Name: Een nieuwe eenvoudige methode voor lipofiele (logP) meting met behulp van 19F NMR-spectroscopie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-30T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: Leer een eenvoudige methode voor lipofiliciteitsmeting van gefluoreerde verbindingen met behulp van 19F NMR-spectroscopie. Deze aanpak vereist geen zuivere stoffen of kalibratiecurves en is waardevol voor medicinale chemie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek wordt gefinancierd als onderdeel van de EPSRC EP/K016938/1 en EP/P019943/1 (ZW, HRF verleent) en van een geval van de EPSRC/AstraZeneca conversie award (BFJ). De Universiteit van Southampton is bedankte voor aanvullende ondersteuning. De EPSRC is verder bedankte voor een kern mogelijkheid subsidie EP/K039466/1.

1. partitioneren
<ol><li>Toevoegen van 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (samengestelde X, ca. 6,0 mg) en 2,2,2-trifluoroethanol (referentie samengestelde, ca. 3,0 mg) in een maatkolf 10 mL peervormige ontbinden in n- octanol (HPLC-kwaliteit, ca. 2 mL), en voeg water (HPLC-kwaliteit, ca. 2 mL). Opmerking: Dit experiment is uitgevoerd in drievoud. Samengestelde oplosbaarheid in water en n- octanol moet worden gecontroleerd. Het bedrag van de stof gebruikt voor partitie moet zorgvuldig overwogen worden om te voorkomen dat overbelichtingseffecten van de verbinding in een willekeurige laag. De massa verhouding tussen samengestelde X en verwijzing samengestelde ref moet ook worden beschouwd om te voorkomen dat de integraal verhoudingen van een NMR monster zijn buiten het bereik van een 10/1 tot 1/10. Bijvoorbeeld, als er een verschil van < 2 logP -eenheden tussen samengestelde X en ref, optimale massaverhouding kan verzekeren dat de verhoudingen van de integratie in water en 1-octanol NMR monsters binnen een bereik van 10/1 tot 1/10 zijn. Daarentegen als een ratio van de integratie van 50/1 in één laag wordt verkregen, zal er meer kans relatief grotere fouten in de integratie voor de piek met lagere concentratie. De onderstaande vergelijking kan worden gebruikt voor het voorspellen van optimale samengestelde massa verhouding: mX / mref = {(cP X/Pref)-0,5 * (MX/ Mref) * [(1 + cPX) / (1 + Pref)]} / (NX / Nref) m, massa; M, molecuulmassa; N, aantal F atomen; P, verdelingscoëfficiënten; cP, berekende verdelingscoëfficiënten.</li>
	<li>Plaats de kolven binnen een recipiënt temperatuurgevoelig boven een stirplate en een recirculatie chiller verbinden. Roer het mengsel tweefase bij 25 ° C gedurende 2 uur, met snelheid ingesteld op 600 rpm roeren.</li>
	<li>Equilibreer het mengsel bij 25 ° C's nachts (ca. 16 h), dat gedurende de volledige fase-separatie zichtbaar. Opmerking: In sommige gevallen, de vorming van een schuim tussen de n- octanol en water grens kan worden waargenomen. In dit geval werd het mengsel omgezet in een 4 mL glazen ampul en gecentrifugeerd tot de verdwijning van het schuim. Het mengsel tweefase was dan links naar equilibreer weer bij 25 ° C's nachts.</li>
</ol>2. NMR monstervoorbereiding
<ol><li>De kolf naar de stand van een retort vast met een klem.</li>
	<li>Neem een aliquoot gedeelte van ca. 0,70-0,85 mL van zowel water en n- octanol lagen, met behulp van 1 mL disposable plastic spuiten met lange naalden.<ol>
<li>Voor het nemen van de hoeveelheid water, trekken ca. 0,02 mL lucht in de spuit alvorens de naald in het mengsel. Terwijl het bewegen van de naald door de bovenste n- octanol laag in de laag water, duw voorzichtig uit de lucht om te voorkomen dat n- octanol oplossing de naald.</li>
		<li>Verwijder de lange naald uit het mengsel. Gooi een kleine hoeveelheid watermonster, verlaten ca. 0,6 mL monster links in de spuit. Zorgvuldig veeg de naald met weefsel van het droge, en injecteren ca. 0,5 mL watermonster in een schone NMR-buis. Snel sluiten de NMR-buis met een cap.</li>
		<li>Voor de n- octanol steekproef, de lange naald uit de n- octanol laag te verwijderen. Gooi een kleine hoeveelheid n- octanol monster, verlaten ca. 0,6 mL monster links in de spuit. Zorgvuldig veeg de naald met droge tissue en injecteren ca. 0,5 mL van n- octanol monster in een schone NMR-buis. Snel sluiten de NMR-buis met een cap.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Inspecteer het instrument visueel beide n- octanol en water monsters voor elke verontreiniging (bijv., kleine druppeltjes van n- octanol in watermonster of kleine druppeltjes water in n- octanol monster). Opmerking: Als er besmetting, de aliquoot moet opnieuw bereid uit het tweefase mengsel. Als de meting wordt gedaan in drievoud, worden zes NMR buizen verkregen.</li>
