BENZALKONIUM CHLORIDE và ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP và đời SỐNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO MƠN HỌC HOẠT CHẤT BỀ MẶT Đề tài: BENZALKONIUM CHLORIDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỜI SỐNG GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: THÁI THỊ NGỌC YẾN Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2022 i 18139233 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv LỜI MỞ ĐẦU v CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 1.1 Định nghĩa 1.2 Các tính chất 1.2.1 Tính thấm ƣớt 1.2.2 Khả tạo bọt 1.2.3 Khả hòa tan 1.2.4 Khả hoạt động bề mặt 1.2.5 Khả nhũ hóa 1.2.6 Điểm Kraft – điểm đục 1.2.7 Độ cân ƣa kị nƣớc ( HLB ) 1.3 Phân loại chất hoạt động bề mặt 1.3.1 Chất hoạt động bề mặt không sinh ion (NI) 1.3.2 Chất hoạt động bề mặt sinh ion CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BENZALKONIUM CHLORIDE 2.1 Lịch sử chất Benzalkonium Chloride 2.2 Định nghĩa 2.3 Tên thƣơng mại 2.4 Cấu trúc hóa học i 2.5 Tính chất hóa lý 2.6 Tiêu chuẩn Dƣợc điển 11 2.7 Ứng dụng Benzalkonium Chloride công nghiệp đời sống 13 2.7.1 Ứng dụng y tế 13 2.7.2 Ứng dụng chăn nuôi 13 2.7.3 Ứng dụng khác 13 2.8 Độ ổn định điều kiện bảo quản 13 2.9 Tính tƣơng hợp 14 2.10 Phƣơng pháp sản xuất 14 2.11 Độ an toàn 15 2.12 Các biện pháp an toàn 16 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA BENZALKONIUM CHLORIDE TRONG LĨNH VỰC HÀNG TIÊU DÙNG 17 3.1 Trong dƣợc phẩm 17 3.2 Trong mỹ phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân 21 3.3 Chất khử trùng nuôi trồng thủy sản 22 3.4 Trong nƣớc rửa tay không chứa cồn 23 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo chất hoạt động bề mặt Hình 2.1 Tá dƣợc Benzalkonium Chloride Hình 2.2 Cơng thức hóa học Benzalkonium Chloride Hình 2.3 Phƣơng pháp sản xuất Benzalkonium Chloride 15 Hình 3.1 Chức Benzalkonium Chloride 17 Hình 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Benzalkonium Chloride 18 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Nồng độ ức chế vi sinh vật Benzalkonium với vi khuẩn khác 10 Bảng 2.2 Các tiêu Benzalkonium Chloride số Dƣợc điển 11 iv LỜI MỞ ĐẦU Trong tình hình dịch virus corona 2019 lây truyền mạnh mẽ, việc rửa tay thƣờng xuyên đƣợc xem nhƣ cách quan trọng để bảo vệ khỏi lây nhiễm virus Các chuyên gia/bác sĩ khuyến cáo nên rửa tay 60 phút lần để hạn chế tối đa ảnh hƣởng Coronavirus nhƣ loại vi khuẩn có hại khác đến sức khỏe Do nhu cầu sử dụng nƣớc rửa tay nhƣ hóa hóa chất có khả diệt khuẩn ngày tăng cao, có Ethanol isopropanol thành phần dung dịch sát khuẩn tay nhanh Trong suốt trình diễn đại dịch COVID-19, có thiếu hụt chất tẩy rửa tay có chứa thành phần hoạt tính ethanol isopropanol Với hoạt tính kháng khuẩn lớn Benzalkonium Chloride, Cơ quan Quản lý Thực phẩm Dƣợc phẩm Mỹ (FDA) tuyên bố Benzalkonium Chloride đủ điều kiện để sử dụng thay etanol isopropanol công thức nƣớc rửa tay y tế [1] Ngoài ra, với khả kháng khuẩn nó, Benzalkonium Chloride cịn đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác đời sống, thành phần tích cực nhiều sản phẩm tiêu dùng nhƣ sản phẩm dƣợc phẩm, mỹ phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân, chất khử trùng tẩy rửa… Nhận thấy Benzalkonium Chloride có nhiều ứng dụng tích cực đời sống, nên em chọn đề tài “Benzalkonium Chloride ứng dụng trong công nghiệp đời sống” để tìm hiểu sâu hoạt chất Benzalkonium Chloride ứng dụng lĩnh vực đời sống v CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT [2] 1.1 Định nghĩa Chất hoạt động bề mặt hợp chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt hai chất lỏng, chất khí chất lỏng chất lỏng chất rắn Chúng hoạt