Berechnung von Verteilungskoeffizienten

Um Verteilungskoeffizienten zu berechnen, müssen Sie zuerst die entsprechenden Chemikalien in der Datenbank suchen. Anschließend können Sie in der Tabelle die Zeilen auswählen, welche für die Berechnung verwendet werden sollen. Wenn keine Zeile markiert ist, werden alle gefundenen Chemikalien für die Berechnung benutzt. Als nächstes müssen Sie die Verteilungssysteme auswählen, die von Interesse sind. Nur wenn dies geschehen ist, wird bei den Verteilungssystemen ein Knopf sichtbar, der die Berechnung der Verteilungskoeffizienten aller ausgewählter Chemikalien in allen ausgewählten Systemen startet.

Berechnung der Extraktionseffizienz

Um die Fraktion der zu extrahierenden Analyten im entsprechenden Lösungsmittel zu berechnen, müssen die Substanzdeskriptoren zuerst in der Datenbank gesucht oder berechnet werden. Werden keine einzelnen Ergebnisse aus der Abfrage ausgewählt, so werden alle in der Liste befindlichen Substanzen und Deskriptoren-Datensätze in der folgenden Berechnung verwendet. Im nächsten Schritt werden die Lösungsmittel von Interesse ausgewählt und die Volumina der Wasserphase eingegeben. Die Fraktion des Analyten kann nun für ein definiertes Lösungsmittelvolumen berechnet werden oder für verschiedene Volumina. Es ist auch möglich eine gewünschte Fraktion des Analyten im Lösungsmittel zu definieren und das benötigte Volumen zu berechnen oder eine zweistufige Extraktion zu betrachten. Zusätze in der Wasserphase wie Salze (Salting-Out), Proteine und Lipide sowie Schwebstoffe können in den Berechnungen einzeln oder in Kombination berücksichtigt werden.

Berechnung der Bioverteilung

Um die Verteilung eines Analyten in biologischen Systemen berechnen zu können, müssen die Substanzdeskriptoren zuerst in der Datenbank gesucht werden oder berechnet werden. Werden keine einzelnen Ergebnisse aus der Abfrage ausgewählt, so werden alle in der Liste befindlichen Substanzen und Deskriptoren-Datensätze in der folgenden Berechnung verwendet. Im nächsten Schritt müssen die prozentualen Anteile (in Volumenprozent) der einzelnen Kompartimente (Serum Albumin, Muskelproteine, Speicherlipide und Phospholipide) eingegeben werden.

Freundlich Koc

Nicht-lineare Sorptionsisotherme für die Verteilung zwischen Soil Organic Carbon/Wasser können mithilfe einer Freundlich-Isotherme beschrieben werden. Die berechneten Verteilungskoeffizienten aus der entsprechenden ppLFER-Gleichung sind nur gültig für wässrige Konzentrationen im Bereich 0.03 mmol/L. Oftmals unterscheiden sich die Konzentrationen von Interesse aber deutlich von diesen Wert. Deshalb bieten wir für abweichende Konzentrationen ein Tool zur Berechnung der Freundlich Isotherme an.

Thermodesorption

Um einen Analyten quantitativ aus Luft an ein Sorbens zu extrahieren, sollten die Art des Sorbens und die Menge an eingesetzten Sorbens an die entsprechende Temperatur bei der Beprobung und an das Probenvolumen angepasst werden, um den Durchbruch des Analyten zu vermeiden. Im darauf folgenden Desorptionsschritt müssen wiederum die Desorptionstemperatur und das Gasvolumen an die Art und Menge des Sorbens und an den Analyten angepasst werden. Das kann gezielt geplant werden, wenn die Sorptionskonstanten des Analyten für das entsprechende Sorbens als eine Funktion der Temperatur bekannt sind - Informationen, die in der Datenbank vorhanden sind. Darauf aufbauend stellen wir hier Werkzeuge zu Verfügung zur Berechnung von a) der Sorbens-Masse, die für einen quantitativen Rückhalt eines Analyten auf verschiedenen Sorbentien benötigt wird, b) der Temperatur, die zu einer quantitative Desorption in ein spezifiziertes Gasvolumen benötigt wird und c) als eine generelle Information, das Gasvolumen per Gramm Sorbens, BTV50%, bei dem 50% des Analyten bei gegebener Temperatur durch eine Säule (gefüllt mit einem von 4 Sorbentien) brechen wird.

Berechnung der passiven Permeabilität durch Caco-2 Zellen

Um die passive Permeabilität zu berechnen, müssen Sie zuerst die entsprechenden Chemikalien in der Datenbank suchen. Als nächstes müssen Sie dann die experimentellen Bedingungen spezifizieren: hierzu können Sie entweder die Gesamt-Dicke der ungerührten Wasserschichten auf beiden Seiten der Caco-2 Zellschicht angeben (empfohlen) oder die Rate, mit der der Ansatz geschüttelt wird. In dem exportierten spread sheet müssen Sie angeben, zu welchem Prozentsatz die Chemikalie als neutrale Spezies vorliegt. Die Voreinstellung ist 100%. Sollten Sie Säuren oder Basen berechnen wollen, die zu einem signifikanten Anteil ionisch vorliegen, dann müssen sie diese Einstellung entsprechend anpassen. Das Spreadsheet passt dann alle nachfolgenden Rechnungen automatisch an die gewählte Fraktionierung an. Die ausgegebene Permeabilität bezieht sich auf die totale Konzentration der Chemikalie unter der Annahme, dass die ionische Spezies zwar zur Permeation durch die ungerührten Wasserschichten und den paracellulären Transport beiträgt, nicht aber zur eigentlichen Membranpermeabilität.