	<li>Toevoegen aan elke buis NMR, 0,1 mL van een Halfzwaar NMR oplosmiddel, mengbaar met zowel n- octanol en water thats (bv., aceton-d6) signaal lock inschakelen tijdens de overname van de NMR.</li>
	<li>Voor stoffen met laag kookpunt (bv., < 120 ° C), verzegelen van de NMR-buizen met een klap fakkel, en, na koeling, het omkeren van de buis om te controleren op eventuele lekkage. Voorzichtig omkeren die de verzegelde of niet-verzegelde NMR 20 keer buizen te verkrijgen van een homogene oplossing voor 19F NMR experimenten.</li>
</ol>3. NMR experimenten
<ol><li>Uitgevoerd, met behulp van standaard NMR parameterinstellingen (NS 64, D1 1 s, SW 300 ppm, O1P-100 ppm), 19F {1H} NMR experimenten te identificeren van chemische shifts van 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (samengestelde X) en 2,2,2-trifluoroethanol (referentie samenstelling) in beide n - octanol en water NMR monsters.</li>
	<li>De spin-lattice ontspanning tijd (T1) voor diagnostische fluor kernen meten met behulp van een inversie-recuperatie volgorde22. Meten van het niveau van passende pulse vertragingstijd (D1, instellen als ≥ 5 * T1) van de verkregen waarden van de T1 voor nauwkeurige kwantitatieve NMR-integratie. Nota: Dit is zeer tijdrovend, maar een D1 van 60 s voor het watermonster fase, en de 30 s voor de octanol-fase steekproef, zijn conservatieve instellingen die zal veilig voldoen aan de D1 ≥ 5 * T1 criterium.</li>
	<li>Uitvoeren van 19F {1H} NMR experimenten opnieuw met aangepast parameterinstellingen als volgt: een) gebruik D1 ≥ 5 * T1; b) centrum de frequentie compenseren punt (O1P) tussen de twee signalen van de diagnostische fluor zodat beide kernen kunnen ook worden opgewekt; c) Stel de spectrale breedte (SW) als 300 ppm, maar verminderen als een betere SNR ratio indien nodig; d) het aantal transiënten (NS) instellen als 64 maar toenemen als hogere SNR vereist is. Opmerking: Niet ontkoppelde 19F NMR experimenten kunnen ook worden gebruikt voor de NMR data acquisitie. Proton ontkoppelde 19F NMR experimenten hebben echter de voorkeur hier zoals het vereenvoudigt de fluor signalen door het verwijderen van proton-fluor-koppelingen die ook verhoogt signal-to-noise verhouding. We gebruiken de inverse-gated ontkoppeling te verkrijgen van een ontkoppelde spectrum zonder nOe (Nucleair Overhauser effect) verbeteringen23. Voor de integratie van het kwantitatieve, is een signaal-ruisverhouding (≥300) gewenst. 24
</li>
</ol>4. verwerking van de gegevens
<ol><li>Het verwerken van de verkregen gegevens met behulp van ACD/NMR Processor Academic Edition of andere aangepaste NMR processing software.<ol>
<li>Open het gegevensbestand NMR, en open vervolgens de map pdata , gevolgd door de map 1. Verwijder het bestand 1r .</li>
		<li>Terug naar het gegevensbestand NMR en sleep de fid -bestand naar het venster ACD/NMR Processor.</li>
		<li>Klik op de knop WFunctions , selecteer exponentiële, stel LB waarde als 2en klik op OK .</li>
		<li>Klik op de knop Nul vullen , verhoging van de Punten tellen tot 4 keer van haar Oorspronkelijke punten telling door te klikken op een klein knopje naast het getal, en op de OK knop.</li>
		<li>Klik op de knop van de Fourier Tr. .</li>
		<li>Klik op de knop fase , dan klik de knoop van de Muis Ph. , klikt u op en houd de linkermuisknop ingedrukt, beweeg de muis naar voren of naar achteren tot de grote piek van het spectrum is goed gespreid.<ol>
<li>Klik en houd de rechter muisknop ingedrukt, beweeg de muis naar voren of naar achteren totdat de andere piek(en) van het spectrum is goed gespreid. Dan klik de knop van de Muis Ph. inzoomen op het spectrale gebied waar de pieken van fluor, en klik op Fine Tuning, de fasecorrectie uitvoeren indien nodig zoals eerder beschreven tot alle pieken correct zijn geleidelijk klikt u vervolgens op de teek knop.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Klik op basislijn , klik de Opties knop. Selecteer Spectrum gemiddeld voor automatische modellen, het aantal punten voor vak halve breedte aanpassen indien nodig (met name voor spectrum met lage S/R verhouding), klikt u op OK | Auto, en klik vervolgens op de knop van de teek .</li>
		<li>Klik op integratie, het integreren van de diagnostische fluor pieken en klik op de knop van de teek . Opmerking: Als de integraalkromme niet parallel aan de basislijn, klik op de knop Bias Corr. , en pas de kantelen en helling totdat de curve parallel aan de basislijn is.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Verkrijgen van de verhoudingen van de integratie van n- octanol en water NMR monsters en gebruiken in de vergelijking van de berekening van log-P , (Figuur 1, eq. 4) om de logP -waarde van te verkrijgen van 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (samengestelde X).</li>
</ol>