động nhƣ chất tẩy rửa, chất làm ƣớt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt chất phân tán Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm hai phần: Đầu kỵ nƣớc (Hydrophop) đầu ƣa nƣớc (Hydrophyl) tính chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào hai phần – Đầu kỵ nƣớc phải đủ dài, mạch Carbon từ – 21, ankyl thuộc mạch ankal, anken mạch thẳng hay có gắn vịng cyloankal vòng benzene – Đầu ƣa nƣớc phải nhóm phân cực mạnh nhƣ cacboxyl (COO-), hydroxyl (-OH), amin (-NH2), sulfat (-OSO3) Hình 1.1 Cấu tạo chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt đƣợc dùng làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng cách làm giảm sức căng bề mặt bề mặt tiếp xúc hai chất lỏng Nếu có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng 1.2 Các tính chất 1.2.1 Tính thấm ướt Tính thấm ƣớt tạo điều kiện để vật cần giặt rửa, vết bẩn tiếp xúc với nƣớc cách dễ dàng nên đóng vai trị quan trọng Vải sợi có khả thấm ƣớt dễ dàng nhƣng nƣớc khó thấm sâu vào bên cấu trúc sức căng bề mặt lớn, vải sợi bị gây bẩn dầu mỡ Vì thế, dùng xà phịng để làm giảm sức căng bề mặt nƣớc vải sợi – nƣớc 1.2.2 Khả tạo bọt Bọt đƣợc hình thành phân tán khí mơi trƣờng lỏng Hiện tƣợng làm cho bề mặt dung dịch chất tẩy rửa tăng lên Khả tạo bọt độ bền bọt phụ thuộc vào cấu tạo chất đó, nồng độ, nhiệt độ dung dịch, độ pH hàm lƣợng ion Ca2+, Mg2+ dung dịch chất tẩy rửa 1.2.3 Khả hịa tan Tính hịa tan phụ thuộc vào yếu tố: – Bản chất vị trí nhóm ƣa nƣớc Nhóm ƣa nƣớc đầu mạch dễ hịa tan nhóm mạch – Chiều dài mạch Hydrocacbon Nhóm kỵ nƣớc mạch thẳng dễ hòa tan mạch nhánh – Nhiệt độ – Bản chất ion kim loại: với ion Na+, K+ dễ hòa tan ion Ca2+, Mg2+ 1.2.4 Khả hoạt động bề mặt Nƣớc có sức căng bề mặt lớn Khi hòa tan xà phòng vào nƣớc, sức căng bề mặt nƣớc giảm Một lớp hấp thụ định hƣớng hình thành bề mặt nhóm ƣa nƣớc hƣớng vào nƣớc, nhóm kỵ nƣớc hƣớng ngồi Nhờ có lớp hấp thụ mà sức căng bề mặt nƣớc giảm bề mặt nƣớc – khơng khí đƣợc thay kỵ nƣớc – khơng khí (giữa pha) 1.2.5 Khả nhũ hóa Nhũ tƣơng hệ phân tán không bền vững nên muốn thu đƣợc hệ bền vững phải cho thêm chất nhũ hóa Xà phòng thƣờng đƣợc dùng làm chất ổn định nhũ tƣơng Tác dụng chúng làm giảm sức căng bề mặt hai hƣớng dầu – nƣớc Sau đó, làm cho hệ nhũ tƣơng dễ dàng ổn định 1.2.6 Điểm Kraft – điểm đục Khả hòa tan chất hoạt động bề mặt anion tăng lên theo nhiệt độ Khả hòa tan tăng trƣởng đột ngột tác nhân bề mặt hòa tan đủ để tạo thành Micell Điểm Kraft điểm mà nhiệt độ Micell hịa tan đƣợc Độ tan chất hoạt động bề mặt không chứa ion phụ thuộc vào liên kết hydro nƣớc với chuỗi polyoxyetylen Năng lƣợng liên kết hydro lớn tăng nhiệt độ nƣớc làm giảm độ tan Điểm đục điểm nhiệt độ chất hoạt động bề mặt khơng chứa ion khơng hịa tan đƣợc 1.2.7 Độ cân ưa kị nước ( HLB ) Tính ƣa, kị nƣớc chất hoạt hóa bề mặt đƣợc đặc trƣng thông số độ cân ƣa kị nƣớc (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance - HLB), giá trị từ đến 40 HLB cao hóa chất dễ hịa tan nƣớc, HLB thấp hóa chất dễ hịa tan dung môi không phân cực nhƣ dầu Giá trị HLB : – Từ – 3: Chất hoạt động bề mặt có tính phá bọt – Từ – 9: Chất hoạt động bề mặt nhũ nƣớc dầu – Từ – 11: Chất hoạt động bề mặt thấm ƣớt – Từ 11 – 15: Chất hoạt động bề mặt nhũ dầu nƣớc – Trên 15: Chất hoạt động bề mặt khuếch tán, chất phân tán 1.3 Phân loại chất hoạt động bề mặt Có nhiều cách phân loại chất hoạt động bề mặt nhƣng cách phân loại theo cấu tạo hóa học hợp lý Phân loại theo cấu tạo hóa học chia chất hoạt động bề mặt làm loại: chất sinh ion chất không sinh ion Chất sinh ion đƣợc chia làm ba loại: hoạt tính anion, hoạt tính caction lƣỡng tính 1.3.1 Chất hoạt động bề mặt không sinh ion (NI) Các chất tẩy rửa hịa tan vào nƣớc khơng phân ly thành ion gọi chất tẩy rửa không sinh ion NI có khả hoạt động bề mặt khơng cao Êm dịu với da, lấy dầu Làm bền bọt, tạo nhũ tốt Có khả phân giải sinh học Ít chịu ảnh hƣởng nƣớc cứng pH mơi trƣờng, nhiên có khả tạo phức với số ion kim loại nặng nƣớc Hiện để tổng hợp chúng, phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến q trình etoxy hóa từ rƣợu béo với oxyt etylen Công thức chung: R-O-(CH2-CH2-O-)nH Các rƣợu béo có nguồn gốc thiên nhiên nhƣ dầu thực vật, mỡ động vật thơng qua phản ứng H2 hóa axit béo tƣơng ứng Hoặc đƣờng từ rƣợu tổng hợp: cách cho olefin-1 phản ứng với H2SO4, thủy phân (thu đƣợc rƣợu bậc 2) Trong thƣơng mại, loại có tên gọi: tecitol 15-s-7, union caride 15-s-9 Chất hoạt động bề mặt không sinh ion đƣợc phân loại thành dạng sau: Copolimer có cơng thức chung: HO-(OE)n-(OP)m-(OE)n-H, HO-(OP)n-(OE)m(EP)n-H Tỷ số PO/OE thay đổi: - - Trọng lƣợng phân tử thấp nhất: 2000đvC, thông dụng loại n = m = 30, chúng tạo bọt nên dùng phổ biến sản phẩm tẩy rửa chuyên dùng cho máy: máy rửa chén, máy giặt, không gây hại cho môi trƣờng, độc tính yếu Tuy nhiên dùng lƣợng khơng lớn khả phân hủy sinh học chậm Các oxit amin, ankyl amin, rƣợu amit, polyglycerol ete, polyglucosit (APG) Nhóm có tính chất trội ổn định với chất tẩy có clo, nƣớc javel, chất oxy hóa, thƣờng dùng làm tác nhân nền, tăng tính ổn định bọt, làm sệt, tạo ánh xà cừ cho sản phẩm, đặc biệt dễ bị phân hủy sinh học, oxit amin, ankyl amin, ankylmonoetanolamit, polyglycerol ete, ankyl polyglucosit (APG), sunfonat Betain, ankylaminopropylsunfo betain, betain etoxy hóa 1.3.2 Chất hoạt động bề mặt sinh ion Chất hoạt động bề mặt anion Chất hoạt động bề mặt mà hòa tan vào nƣớc phân ly ion hoạt động bề mặt âm, chiếm phần lớn kích thƣớc tồn phân tử mạch Hydrocacbon dài, ion thứ hai khơng có tính hoạt động bề mặt Đó chất hoạt động bề mặt anion có khả hoạt động bề mặt mạnh so với loại khác Làm tác động tẩy rửa phối liệu Khả lấy dầu cao, tạo bọt to nhƣng bền Bị thụ động hóa hay khả tẩy rửa nƣớc cứng, cứng tạm thời, ion kim 2.7 Ứng dụng Benzalkonium Chloride công nghiệp đời sống 2.7.1 Ứng dụng y tế Là thành phần dƣợc phẩm nhƣ thuốc nhỏ mắt, tai mũi thuốc xịt Thuốc sát trùng da thuốc xịt rửa vết thƣơng có hợp chất Benzalkonium Chloride Đóng vai trị nhƣ chất diệt khuẩn viên ngậm họng nƣớc súc miệng Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng nhƣ biện pháp tránh thai Benzalkonium Chloride thành phần tích cực có nƣớc rửa tay, khăn ƣớt, dầu gội đầu, xà phòng, chất khử mùi mỹ phẩm 2.7.2 Ứng dụng chăn nuôi Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng nuôi ong để điều trị bệnh thối nhũn đàn ong Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng rộng rãi sản xuất giống nuôi thƣơng phẩm để khử trùng ấu trùng, bể, ao vật dụng khác chúng có khả tiêu diệt vi khuẩn, nấm, protozoa số loại virus Trong ni tơm, Benzalkonium Chloride có tác dụng không chế phát triển tảo Ở liều lƣợng thấp có khả kích thích tơm lột xác 2.7.3 Ứng dụng khác Benzalkonium Chloride thành phần xúc tác chuyển pha, cơng nghệ quan trọng tổng hợp hợp chất hữu cơ, bao gồm thuốc Là thành phần sản phẩm cho sàn bề mặt cứng nhƣ chất khử trùng, diệt tảo, rêu, địa y bám đƣờng đi, mái ngói, bể bơi, gạch xây,… 2.8 Độ ổn định điều kiện bảo quản Benzalkonium Chloride chất hút ẩm bị ổn định dƣới tác dụng ánh sáng, khơng khí kim loại 13 Dung dịch Benzalkonium Chloride ổn định khoảng pH nhiệt độ rộng Do đƣợc tiệt khuẩn phƣơng pháp nhiệt ẩm (121oC 12 phút) mà khơng hoạt tính Dung dịch đƣợc bảo quản khoảng thời gian dài nhiệt độ phịng Dung dịch pha lỗng đƣợc bảo quản thùng chứa làm từ polyvinyl chloride