The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems
Jonizacija farmakološki aktivnih jedinjenja u micelarnim rastvorima različitog naelektrisanja kao simulirajućih sistema biomembrana
Конференцијски прилог (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
The knowledge of drugs ionization is necessary for prediction of their pharmacological
behavior and pharmacokinetic parameters (1). However, the distribution of equilibrium forms
could differ from expected one if the estimation is made exclusively based on pKa vales observed
in “pure” water. It is necessary to investigate the ionization of drugs in conditions which is known
to mimic the biological membranes such as the micellar solutions of surfactants (2). The pKa
values of pharmacologically active compounds (antihypertensives, antimicrobial drugs,
antihistamines) have been potentiometrically determined under the same conditions (25 °C, ionic
strength 0.1 M NaCl) with and without micelles, anionic (SDS), cationic (CTAB), nonionic (TX-
100, Brij 35). Experimental results were analyzed in program Hyperquad. Significant shift in
protolytic equilibria (∆pKa) were observed for aliphatic amino (-2.80 to +0.87), aromatic amino (-
1.99 to +1.44), and carboxylic (-0.92 to +1.90) func...tional groups. The anionic and cationic
expressed higher effect on ionization comparing to nonionic micelles. The presence of micelles
caused the change in distribution of equilibrium forms especially on pH values of
biopharmaceutical importance where the content of ionized form was changed in range from -74%
to +66% comparing to “pure” water. The ionization groups of drugs are involved in interactions
with charged or polar surface of micelles which could be observed in terms of physiological
conditions. Result showed that general pattern of ionization of drugs in micellar media could not
be anticipated so it is necessary to be experimentally investigated for each individual drug.
Ispitivanje jonizacije lekova neophodno je za predviđanje farmakološkog ponašanja i
farmakokinetičkih parametara (1). Međutim, raspodela ravnotežnih oblika može biti
drugačija od očekivane ako se procena izvodi samo na osnovu pKa vrednosti definisanih
isključivo u “čistoj” vodi. Zato je potrebno ispitati jonizaciju lekova i u uslovima koji
simuliraju prisustvo bioloških membrana, kao što su micelarni rastvori surfaktanata (2). U
ovoj studiji, pKa vrednosti farmakološki aktivnih jedinjenja (antihipertenzivi, antimikrobni
lekovi, antihistaminici), bez i u prisustvu anjonskih (SDS), katjonskih (CTAB) i nejonskih (TX-
100, Brij 35) micela, određene su potenciometrijski, pod istim eksperimentalnim uslovima
(temperatura 25°C i jonska sila 0,1 M NaCl). Eksperimentalni rezultati analizirani su u
programu Hyperquad. Značajna pomeranja protolitičkih ravnoteža (∆pKa) uočena su u
slučaju aromatične amino (od -1,99 do +1,44), alifatične amino (od -2,80 do +0,87) i
karboksilne grupe (od -...0,92 do +1,90). Izraženiji uticaj na promenu jonizacije uočen je u
prisustvu anjonskih i katjonskih u odnosu na nejonske micele. Promena raspodele
ravnotežnih oblika u prisustvu micela zapažena je na biofarmaceutski značajnim pH
vrednostima (1,2; 4,5; 6,8; 7,4), pri čemu je sadržaj jonizovanih formi promenjen u opsegu od
-74% do +66% u odnosu na “čistu” vodu. Rezultati pokazuju da se jonizacione grupe lekova
uključuju u interakcije sa polarnom ili naelektrisanom površinom micela što se može
potencijalno razmatrati u kontekstu uticaja na jonizaciju u fiziološkom uslovima. Nije uočen
uopšten obrazac jonizacije lekova u micelarnoj sredini iz čega sledi da je neophodno
eksperimentalno ispitati jonizaciju svakog pojedinačnog jedinjenja u prisustvu micela.
