Titelaufnahme

Titel
Equilibrium partitioning of ionic organic chemicals in phospholipid membranes : experiments and model predictions ; [kumulative Dissertation] / vorgelegt von Kai Bittermann
VerfasserBittermann, Kai
Akademischer Betreuer/InGoss, Kai-Uwe ; Fenner, Kathrin
BeteiligtGoss, Kai-Uwe ; Fenner, Kathrin
KörperschaftMartin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
ErschienenHalle, 2017
Umfang1 Online-Ressource (223 Seiten)
HochschulschriftMartin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Dissertation, 2017
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 05.12.2017
SpracheEnglisch
DokumenttypE-Book
URNurn:nbn:de:gbv:3:4-22510 
Zugriffsbeschränkung
 Das Dokument ist frei verfügbar.
Dateien
Equilibrium partitioning of ionic organic chemicals in phospholipid membranes [5.87 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit konzentrierte sich auf die Beschreibung der Verteilung von organischen Ionen zwischen Phospholipid-Membranen und Wasser (Klipw), eines entscheidenden Deskriptors umweltrelevanter Eigenschaften wie Bioakkumulation und nichtspezifische Toxizität. Um das COSMOmic (d.h., COSMO-RS für Mizellen) Modell auch für ionische Chemikalien nutzbar zu machen, wurde ein internes Membrandipolpotential implementiert. Diese Weiterentwicklung hat keine negativen Effekte auf die Vorhersagegenauigkeit für neutrale Chemikalien (RMSE = 0.62 log Einheiten), verbessert die Vorhersage für Ionen jedoch deutlich (RMSE = 0.70 log Einheiten). Sowohl in Anwendungsbereich als auch Vorhersagegüte ist COSMOmic empirischen Korrelationen mit Kow-Werten sowie pp-LFER Modellen überlegen. Schließlich wurden mit COSMOmic berechnete Klipw Werte genutzt, um das Konzept der Basistoxizität zu untersuchen. Die in dieser Arbeit präsentierten Verbesserungen von COSMOmic könnten in Zukunft dabei behilflich sein, jenseits von Toxizität auch das Bioakkumulationsvermögen ionischer Chemikalien weitergehend zu verstehen.

Zusammenfassung
( AEnglischA )

This work focused on describing of the partition coefficient of organic ions between phospholipid membranes and water (Klipw), which is a crucial descriptor for environmentally relevant properties such as bioaccumulation and non-specific toxicity. The internal membrane dipole potential was implemented in the COSMOmic model (i.e., COSMO-RS for micelles) in order to make it applicable for ionic chemicals. This model refinement had no negative effect on the prediction accuracy of neutral chemicals (RMSE = 0.62 log units), while it highly improved the prediction of ions (RMSE = 0.70 log units). Furthermore, it prooved to be more reliable and mechanistically sound than both empirical correlations with Kow as well as a pp-LFER model. Finally, the baseline toxicity concept was validated for ions using COSMOmic-predicted Klipw values. The herein presented improvement of COSMOmic might help in future to not only further investigate the toxicity of charged chemicals but also their bioaccumulation potential.

Keywords
Membran; Poly-parameter lineare freie Energiebeziehung (pp-LFER); Liposom; Verteilung; Basistoxizität; Membran-Wasser Verteilungskoeffizient; COSMOmic; COSMO-RS; Toxizität; Organische Ionen
Keywords (Englisch)
membrane; poly-parameter linear free energy relationship (pp-LFER); liposome; partitioning; baseline toxicity; membrane-water partition coefficient; COSMOmic; COSMO-RS; toxicity; organic ions