or polyurethane foam làm hoạt tính kháng vi sinh vật Benzalkonium Chloride với số lƣợng lớn nên đƣợc bảo quản dụng cụ chắn khí tốt, chắn ánh sáng không tiếp xúc với kim loại môi trƣờng khơ mát 2.9 Tính tƣơng hợp Benzalkonium Chloride khơng tƣơng hợp với nhôm, chất diện hoạt anion, muối citrat, cotton, fluorescein, hydrogen peroxide, hypromellose, iodides, kaolin, lanolin, nitrates, chất diện hoạt khơng ion hóa nồng độ cao, muối permanganate, protein, salicylates, muối bạc, xà phòng, sulfonamide, tartrates, kẽm oxid, kẽm sulfat, hỗn hợp cao su nhựa Benzalkonium Chloride đƣợc phát có khả hấp phụ lên màng lọc từ nguyên liệu khác đặc biệt sơ nƣớc nhiều anion 2.10 Phƣơng pháp sản xuất Benzalkonium Chloride đƣợc tạo thành nhờ phản ứng dung dịch alkyl-Nmethylbenzamine với methyl chloride dung môi hữu có thích hợp để tạo ngƣng tụ hợp chất bậc bốn chúng đƣợc tạo thành 14 Hình 2.3 Phƣơng pháp sản xuất Benzalkonium Chloride 2.11 Độ an tồn Benzalkonium Chloride đƣợc coi chất khơng gây kích ứng, khơng gây q mẫn tƣơng hợp chế phẩm bôi lên da niêm mạc Tuy nhiên, Benzalkonium Chloride có liên quan đến phản ứng bất lợi sử dụng vài công thức bào chế Độc tính tai xảy Benzalkonium Chloride đƣợc nhỏ tai sử dụng kéo dài da gây kích ứng dị ứng mức - trƣờng hợp Benzalkonium Chloride đƣợc biết đến nguyên nhân đợt co thắt phế quản bệnh nhân hen suyễn sử dụng dung dịch khí dung có chất bảo quản Các thử nghiệm độc tính thỏ vừa cho thấy Benzalkonium Chloride có độc tính mắt nồng độ cao nồng độ sử dụng làm chất bảo quản Tuy nhiên, mắt ngƣời bị ảnh hƣởng mắt thỏ nên nhiều dạng bào chế dùng mắt cơng thức có chứa Benzalkonium Chloride với nồng độ 0.01% (khối lƣợng/ thể tích) với vai trị chất bảo quản Benzalkonium Chloride khơng thích hợp để làm chất bảo quản cho dung dịch đƣợc sử dụng cho việc bảo quản rửa kính áp trịng thân nƣớc Bởi Benzalkonium Chloride gắn lên mắt kính sau tạo độc 15 tính cho mắt sử dụng kính Các dung dịch với nồng độ 0.03% (khối lƣợng/ thể tích) đƣợc tra mắt, cần phải giám sát y tế Các kích ứng chỗ nhƣ cổ họng, thực quản, dày ruột xảy sau tiếp xúc với dung dịch mạnh có nồng độ cao 0,1% khối lƣợng/ thể tích Liều lƣợng Benzalkonium Chloride đƣờng uống gây tử vong ngƣời đƣợc tính tốn từ 1–3 g Các tác dụng không mong muốn sau uống bao gồm nôn mửa, ngất hôn mê Liều độc hại dẫn đến tê liệt hơ hấp, khó thở tím tái thể Các mức liều gây độc chuột cống thỏ: LD50 (mouse, oral): 150 mg/kg LD50 (rat, IP): 14.5 mg/kg LD50 (rat, IV): 13.9 mg/kg LD50 (rat, oral): 300 mg/kg LD50 (rat, skin): 1.42 g/kg 2.12 Các biện pháp an toàn Tn theo hƣớng dẫn thích hợp với hồn cảnh khối lƣợng Benzalkonium Chloride sử dụng Benzalkonium Chloride gây kích ứng da, mắt việc sử dụng lại da gây phản ứng q mẫn Dung dịch Benzalkonium Chloride đậm đặc vơ tình đổ da gây ăn mịn da tổn thƣơng với hoại tử sâu sẹo Khi cần đƣợc rửa với nƣớc dung dịch xà phịng Găng tay, kính bảo hộ trang phục thích hợp nên đƣợc sử dụng 16 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA BENZALKONIUM CHLORIDE TRONG LĨNH VỰC HÀNG TIÊU DÙNG 5],[6] 3.1 Trong dƣợc phẩm [3],[4],[ Benzalkonium Chloride có tác dụng làm chất bảo quản, chất sát khuẩn, chất khử trùng, tác nhân tăng độ tan làm ƣớt Hình 3.1 Chức Benzalkonium Chloride Benzalkonium Chloride hợp chất amoni bậc bốn đƣợc sử dụng cơng thức dƣợc phẩm với vai trị làm chất bảo quản kháng khuẩn chế phẩm bôi da (ức chế phát triển vi nấm, vi khuẩn) tƣơng tự nhƣ chất diện hoạt cation khác nhƣ cetrimide Trong pha chế dạng bào chế dùng cho mắt, Benzalkonium Chloride chất chất bảo quản đƣợc sử dụng phổ biến với nồng độ khoảng 0.01 đến 0.02% (khối lƣợng/ thể tích) Thơng thƣờng, đƣợc sử dụng phối