Извор:
Arhiv za farmaciju, 2022, 72, 4 suplement, S530-S531Издавач:
- Savez farmaceutskih udruženja Srbije (SFUS)
Финансирање / пројекти:
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200161 (Универзитет у Београду, Фармацеутски факултет) (RS-MESTD-inst-2020-200161)
Напомена:
- VIII Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, 12-15.10.2022. Beograd
Институција/група
PharmacyTY - CONF AU - Popović-Nikolić, Marija AU - Nikolić, Katarina AU - Popović, Gordana PY - 2022 UR - https://farfar.pharmacy.bg.ac.rs/handle/123456789/4597 AB - The knowledge of drugs ionization is necessary for prediction of their pharmacological behavior and pharmacokinetic parameters (1). However, the distribution of equilibrium forms could differ from expected one if the estimation is made exclusively based on pKa vales observed in “pure” water. It is necessary to investigate the ionization of drugs in conditions which is known to mimic the biological membranes such as the micellar solutions of surfactants (2). The pKa values of pharmacologically active compounds (antihypertensives, antimicrobial drugs, antihistamines) have been potentiometrically determined under the same conditions (25 °C, ionic strength 0.1 M NaCl) with and without micelles, anionic (SDS), cationic (CTAB), nonionic (TX- 100, Brij 35). Experimental results were analyzed in program Hyperquad. Significant shift in protolytic equilibria (∆pKa) were observed for aliphatic amino (-2.80 to +0.87), aromatic amino (- 1.99 to +1.44), and carboxylic (-0.92 to +1.90) functional groups. The anionic and cationic expressed higher effect on ionization comparing to nonionic micelles. The presence of micelles caused the change in distribution of equilibrium forms especially on pH values of biopharmaceutical importance where the content of ionized form was changed in range from -74% to +66% comparing to “pure” water. The ionization groups of drugs are involved in interactions with charged or polar surface of micelles which could be observed in terms of physiological conditions. Result showed that general pattern of ionization of drugs in micellar media could not be anticipated so it is necessary to be experimentally investigated for each individual drug. AB - Ispitivanje jonizacije lekova neophodno je za predviđanje farmakološkog ponašanja i farmakokinetičkih parametara (1). Međutim, raspodela ravnotežnih oblika može biti drugačija od očekivane ako se procena izvodi samo na osnovu pKa vrednosti definisanih isključivo u “čistoj” vodi. Zato je potrebno ispitati jonizaciju lekova i u uslovima koji simuliraju prisustvo bioloških membrana, kao što su micelarni rastvori surfaktanata (2). U ovoj studiji, pKa vrednosti farmakološki aktivnih jedinjenja (antihipertenzivi, antimikrobni lekovi, antihistaminici), bez i u prisustvu anjonskih (SDS), katjonskih (CTAB) i nejonskih (TX- 100, Brij 35) micela, određene su potenciometrijski, pod istim eksperimentalnim uslovima (temperatura 25°C i jonska sila 0,1 M NaCl). Eksperimentalni rezultati analizirani su u programu Hyperquad. Značajna pomeranja protolitičkih ravnoteža (∆pKa) uočena su u slučaju aromatične amino (od -1,99 do +1,44), alifatične amino (od -2,80 do +0,87) i karboksilne grupe (od -0,92 do +1,90). Izraženiji uticaj na promenu jonizacije uočen je u prisustvu anjonskih i katjonskih u odnosu na nejonske micele. Promena raspodele ravnotežnih oblika u prisustvu micela zapažena je na biofarmaceutski značajnim pH vrednostima (1,2; 4,5; 6,8; 7,4), pri čemu je sadržaj jonizovanih formi promenjen u opsegu od -74% do +66% u odnosu na “čistu” vodu. Rezultati pokazuju da se jonizacione grupe lekova uključuju u interakcije sa polarnom ili naelektrisanom površinom micela što se može potencijalno razmatrati u kontekstu uticaja na jonizaciju u fiziološkom uslovima. Nije uočen uopšten obrazac jonizacije lekova u micelarnoj sredini iz čega sledi da je neophodno eksperimentalno ispitati jonizaciju svakog pojedinačnog jedinjenja u prisustvu micela. PB - Savez farmaceutskih udruženja Srbije (SFUS) C3 - Arhiv za farmaciju T1 - The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems T1 - Jonizacija farmakološki aktivnih jedinjenja u micelarnim rastvorima različitog naelektrisanja kao simulirajućih sistema biomembrana VL - 72 IS - 4 suplement SP - S530 EP - S531 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_4597 ER -
