@phdthesis{Beyer2011,
  author    = {Beyer, Tanja},
  title     = {Quantitative NMR-Spektroskopie in der pharmazeutischen Analytik -- Identit{\"a}t, Reinheit und Gehalt von Arzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65091},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Kl{\"a}rung der Fragestellung, ob sich die quantitative NMR-Spektroskopie zur Bestimmung von Identit{\"a}t, Reinheit und Gehalt von Arzneistoffen eignet, und wie sich Pr{\"a}zision und Empfindlichkeit dieser Methode im Vergleich zu etablierten chromatographischen Verfahren verhalten. Die quantitative Untersuchung der drei strukturell jeweils verwandten Mehrkomponentengemische Codergocrinmesilat, Clomifencitrat und Flupentixoldihydrochlorid bewies eindrucksvoll die Eignung der 1H-NMR-Spektroskopie als orthogonale, analytische Messmethode im Vergleich zu validierten HPLC-Arzneibuchmethoden. Die im Rahmen einer Validierung der 1H-NMR-Methode ermittelten Ergebnisse erf{\"u}llten bez{\"u}glich Pr{\"a}zision und Richtigkeit die an eine im pharmazeutischen Bereich eingesetzte analytische Methode gestellten Anforderungen; zudem wurden weitere Pr{\"u}fparameter wie Selektivit{\"a}t, Linearit{\"a}t, Robustheit und Stabilit{\"a}t verifiziert. Externe-Standard-Experimente wie "Zwei-R{\"o}hrchen-Methode" und ERETIC-Verfahren best{\"a}tigten die quantitativen Ergebnisse der Internen Standardisierung; jedoch wurde hier -- insbesondere f{\"u}r die ERETIC-Technik -- eine h{\"o}here Fehleranf{\"a}lligkeit und somit eine gr{\"o}ßere Streuung der Einzelergebnisse beobachtet. Am Beispiel von Codergocrinmesilat und Flupentixoldihydrochlorid konnte zudem die Eignung anderer NMR-aktiver Kerne wie 13C und 19F f{\"u}r die quantitative Analyse von komplexen Substanzgemischen aufgezeigt werden. Das Potential der 1H-NMR-Spektroskopie f{\"u}r die Reinheitspr{\"u}fung von Arzneistoffen wurde am Beispiel der Aminos{\"a}ure L-Alanin aufgezeigt. Die zu erwartenden Verunreinigungen Glutamin-, Asparagin-, {\"A}pfel- und Fumars{\"a}ure konnten im Gegensatz zu den "veralteten" Pr{\"u}fmethoden des Europ{\"a}ischen Arzneibuches eindeutig identifiziert und quantifiziert werden; mit einer Bestimmungsgrenze von <= 0.03\% wurden die Vorgaben der ICH-Richtlinie Q3A(R2) erf{\"u}llt. Die deutliche {\"U}bereinstimmung der NMR-spektroskopisch ermittelten Ergebnisse einer quantitativ untersuchten Alanin-Modellmischung mit einer f{\"u}r den Routinebetrieb geeigneten HPLC-Methode unter Einsatz verschiedener Detektoren wie CAD, NQAD, ELSD und MS, sowie der Vergleich wichtiger Pr{\"u}fparameter wie Linearit{\"a}t und Nachweisgrenze best{\"a}tigten die Eignung der 1H-NMR-Spektroskopie im Rahmen der routinem{\"a}ßig durchgef{\"u}hrten Qualit{\"a}tskontrolle. Die Aufdeckung von Arzneimittelf{\"a}lschungen mit Hilfe der NMR-Spektroskopie wurde im Rahmen dieser Arbeit anhand der zwei aktuellen Fallbeispiele Heparin und Glycerin n{\"a}her untersucht. Die in Zusammenhang mit dem Heparin-Skandal verantwortliche Kontaminante OSCS konnte neben Dermatansulfat und weiteren nat{\"u}rlich vorkommenden Glykosaminoglykan-Verunreinigungen im 1H-NMR-Spektrum eindeutig identifiziert und auf 0.1\% OSCS bzw. 0.5\% Dermatansulfat begrenzt werden. Eine pr{\"a}zise und richtige quantitative Bestimmung der beiden Glykosaminoglykane wurde {\"u}ber die N-Acetyl-Resonanzen mit Hilfe der Signalh{\"o}henbestimmung und dem Standard-Additionsverfahren erm{\"o}glicht; deutliche Abweichungen vom "wahren" Gehalt wurden hingegen, bedingt durch starke Signal{\"u}berlagerungen, nach Fl{\"a}chenvergleich beobachtet. Weitere Verunreinigungen, insbesondere L{\"o}sungsmittelr{\"u}ckst{\"a}nde, die w{\"a}hrend des Extraktions- und Reinigungsprozesses des Heparins eingesetzt werden, konnten ebenfalls {\"u}ber charakteristische Resonanzen identifiziert und mit Hilfe der Internen-Standard-Methode quantitativ erfasst werden. Eine umfangreiche Untersuchung von 145 Heparin-API-Mustern mittels NMR-Spektroskopie und weiteren, neuentwickelten Verfahren wie HPLC, CE, IR- und Raman-Spektroskopie konnte die Eignung der entwickelten 1H-NMR-Methode best{\"a}tigen. Potentielle Glycerin-Kontaminanten wie Diethylenglycol