hợp với tá dƣợc bảo quản chất hiệp đồng nhƣ disodium edetate với nồng độ 0,1% (khối lƣợng/ thể tích) để tăng cƣờng khả ức chế phát triển chủng Pseudomonas 17 Trong công thức thuốc mũi tai, nồng độ sử dụng Benzalkonium Chloride từ 0.002 đến 0.02% (khối lƣợng/ thể tích), đơi phối hợp thêm với thimerosal với nồng độ 0.002 đến 0.005% Benzalkonium Chloride 0.01% (khối lƣợng/ thể tích) đƣợc sử dụng làm chất bảo quản sản phẩm thuốc tiêm thể tích nhỏ Ngồi ra, Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng công thức thuốc để tăng khả thấm chỗ lorazepam Các nghiên cứu Benzalkonium Chloride Dƣợc phẩm Hình 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Benzalkonium Chloride Tên nghiên cứu: tối ƣu hóa tƣơng tác benzakonium hai dƣợc chất dicophelac ibuprofen để pha chế hỗn dịch nano dùng cho mắt Các tác giả: Deepika Tak , Rimpy , Tarun Kumar , Munish Ahuja Nội dung nghiên cứu: thuốc chống viêm không steroid (Nsaids) đƣợc sử dụng phổ biến điều trị triệu chứng viêm mắt Các thuốc có thƣờng 18 có độ tan nƣớc có tính axit yếu Chúng tƣơng tác với hợp chất chứa amoni bậc bốn nhƣ cation Benzalkonium Chloride – chất đƣợc sử dụng phổ biến làm chất bảo quản công thức nhãn khoa, để tạo phức hợp khơng hịa tan Để khắc phục tình trạng này, chất làm tăng độ tan nhƣ polysorbate 80 (tween 80), muối lysine, tocopheryl polyethylene glycol succinate đƣợc sử dụng,… Việc phối hợp gây triệu chứng khó chịu ảnh hƣởng đến toàn vẹn giác mạc ngƣời sử dụng Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu nghiên cứu tạo công thức nhãn khoa không phá hủy, tƣơng thích, ổn định mặt vi sinh đồng thời có đặc tính thấm tốt qua giác mạc Sự tƣơng tác natri diclofenac ibuprofen với Benzalkonium Chloride đƣợc tối ƣu hóa cách sử dụng thiết kế thí nghiệm tổng hợp trung tâm để pha chế hỗn dịch nano phƣơng pháp kết tụ Phƣơng pháp nghiên cứu: Các lô hỗn dịch nano đƣợc tối ƣu hóa đƣợc đánh giá nghiên cứu tính thấm qua giác mạc ex vivo, kiểm tra hoạt lực chất bảo quản độ ổn định vật lý chế phẩm Nồng độ tối ƣu Benzalkonium Chloride cho công thức hỗn dịch nano chứa diclofenac natri (0,1%, khối lƣợng thể tích) ibuprofen (0,1% khối lƣợng thể tích) đƣợc xác định 0,002% (khối lƣợng thể tích), với kích thƣớc hạt trung bình tƣơng ứng 440 nm 331 nm Dạng bào chế hỗn dịch nano natri diclofenac ibuprofen tạo tính thấm qua giác mạc ex vivo cao 1,6 2,1 lần so với dạng bào chế dung dịch nƣớc thông thƣờng tƣơng ứng chúng Ngoài ra, nồng độ Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng công thức cho thấy hiệu bảo quản tốt Kết quả: Các công thức hỗn dịch nano đƣợc tối ƣu hóa diclofenac ibuprofen đƣợc chứng minh có độ ổn định cao mặt vật lý an toàn mặt vi sinh với khả thấm qua giác mạc nhiều so với dạng bào chế dung dịch thông thƣờng Một số công thức bào chế chứa Benzalkonium Chloride Gel thuốc tra mắt pilocarbin hydroclorid: Công thức: 19 Pilocarpin hydroclorid 4,0 g Benzalkonium chloride 0.008 g Dinatri edetat 0.02 g Carbomer 940 0.5 g Dung dịch natri hydroxyd 10% vừa đủ Nƣớc tinh khiết vừa đủ 100g Phân tích vai trị thành phần: – Pilocarpin hydroclorid: dƣợc chất, thuốc nhóm thuốc phó giao cảm Khi sử dụng mắt có khả làm co đồng tử – Benzalkonium chloride: chất bảo quản, ức chế phát triển vi khuẩn vi nấm trình bảo quản chế phẩm, đặc biệt dạng bào chế gel- dễ bị nhiễm vi sinh vật Hơn nữa, chế phẩm dùng cho mắt nên phải yêu cầu độ vô khuẩn – Dinatri edetate: chất hiệp đồng chống oxy hóa, có khả khóa ion kim loại này, khơng cho chúng xúc tác cho phản ứng hóa học làm phá hủy dƣợc chất Ngồi ra, hỗ trợ Benzalkonium chloride, tăng cƣờng hoạt tính bảo quản – Carbomer 940: tá dƣợc tạo gel, làm đặc cho chế phẩm, giúp cho pilocarpin