@conference{ author = "Popović-Nikolić, Marija and Nikolić, Katarina and Popović, Gordana", year = "2022", abstract = "The knowledge of drugs ionization is necessary for prediction of their pharmacological behavior and pharmacokinetic parameters (1). However, the distribution of equilibrium forms could differ from expected one if the estimation is made exclusively based on pKa vales observed in “pure” water. It is necessary to investigate the ionization of drugs in conditions which is known to mimic the biological membranes such as the micellar solutions of surfactants (2). The pKa values of pharmacologically active compounds (antihypertensives, antimicrobial drugs, antihistamines) have been potentiometrically determined under the same conditions (25 °C, ionic strength 0.1 M NaCl) with and without micelles, anionic (SDS), cationic (CTAB), nonionic (TX- 100, Brij 35). Experimental results were analyzed in program Hyperquad. Significant shift in protolytic equilibria (∆pKa) were observed for aliphatic amino (-2.80 to +0.87), aromatic amino (- 1.99 to +1.44), and carboxylic (-0.92 to +1.90) functional groups. The anionic and cationic expressed higher effect on ionization comparing to nonionic micelles. The presence of micelles caused the change in distribution of equilibrium forms especially on pH values of biopharmaceutical importance where the content of ionized form was changed in range from -74% to +66% comparing to “pure” water. The ionization groups of drugs are involved in interactions with charged or polar surface of micelles which could be observed in terms of physiological conditions. Result showed that general pattern of ionization of drugs in micellar media could not be anticipated so it is necessary to be experimentally investigated for each individual drug., Ispitivanje jonizacije lekova neophodno je za predviđanje farmakološkog ponašanja i farmakokinetičkih parametara (1). Međutim, raspodela ravnotežnih oblika može biti drugačija od očekivane ako se procena izvodi samo na osnovu pKa vrednosti definisanih isključivo u “čistoj” vodi. Zato je potrebno ispitati jonizaciju lekova i u uslovima koji simuliraju prisustvo bioloških membrana, kao što su micelarni rastvori surfaktanata (2). U ovoj studiji, pKa vrednosti farmakološki aktivnih jedinjenja (antihipertenzivi, antimikrobni lekovi, antihistaminici), bez i u prisustvu anjonskih (SDS), katjonskih (CTAB) i nejonskih (TX- 100, Brij 35) micela, određene su potenciometrijski, pod istim eksperimentalnim uslovima (temperatura 25°C i jonska sila 0,1 M NaCl). Eksperimentalni rezultati analizirani su u programu Hyperquad. Značajna pomeranja protolitičkih ravnoteža (∆pKa) uočena su u slučaju aromatične amino (od -1,99 do +1,44), alifatične amino (od -2,80 do +0,87) i karboksilne grupe (od -0,92 do +1,90). Izraženiji uticaj na promenu jonizacije uočen je u prisustvu anjonskih i katjonskih u odnosu na nejonske micele. Promena raspodele ravnotežnih oblika u prisustvu micela zapažena je na biofarmaceutski značajnim pH vrednostima (1,2; 4,5; 6,8; 7,4), pri čemu je sadržaj jonizovanih formi promenjen u opsegu od -74% do +66% u odnosu na “čistu” vodu. Rezultati pokazuju da se jonizacione grupe lekova uključuju u interakcije sa polarnom ili naelektrisanom površinom micela što se može potencijalno razmatrati u kontekstu uticaja na jonizaciju u fiziološkom uslovima. Nije uočen uopšten obrazac jonizacije lekova u micelarnoj sredini iz čega sledi da je neophodno eksperimentalno ispitati jonizaciju svakog pojedinačnog jedinjenja u prisustvu micela.", publisher = "Savez farmaceutskih udruženja Srbije (SFUS)", journal = "Arhiv za farmaciju", title = "The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems, Jonizacija farmakološki aktivnih jedinjenja u micelarnim rastvorima različitog naelektrisanja kao simulirajućih sistema biomembrana", volume = "72", number = "4 suplement", pages = "S530-S531", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_4597" }
Popović-Nikolić, M., Nikolić, K.,& Popović, G.. (2022). The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems. in Arhiv za farmaciju Savez farmaceutskih udruženja Srbije (SFUS)., 72(4 suplement), S530-S531. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_4597
Popović-Nikolić M, Nikolić K, Popović G. The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems. in Arhiv za farmaciju. 2022;72(4 suplement):S530-S531. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_4597 .
Popović-Nikolić, Marija, Nikolić, Katarina, Popović, Gordana, "The ionization of pharmacologically active compounds in the presence of differently charged micelles as biomembrane mimetic systems" in Arhiv za farmaciju, 72, no. 4 suplement (2022):S530-S531, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_4597 .