<ol><li>Arnott, J. A., Planey, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+lipophilicity+in+drug+discovery+and+design%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">The influence of lipophilicity in drug discovery and design.</a> Expert Opinion on Drug Discovery. 7 (10), 863-875 (2012).</li>
<li>Lipinski, C. A., Lombardo, F., Dominy, B. W., Feeney, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+computational+approaches+to+estimate+solubility+and+permeability+in+drug+discovery+and+development+settings%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 23 (1), 3-25 (1997).</li>
<li>Leeson, P. D., Springthorpe, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+drug-like+concepts+on+decision-making+in+medicinal+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 6, 881(2007).</li>
<li>Perola, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Analysis+of+the+Binding+Efficiencies+of+Drugs+and+Their+Leads+in+Successful+Drug+Discovery+Programs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">An Analysis of the Binding Efficiencies of Drugs and Their Leads in Successful Drug Discovery Programs.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 53 (7), 2986-2997 (2010).</li>
<li>Tarcsay, A., Nyiri, K., Keseru, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Lipophilic+Efficiency+on+Compound+Quality%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Impact of Lipophilic Efficiency on Compound Quality.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 55 (3), 1252-1260 (2012).</li>
<li>Tarcsay, Á, Keserű, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+Molecular+Properties+to+Drug+Promiscuity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Contributions of Molecular Properties to Drug Promiscuity.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 56 (5), 1789-1795 (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22OECD+Guidelines+for+Testing+of+Chemicals%22">OECD Guidelines for Testing of Chemicals</a>. , Paris. (1992).</li>
<li>Tsang, S. C., Yu, C. H., Gao, X., Tam, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+nanomagnetic+absorbent+for+partition+coefficient+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Preparation of nanomagnetic absorbent for partition coefficient measurement.</a> International Journal of Pharmaceutics. 327 (1), 139-144 (2006).</li>
<li>Andersson, J. T., Schräder, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+for+Measuring+1-Octanol%E2%88%92Water+Partition+Coefficients%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A Method for Measuring 1-Octanol−Water Partition Coefficients.</a> Analytical Chemistry. 71 (16), 3610-3614 (1999).</li>
<li>Danielsson, L. -G., Yu-Hui, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanized+determination+of+n-octanol%2Fwater+partition+constants+using+liquid-liquid+segmented+flow+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+and+Biomedical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Mechanized determination of n-octanol/water partition constants using liquid-liquid segmented flow extraction.</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 12 (12), 1475-1481 (1994).</li>
<li>Scherrer, R. A., Donovan, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Potentiometric+Titrations+in+KCl%2FWater-Saturated+Octanol%3A+Method+for+Quantifying+Factors+Influencing+Ion-Pair+Partitioning%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Automated Potentiometric Titrations in KCl/Water-Saturated Octanol: Method for Quantifying Factors Influencing Ion-Pair Partitioning.</a> Analytical Chemistry. 81 (7), 2768-2778 (2009).</li>
<li>Poole, S. K., Poole, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+methods+for+estimating+octanol-water+partition+coefficients%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+B%22%5BJournal%5D)">Separation methods for estimating octanol-water partition coefficients.</a> Journal of Chromatography B. 797 (1), 3-19 (2003).</li>
<li>Ishihama, Y., Oda, Y., Uchikawa, K., Asakawa, N. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ac00105a018">Evaluation of Solute Hydrophobicity by Microemulsion Electrokinetic Chromatography.</a> Analytical Chemistry. 67 (9), 1588-1595 (1995).</li>
<li>Jorabchi, K., Smith, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+Droplet+Separations+and+Surface+Partition+Coefficient+Measurements+Using+Laser+Ablation+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Single Droplet Separations and Surface Partition Coefficient Measurements Using Laser Ablation Mass Spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 81 (23), 9682-9688 (2009).</li>
<li>Kaliszan, R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac00035a001">Quantitative structure-retention relationships.</a> Analytical Chemistry. 64 (11), 619A-631A (1992).</li>
<li>Mo, H., Balko, K. M., Colby, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+deuterium-free+NMR+method+for+the+rapid+determination+of+1-octanol%2Fwater+partition+coefficients+of+pharmaceutical+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Bioorganic+%26+Medicinal+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">A practical deuterium-free NMR method for the rapid determination of 1-octanol/water partition coefficients of pharmaceutical agents.</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 20 (22), 6712-6715 (2010).</li>