hydroclorid bám giữ tốt mắt, thời gian lƣu giữ tốt nên tác dụng kéo dài hiệu Tuy nhiên, gel có nhƣợc điểm dễ bị nhiễm khuẩn dễ bị khơ cứng nƣớc - dễ gây kích ứng mắt – Dung dịch natri hydroxyd 10%: trung hòa gel carbomer 940, tăng cƣờng khả tạo gel để đạt độ đặc bám dính tốt Nó giúp điều chỉnh pH thích hợp cho chế phẩm, hạn chế kích ứng mắt thuận lợi cho hoạt tính bảo quản Benzalkonium chloride – Nƣớc: dung môi để trƣơng nở gel hịa tan thành phần Quy trình bào chế: chế phẩm gel nên khơng thể tiến hành lọc giai đoạn cuối dƣợc chất không bền với nhiệt nên dùng phƣơng pháp nhiệt 20 ẩm Do quy trình sản xuất thuốc gel này, cần thực theo quy trình vơ khuẩn tiệt khuẩn giai đoạn Trƣớc tiên, dụng cụ, trang thiết bị pha chế cần đƣợc tiệt khuẩn – Carbomer 940 đƣợc ngâm trƣơng nở nƣớc, sau thêm dung dịch NaOH 10% để trung hòa gel đến pH xấp xỉ Sẽ thấy độ nhớt gel tăng lên đáng kể – Gel carbopol tạo thành đƣợc đem hấp tiệt khuẩn 121oC 15 phút – Dƣợc chất, tá dƣợc lại nhƣ Benzalkonium Chloride Dinatri edetat đƣợc hòa tan vào lƣợng nƣớc thích hợp (khoảng 40 ml) Dung dịch tạo thành đƣợc đem lọc tiệt khuẩn màng lọc cellulose acetate kích thƣớc 0.2 m – Dung dịch dƣợc chất tạo thành đƣợc đem phối hợp với gel đƣợc tiệt khuẩn Quá trình khuấy cần thực nhẹ nhàng tuân theo nguyên tắc chiều để tránh bọt tạo thành Sau bổ sung nƣớc đến vừa đủ thể tích 100 ml – Gel thuốc tạo thành đƣợc đóng typ dán nhãn 3.2 Trong mỹ phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân Trong mỹ phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân, Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng công thức dầu gội đầu, sản phẩm vệ sinh cá nhân, chất làm da, chăm sóc da chế phẩm trang điểm mắt Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng để ngăn chặn ức chế phát triển sinh sản vi sinh vật thành phẩm Nó hoạt động nhƣ chất tăng cƣờng bọt nhƣ chất tẩy rửa, nơi giúp nƣớc trộn với dầu chất bẩn để rửa chúng [10] Nói chung, đƣợc sử dụng để chống vi khuẩn, giúp ổn định công thức ngăn ngừa ô nhiễm ngƣời dùng Đảm bảo sản phẩm ổn định khơng có vi khuẩn phần quan trọng q trình xây dựng cơng thức cho phép sản phẩm ln an tồn sử dụng đảm bảo tuổi thọ sản phẩm [11] Các chức Benzalkonium Chloride: [12] 21 – Kháng khuẩn: Giúp làm chậm phát triển vi sinh vật da chống lại phát triển vi khuẩn – Chống tĩnh điện: Giảm tĩnh điện cách trung hịa điện tích bề mặt – Chất khử mùi: Làm giảm che dấu mùi thể khó chịu – Chất bảo quản: Ức chế phát triển vi sinh vật sản phẩm mỹ phẩm – Chất hoạt động bề mặt: Làm giảm sức căng bề mặt mỹ phẩm góp phần vào phân bố đồng sản phẩm trình sử dụng – Sự phân tán chất hoạt động bề mặt: Giúp phân phối chất rắn khơng hịa tan pha lỏng Sự huyền phù phân tán chất lỏng chất lỏng thứ hai thƣờng đƣợc gọi nhũ tƣơng 3.3 Chất khử trùng nuôi trồng thủy sản [13] Quản lý chất lƣợng nƣớc khâu quan trọng nghề nuôi thủy sản Khi môi trƣờng nƣớc bị suy giảm tạo điều kiện cho phát triển mầm bệnh nhƣ virus, vi khuẩn, nấm, nguyên sinh động vật… Để khống chế bùng phát nhƣ lan truyền dịch bệnh gây nhóm việc sử dụng chất khử trùng cần thiết chẳng hạn nhƣ Benzalkonium Chloride Cơ chế gây độc Cơ chế xác Benzalkonium Chloride lên sinh vật chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ Tuy nhiên, chế đƣợc biết đến ngăn chặn hoạt tính số enzyme tế bào Cơ chế gây độc Benzalkonium Chloride xâm nhập nhóm lipophilic alkyl vào màng tế bào, làm thay đổi tầng kép phân tử phospholipid, dẫn đễn suy yếu màng tế bào phá hủy màng tế bào Kết trình làm ngƣng trệ trình điều khiển enzyme điều tiết q trình hơ hấp trao đổi chất tế bào Hoạt tính Benzalkonium Chloride bị ảnh hƣởng pH mơi trƣờng ao ni, nhƣng hoạt tính gia tăng