und Ethylenglycol konnten ebenso wie eine weitere, nat{\"u}rlich vorkommende Verunreinigung, Propylenglycol, mittels 1H- und 13C-NMR-Spektroskopie identifiziert und quantifiziert werden. Beide Methoden erf{\"u}llten die in der USP beschriebenen Anforderungen, die f{\"u}r pharmazeutisch eingesetztes Glycerin jeweils h{\"o}chstens 0.1\% Diethylenglycol bzw. Ethylenglycol erlaubt. W{\"a}hrend die quantitative Reinheitspr{\"u}fung beim Einsatz der 1H-NMR-Spektroskopie mit einer Messdauer im Bereich von etwa 30 min f{\"u}r den Routineeinsatz geeignet ist, ist die entwickelte quantitative 13C-NMR-Methode beim Einsatz von Spektrometern geringer Magnetfeldst{\"a}rke aufgrund einer geringen Nachweisempfindlichkeit und der NOE-Problematik f{\"u}r den Routinebetrieb nur bedingt anwendbar. Abschließend kann zusammengefasst werden, dass die untersuchten Beispiele die NMR-Spektroskopie als in hohem Maße geeignet f{\"u}r die quantitative Analyse von Arzneimitteln ausweisen.},
  subject      = {NMR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Langhammer2018,
  author    = {Langhammer, Romy},
  title     = {Metabolomic Imaging for Human Prostate Cancer Detection using MR Spectroscopy at 7T},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165772},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {BACKGROUND. Prostate cancer (PCa) remains a major health concern in men of the Western World. However, we still lack effective diagnostic tools a) for an effective screening with both high sensitivity and specificity, b) to guide biopsies and avoid histology sampling errors and c) to predict tumor aggressiveness in order to avoid overtreatment. Therefore, a more reliable, highly cancer-specific and ideally in vivo approach is needed. The present study has been designed in order to further develop and test the method of "metabolomic imaging" using magnetic resonance spectroscopy (MRS) at 7T to address those challenges. METHODS. Thirty whole prostates with biopsy-proven PCa were in vitro analyzed with a 7T human MR scanner. A voxel grid containing the spectral information was overlaid with the MR image of the middle transverse cross-sectional plane of each case. Subsequent histopathological evaluation of the prostate specimen followed. After the spectral output was processed, all voxels were compared with a metabolomic PCa profile, which had been established within a preliminary study, in order to create a metabolomic map indicating MRS cancer-suspicious regions. Those regions were compared with the histologically identified tumor lesions regarding location. RESULTS. Sixty-one percent of the histological cancer lesions were detected by metabolomic imaging. Among the cases with PCa on the examined slice, 75\% were identified as cancerous. None of the tested features significantly differed between detected and undetected cancer lesions. A defined "Malignancy Index" (MI) significantly differentiated between MRS-suspicious lesions corresponding with a histological cancer lesion and benign lesions (p = 0.006) with an overall accuracy of 70\%. The MI furthermore showed a positive correlation with the Gleason grade (p = 0.021). CONCLUSION. A new approach within PCa diagnostics was developed with spectral analysis including the whole measureable metabolome - referred to as "metabolomics" - rather than focusing on single metabolites. The MI facilitates precise tumor detection and may additionally serve as a marker for tumor aggressiveness. Metabolomic imaging might contribute to a highly cancer-specific in vivo diagnostic protocol for PCa.},
  subject      = {Prostatakrebs},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Melkus2009,
  author    = {Melkus, Gerd},