<li>Stéen, E. J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+simple+proton+nuclear+magnetic+resonance-based+procedure+to+estimate+the+approximate+distribution+coefficient+at+physiological+pH+%28logD7.4%29%3A+Evaluation+and+comparison+to+existing+practices%5BTitle%5D)+AND+%22Bioorganic+%26+Medicinal+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Development of a simple proton nuclear magnetic resonance-based procedure to estimate the approximate distribution coefficient at physiological pH (logD7.4): Evaluation and comparison to existing practices.</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 27 (2), 319-322 (2017).</li>
<li>Soulsby, D., Chica, J. A. M. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/mrc.4582">Determination of partition coefficients using 1H NMR spectroscopy and time domain complete reduction to amplitude-frequency table (CRAFT) analysis.</a> Magnetic Resonance in Chemistry. 55 (8), 724-729 (2017).</li>
<li>Tetko, I. V., Poda, G. I., Ostermann, C., Mannhold, R. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/qsar.200960003">Accurate In Silico log Predictions: One Can't Embrace the Unembraceable.</a> QSAR & Combinatorial Science. 28 (8), 845-849 (2009).</li>
<li>Waring, M. J. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1517/17460441003605098">Lipophilicity in drug discovery.</a> Expert Opinion on Drug Discovery. 5 (3), 235-248 (2010).</li>
<li>Linclau, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+Influence+of+%28Deoxy%29fluorination+on+the+Lipophilicity+of+Non-UV-Active+Fluorinated+Alkanols+and+Carbohydrates+by+a+New+log+P+Determination+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Investigating the Influence of (Deoxy)fluorination on the Lipophilicity of Non-UV-Active Fluorinated Alkanols and Carbohydrates by a New log P Determination Method.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (2), 674-678 (2016).</li>
<li>Derome, A. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDerome%2C+AE+%22Modern+NMR+Techniques+for+Chemistry+Research%22">Modern NMR Techniques for Chemistry Research</a>. , 6th ed, Pergamon: Oxford. (1997).</li>
<li>Claridge, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aClaridge%2C+T+%22High-Resolution+NMR+Techniques+in+Organic+Chemistry%22">High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry</a>. , Pergamon. (1999).</li>
<li>Zhang, F. -F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/an/c4an01681e">Quantitative analysis of sitagliptin using the 19F-NMR method: a universal technique for fluorinated compound detection.</a> Analyst. 140 (1), 280-286 (2015).</li>
<li>Muller, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((When+is+a+trifluoromethyl+group+more+lipophilic+than+a+methyl+group%3F+partition+coefficients+and+selected+chemical+shifts+of+aliphatic+alcohols+and+trifluoroalcohols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">When is a trifluoromethyl group more lipophilic than a methyl group? partition coefficients and selected chemical shifts of aliphatic alcohols and trifluoroalcohols.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 75 (10), 987-991 (1986).</li>
<li>Hansch, C., Leo, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHansch%2C+C+%22Substituent+constants+for+correlation+analysis+in+chemistry+and+biology%22">Substituent constants for correlation analysis in chemistry and biology</a>. , Wiley. (1979).</li>
<li>Dillingham, E. O., Mast, R. W., Bass, G. E., Autian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity+of+Methyl-+and+Halogen-Substituted+Alcohols+in+Tissue+Culture+Relative+to+Structure-Activity+Models+and+Acute+Toxicity+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Toxicity of Methyl- and Halogen-Substituted Alcohols in Tissue Culture Relative to Structure-Activity Models and Acute Toxicity in Mice.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 62 (1), 22-30 (1973).</li>
<li>Leo, A., Hansch, C., Elkins, D. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60274a001">Partition coefficients and their uses.</a> Chemical Reviews. 71 (6), 525-616 (1971).</li>
<li>Fujita, T., Iwasa, J., Hansch, C. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01077a028">A New Substituent Constant, π, Derived from Partition Coefficients.</a> Journal of the American Chemical Society. 86 (23), 5175-5180 (1964).</li>
<li>Zhong-Xing, J., Xin, L., Eun-Kee, J., Bruce, Y. Y. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.200901005">Symmetry-Guided Design and Fluorous Synthesis of a Stable and Rapidly Excreted Imaging Tracer for 19F MRI.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (26), 4755-4758 (2009).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het protocol wordt beschreven in het papier is een eenvoudige methode voor logP meting van gefluoreerde verbindingen. Deze methode is van toepassing op gefluoreerde verbindingen met een logP -waarde van -3 tot en met 3. Voor meer hydrofiele (logP < -3) of lipofiele verbindingen (logP > 3), deze methode kan nog worden gebruikt, maar zal duren veel langer NMR experiment als uitgebreide aantal transiënten nodig zijn om het verkrijgen van een goed signaal-/ ruisverhouding. Vandaar, dit is ...