nhiệt độ pH tăng, nhƣ thời gian tiếp xúc Benzalkonium Chloride lên sinh vật Hoạt tính hóa học Benzalkonium Chloride bị giảm khơng có tác dụng sử dụng chung với hợp chất hữu nhƣ xà phòng, hợp chất tẩy rửa bề mặt tích điện âm nhƣ sodium 22 laurilsulfate hay sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium lauryl ether sulfate (SLES)… Hơn nữa, nƣớc có độ cứng độ đục cao làm giảm tác dụng Benzalkonium Chloride Công dụng Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng rộng rãi trại giống, ao nuôi nhằm khử trùng ấu trùng, bể, ao vật dụng khác Hiện chƣa có chứng chứng minh Benzalkonium Chloride có tích lũy sinh học tồn lƣu môi trƣờng Việc sử dụng Benzalkonium Chloride việc khử trùng đƣợc cho an tồn tơm cá ni mơi trƣờng Việc kết hợp Benzalkonium Chloride Formalin cho kết cao việc khử trùng Benzalkonium Chloride có chức tiêu diệt vi khuẩn, nấm, protozoa số loại virus Nhóm vi khuẩn gram dƣơng (+) thƣờng nhạy cảm Benzalkonium Chloride nhóm vi khuẩn gram âm (-) Trong ao nuôi thủy sản, Benzalkonium Chloride có tác dụng khống chế phát triển tảo Tuy nhiên, khả diệt tảo Benzalkonium Chloride phụ thuộc vào độ dày vách tế bào tảo Nhóm tảo khơng có vách tế bào thƣờng nhạy cảm với Benzalkonium Chloride Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng để khống chế hiệu bệnh vi khuẩn ao ni gây nhóm vi khuẩn Edwardsiella, Vibrio, Staphylococcus, Aeromonas Ngoài ra, liều lƣợng thấp có khả kích thích tơm lột xác 3.4 Trong nƣớc rửa tay không chứa cồn Trong nghiên cứu năm 1998 sử dụng quy trình FDA, chất khử trùng không chứa cồn với thành phần hoạt chất Benzalkonium Chloride đáp ứng tiêu chuẩn thực FDA, Purell , chất vệ sinh chứa cồn phổ biến khơng Nghiên cứu đƣợc thực báo cáo nhà phát triển, nhà sản xuất nhà tiếp thị dƣợc phẩm kháng khuẩn hàng đầu Hoa Kỳ dựa hợp chất amoni bậc bốn, cho thấy chất khử trùng gốc Benzalkonium Chloride họ hoạt động tốt chất rửa tay chứa cồn sau sử dụng nhiều lần [14] Xuất phát từ hạn chế hoạt động khử trùng bề mặt khỏi virus corona nƣớc rửa tay khử trùng có cồn, nhà khoa học BYU (Đại học Brigham 23 Young) tiến hành lựa chọn xử lý mẫu chứa virus corona Benzalkonium Chloride – chất thƣờng đƣợc sửa dụng chất rửa tay không chứa cồn số hợp chất amoni bậc bốn khác thƣờng đƣợc tìm thấy chất khử trùng [15] Theo đó, hầu hết trƣờng hợp thử nghiệm, hợp chất quét 99,9% virus vòng 15 giây Chất Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng nồng độ thấp không gây cảm giác 'bỏng' nhƣ sử dụng nƣớc rửa tay chứa cồn Bên cạnh đó, giúp dễ dàng cho ngƣời phải vệ sinh tay nhiều nhƣ: bác sĩ, nhân viên y tế, nhân viên dọn vệ sinh… Ngoài ra, chất Benzalkonium Chloride thƣờng hoạt động chống lại virus đƣợc bao quanh lipid - nhƣ COVID - nhà nghiên cứu tin phù hợp để khử trùng virus corona 24 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN Benzalkonium Chloride chất diệt khuẩn đƣợc sử dụng rộng rãi chăm sóc sức khỏe, mỹ phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân, chủ yếu chất khử trùng bề mặt chất tẩy rửa khử trùng, chất bảo quản Đối với hoạt động kháng khuẩn nó, Benzalkonium Chloride thành phần tích cực nhiều sản phẩm tiêu dùng: Các sản phẩm dƣợc phẩm nhƣ thuốc nhỏ mắt, tai mũi thuốc xịt, nhƣ chất bảo quản; Các sản phẩm chăm sóc cá nhân nhƣ nƣớc rửa tay, khăn ƣớt, dầu gội đầu, xà phòng, chất khử mùi mỹ phẩm [16] ; Thuốc sát trùng da thuốc xịt rửa vết thƣơng, chẳng hạn nhƣ Bactine[17],[18]; Viên ngậm họng [19] nƣớc súc miệng, nhƣ chất diệt khuẩn; Các loại kem diệt tinh trùng; Chất tẩy rửa cho sàn bề mặt cứng nhƣ chất khử trùng, chẳng hạn nhƣ thuốc xịt khăn lau kháng khuẩn Lysol Dettol; Algaecides để diệt tảo, rêu, địa y bám đƣờng đi, mái