  title     = {Entwicklung und Anwendung spektroskopischer 1H-NMR-Methoden zur in vivo Charakterisierung von Xenograft-Tumormodellen bei 17,6 T},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-50605},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Der Hauptteil der vorliegenden Arbeit befasste sich mit der Anwendung und der Entwicklung von neuen Methoden der spektroskopischen NMR-Bildgebung zur nicht-invasiven metabolischen Charakterisierung von Xenograft-Tumormodellen bei 17,6 T. In einem weiteren Abschnitt wurden verschiedene etablierte Methoden der lokalisierten NMR-Spektroskopie und der spektroskopischen Bildgebung genutzt, um den Metabolismus von H{\"u}lsenfr{\"u}chten (Pisum sativum) am Hochfeld zu untersuchen. Im experimentellen Teil der Arbeit wurde der selektive Mehrquantenfilter Sel-MQC zur Laktatbestimmung in neun verschiedenen Xenograft-Tumormodellen verwendet. Diese Werte wurden mit Ergebnissen aus der Biolumineszenz und mit der Tumorkontrolldosis 50 (TCD50) der Tumorlinien korreliert. Der Sel-MQC-Editierungsfilter stellte sich als {\"a}ußerst robuste Methode heraus das Laktat im NMR-Spektrum eindeutig von koresonanten Lipiden des Unterhautfettgewebes bzw. von tumoreigenen Lipiden zu trennen. Der Vergleich mit dem durch die Biolumineszenz bestimmten Laktat zeigte durchweg niedrigere Werte in den NMR-Messungen. Der Hauptgrund f{\"u}r diesen Unterschied besteht wahrscheinlich darin, dass mit der NMR-Methode nur das freie Laktat bestimmt werden kann, wohingegen die Biolumineszenz das gesamte Laktat erfasst. Das mit der NMR detektierbare freie Laktat zeigte allerdings eine m{\"a}ßige Korrelation zur TCD50 (R = 0,46), wodurch dieser Parameter nur als bedingt prognostisch wertvoll f{\"u}r die Strahlentherapie von Tumoren angesehen werden kann. Der Informationsgehalt pro Messzeit und damit die Effizienz der Standard-Sel-MQC-Editierungssequenz konnte durch verschiedene methodische Erweiterungen gesteigert werden. Eine zus{\"a}tzliche spektral selektive Wasserunterdr{\"u}ckung und ein weiteres Aufnahmefenster erm{\"o}glichte neben der Messung des Laktatsignals die Akquisition s{\"a}mtlicher Resonanzen des 1H-Spektrums mit einer kurzen Echozeit. Somit konnten zus{\"a}tzlich das Gesamtcholin und die Methyl- und Metylengruppen der Lipide aufgenommen werden. Neben dem Laktat erwies sich das Verh{\"a}ltnis von Lipid-Methylensignal zu Gesamtcholin (L1/tCho) als aussagekr{\"a}ftigster Parameter, um zwei untersuchte Xenograft-Tumormodelle zu unter-scheiden. Die spektroskopische Sel-MQC-Bildgebungssequenz, deren k-Raumantastung in der Regel mit reiner Phasenkodierung durchgef{\"u}hrt wird, konnte durch eine Verwendung eines Lesegradienten beschleunigt werden. Die bei dem Sel-MQC-Filter auftretenden typischen Artefakte im Bereich der Wasserresonanz sind durch zwei Aufnahmen nach dem Dixon-Prinzip und einem anschließenden Additionsverfahren unterdr{\"u}ckbar. Bei einer ausreichenden Aufnahmezeit, die abh{\"a}ngig vom T2* der zu editierenden Resonanz ist, kann mit der Methode eine nahezu {\"a}hnlich hohe Sensitivit{\"a}t wie mit dem rein phasenkodierten Experiment erreicht werden. Eine in die Sequenz eingef{\"u}gte frequenzselektive Refokussierung der Laktat-CH3-Gruppe erm{\"o}glichte die Aufnahme mehrerer Laktatechos ohne eine Phasenmodulation durch die J-Kopplung im Signal zu erhalten. Die nach einer Anregung erhaltenen Echos k{\"o}nnen zur weiteren Beschleunigung der Sequenz oder zur Bestimmung der apparenten transversalen Relaxationszeit des editieren Metaboliten verwendet werden. Das Grundprinzip des Sel-MQC-Filters konnte in einem umgekehrten Verfahren dazu verwendet werden mobile Lipide im Tumor ohne das koresonante Laktatsignal zu detektieren, um damit die Lipiddetektion zu spezifizieren. Da zur Unterdr{\"u}ckung des Metabolitensignals nur die J-Kopplung ausgenutzt wird, m{\"u}ssen weder Relaxationszeiten noch Diffusionskoeffizienten f{\"u}r die Editierung bekannt sein. Die Aufnahme des Lipidsignals wird dabei in einer Pr{\"a}paration erreicht, was die Sequenz robust gegen{\"u}ber Bewegungsartefakten macht. Die Methode kann beispielsweise mit Diffusionsgradienten kombiniert werden, um den apparenten Diffusionskoeffizienten mobiler Lipide im Tumorgewebe zu bestimmen. Das hohe Magnetfeld von 17,6 T und damit die vergr{\"o}ßerte chemische Verschiebung eigneten sich insbesonders dazu spektroskopische Messungen an Pflanzensystemen durchzuf{\"u}hren. Im letzten Teil der Arbeit wurden unterschiedliche lokalisierte 1D-, 2D-NMR-Methoden und die spektroskopische Bildgebung verwendet, um den Wildtyp und eine Mutantenform des Pisum sativum nicht-invasiv metabolisch zu untersuchen. Die mit der NMR bestimmten Metabolitenkonzentrationen im Endosperm des Pisum sativum korrelierten mit Resultaten aus biochemischen Auswertungen. Weiterhin konnten mit den NMR-Methoden auch Ergebnisse gewonnen werden, die mit biochemischen und histologischen Verfahren nicht erreicht werden k{\"o}nnen. Die Untersuchung von Pflanzen - oder wie hier von Pflanzensamen - mit spektroskopischen NMR-Methoden bieten zus{\"a}tzliche und f{\"u}r bestimmte Fragestellungen auch einzigartige Ans{\"a}tze deren Metabolismus in vivo zu untersuchen.},