Cfree

Um die frei gelöste Konzentration oder Fraktion einer Chemikalie auszurechnen, müssen Sie zuerst die entsprechenden Chemikalien in der Datenbank suchen. Anschließend können Sie zwischen verschiedenen Optionen wählen: Option 1 berechnet die frei gelöste Konzentration/Fraktion im Plasma. Option 2 berechnet die frei gelöste Konzentration/Fraktion in verschiedenen Zellassays. Dazu muss eine spezifische Kombination aus Medium, Serum und einer Zelllinie ausgewählt werden. Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Komponenten in der Liste sind allerdings relativ klein, sodass man für jede beliebige Auswahl immer noch mit einem nützlichen Ergebnis rechnen kann, auch wenn die gewünschten Komponenten in der Auswahlliste nicht angeboten werden. Option 3: Hier kann man jede Art von Lösung/Suspension spezifizieren, für die man die frei gelöste Konzentration berechnen möchte. Es ist wichtig zu betonen, dass alle Resultate für Cfree nur für neutrale Moleküle gelten. Für ionen oder ionisierbare Chemikalien kann Cfree mit diesen Werkzeugen nicht berechnet werden.

Aufkonzentrierung im Gasstrom

Mit diesem Tool können Analytverluste berechnet werden, die während der Einengung eines Lösungsmittelextraktes mit Gas (N2) bei 25°C auftreten. Wiederum muss zuerst der Analyt in der Datenbank gesucht werden. Unter den Resultaten muss ein Eintrag ausgewählt werden, bei dem alle Deskriptoren vorhanden sind. Sodann kann man in dem Blow-down Menü die Art des Lösungsmittels und die Volumina vor und nach dem Einengen auswählen.

Search for neutral chemicals








Quelle:

Search for partition systems

most frequently used

Bio Materials





Technical Sorbents



carbonaceous sorbents

Solvent water


Water



Calculate the biopartitioning



volume %
volume %
volume %
volume %
volume %
volume %
* muscle protein is pure muscle protein without lipids

** carbohydrates, minerals ...
** this is not accounted for as a partitioning phase

Calculate the sorbed concentration


mmol/L

Calculate the extraction efficiencies

NameId
acetophenone7
aniline8
benzene9
benzonitrile10
bromobenzene11
butane13
butan-1-ol12
butyl acetate14
carbondisulfide15
chlorobenzene17
chloroform16
cyclohexane18
decan-1-ol19
dibuthylether20
dibutylether21
dichloromethane22
diethylether23
diisopropylether24
ethyl acetate25
ethylbenzene26
fluorobenzene27
heptan-1-ol28
hexan-1-ol29
iodobenzene30
isobutanol31
isooctane32
isopropylmyristate33
methylcyclohexane34
methylisobutylketone35
n-decane36
n-dodecane37
n-heptane38
n-hexadecane39
n-hexane40
nitrobenzene41
N-methylpyrrolidinone42
n-octane43
nonan-1-ol44
n-undecane45
octanol3
oleylalcohol47
olive oil48
o-nitrophenyloctylether49
pentane51
pentan-1-ol50
perfluoro-hexan, -heptane, -octane52
PGDP53
tetrachloromethane54
toluene55
trichloromethane57
triolein58
1-chlorobutane2
1,2-dichloroethane1
2-methyl-1-propanol4
2-methyl-2-propanol5
3-methyl-1-butanol6

Calculate the fraction of solute in the solvent for a given solvent volume

mL
mL

Calculate the fraction of solute in the solvent for various solvent volumes

mL
mL
mL

Calculate the solvent volume for a given fraction of solute in the solvent

mL
%


Water contains:


Salts

mol/L

Proteins and lipids

mL
mL
mg
mg
%
%
Equations for serum albumin and storage lipids are applied

Organic matter

mg
mg



Calculate optimal parameters for thermodesorption

L
°C
mL g
°C

Calculate the maximal loss of solute during solvent blow down with nitrogen

mL
µL

Calculate the permeability through a Caco-2 monolayer

The fraction of neutral species at experimental pH can be entered in the exported excel sheet.
µm
rpm

Calculate the concentration of freely dissolved analyte
ONLY FOR NEUTRAL MOLECULES !!

Option 1: Cfree in plasma

Option 2: Often used assays

µL
%
%

Option 3: Custom made assay

mL
mL
mL
mg
mg
%
%

Bitte zitieren Sie diese Datenbank als:
Ulrich, N., Endo, S., Brown, T.N., Watanabe, N., Bronner, G., Abraham, M.H., Goss, K.-U., UFZ-LSER database v 3.2.1 [Internet], Leipzig, Deutschland, Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ. 2017 [letzter Zugriff 02.05.2024]. Erreichbar unter http://www.ufz.de/lserd

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