Lipofiel is een belangrijke fysisch-chemische parameter van drug moleculen die invloed op de eigenschappen van drugkandidaten in vele aspecten, met inbegrip van de oplosbaarheid van de drug, biologische beschikbaarheid en toxiciteit1. Lipofiel wordt gemeten als de logaritme (logP) van de verhouding van samengestelde concentraties na verdeling tussen n-octanol en water. Optimale lipofiel bereiken zijn voorgesteld op basis van statistische gegevens van oraal toegediende drugs, waarvan de Lipinski's "regel van 5'' het beroemdste voorbeeld2,3 is. Inderdaad, beheersing van lipofiel is gebleken te zijn essentieel voor het verbeteren van het vooruitzicht van drugkandidaten. Drug bindende affiniteit met verhoogde lipofiel toeneemt is geïdentificeerd als een van de belangrijkste problemen in drugsprojecten ontdekking tijdens de afgelopen decennia, leidt tot verhoogde slijtage tarieven3. Er is dan ook gesuggereerd dat succesvolle Geneesmiddelenontwikkeling geassocieerd wordt met het houden van de moleculaire lipofiel van de drugkandidaten binnen de grenzen van de optimale tijdens de affiniteit optimalisatie proces3,4. In dat opzicht zijn nieuwe concepten (zoals lipofiele efficiëntie modelindexen) geïntroduceerde5,6.
Het is dus van groot belang voor het nauwkeurig meten van lipofiel tijdens het ontwikkelingsproces van de geneesmiddelen. Bovendien, is de beschikbaarheid van eenvoudige methoden voor het meten van de lipofiele vraag als fundamenteel onderzoek is gericht op het identificeren van oplossingen voor logP modulatie. Op dit moment zijn tal van gevestigde methoden toegankelijk voor lipofiele bepaling1. De standaard 'shake-kolf (SF)' methode7en zijn varianten zijn vaak aangewend om te meten van logP -waarden rechtstreeks, die in de meeste gevallen afhankelijk van UV-Vis-spectroscopie voor kwantificering zijn. Het grootste nadeel van deze klassieke SF-methode is het arbeidsintensieve karakter. Bovendien, kan de vorming van emulsies optreden, met name voor zeer lipofiele verbindingen8,9. Verschillende methoden werden ontwikkeld om het ontduiken van dergelijke kwesties, zoals door het gebruik van stroom injectie analyse, dialyse buizen, enz. 9,10. Geen van deze methoden zijn echter eenvoudig of gemakkelijk toepasbare in niet-gespecialiseerde laboratoria.
Er zijn ook veel indirecte methoden beschikbaar voor gebruik, zoals potentiometrische titratie11, elektroforetische methoden12,13, RP-HPLC-gebaseerde chromatografische methoden, massa spectrometrie-gebaseerde methoden14, etc. Dit zijn indirecte methoden, zoals de logP -waarden die zijn verkregen door de kalibratiekrommen. Tussen deze methoden is de RP-HPLC-methode wijd verbeid gebruikt omdat het is gebruiksvriendelijk en tijd te besparen. Niettemin, de juistheid ervan hangt af van de opleiding set gebruikt om de kalibratiecurve, en de geschatte lipofiel hangt af van de partitie systeem gebruikt13,15.
Er zijn een aantal 1H NMR gebaseerde methoden gemeld in de literatuur voor lipofiele bepaling. Mo et al. ontwikkelde een methode om logP meting met behulp van 1H NMR zonder Halfzwaar oplosmiddelen. Water en octanol, als partitie oplosmiddelen, werden gebruikt als referenties voor de kwantificering van de concentratie van de opgeloste in elke fase16. Herth en collega's ook gemeld een aanpak, waarmee de partitie experiment rechtstreeks in een NMR buis plaatsgevonden, waar de NMR-gegevens van de onder D2O waterige laag werden verzameld vóór en na de extractie met 1-octanol, om de verdeling coëfficiënt17. Bovendien misbruikt Soulsby et al. 1H NMR als een analyse-instrument, bepalen van de amplitude van de signalen met behulp van de volledige reductie amplitude-frequentie tabel software. De verhouding van de amplitudes in beide lagen leidde tot de gemeten partitie coëfficiënt18. Deze methodes zijn relatief eenvoudig te gebruiken, maar vereisen vaak het kalibreren van selectieve pulsen en machtsniveaus of het gebruik van vormige kleurovergang pulsen signaal selectiviteit te waarborgen van passende oplosmiddelen onderdrukking.
Berekende logP (klompP)-waarden voor verbindingen kunnen ook worden verkregen. Verschillende berekeningsmethoden en commercieel beschikbare software zijn beschikbaar. Deze klompP -waarden worden vaak gebruikt in de farmaceutische industrie, bij de beoordeling van grote aantallen van drug-moleculen. Grote fouten van klompP -waarden zijn echter niet ongewoon19,20.
De eisen van UV-activiteit voor de analyse van de concentratie en de oprichting van de kalibratiekrommen voor berekening van logP belemmeren onderzoek vooruitgang op dit gebied. Dit is inzonderheid het geval voor niet-UV-active Alifatische verbindingen. Gefluoreerde alifatische wordt steeds aantrekkelijker voor drug design geworden in de afgelopen jaren, en hun invloed op de algehele lipofiel van de stof is een onderzoeksonderwerp in onze groep21. Daarnaast, is 19F een uiterst gevoelige NMR-actieve kern, waardoor 19F NMR een nuttig instrument voor het analyseren van gefluoreerde verbindingen. Het heeft ook een groter bereik van de chemische verschuiving vergeleken met die van 1H. Daarom loont het om een eenvoudige methode voor logP bepaling van niet-UV-active gefluoreerde verbindingen te ontwikkelen door 19F NMR spectroscopie. Vandaar, is het algemene doel van deze methode om handige lipofiel bepaling van gefluoreerde verbindingen.
Het hoofdprincipe van onze 19F NMR gebaseerde methode is het toevoegen van een gefluoreerde verwijzing samengestelde in de partitie experiment (Figuur 1)21. Samengestelde X en verwijzing samengestelde (ref) zijn opgedeeld tussen water en n- octanol. Na zo, een aliquoot gedeelte van elke fase wordt genomen in een NMR buis en 19F NMR experimenten worden uitgevoerd op beide NMR monsters. De intensiteit van de pieken van fluor is evenredig aan het samengestelde concentratie (C) en het aantal fluor atomen (n) van de verbindingen. Tussen samengestelde X en ref, kunnen integraal ratio's worden verkregen voor beide fasen. De coëfficiënt in n- octanol laag wordt gedefinieerd als ρLGO, en ρaq voor water laag (eq. 1). De verhouding tussen de waarden van ρ is gelijk aan de verhouding van verdelingscoëfficiënten (P) van samengestelde X en ref (eq. 2). Dit leidt tot de laatste vergelijking (eq. 4) voor logP meting van samengestelde X. Daarom, om te bepalen van de logP -waarde van een onbekende samengestelde X, alleen integratie verhoudingen (ρLGO en ρaq) in beide lagen nodig zijn om te worden gemeten door 19F NMR.