  subject      = {Tumor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schauer2011,
  author    = {Schauer, Stefanie},
  title     = {Untersuchungen zu Cyclodextrinkomplexen von typischen nichtsteroidalen Antiphlogistika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69701},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen nat{\"u}rlichen Cyclodextrinen und den Substanzen Ibuprofen, Ketoprofen, Naproxen, Flurbiprofen, Felbinac und Fenbufen aus der Gruppe der nichtsteroidalen Antiphlogistika charakterisiert. Ausgehend davon sollte beurteilt werden, ob anhand der Grundstruktur oder der funktionellen Gruppen eines Gastes vorhergesagt werden kann, in welchem Ausmaß solche Wechselwirkungen auftreten und welche Struktur die sich bildenden Komplexe aufweisen. Alle Substanzen weisen die st{\"a}rksten Wechselwirkungen in w{\"a}ssriger L{\"o}sung mit β-Cyclodextrin auf. Lediglich Flurbiprofen bildet auch mit γ-Cyclodextrin in gr{\"o}ßerem Umfang Komplexe. F{\"u}r die Mehrzahl der Gastmolek{\"u}le werden Isothermen vom Bs-Typ, f{\"u}r Fenbufen und Naproxen hingegen A-Typ-Isothermen erhalten. Durch die gute L{\"o}slichkeit der Komplexe kann eine deutliche L{\"o}slichkeitssteigerung f{\"u}r diese beiden Gastmolek{\"u}le in Wasser erreicht werden. Der Vorgang der Komplexbildung ist f{\"u}r alle Gastsubstanzen ein spontan ablaufender Prozess. Die Assoziationskonstanten K1:1 bei 25°C bewegen sich zwischen 1000 M-1 und 5000 M-1, f{\"u}r Flurbiprofen betr{\"a}gt sie etwa 14000 M-1 und f{\"u}r Ibuprofen sogar {\"u}ber 40000 M-1. Eine Betrachtung des Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten legt nahe, dass die Lipophilie der Gastmolek{\"u}le eine entscheidende Gr{\"o}ße f{\"u}r das Ausmaß der Komplexbildung darstellen k{\"o}nnte. Eine Untersuchung bei variierenden pH-Werten zeigte, dass steigende pH-Werte und ein damit erh{\"o}hter Dissoziationsgrad der Gastmolek{\"u}le durchgehend zu abnehmenden Assoziationskonstanten f{\"u}hrten. L{\"o}slichkeitsstudien bei verschiedenen Temperaturen zeigten entgegen des erwarteten Absinkens der Assoziationskonstanten mit steigender Temperatur keine eindeutige Tendenz. F{\"u}r Naproxen und Ketoprofen konnten lineare Van't Hoff Plots erstellt werden. Kalorimetrische Versuche lieferten f{\"u}r Ibuprofen erg{\"a}nzende Werte f{\"u}r die Assoziationskonstante und die Gibbs'sche Freie Enthalpie, die mit den Ergebnissen der L{\"o}slichkeitsstudien vergleichbar waren. Danach ist die Komplexbildung f{\"u}r diese Stoffe enthalpie- und entropiegetrieben. Job's Plots deuten auf eine St{\"o}chiometrie von 1:1 f{\"u}r Ibuprofen, Flurbiprofen und Felbinac hin. Obwohl es in der Literatur Hinweise darauf gibt, dass f{\"u}r die anderen Molek{\"u}le dieselbe St{\"o}chiometrie vorliegt, sind nach den Ergebnissen auch Komplexe h{\"o}herer Ordnung m{\"o}glich. Mit Hilfe von Docking-Studien konnten plausible Komplexstrukturen erhalten werden. Sie deuten auf das Auftreten eines Induced-Fit's des Cyclodextrins und die Ausbildung von intermolekularen Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen hin. Verschiedene Techniken wurden angewendet, um feste Komplexzubereitungen herzustellen, um weitere Informationen {\"u}ber die gebildeten Komplexe im festen Zustand zu erhalten. Mittels thermoanalytischer Verfahren wurde versucht, den im Cyclodextrin eingeschlossenen Gastmolek{\"u}lanteil zu bestimmen. In lyophilisierten L{\"o}sungen lag der noch als ungebunden detektierbare Wirkstoffanteil meistens am niedrigsten. FT-IR-Spektren der Komplexzubereitungen und ihrer physikalischen Mischungen zeigten, dass auch