Disperse Arzneiformenlehre

System ist thermodynamisch stabil, wenn Gibbs Energie vor dem zusammenmischen, höher ist als danach (lyophilic colloids) . Ist thermodynamisch instabil wenn Gibbs energie beim mixen ansteigt. (lyophobic colloids)

kinetic Stability: Coated oder electrically charged Partikels erhöhen die zu überwindende Energiebarriere-->Kollison und Aggregation wird verhindert

Partikel streuen Licht, das den Wellenlängen und Dichte der Partikel entspricht. Damit kann man die Dichte und Grösse der Partikel durch die Streuung herausfinden.

Je grösser die Streuung desto kürzer, energiereicher die Wellenlänge. Blau hat eine grössere Streuung als Rot

Je grösser die molekulare Masse desto grösser die Wellenlänge, desto energieärmer das Licht und desto kleiner die Streuung. 

Kleine Partikel haben eine grössere Brownian Motion und emmitieren einergiereiches Licht

Mit Light scattering (basiert auf Tyndall-Effekt)

Der Y-Achsenabschnitt entspricht der 1/M ->Konzentration=0 . Y-Achse=(H*c) /Trübung,  X-Achse=Konzentration Kolloid. 

DLS misst Brownian motion, welcher abhängig von der Grösse der Partikel ist.

Grosse Partikel=langsame Brownian motion= wenig Fluktuation

Kleine Partikel=schnelle Brownian motion=viel Fluktuation Mit DLS kann man Grössenverteilung (PDI) herausfinden

Das Zeta Potential ist zwischen BB' und den Elektronenneutralem CD. Es zeigt die grösste Abstossung da BB' sehr elektronenreich ist. Wenn das Zeta-Potential kleiner als ein Wert ist, dann gilt Attraktion>Abstossung und es kommt zu Aggregation 

-Elektrophorese (Bewegung der Partikel in Flüssigkeit)

-Elektroosmose (Bewegung von Flüssigkeit über stationäre Partikeln)

-Sedimentationspotential und streaming potential (Änderung des elektrischen Feldes durch bewegende Partikel. 

Ja, man kann ein elektrisches Feld während der Messung anlegen, dass die Bewegung der Partikel beeinflusst. Damit kann man das Zeta potential messen. 

Geladene Partikel können nicht durch eine semipermeable Membran aber sie können die Bewegung von permeablen IONEN beeinflussen.

Solche Änderungen in der Verteilung können durch Donnan beschrieben werden. Bsp. Nichtionisches Polyelectrolyte kann die Aufnahme einer Droge um Faktor 3 erhöhen 

1. induced-dipol-Induced-dipol interaction (London) : Je grösser die Distanz desto kleiner die potentielle Energie, wenig direktional, unabhängig von T

2.Dipol-dipole (Keesom): Sehr direktionale Interaktion, abhängig von T, r und electric dipole moment

3. dipole-induced dipole(Debye):induced dipole folgt dipole. Ist temp. unabhängig und abhängig von electric dipole moment 

London-Interaktion (induced dipole-induced dipole) am wichtigsten, da es am allgegenwärtigstend ist.

Bei sehr polaren Molekülen, Keesom (Dipol-Dipol) grösser als London

Debye (dipole - induced dipole) generell am kleinsten

Alle Moleküle zeigen VdW-Kräfte (Londonkräfte), weil alle polarisierbar sind.

VdW ist immer anziehend und haben eine lange Reichweite (0.2 bis 10 nm) 

1. Alle potentiellen Energien (Debye, London, Keesom) sind negativ

2. Alle umgekehrt proportional zu der SECHSTEN Potenz des ABSTANDS

3.Nur Keesom abhängig von Boltzmann Konst. und Temp. 

4. Nur London abhängig von Ionisierungsenergie

5. Wenn induced Dipole (debye u. London), dann abhängig von Polarisierbarkeit des Moleküls

6.Wenn Dipole (Debye und Keesom), dann abhängig von electric dipole moment und electric konstant

Die Hamaker-Konstante gibt die Summe aller Interaktionen zweier Partikel oder Moleküle und entspricht die Anziehung durch VdW-Kräfte an. 