<table><tbody><tr><td>NMR (400 MHz) met Bruker 5 mm SEF-sonde</td><td>Bruker</td><td>n/a</td><td>AVIIIHD400</td></tr><tr><td>NMR (400 MHz) met Bruker 5 mm SMART-sonde</td><td>Bruker</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>DrySyn Snowstorm-reactor</td><td>Asynt</td><td>ADS13-S</td><td></td></tr><tr><td>circulatiekoeler</td><td>Asynt</td><td>n/a</td><td>model:Grant-LTC2</td></tr><tr><td>magneetroerder</td><td>Asynt</td><td>ADS-HP-NT</td><td></td></tr><tr><td>ACD/NMR-processorsoftware</td><td>ACD/Labs</td><td>n/a</td><td>ACD/NMR processor academische editie of ACD/Spectrus processor 2015</td></tr></tbody></table>

een nieuwe eenvoudige methode voor lipofiele (logp) meting met behulp van 19f nmr-spectroscopie

A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy

Fluorering uitgegroeid tot een doeltreffend instrument voor het optimaliseren van de fysisch-chemische eigenschappen van bioactieve stoffen. Een van de toepassingen van fluor invoering is het moduleren van de lipofiele van de compound. In onze fractie zijn we geïnteresseerd in de studie van de impact van fluorering op lipofiel van alifatische fluorohydrins en gefluoreerde koolhydraten. Dit zijn geen UV-active, wat resulteert in een uitdagende lipofiel bepaling. Hier presenteren we een eenvoudige methode voor het meten van lipofiel van gefluoreerde verbindingen door 19F NMR spectroscopie. Deze methode vereist geen UV-activiteit. Nauwkeurige opgeloste massa, oplosmiddelen en aliquoot volume zijn ook niet verplicht te worden gemeten. Met behulp van deze methode, wij de lipophilicities van een groot aantal gefluoreerde alkanols en koolhydraten gemeten.

Twee sets van gegevens zoals controle experimenten worden getoond in Figuur 2-21. Met behulp van 2,2,2-trifluoroethanol als referentie compound, logP -waarden werden verkregen voor 2-fluoroethanol en 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol als-0.75 en +1.20, respectievelijk (figuur 2A). Vervolgens werd de lipofiele van 2-fluoroethanol weer maar met 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol bepaald als de verwijzing (me...

Een roman en een eenvoudige variant van de schudflesmethode werd ontwikkeld voor nauwkeurige lipofiel meting van gefluoreerde verbindingen door 19F NMR spectroscopie.

Een nieuwe eenvoudige methode voor lipofiele (logP) meting met behulp van 19F NMR-spectroscopie

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction ...