im festen Zustand meist Einschlusskomplexe gebildet werden, bei denen der aromatische Teil des Gastes und die Carbonylgruppe in der Cyclodextrinkavit{\"a}t lokalisiert sind. Lediglich Felbinac weist ein davon abweichendes Verhalten auf. Diese Erkenntnisse werden meist durch die Ergebnisse der zweidimensionalen 1H-NMR-Studien best{\"a}tigt, die Einblick in die Komplexstruktur im w{\"a}ssrigen Medium gew{\"a}hrten. Hier nehmen die Modellsubstanzen verschiedene Orientierungen in der Cyclodextrinkavit{\"a}t ein. M{\"o}glicherweise liefern diese einen Erkl{\"a}rungsansatz f{\"u}r das besondere Verhalten der Gastmolek{\"u}le Naproxen und Fenbufen in den L{\"o}slichkeitsstudien. Die Carboxylgruppe nimmt eine Position ein, in der eine St{\"o}rung der intramolekularen Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen des Cyclodextrins m{\"o}glich wird, was f{\"u}r die erh{\"o}hte L{\"o}slichkeit des Wirtes verantwortlich sein k{\"o}nnte. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die Grundstruktur und die funktionellen Gruppen des Gastmolek{\"u}ls erheblichen Einfluss auf die Struktur und die Eigenschaften ihrer Cyclodextrinkomplexe und auf die St{\"a}rke der Wechselwirkung zwischen Wirt und Gast haben. Die Lipophilie der Gastmolek{\"u}le scheint zudem eine tragende Rolle zu spielen. Da die Auspr{\"a}gung der Komplexbildung somit eine Summe aus vielen Einzelfaktoren ist, k{\"o}nnen Vorhersagen f{\"u}r ein vorliegendes System nur unter erheblichen Einschr{\"a}nkungen getroffen werden und es gilt, immer den Einzelfall zu betrachten.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schlee2011,
  author    = {Schlee, Christoph},
  title     = {Untersuchungen zu Cyclodextrinkomplexen von Sulfonamidarzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64772},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Als Hilfsstoffe in der Arzneimittelentwicklung k{\"o}nnen Cyclodextrine und ihre Derivate aufgrund der F{\"a}higkeit zur Bildung von Wirt-Gast-Komplexen mit organischen Molek{\"u}len zu unterschiedlichsten Zwecken verwendet werden. Ein Verst{\"a}ndnis aller Einflussfaktoren auf die Komplexbildung w{\"a}re von großem Wert, weil man so gegebenenfalls vorab entscheiden k{\"o}nnte, ob ein Einsatz von Cyclodextrinen {\"u}berhaupt in Betracht k{\"a}me, und wenn ja, welches Cyclodextrin den beabsichtigten Effekt br{\"a}chte. In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe verschiedener Methoden Informationen zu den Einschlusskomplexen gesammelt, die nat{\"u}rliche Cyclodextrine mit einer Reihe typischer Arzneistoffmolek{\"u}le bilden. Als Modellsubstanzen wurden die Sulfonamide Sulfadiazin, Sulfadimidin, Sulfafurazol, Sulfaguanidin, Sulfamerazin, Sulfameter, Sulfamethoxazol, Sulfanilamid und Sulfathiazol gew{\"a}hlt. Aufgrund ihrer Molek{\"u}lgr{\"o}ße bilden die gew{\"a}hlten G{\"a}ste in w{\"a}ssriger L{\"o}sung bevorzugt mit dem siebengliedrigen β-Cyclodextrin Komplexe, die Wechselwirkungen sind im Vergleich mit anderen Gastmolek{\"u}len jedoch relativ schwach. Im Rahmen von L{\"o}slichkeitsstudien wurden verschiedene Einfl{\"u}sse (pH, Temperatur) auf die Komplexbildung in L{\"o}sung untersucht. Mit Hilfe von Van't Hoff Plots wurden die thermodynamischen Gr{\"o}ßen der Komplexbildung bestimmt, wo das Ph{\"a}nomen der Enthalpie-Entropie-Kompensation beobachtet werden konnte. Die St{\"o}chiometrie der Komplexe wurde unter anderem in Job's Plots mit Hilfe der 1H-NMR-Spektroskopie bestimmt. Die Komplexbildung geht im Fall der Sulfonamide meist nicht nur mit einer L{\"o}slichkeitssteigerung des Gastes, sondern auch des nur eingeschr{\"a}nkt wasserl{\"o}slichen β-Cyclodextrins einher. Dieser Effekt wurde bei verschiedenen pH-Werten quantifiziert und tritt bei allen Gastmolek{\"u}len, mit Ausnahme von Sulfathiazol, in vergleichbarem Umfang auf. Unter Ausnutzung dieses Ph{\"a}nomens kann je nach Gast eine Konzentration des Wirtes in L{\"o}sung erreicht werden, die ein Vielfaches seiner intrinsischen L{\"o}slichkeit betr{\"a}gt. Sowohl in L{\"o}sung als auch im Feststoff wurde die Struktur der Einschlusskomplexe mit spektroskopischen Verfahren untersucht. ROESY-Spektren zeigten, dass die