Chimica Fisica pt.3

Dal punto di vista energetico

dµ^sup = dσ

µ^sup_H2O = µ^sup_H2O + R^T log[H2O]^sup

La superficie si disattiva energeticamente, si impoverisce energeticamente in quanto molecole con potenziale chimico, si spostano verso il basso

dσ = microarea corrisponde alla microarea della molecola dell'acqua che si sposta.

dµ^sup = dσ   = Forza   lunghezza (linearità di spostamento)

dµ^sup = E^z → si compie un lavoro nel caso del farmaco

Se farmaco sostituisce delle molecole d'acqua superficiali

è spinto verso il basso ma i gruppi idrofobi lo mantengono in superficie

• CONFINATO ALLA SUPERFICIE
• FARMACI TENSIOATTIVI

La superficie si arricchisce di energia in quanto i diminuisce. Sc

µ^sup_f = µ⁰_supF + R^T log[f]^sup

FARMACO ANFIFILICO: in parte idrofilo e in parte idrofobo

Dal punto di vista energetico

dμ^sup ≠ dσ

μ_H2O^sup = μ_H2O^sup + RT log [H₂O]^sup

La superficie si disattiva energeticamente, si impoverisce energeticamente in quanto molecole con potenziale chimico, si spostano verso il basso

dσ = microarea corrisponde alla microarea della molecola dell’acqua che si sposta.

dμ^sup = - d σ

dμ^sup = _l² → si compie un lavoro

nel caso del farmaco

Se farmaco sostituisce delle molecole d’acqua superficiali è spinto verso il basso ma i gruppi idrofobi lo mantengo. Mo in superficie

• confinato alla superficie
• farmaci tensioattivi

La superficie si arricchisce di energia in quanto σ diminui

μ_supf^sup = μ_supf⁰ + R’t log[f]^sup

Farmaco anfifilico: in parte idrofilo e in parte idrofobo

Ma quando il farmaco si condensa, la superficie aumenta e il potenziale chimico superficiale diminuisce.

_H2O

Si formano aggregati

CONCENTRAZIONE CRITICA DI AGGREGAZIONE

LIPIDI (parte idrofila e idrofoba)

_idrofilico

_idrofobico

confinata alla superficie

→ DIMINUZIONE DI γ _{(vale anche per π)} DIRETTO: i lipidi non possono spostarsi, confinamento alla superficie INDIRETTO: effetto “boa”, le molecole d’acqua legate al gruppo idrofilo non possono a loro volta scendere, è come se il gruppo idrofilo fosse una boa

VANTAGGIO NEL CASO DEI LIPIDI la catena idrofobica è più propensa

→ tenderanno di avvicinarsi il più possibile in modo da permettere alle catene di condensare _{le une sulle altre. critica:} si _{agglomera in quanto il lipide ad un certo punto per condensare… si piegherà, le teste da essere troppo vanno all’acqua.}

c.m.c → concentrazione critica micellare

Micelle: più stabili rispetto agli aggregati dei farmaci

c.m.c. dipende da:

1. lunghezza della catena (almeno 8 atomi di carbonio)
2. presenza doppi/tripli legami, in quanto rendono la catena più rigida
3. tipo gruppo idrofile
   • neutri → si possono avvicinare (micelle più stabili)
   • carichi → si respingono tra loro
     • c.m.c. si forma a concentrazione minore → micelle più stabili
4. dimensione gruppi idrofili

c.m.c lipo idro

5. numero di catene lipidiche
6. fosfolipidi

La carica positiva viene compensata da quella negativa in quanto possiede entrambe le cariche → zwitterione

Non riesco a formare micelle in quanto le due catene occupano troppo spazio.

All'interno dell'acqua:

• doppio strato lipidico
• membrana cellulare

Nascita della vitaDal punto di vista entropico le micelle e membrane essendo sistemi organizzati, non sono favorevoli; ma abbiamo temperature piuttosto basse.

• il contributo entropico viene minimizzato
• la vita è possibile

Detergenza

Soluzione micellare:

• le gocce d’olio entrano nelle micelle in quanto il loro interno è idrofobico.

La goccia d’olio abbassa la C.M.C.

Emulsione meno stabile

Ma se l’olio abbandona il sistema, le molecole di lipide rimaste non sono in grado numericamente di formare una micella

• insolubili

Tensioattivi: destabilizzano energeticamente la superficie aumentando la tensione superficiale.

• ioni

TENSIOATTIVI: disattivano energicamente la superficie aumentando la tensione superficiale

• Ioni

Se il farmaco non è anfipilico

Si possono separare le particelle in base alla loro dimensione attraverso 2 metodi

∅_H2O < ∅_f < ∅_r

• Ioni

FILTRAZIONE

• Controllata a dimensione dei pori
• Controllata è con capacità integramente trascurabile

• Membrana porosa
• Polimeri simetrize
• Non reattivi reticolanti
• (policarbonati, percarbonati)

N.B. Dal punto di vista quantitativo è un metodo grossolano

• Setacci molecolari
• Alluminio silicati cristallo
• Zeoliti

Si₁ = 4 legami

Al₂ = 3 legami

OSMOSI

• Proprietà colligative
• Metodo più preciso in quanto ci permette di quantificare le varie componenti della soluzione.