We hebben een eenvoudige methode ontwikkeld voor lipofilicity meting van hectische verbindingen met behulp van fluor NMR die scherp genoeg is om te reproduceren meten we kleine verschillen in lipofilierbaarheid. Deze methode kan worden gebruikt om systematisch het effect van de vorming van organische verbindingen op de opgeloste veranderende lipofiliiteitsveranderingen te bestuderen, wat van belang is in de algemene medicinale chemie. Voordelen van deze methode zijn dat verbindingen niet reactief hoeven te zijn en niet volledig zuiver hoeven te zijn.Het is niet nodig om exacte massa of volumes te meten en er is geen noodzaak om kalibratiecurven vast te stellen. Er moet worden gekozen voor een geschikte referentieverbinding en kruisbesmetting van het aliquot moet tijdens de bemonsteringsfase worden vermeden. In deze video zullen we de juiste praktische vaardigheden voor bemonstering, NMR buis afdichting, en correct gebruik van NMR software voor gegevensverwerking.Voeg 6,0 milligram Compound X en 3,0 milligram referentiecompound toe aan een maatkolf van 10 milliliter. Los de verbindingen op in ongeveer twee milliliter HPLC-grade n-Octanol en voeg twee milliliter HPLC-kwaliteit water toe. Plaats de kolven in een temperatuurgecontroleerde recipiënt boven een roerplaat en sluit aan op een recirculerende koeler.Roer het bifasische mengsel op 25 graden Celsius gedurende twee uur, met roersnelheid ingesteld op 600 RPM. Equilibrate het mengsel op 25 graden Celsius 's nachts om volledige fase scheiding mogelijk te maken. Bevestig de kolf met een klem op een retortstandaard.Neem een aliquot van ongeveer 0,70 tot 0,85 milliliter uit zowel water als n-Octanol lagen met behulp van een milliliter plastic wegwerpspuiten met lange naalden. Voor het nemen van het water aliquot, trek ongeveer 0,02 milliliter lucht in de spuit voordat u de naald in het mengsel. Terwijl u de naald door de bovenste n-Octanol-laag in de waterlaag beweegt, duwt u de lucht voorzichtig uit om te voorkomen dat de n-Octanol-oplossing in de naald komt.Verwijder de lange naald uit het mengsel. Gooi een kleine hoeveelheid water monster, waardoor ongeveer 0,6 milliliter monster links in de spuit. Veeg de naald voorzichtig af met droog weefsel en injecteer ongeveer 0,5 milliliter van het watermonster in een schone NMR-buis.Sluit de NMR-buis snel met een dop. Verwijder voor het n-Octanol monster de lange naald uit de n-Octanol laag. Gooi een kleine hoeveelheid n-Octanol monster, waardoor ongeveer 0,6 milliliter monster links in de spuit.Na het zorgvuldig afvegen van de naald met droog weefsel, injecteer ongeveer 0,5 milliliter van de n-Octanol monster in een schone NMR buis. Sluit de NMR-buis snel met een dop. Inspecteer zowel n-Octanol- als watermonsters visueel op eventuele verontreinigingen uit de andere fase.Voeg aan elke NMR-buis 0,1 milliliter van een gedeutereerd NMR-oplosmiddel toe dat verkeerd is met zowel n-Octanol als water, om signaalvergrendeling tijdens nmr-acquisitie mogelijk te maken. Voor verbindingen met lage kookpunten, verzegel de NMR-buizen met behulp van een brander, en na het koelen omkeren van de buis om te controleren op eventuele lekken. Draai de verzegelde of niet-verzegelde NMR-buizen 20 keer voorzichtig om om een homogene oplossing te verkrijgen voor F19 NMR-experimenten.Voer proton ontkoppelde fluor NMR-experimenten uit om chemische verschuivingen van Compound X en de referentieverbinding te identificeren in zowel n-Octanol- als waters NMR-monsters. Gebruik standaard NMR-parameterinstellingen zoals vermeld in het tekstprotocol. Meet de spin-rooster ontspanningstijd, of T1, voor diagnostische fluorkernen met behulp van een inversie herstel sequentie.Meet het niveau van de juiste pulsvertragingstijd van de verkregen T1-waarden voor nauwkeurige kwantitatieve NMR-integratie. Voer een snel F19 H1-spectrum uit om de initiële parameters in te stellen. Meet de pulsbreedte van 90 graden, stel vervolgens de parameter in voor het T1-meetexperiment en voer het T1-meetexperiment uit met een inversieherstelreeks.Voer proton ontkoppelde fluor NMR experimenten opnieuw uit met aangepaste parameterinstellingen. Stel D1 in en centreer het frequentieverschuivingspunt tussen de twee diagnostische fluorsignalen, zodat beide kernen even enthousiast kunnen zijn. Stel ook de spectrale breedte in op 300 PPM en stel het aantal transiënten in op 64.Pas deze waarden aan als een hogere signaal-ruisverhouding vereist is. Verwerk de verkregen gegevens met ACD NMR Processor Academic Edition of andere aangepaste NMR-verwerkingssoftware. Open het NMR-gegevensbestand.Open vervolgens de pdatamap, gevolgd door de map 1. Verwijder het 1r-bestand. Ga terug naar het NMR-gegevensbestand en sleep het FID-bestand naar het venster ACD NMR-processor.Klik op de knop vensterfunctie, selecteer exponentieel, stel de regelverbredende waarde in als twee en klik op de knop Oke. Klik nu op de nulvulknop, verhoog het aantal punten tot vier keer van het oorspronkelijke aantal punten door op een kleine knop naast het nummer te klikken en klik op de knop oké. Selecteer de knop fourier transform.Klik vervolgens op de faseknop en klik vervolgens op de knop Muisfase. Klik en houd de linker muisknop ingedrukt en beweeg de muis naar voren of naar achteren totdat de belangrijkste piek van het spectrum goed is gefaseerd. Klik nu op de rechtermuisknop en houd de muis naar voren of naar achteren totdat de andere toppen van het spectrum goed zijn gefaseerd.Klik vervolgens niet op de muisfaseringsknop en zoom in op het spectrale gebied met de fluorpieken. Klik op finetuning, voer de fasecorrectie uit indien nodig zoals eerder beschreven en klik vervolgens op de vinken knop. Klik op de basislijnknop en vervolgens op de knop Opties.Selecteer het spectrummiddeling voor automatische modellen, pas indien nodig het aantal punten voor de halve breedte van het vak aan. Klik op oke, automatisch en klik vervolgens op de aanvinkknop. Klik vervolgens op integratie, integreer de diagnostische fluorpieken en klik op de vinkenknop.Ten slotte verkrijgen van de integratieratio's van n-Octanol en water NMR monsters en gebruik ze in de logP berekening vergelijking om de logP waarde van Compound X.Using 2 te verkrijgen, 2, 2-Trifluoroethanol als referentieverbinding, werd een logP-waarde van 0,75 verkregen voor twee fluoro-ethanol en voor 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol werd een logP-waarde van positieve 1,20 gevonden. Vervolgens werd de lipofilie van twee fluoroethanol opnieuw bepaald, maar met 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol als referentie. De gemeten logP-waarde was 0,76, die slechts een verschil van 0,01 logP-eenheden had in vergelijking met de waarde gemeten met behulp van 2-2-2-trifluoroethaan als referentie.Ook voor cis-2, 3-difluro-1, 4-butaan-diol is het verschil in gemeten logP-waarden met behulp van twee fluoroethanol en de trans-isomer zeer klein. Dit toont een goede reproduceerbaarheid aan en dat de selectie van Reference Compound geen invloed heeft op de logP-meting. Aanvullende geselecteerde voorbeelden worden hier weergegeven.Al deze niet-UV-actieve allophatische verbindingen, van gefluoreerde koolhydraten tot fluorhydrinen, kunnen gemakkelijk worden gemeten met deze methode. Andere proto NMR-gebaseerde methoden kunnen worden gebruikt als uw verbinding geen fluor bevat, en als de verbinding UV Chromofor bevat, dan kan de logP-meting worden uitgevoerd met behulp van UV-kwantificering. De lipofiliiteit van een breed scala aan niet-UV-actieve fluorhydrinen en gedeoxifluoneerde koolhydraten werd gemeten.De verkregen databibliotheek werd gebruikt om trends en regels vast te stellen voor de impact van aliphatische fluorinatie op lipofilicity. Octanol en water vormen minimale veiligheidsrisico's. Uiteraard moet altijd rekening worden gehouden met de gevaren die worden gemeten en met de referentieverbinding.

a-new-straightforward-method-for-lipophilicity-logp-measurement-using

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Beschrijven we een nieuwe kwantitatieve lipidomics methode voor het identificeren van een groot aantal soorten lipiden in gist met behulp van survey-scan electrospray ionisatie massa spectrometrie (ESI / MS). Deze methode dan op dit moment beschikbare methoden voor lipide identificatie en kwantificering in de mogelijkheid om verschillende moleculaire vormen van lipiden, gevoeligheid en snelheid op te lossen.