chemisch sehr {\"a}hnlichen Gastmolek{\"u}le teilweise erheblich von einander abweichende Positionen und Orientierungen in der Kavit{\"a}t des Cyclodextrins einnehmen. FTIR-Spektren fester Komplexzubereitungen unterst{\"u}tzen die detaillierteren NMR-Ergebnisse f{\"u}r die meisten G{\"a}ste. Erg{\"a}nzend wurden mit Hilfe von molekularmechanischen Methoden theoretisch plausible Komplexstrukturen erstellt. Dabei wurde die Flexibilit{\"a}t der Cyclodextrinmolek{\"u}le und das m{\"o}gliche Auftreten eines induced-fit durch die Generierung verschiedenartiger Konformere des β-Cyclodextrins in einer Molekulardynamikstudie ber{\"u}cksichtigt. In Dockingstudien (Autodock 3.0) wurde nach dem Bindungsmodus gesucht. Unter den Versuchsbedingungen dominieren Orientierungen, bei denen die aromatische Aminogruppe und die schwefelgebundenen Sauerstoffatome mit den Hydroxylgruppen des Wirtes Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen aufbauen k{\"o}nnen. Die resultierende St{\"o}rung der intra- und intermolekularen Wechselwirkungen des Cyclodextrins stellt eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung der synergistischen L{\"o}slichkeitseffekte zwischen Wirt und Gast dar. Die gewonnenen Daten stellen eine Grundlage zur Charakterisierung der Komplexbildung von Sulfonamiden mit nat{\"u}rlichen Cyclodextrinen dar. Alle Modellsubstanzen wurden mit denselben Methoden untersucht, was eine vergleichende Betrachtung erm{\"o}glicht. Insgesamt wurde durch die Betrachtung einer so großen Gruppe an Modellsubstanzen {\"a}hnlicher chemischer Eigenschaften und Molek{\"u}lstruktur ein Eindruck gewonnen, wie stark die Vorg{\"a}nge bei der Komplexbildung mit Cyclodextrinen schon innerhalb einer relativ homogenen Gruppe variieren k{\"o}nnen. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist zu folgern, dass Vorhersagen zur Komplexbildung mit Cyclodextrinen anhand von Untersuchungen mit vergleichbaren Modellsubstanzen nicht endg{\"u}ltig zu treffen sind, sondern immer von einem vom Gastmolek{\"u}l abh{\"a}ngigen Einzelfall auszugehen ist.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sieber2009,
  author    = {Sieber, Maximilian},
  title     = {Evaluation of 1H-NMR and GC/MS-based metabonomics for the assessment of liver and kidney toxicity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43052},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {For the assessment of metabonomics techniques for the early, non-invasive detection of toxicity, the nephrotoxins gentamicin (s.c. administration of 0, 60 and 120 mg/kg bw 2x daily for 8 days), ochratoxin A (p.o. administration of 0, 21, 70 and 210 µg/kg bw 5 days/week for 90 days) and aristolochic acid (p.o. administration of 0, 0.1, 1.0 and 10 mg/kg bw for 12 days) were administered to rats and urine samples were analyzed with 1H-NMR and GC/MS. Urine samples from the InnoMed PredTox project were analyzed as well, thereby focusing on 1H-NMR analysis and bile duct necrosis as histopathological endpoint. 1H-NMR analysis used water supression with the following protocol: 1 M phosphate buffer, D2O as shift lock reagent, D4-trimethylsilyl­propionic acid as chemical shift reference, noesygppr1d pulse sequence (Bruker). For multivariate data analysis, spectral intensity was binned into 0.04 ppm wide bins. GC/MS analysis of urine was carried out after protein precipitation with methanol, drying, derivatization with methoxyamine hydrochloride in pyridine and with methyl(trimethylsilyl)­trifluoroacetamide on a DB5-MS column using EI ionization. The chromatograms were prepared for multivariate data analysis using the R-program based peak picking and alignment software XCMS version 2.4.0. Principal component analysis (PCA) to detect and visualize time-point and dose-dependent differences between treated animals and controls and orthogonal projection to latent structures discriminant analysis (OPLS-DA) for identification of potential molecular markers of toxicity was carried out using SIMCA P+ 11.5 1H-NMR-based markers were identified and quantified with the Chenomx NMR Suite, GC/MS based markers were identified using the NIST Mass Spectral Database and by