-Sie hat die Einheit Joule

-Mit der Hamaker-Konstante (immer positiv, J) kann man die potentielle Energie (immer negativ) berechnen

-Hamaker Konstante ist abhängig vom dazwischen liegendem Medium und der Form der Partikel 

-Die Interaktionen des Mediums schwächt die Interaktionen der Partikel ab.

-Je ähnlicher die Hamakerkonstante der Partikel und die des Mediums, desto stabiler das System

-Wenn die Hamakerkonstanten von Partikel&Medium gleich sind, dann ist die Hamaker Konstante des SYSTEMS und die Potentielle Energie =0.  - >Kein Unterschied in der Interaktion zwischen Partikel und Medium - >Stabiles System 

-Je kleiner die Hamaker Konstante  von Medium&Partikel desto kleiner die Hamaker Konstante des System s

1. A11 ungefähr gleich gross wie A22

2. A212 = 0

3. Va (Potentielle Energie) = 0

4. Keine net Interaktion zwischen den Partikeln

5. Unter diesen Bedingungen ist die Hamaker-Konstante Aii proportional zu der Oberflächenspannung. 

-Positiver Bereich der Interkations Energie (Y-Achse) = Abstossung, Negativer Bereich = Anziehung. 

-Wenn die net-Kurve nur im negativen Bereich verläuft dominiert die Anziehung in jedem Abstand->Agglomeration->instabiles System

-Wenn nur im positiven Bereich - >dominiert die Abstossung und stabiles System

-Wenn im negativen und positiven Bereich, dann ist die Stabilität abhängig vom Abstand. 

Wenn die Energiebarriere viel grösser ist als thermische Energie, dann kommt es nicht zu Kollisionen - > kinetisch stabil und keine Coagulation

Ist die Energiebarriere gleich gross wie die thermische Energie - > Coagulation, instabil 

Lyophobe Systeme durch Zugabe von Elektrolyten    - > Ladungen an der Partikel Oberfläche

Lyophile Systeme durch Ummantelung mit einem Solvent, dass die Anheftung nach einer Kollision verhindert (Z.B mit PEG) 

Die DLVO Theorie beschreibt die elektrische Stabilität von Kolloiden

Die Kräfte auf ein Partikel ist die Summe aus elektrostatischem Repulsionen minus die Summe der VdW-Attraktion oder anders:

Potentielle Energie = Repulsion (Oberflächenpofsntial+shielding effect) - Attraktion (Hamaker Konstante) 

Je grösser die Hamaker-Konstante A212 desto WENIGER hoch ist die Potentielle Energie im positiven Bereich, desto weiter oben ist das zweite Minimums (Repulsion), desto INSTABILER ist das Kolloid

Hamaker Konstante direkt proportional zu der Tiefe des zweiten Minimums

Umgekehrt proportional zu Höhe der potentiellen  Energie und Stabilität

Je grösser die Repulsion desto grösser die potentielle Energie desto grösser die Stabilität

Je grösser Oberflächenladung der Partikel desto grösser die Repulsion, desto stabiler ist das Kolloid

Lyophobe Kolloide können durch Zugabe von KLEINEN Mengen Elektrolyten stabilisiert werden, da die Adhäsion so verhindert wird

Je höher die Salzkonzentrationen (critical coagulation concentration CCC) desto weniger hoch ist die thermale Energie, desto kinetisch INsstabiler ist es - >Coagulation

Ist die Konzentration an Elektrolyte, die zu Koagulation des Kolloids führt. Kann man messen mithilfe der potentiellen Energie. Bei einer potentiellen Energie ist sie gleich gross wie die kinetische Stabilität - >Coagulation???? 

Thermische Energie muss bekannt sein???? 

Lyophobe Kolloide: Zugabe von Elektrolyten

Lyophile Kolloide: Überdeckung mit solvents

Zugabe von Polymeren!! 