Een kwantitatieve beoordeling van de gist Lipidome met behulp van electrospray ionisatie massaspectrometrie

Dit protocol zal de extractie en analyse van vrije en geësterde bioactieve vetzuren uit cellen demonstreren. Vetzuren worden nauwkeurig gekwantificeerd met behulp van stabiele isotoopverdunning, chirale vloeistofchromatografie, electronenvangst-atmosferische chemische ionisatie-meervoudige reactiebewaking massaspectrometrie (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Cellulaire vetextractie voor gerichte stabiele isotopen Verdunning vloeistofchromatografie-massaspectrometrie Analyse

Dit artikel beschrijft methoden voor door de gebruiker bepaalde spinlabeling en reconstituur van pentamere ligand-gebonden kanalen voor studies met Elektronen Paramagnetische Resonantie. Dit protocol kan worden aangepast voor elk membraaneiwit. De hier beschreven reconstituurmethode kan ook worden gebruikt voor patch-clamp metingen van macroscopische en enkele-kanaalstromen in een gedefinieerd lipidensysteem.

Site Gericht spin labeling en EPR spectroscopische Studies van pentamere Ligand-ionkanalen

Hierbij werd een hoge resolutie 1H en 13C kernmagnetische resonantie (NMR) spectroscopie gebruikt als een snel en betrouwbaar middel voor kwantitatieve en kwalitatieve analyse van ingekapselde visolie supplementen.

NMR-spectroscopie als een robuust hulpmiddel voor de snelle evaluatie van het lipidenprofiel van visolie supplementen

Een eenvoudig en niet-destructieve techniek, die maatregelen het gemiddelde gehalte aan drug stoffen in geformuleerde geneesmiddelen met fluor met behulp van lage-veld fluor-19 (19F) tijdsdomein (TD) nucleaire magnetische resonantie (NMR) wordt hier gepresenteerd. De techniek kan worden toegepast voor de ontwikkeling en productie van drugs in de farmaceutische industrie.

Toepassing en methodologie van de niet-destructieve 19F tijdsdomein NMR techniek voor het meten van de inhoud in fluor-bevattende geneesmiddelen

Hier presenteren we een protocol voor de productie en zuivering van eiwitten die zijn gemarkeerd met stabiele isotopen, en verdere karakterisering van eiwit-eiwitinteractie met behulp nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie en MicroScale Thermophoresis (MST) experimenten.

Meten van interacties van bolvormige en filamenteuze eiwitten door nucleaire magnetische resonantie spectroscopie (NMR) en Microscale Thermophoresis (MST)

Hier presenteren we een protocol om te bestuderen van het moleculaire mechanisme van proton translocatie in verschillende lipide membranen van één liposomen, met behulp van cytochroom bo3  als voorbeeld. Het combineren van de elektrochemie en fluorescentie microscopie, pH-veranderingen in het lumen van enkele blaasjes, bevattende één of meerdere enzym, kan worden gedetecteerd en individueel geanalyseerd.

Enkele liposoom metingen voor de studie van Proton-pompende membraan enzymen met behulp van de elektrochemie en Fluorescent microscopie

Hier beschrijven we protocollen met behulp van fluorescerende lipidesensoren en liposomen om te bepalen of een eiwit fosfatidylserine of fosfatidylinositol 4-fosfaat in vitroextraheert en transporteert .

Fluorescentie-gebaseerde metingen van fosfatidylserine / fosfatidylinositol 4-fosfaatuitwisseling tussen membranen

Dit artikel beschrijft de protocollen voor monstervoorbereiding, gegevensreductie en gegevensanalyse in neutronenspinecho (NSE) studies van lipidemembranen. Verstandige deuteriumetikettering van lipiden maakt toegang tot verschillende membraandynamiek op mesoscopische lengte- en tijdschalen mogelijk, waarover vitale biologische processen plaatsvinden.

Neutron Spin Echo Spectroscopie als een unieke sonde voor lipidemembraandynamiek en membraan-eiwitinteracties

Hier stellen we een kwantitatieve analysemethode vast voor vier componenten in een RNA-afgiftesysteem voor lipide nanodeeltjes (LNP) met behulp van hoogwaardige vloeistofchromatografie in combinatie met een verdampingslichtverstrooiingsdetector (ELSD). De methode heeft een goede scheiding, hoge gevoeligheid en hoge efficiëntie.

Bepaling van vier componenten in een RNA-afgiftesysteem voor lipidennanodeeltjes door middel van vloeistofchromatografie in combinatie met verdampingslichtverstrooiingsdetector

Leer een eenvoudige methode voor lipofiliciteitsmeting van gefluoreerde verbindingen met behulp van 19F NMR-spectroscopie. Deze aanpak vereist geen zuivere stoffen of kalibratiecurves en is waardevol voor medicinale chemie.

Een nieuwe eenvoudige methode voor lipofiele (logP) meting met behulp van ¹⁹F NMR-spectroscopie

Meer video's verkennen