co-elution with authentic reference standards. PCA of urinary metabolite profiles was able to differentiate treated animals from controls at the same time as histopathology. An advantage over classical clinical chemistry parameters regarding sensitivity could be observed in some cases. Metabonomic analysis with GC/MS and 1H-NMR revealed alterations in the urinary profile of treated animals 1 day after start of treatment with gentamicin, correlating with changes in clinical chemistry parameters and histopathology. Decreased urinary excretion of citrate, 2-oxoglutarate, hippurate, trigonelline and 3-indoxylsulfate increased excretion of 5-oxoproline, lactate, alanine and glucose were observed. Ochratoxin A treatment caused decreased excretion of citrate, 2-oxoglutarate and hippurate and and increased excretion of glucose, myo-inositol, N,N-dimethylglycine, glycine, alanine and lactate as early as 2 weeks after start of treatment with 210µg OTA/kg bw, correlating with changes in clinical chemistry parameters and histopathology. Integration of histopathology scores increased confidence in the molecular markers discovered. Aristolochic acid treatment resulted in decreased urinary excretion of citrate, 2-oxoglutarate, hippurate and creatinine as well as increased excretion of 5-oxoproline, N,N-dimethylglycine, pseudouridine and uric acid. No alterations in clinical chemistry parameters or histopathology were noted.Decreased excretion of hippurate indicates alterations in the gut microflora, an effect that is expected as pharmacological action of the aminoglycoside antibiotic gentamicin and that can also be explained by the p.o. administration of xenobiotica. Decreased Krebs cycle intermediates (citrate and 2-oxoglutarate) and increased lactate is associated with altered energy metabolism. Increased pseudouridine excretion is associated with cell proliferation and was observed with aristolochic acid and ochratoxin A, for which proliferative processes were observed with histopathology. 5-oxoproline and N,N-dimethylglycine can be associated with oxidative stress. Glucose, a marker of renal damage in clinical chemistry, was observed for all three nephrotoxins studied. Single study analysis with PCA of GC/MS chromatograms and 1H-NMR spectra of urine from 3 studies conducted within the InnoMed PredTox project showing bile duct necrosis revealed alterations in urinary profiles with the onset of changes in clinical chemistry and histopathology. Alterations were mainly decreased Krebs cycle intermediates and changes in the aromatic gut flora metabolites, an effect that may result as a secondary effect from altered bile flow. In conclusion, metabonomics techniques are able to detect toxic lesions at the same time as histopathology and clinical chemistry. The metabolites found to be altered are common to most toxicities and are not organ-specific. A mechanistic link to the observed toxicity has to be established in order to avoid confounders such as body weight loss, pharmacological effects etc. For pattern recognition purposes, large databases are necessary.},
  subject      = {Toxikologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Skiera2013,
  author    = {Skiera, Christina},
  title     = {1H NMR spectroscopic determination of deterioration marker compounds in fats and oils},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-95756},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {In food and pharmaceutical analysis, the classical indices peroxide value (PV), acid value (AV) and p-anisidine value (ANV) still play an important role as quality and authenticity control parameters of fats and oils. These indices are sum parameters for certain deterioration products (PV for hydroperoxides, AV for free fatty acids, ANV for aldehydes) and are obtained using volumetric or UV/VIS spectroscopic analytical approaches. 