-UV circular dichroism.
Results: Glulisine forms compact hexamers in formulation even in the absence of Zn2+. Upon severe dilution, these rapidly dissociate into monomers in less than 10 s. In contrast, in formulations of lispro and aspart, the presence of Zn2+ and phenolic compounds is essential for formation of compact R6 hexamers. These slowly dissociate in times ranging from seconds to one hour depending on the concentration of phenolic additives. The disadvantage of the long dissociation times of lispro and aspart can be diminished by a rapid depletion of the concentration of phenolic additives independent of the insulin dilution. This is especially important in conditions similar to those after subcutaneous injection, where only minor dilution of the insulins occurs.
Conclusion: Knowledge of the diverging dissociation mechanisms of lispro and aspart compared to glulisine will be helpful for optimizing formulation conditions of rapid-acting insulins.
Ellipsometrische Lichtstreuung als neue Methode zur Charakterisierung der Grenzfläche von Kolloiden
(2004)
Die ellipsometrische Lichtstreuung wird als eine neue, leistungsfähige Methode zur Charakterisierung von Schichten um kolloidale Partikel vorgestellt. Theoretische Grundlage der Methode ist die Mie-Theorie der Lichtstreuung. Experimentell wurde die Polarisationsoptik eines Null-Ellipsometers in den Strahlengang eines Lichtstreuaufbaus eingebaut. Wie in der Reflexionsellipsometrie um den Brewsterwinkel herum erhält man in der ellipsometrischen Streuung einen Winkelbereich, in dem die Methode empfindlich auf Schichten an der Oberfläche der Partikel ist. An verschiedenen Systemen wurde die Tauglichkeit der ellipsometrischen Streuung zur Charakterisierung von Schichten auf Partikeln demonstriert. So wurden Dicke und Brechungsindex einer thermosensitiven Schicht von Poly(N-isopropylacrylamid) auf einem Poly(methylmethacrylat)-Kern bestimmt. Damit ist es möglich, experimentell den Schichtbrechungsindex und damit den Quellungsgrad zu bestimmen. Des Weiteren wurde der Einfluss der NaCl-Konzentration auf die Polyelektrolythülle von Poly(methylmethacrylat)-Poly(styrolsulfonat)-Blockcopolymer-Partikeln untersucht. Die Polyelektrolytketten liegen im hier untersuchten Beispiel nicht gestreckt vor. Als drittes wurde die Verteilung von niedermolekularen Ionen um elektrostatisch stabilisierte Poly(styrol)-Latexpartikel in Wasser untersucht. Hier wurde gezeigt, dass die beobachteten Schichtdicken und Schichtbrechungsindizes viel größer sind, als nach der klassischen Poisson-Boltzmann-Theorie zu erwarten ist. Des Weiteren wurde die Doppelbrechung von unilamellaren Lipidvesikeln bestimmt. Außerdem wurden Messungen der dynamische Lichtstreuung im Intensitätsminimum der Ellipsometrie durchgeführt. Dabei wird ein Prozess mit einer Korrelationszeit, die unabhängig vom Streuvektor, aber abhängig von der verwendeten Wellenlänge ist, sichtbar. Die Natur dieses Prozesses konnte hier nicht vollständig geklärt werden.