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This thesis deals with the preparation of protein microparticles by spray-freeze-drying (SFD) and the effects of the process on protein secondary and tertiary structure. The first part of this thesis covers the development of an FTIR method for objective and fast determination of protein secondary structure, which is directly linked to protein stability. The second part investigates the influence of atomization conditions on protein secondary and tertiary structure as well as residual enzyme activity during SFD. The process is analyzed after a)atomization b)atomization, freezing and thawing back at room temperature and c)the complete spray-freeze-drying process. A thorough comparison of the utilized ultrasound nozzles (including particle size distribution, temperatures and cavitation effects) is performed in the third part of this thesis. In the fourth and last part of this thesis, different formulations containing a mixture of a-CT and excipients are evaluated for their stability. Diese Arbeit behandelt die Herstellung von proteinbeladenen Mikropartikeln mittels Sprühgefriertrocknung und die Auswirkungen des Prozesses auf die Sekundär- und Tertiärstruktur von Proteinen. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt die Entwicklung einer FTIR Methode zur schnellen und objektiven Quantifizierung der Proteinsekundärstruktur, welche direkt mit der Stabilität eines Proteins verknüpft ist. Der zweite Teil untersucht den Einfluss von Zerstäubungsbedingungen auf die Sekundär- und Tertiärstruktur sowie auf die Enzymrestaktivität von Proteinen während der Sprühgefriertrocknung. Der Prozess wird nach folgenden Teilschritten analysiert: a)Zerstäuben b)Zerstäuben, Einfrieren und Tauen bei Raumtemperatur c)Nach dem kompletten SFD Prozess Ein ausführlicher Vergleich der eingesetzten Ultraschalldüsen (inklusive Partikelgrößenverteilung, Temperatur und Kavitation) wird im dritten Teil dieser Arbeit vorgenommen. Im vierten und letzten Teil dieser Arbeit werden schließlich diverse Formulierungen untersucht, welche Mischungen aus a-CT und Hilfsstoffen enthalten.

Colicin A ist ein Bakteriocin, das von E.Coli Bakterien in wasserlöslicher Form gebildet wird und andere E.Coli Zellen durch Bildung eines spannungsgeregelten Ionenkanals in der cytoplasmatischen Membran abtötet. Untersucht wurde in vitro die Orientierung von Helix 9 zur Membran nach Bindung an DMPG Vesikel. Dazu wurde ESR Spektroskopie in Kombination mit Site Directed Spinlabeling (SDSL) eingesetzt. Es wurden fünf Positionen in Helix 9 und eine Position im Loop zwischen Helix 8 und 9 mit MTS-Spinlabel markiert. Dort wurde bei Raumtemperatur und 9GHz Meßfrequenz die Linienbreite der mittleren Linie als Mobilitätsparameter und die Zugänglichkeit für paramagnetische Quencher zum Nachweis von Membrankontakten bestimmt. Weiterhin wurde ein Polaritätsprofil bei 170K/120K durch Bestimmung der Tensorelemente Azz bei 9GHz/95GHz Meßfrequenz, so wie gxx bei 95GHz ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine parallele Positionierung von Helix 9 in der Kopfgruppenregion der Membran.