1H NMR spectroscopy provides a fast and simple alternative to these classical approaches. In the present work, novel 1H NMR methods to determine hydroperoxides, free fatty acids and aldehydes in fats and oils were developed. Hydroperoxides: The influence of solvent, water, free fatty acids and sample weight on the hydroperoxide group proton (OOH) signal was investigated. On the basis of the obtained results, the sample preparation procedure of the new 1H NMR method was established. A rough assignment of the hydroperoxide group signals in edible fats and oils to methyl oleate, methyl linoleate and methyl linolenate was conducted. Furthermore, to gain information on how many different hydroperoxide species originate from trioleate autoxidation, a kinetic study on trioleate monohydroperoxides was performed. The evaluation of the data strongly indicates that all of the conceivable 18 trioleate monohydroperoxides were formed during trioleate autoxidation. The analytical performance of the NMR method was compared to that of the classical PV approach by means of the so-called "relative sensitivity" according to Mandel. It was shown that both methods exhibit a similar analytical performance. A total of 444 edible oil samples were analysed using both methods. For some oil varieties considerable discrepancies were found between the results. In the case of black seed oil and olive oil two substances were identified that influence the classical PV determination and thus cause positive (black seed oil) and negative (olive oil) deviations from the theoretical PV expected from the NMR values. Free fatty acids: In order to find the optimal solvent mixture to measure the carboxyl group protons (COOH) of free fatty acids in fats and oils, the effect of solvent on the COOH signal was investigated for different mixtures of CDCl3 and DMSO-d6. The comparison of the NMR method with the classical AV method by means of the relative sensitivity revealed that both methods exhibit a similar analytical performance. 420 edible oil samples were analysed by both approaches. Except for pumpkin seed oil, where slight deviations were observed, there was a good compliance between the results obtained from the two methods. Furthermore, the applicability of the 1H NMR assay to further lipids with relevance in pharmacy was tested. For hard fat, castor oil, waxes and oleyl oleate modifications of the original sample preparation procedure of the NMR method were necessary to achieve comparable results for both methods. Aldehydes: The new 1H NMR method enables the determination of the molar amounts of n-alkanals, (E)-2-alkenals and (E,E)-2,4-alkadienals. It was illustrated that the ANV can be modelled as a linear combination of the NMR integrals of these aldehyde species. A functional relationship was derived on the basis In conclusion, the new 1H NMR methods provide an excellent alternative to of calibration experiments. The suitability of the model was shown by comparing the NMR-determined ANVs with the measured classical ANVs of 79 commercially available edible oils of different oil types. In conclusion, the new 1H NMR methods provide an excellent alternative to the determination of the classical indices PV, AV and ANV. They have several advantages over the classical methods including the consumption of small solvent amounts, the ability to automatize measurement and to acquire several different parameters out of the same NMR spectrum. Especially concerning their selectivity, the 1H NMR methods are highly superior to the classical methods.},
  subject      = {Fett},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stepanenko2008,
  author    = {Stepanenko, Vladimir},
  title     = {Self-Assembly of Bay-Substituted Perylene Bisimide by Ligand-Metal Ion Coordination},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32063},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {The subject of this thesis is the synthesis and characterization of PBI-based fluorescent metallosupramolecular polymers and cyclic arrays. Terpyridine receptor functionalized PBIs of predesigned geometry have been used as building blocks to construct desired macromolecular structures through metal-ion-directed self-assembly. These metallosupramolecular architectures have been investigated by NMR, UV/Vis and fluorescence spectroscopy, mass spectrometry, and atomic force microscopy.},
  subject      = {Supramolekulare Chemie},
  language  = {en}
}