1. Tiefe Konzentration: Polymere gelangen zwischen den Partikeln und überbrücken diese - >Flockenbildung

Mittlere Konzentration: 2.Polymere umgeben Partikeln und maskieren diese, sodass kein VdW-Attraktion stattfinden kann (sterische Stabilisierung). Partikel müssen absorbiert und an der Oberfläche verankert werden. 3.Bei einer tiefen Konzentration zwischen den Partikeln steigt der osmotischer Druck und der Solvent geht aus der der Lücke zwischen den Partikeln. Sie verklumpen - Instabil

4.Bei hoher Polymerkonzentration wird das System durch Depletion stabilisiert 

Bei der Elektrostatischen Stabilisation führt die Zugabe von HOHEN Konz. an Elektrolyten zu Coagulation. Bei Sterisch führt die Zugabe von Elektrolyten nicht zu Coagulation, da non-ionic polymere insensitiv sind

Elektrostatische Stabilisation ist effektiv im wässrigem Millieu, Sterische Stabilisation im hydrophoben oder wässrigem Millieu

Elektrostatische Stabilisierung effektiv bei tiefen Salzkonzentrationen, Sterische Stabilisierung durch Polymere effektiv bei hohen und tiefen Konzentrationen

1.Die Flussrate ist direkt proportional zum Konzentrationsgradienten

2. Je grösser die Fläche desto kleiner die Flussrate

3. Flussrate kann man mit den Gradienten Menge pro Zeit (dq/dt) oder Konzentration pro Strecke (dc/dx) definiert werden

4. Die Flussrate ist immer negativ

-Ist abhängig von der Temperatur, Druck, Eigenschaften des LöMi und den chemischen Eigenschaften des Partikels

-Flüssigkeiten haben einen grösseren Koeffizienten als kolloidale Substanzen

-Je grösser der Diffusionskoeffizient des Solutes desto kleiner dessen Fluss

-Beschreibt den Konzentrationsgradienten, der bei einer homogenen Mischung auftritt

-Der Konzentrationsverlauf bei einer Ionenabscheidung aus einem ungerührten Elektrolyten ist zeitlich nicht konstant und wird über das 2. Fick'sche Gesetz beschrieben

- Der Diffusionskoeffizient kann durch bestimmt werden, wenn man die Konzentration über die Zeit plotted. 

-Es kommt zu Sedimentation, wenn die Dichte des Partikels grösser ist, als die des Mediums. Umgekehrt schweben die Partikel im Medium

-Wenn die Kraft Fg grösser ist als die Kraft Fv durch das Medium (zeigt nach oben), dann kommt es zu Sedimentation

-Wenn Fnet positiv:Sedimentation, Fnet negativ: Flotation

-Die Viskosität wirkt gegen Fg und kann Fnet ausgleichen. Die Partikel erfahren keine Beschleunigung und erreichen eine stationäre Geschwindigkeit.

-Die Kraft der Viskosität nimmt mit zunehmender Bewegung der Partikel zu. 

-Wenn die kolloiden Partikel annähernd KUGELFÖRMIG sind, dann kann man den Radius und Masse eines Partikels bestimmen durch Messung von D und Berechung vom spezifischen Volumen v. 

-Man kann die Masse eines Antikörpers bestimmen

-Sie dient zur Berechnung der Sedimentationsgeschwindigkeit kugelförmige (spherischen) Körper

-Wenn die Dichte des Partikels grösser als die des Mediums ist, dann nimmt die Sedimentationsgeschwindigkeit zu

-Je grösser die Dichtedifferenz zwischen Partikel und Medium, desto grösser die Sedimentationsgeschwindigkeit

-Je grösser der Radius,  desto grösser die Sedimentationsgeschwindigkeit

-Je grösser die Viskosität desto kleiner xie Sedimentationsgeschwindigkeit

-Die Formel gilt für spherische Partikel, für nicht spherische Partikel ist die Formel nur eine Annäherung

-Die Gleichung ist NUR gültig für langsame Sedimentation (Fnet=Fv). Dies ist der Fall, wenn die Trägheit des Fluids unbedeutend für die Strömung ist, die durch den sinkenden Körper bewirkt wird. Für schnelle Sedimentation nicht gültig

-Stokes Gesetz gilt nur für Partikel die grösser als 0.5 Mikrometer sind

-Ist nur gültig für ideale Konditionen. D.h die Sedimentation ist ungehindert. Partikelgrösse kann variieren oder uniform sein

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