共同溶剂和溶剂对多元组分溶液中扩散相互作用参数的影响:通过Kirkwood-Buff理论获得新的见解

科学领域:

• 物理化学 物理化学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 了解多元组分溶液中的溶解物行为对于配方开发至关重要.
• 对于扩散相互作用参数的现有模型通常依赖于近似值.
• 治疗配方中的蛋白质聚合是一个重大挑战.

研究的目的:

• 为液体多元组分溶液中扩散相互作用参数开发新的数学表达式.
• 提供一个理论框架,整合扩散和热力学特性.
• 提供对二进制和三进制解决方案中的溶解物联和聚合机制的见解.

主要方法:

• 将柯克伍德-巴夫积分纳入理论表达式.
• 从溶解物热力学活性系数的对数导数中导出扩散相互作用参数.
• 对二进制和三进制解决方案模型的衍生式的应用.
• 使用水溶液和单克隆抗体配方的实验数据进行验证.

主要成果:

• 衍生了扩散相互作用参数的新表达式,适用于二进制,三进制和更高阶的解决方案,没有近似.
• 在二进制溶液中,溶解性质被确定为溶解物联的关键驱动因素.
• 在三元解决方案中,发现交叉相互作用占主导地位,影响聚合.
• 实验数据支持了对简单水溶液和复杂蛋白质配方的理论预测.

结论:

• 开发的数学表达式提供了一个更准确,更全面的框架,用于理解复杂的解决方案中溶解物的行为.
• 这些发现为溶解物结合和聚合提供了机理性的见解,特别是三元系统中交叉相互作用的作用.
• 这项工作促进了配方的合理设计,以减轻蛋白质聚合和提高产品稳定性,特别是对于像单克隆抗体 (mAbs) 等生物药物.