ngói, bể bơi, gạch xây,…Benzalkonium Chloride đƣợc sử dụng nhiều quy trình sản phẩm khơng dùng cho ngƣời tiêu dùng, bao gồm nhƣ thành phần tích cực khử trùng phẫu thuật Tuy nhiên, Benzalkonium Chloride có độc tính mắt gây kích ứng da Vì việc sử dụng Benzalkonium Chloride chăm sóc bệnh nhân tất sở khác, chẳng hạn nhƣ sản phẩm tiêu dùng hộ gia đình, nên đƣợc đánh giá nghiêm ngặt hạn chế định có lợi ích sức khỏe đƣợc chứng minh lợi ích sức khỏe cộng đồng đáng [20] 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Safety and Effectiveness for Health Care Antiseptics; Topical Antimicrobial Drug Products for Over-the-Counter Human Use (Final Rule)” U.S Food and Drug Administration 20 December 2017 [2] https://123docz.net//document/4204386-chat-hoat-dong-be-mat-va-ung-dung-cua- chat-hoat-dong-be-mat-trong-thuc-pham.htm [3] Raymond C Rowe, Paul J Sheskey and Siân C Owen , Sổ tay tá dƣợc “excipient” chuyên luận “tá dƣợc Benzalkonium Chloride” [4] Tak D, Rimpy, Kumar T, Ahuja M “Optimization of the Interaction between Diclofenac and Ibuprofen with Benzalkonium Chloride to Prepare Ocular Nanosuspension” Recent Pat Drug Deliv Formul 2019;13(4):301-309 [5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31849291/ [6] Slide giảng học phần bào chế 2- slide “thuốc qua da”- PGS.TS Vũ Thị Thu Giang- trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội [7] Beatriz Merchel Piovesan Pereira and Ilias Tagkopoulos, “Benzalkonium Chlorides: Uses, Regulatory Status, and Microbial Resistance” Appl Environ Microbiol 2019 Jul 1; 85(13): e00377-19 [8] Price PB 1950 “Benzalkonium chloride (zephiran chloride) as a skin disinfectant” Arch Surg 61:23–33 [9] U.S Environmental Protection Agency (EPA) 2006 “Reregistration eligibility decision for alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride (ADBAC)” EPA739-R-06009 U.S Environmental Protection Agency, Washington, DC [10] https://www.cosmeticsinfo.org/ingredients/benzalkonium-chloride [11] https://thedermreview.com/should-you-be-using-benzalkonium-chloride/ [12] https://incibeauty.com/ingredients/15691-benzalkonium-chloride [13] https://uv-vietnam.com.vn/vi/bkc-chat-khu-trung-hieu-qua-trong-nuoi-trong-thuy- san 26 [14] Dyer, David L.; Gerenratch, Kenneth B.; Wadhams, Peter S (1998) “Testing a New Alcohol-Free Hand Sanitizer to Combat Infection” AORN Journal 68 (2): 239– 251 [15] “Nƣớc rửa tay không chứa cồn chống lại COVID-19 hiệu nhƣ phiên có cồn” (14/12/2020), Sở khoa học công nghệ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu [16] Dyer, David L.; Gerenratch, Kenneth B.; Wadhams, Peter S (1998) “Testing a New Alcohol-Free Hand Sanitizer to Combat Infection” AORN Journal 68 (2): 239– 251 [17] “Bactine Pain Relieving Cleansing Spray” dailymed.nlm.nih.gov Retrieved 2020- 03-04 [18] “Bactine Original First Aid Liquid, fl oz Ingredients and Reviews” SkinSAFE Retrieved 2020-03-04 [19] "Bradosol" Archived from the original on 2014-10-12 Retrieved 2013-05-20 [20] G Kampf, “Adaptive microbial response to low-level benzalkonium chloride exposure” National Blirary of Medicine,2018 27 ... Benzalkonium Chloride có nhiều ứng dụng tích cực đời sống, nên em chọn đề tài ? ?Benzalkonium Chloride ứng dụng trong công nghiệp đời sống? ?? để tìm hiểu sâu hoạt chất Benzalkonium Chloride ứng dụng. .. Dƣợc điển 11 2.7 Ứng dụng Benzalkonium Chloride công nghiệp đời sống 13 2.7.1 Ứng dụng y tế 13 2.7.2 Ứng dụng chăn nuôi 13 2.7.3 Ứng dụng khác 13... 2.7 Ứng dụng Benzalkonium Chloride công nghiệp đời sống 2.7.1 Ứng dụng y tế Là thành phần dƣợc phẩm nhƣ thuốc nhỏ mắt, tai mũi thuốc xịt Thuốc sát trùng da thuốc xịt rửa vết thƣơng có hợp chất Benzalkonium