Oktanooli-vee jaotuskoefitsient

Oktanooli-vee jaotuskoefitsient (ka oktanooli-vee jaotustegur) on keemilist ainet iseloomustav füsiko-keemiline suurus, mis on seotud aine hüdrofoobsusega ning mis näitab, kas uuritav aine jaotub veest ja n-oktanoolist koosnevas kahefaasilises süsteemis pigem hüdrofoobsemasse orgaanilisse faasi või pigem polaarsemasse veefaasi. 

Erialakirjanduses tähistatakse vastavaid jaotuskoefitsiente sageli Kow (K tähistab tasakaalukonstanti, o oktanooli ja w vett) või P (ingliskeelsest sõnast partition). Kow saab määrata eksperimentaalselt, kuid on ka arvutuslikke meetodeid, mille täpsus varieerub kasutatavast algoritmist ja ka uuritavast aineklassist olenevalt. Kow ja selle kümnendlogaritm (logKow või logP) on üks parameetritest, mille alusel hinnatakse ravimite ja ravimikandidaatide võimet imenduda soolestikus või läbida rakkude hüdrofoobset plasmamembraani.

 Kvantitatiivne mudel 
Mitteioniseeruvate ainete puhul kehtib Kow jaoks järgmine valem:

kus nurksulgudes on uuritava lahustunud aine tasakaaluline kontsentratsioon kummaski faasis. Mida suurem on Kow ja selle logaritm, seda rohkem jaotub uuritav aine oktanooli faasi. Näiteks Kow väärtus 10 (ehk logKow väärtus 1) tähendab, et aine kontsentratsioon oktanoolifaasis on kümme korda suurem kui aine kontsentratsioon veefaasis.

Ioniseeruvad ained võivad olenevalt pH-st esineda nii laenguta kui ka laetud kujul. Selliste ainete iseloomustamiseks kasutatakse jaotuskoefitsiendina kas suurust KowI (ehk PI) või Dow (ingliskeelsest sõnast distribution). Esimene neist arvestab ainult ioniseeritud vormi jaotumisega faaside vahel:

kus nurksulgudes on uuritava aine ioniseeritud (I) vormi tasakaaluline kontsentratsioon kummaski faasis.

Teine suurus, mida nimetatakse ka jaotusteguriks, arvestab aine eri vormide esinemist eri faasides:

pisi|Korrelatsioon, mis illustreerib logP kui aine struktuuri iseloomustava parameetri seost aine jaotumisega elusorganismis. Graafiku x-teljel on logP, y-teljel on roti aju kapillaaride läbitavust iseloomustav näitaja ning tumedate rombidena on näidatud erinevad keemilised ained, sh vesi (Wasser), D-glükoos (D-Glucose), östradiool (Estradiol) ja mitmed ravimid ning bioloogilliselt aktiivsed ained. Korrelatsioon on positiivne, ehk mida suurem on aine logP, seda keskmiselt paremini läbib aine ka aju kapillaaride seinu. Samas esineb mitmete ainete puhul ka kõrvalekaldeid sirgest
Seejuures sõltub jaotustegur Dow ja selle kümnendlogaritm (logDow) veefaasi pH väärtusest ning jaotusteguri eksperimentaalsel määramisel töötatakse mitte puhta veega, vaid puhverlahusega. Sageli raporteeritakse uuritavate ainete logD väärtusi tingimustes, kus veefaasi pH väärtus on fikseeritud 7,4 juures, kuivõrd tegemist on nn füsioloogilise pH-ga.

 Ajalooline taust ja kasutusalad tänapäeval 
Esimesed uuringud ainete jaotuskoefitsientide määramise valdkonnas, sh süsteemides õhk-orgaaniline faas ja orgaaniline faas-vesi, tehti 1930. aastatel anesteesia- ja unerohtude jaoks. Põhjuseks oli vajadus hinnata, kuidas organism omistab selliseid aineid (näiteks barbituraate, aga ka dilämmastikmonooksiidi või kloroformi) ning kuidas on võimalik ka nende toimet peatada.

vasakul|pisi|n-oktanooli struktuur: süsinikud on näidatud mustadena, vesinikud valgetena, hapnik punasena. Täht "n" nimetuse alguses tuleneb sõnast normaalne ja tähistab asjaolu, et molekul on sirge ahelaga

Ajalooliselt kasutati orgaanilise faasina esialgu oliiviõli, kuivõrd see oli kättesaadav ning laborites kasutuses ka selliste ainete säilitamiseks, mis on tundlikud õhuniiskuse või hapniku suhtes. Tagamaks katsete paremat võrreldavust ja süsteemi puhtust, võeti aga hiljem kasutusse n-oktanool, mis oli ka hinnasõbralikum. Samas on hilisemad uuringud näidanud, et ravimite biokättesaadavuse ja akumuleeruvuse hindamiseks on oliiviõli tegelikult parem, sest selle koostis sarnaneb rohkem näiteks rakumembraanide komponentidega.

Tänapäeval kasutatakse oktanooli-vee süsteemi jaoks määratud või arvutatud jaotuskoefitsiendi väärtusi, hindamaks ravimikandidaatide farmakokineetilist sobivust suukaudse ravimina kasutamiseks (näiteks käsitleb aine logP väärtust ühe parameetrina Lipinski viie reegel). Samuti kasutatakse logP väärtust, hindamaks püsivate ainete ladestumist organismide rasvkutte. Lisaks leiab logP väärtus rakendust aine omaduste hindamiseks mitmefaasilistes süsteemides, näiteks kõrgsurve-vedelikkromatograafia või tahkefaas-ekstraktsiooni korral.

 Viited 

Kategooria:Keemia
Kategooria:Konstandid
Kategooria:Lahused