1. Membrana 1
2. ∅_H2O < ∅₁ < ∅
3. 2 Membrana 2
4. ∅_ioni ∅₂ < ∅_f
5. 3 Membrana 3
6. ∅_f ∅₃ < ∅_A

METODO DESCRITTO

• Processo lungo e savvolo

Le membrane sono lofile

Membrana 1

Membrana 1

• H₂O
• Ioni Pr

M¹ - Papatia (si può sollevare) isole la parte SX da quella DX

- Sollevo la paratia lasciando la MEMBRANA ↓

H₂O_-1 ← H₂O

fiom ↓ Pf ↓

- EFFETTO BANDIERA

flomi, il f e la Pf impediscono il passaggio di H₂O da Sx a dx, mentre H₂O passa libera da dx a Sx

- EFFETTO PRESSIONE

- PRESSIONE OSMOTICA π

pressione esercitata dalla particella che non possono passare

P_TOT = P_H2O + Piomi + P_f + P_F esercitato sulle pareti

π = Piomi + P_f + P_F esercitato sulla membrana

H₂O ←→ H₂O_dx questa diminuzione è data dalla pressione osmotica

- VARIAZIONE DI VOLUME

P = mrT

- πi = ([Pf] ± [flomi] ± [Pf])_ret

MEMBRANA 2

[ioni]_SX ⇄ [ioni]_DX

Δν₂ è minore rispetto a Δν₁

[ioni]_DX = [ioni]_SX

Δν₂ < Δν₁

μ_SX - μ_DX => [ioni]

μ_{ioni dx} = μ_{ioni 0 dx} + R^T log [ioni dx]

μ_{ioni SX} = μ_{ioni 0 SX} + R^T log [ioni SX]

Δμ_{rea 2} = μ_{ioni DX} - μ_{ioni SX}

Δμ_{rea 2} = μ_{ioni 0 dx} - μ_{ioni 0 SX} + R^T(log [ioni dx] - log [ioni SX])

Δμ = Δμ_{rea 2} - R^T log ^{[ioni dx]}/_{[ioni SX]}

inizialmente [ioni dx] → piccola

[ioni SX] → grande

• Questo contribuisce a fare in modo che Δ_μ → 0 anche
• perché μ⁰ = 0 in quanto il solente è lo stesso da entrambe le parti.

La reazione procede fino a quando Δμ₂ si ferma quando Δμ = 0

^{[ioni dx]}/_{[ioni SX]} = 1, log ^{[ioni dx]}/_{[ioni SX]} = 0

EQUIDISTRIBUZIONE DEGLI IONI LIBERI (non interagiscono con P o f)

[ioni dx_lib] = [ioni sx_lib]

es. parto con 100 ioni

in equilibrio 50 a sx e 50 a dx

ma se 20 ioni interagiscono

→ [ioni tot_lib] = 100-20 = 80

= 40 ioni a dx e 40 a sx

Come si procede:

• Reinserisco la paratia
• Prendo la soluzione di H₂O e ioni a dx
• La trasferisco in un altro recipiente
• Nel recipiente ora vuoto a dx metto H₂O pura e
• Rimuovo la paratia
• 20 ioni a dx e 20 a sx
• Ripeto nuovamente il procedimento più volte possibile

MEMBRANA 3

ΔV₃ <ΔV₂ <ΔV₁

ΔV₃ e ΔV₁ sono particolarmente piccole in quanto

le concentrazioni del farmaco e

delle proteine sono molto piccole rispetto a quella

degli ioni e dell'acqua

ΔV₃∝P_Pc

P_Pr = [P_r]RT

ΔV₂ - ΔV₃ ⇒ [F]

f_sx ↔ f_dx

Δμ_rea = Δμ⁰_rea + R*T log [f_dx][f_Sx]

* è influenzato da Δμ_sè uguale dell'altra reazione, lea zero energie si sommano.

→ se l'interazione con Prè forte impedisce a f diandare a Sx o a dx portandolodalla parte opposta"EFFETTO RICHIARO" fuori equilibrioFlussi energetici preferenziali

→ Δμ_rea =0 quando [f_dx = [f_Sx] ma questo non è garantito sempre

f + SITO = f_{... Sito}

In situazione di equilibrio ripeto il procedimentoprima descritto fino a che possa considerare trascurabilela concentrazione di farmaco a dx

N.B a Sx avrò Pr libera e Pr legata al farmaco→ differenza dimensionale→ ulteriori membrane