Nghiên cứu tổng hợp nano bêta cyclodextrin alginate nicotine

LỜI CẢM ƠN  Đầu tiên, tôi xin chân thành biết ơn TS. Nguyễn Cửu Thị Hương Giang, Cô đã tận tình truyền đạt những kinh nghiệm nghiên cứu quý báu, nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện công trình nghiên cứu và hoàn tất luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Công Hào, người Thầy luôn gắn bó với khoa học, tận tình truyền đạt những tri thức khoa học uyên bác, nhiều kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài này. Tôi trân trọng cảm ơn các thầy cô Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ và các thầy cô công tác tại Viện Công nghệ Hóa học đã truyền đạt những kiến thức quý báu và tận tình hướng dẫn tôi suốt khóa đào tạo vừa qua. Tôi xin cảm ơn TS. Đặng Chí Hiền đang công tác tại Phòng Công Nghệ Hóa Dược-Viện Công nghệ Hóa học đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các đồng nghiệp công tác tại Trường THCS Vĩnh Thạnh Trung 2, các bạn lớp cao học Hóa hữu cơ đã giúp đỡ tôi trong thời gian tôi tham gia khóa học. Thành quả này tôi xin kính tặng hai đấng sinh thành–một đời hy sinh vì con. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn anh, chị luôn cổ vũ, động viên tôi, là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành tốt khóa học. Chân thành cảm ơn! PHAN ANH ĐÀO ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN 3 1.1 KHÁI QUÁT VỀ NICOTINE 3 1.1.1 Lịch sử và tên gọi 3 1.1.2 Thành phần hóa học 3 1.1.3 Hoạt tính quang học 4 1.1.4 Tính chất dược học 4 1.1.5 Hiệu ứng tâm sinh lý 5 1.2 KHÁI QUÁT VỀ THUỐC LÁ 6 1.2.1 Đôi nét về lịch sử thuốc lá 6 1.2.2 Tình hình hút thuốc lá 6 1.2.2.1 Trên thế giới 6 1.2.2.2 Tại Việt Nam 7 1.2.3 Thành phần, độc tính thuốc lá 8 1.2.3.1 Thành phần 8 1.2.3.2 Các nguy cơ gây bệnh của hút thuốc lá 10 1.2.4 Liệu pháp cai nghiện 10 1.3 CÔNG NGHỆ NANO VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN 12 1.3.1 Một vài khái niệm về công nghệ nano 12 1.3.2 Những ứng dụng của công nghệ nano 14 1.3.3 Cuộc chạy đua thực sự trong thời đại công nghệ nano 16 1.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PHỨC VÀ NANO TỪ β-CYCLODEXTRIN 17 iii 1.4.1 Phương pháp điều chế phức từ β-cyclodextrin 17 1.4.2 Phương pháp điều chế nano từ β-cyclodextrin 19 1.5 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NANO TỪ ALGINATE 21 Chương 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 23 2.1.1 Thiết bị 23 2.1.2 Dụng cụ 23 2.2 NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT 24 2.2.1 Nguyên liệu và hóa chất 24 2.2.2 Giới thiệu sơ lược về đặc điểm và tính chất của một số nguyên liệu 24 2.2.2.1 Alginate 24 2.2.2.2 β -Cyclodextrin 25 2.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG 26 2.3.1 Kính hiển vi điện tử quét 26 2.3.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua 27 2.3.3 Máy đông khô 28 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.4.1 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine 29 2.4.1.1 Tổng hợp phức β -cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp khuấy từ 29 2.4.1.2 Tổng hợp phức β -cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp siêu âm 29 2.4.2 Tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 29 2.4.3 Các phương pháp phân tích sản phẩm 29 Chương 3 THỰC NGHIỆM 31 3.1 QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 31 iv 3.2 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 32 3.2.1 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine 32 3.2.1.1 Phương pháp khuấy từ 32 3.2.1.2 Phương pháp siêu âm 33 3.2.2 Tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 33 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 34 3.3.1 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp khuấy từ 34 3.3.2 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp siêu âm 36 3.3.3 Tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 37 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 41 4.1 PHỨC β-CYCLODEXTRIN/NICOTINE 41 4.1.1 Phương pháp khuấy từ 41 4.1.1.1 Khảo sát tỉ lệ giữa β -cyclodextrin và nicotine 41 4.1.1.2 Khảo sát thời gian phản ứng 44 4.1.1.3 Khảo sát nhiệt độ phản ứng 47 4.1.2 Phương pháp siêu âm 49 4.1.2.1 Khảo sát công suất 49 4.1.2.2 Khảo sát thời gian phản ứng 52 4.2 NANO β-CYCLODEXTRIN-ALGINATE-NICOTINE 54 4.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ HÌNH DẠNG CỦA PHỨC β-CYCLODEXTRIN/NICOTINE 56 4.4 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ HÌNH DẠNG CỦA NANO 57 4.4.1 Chuẩn bị mẫu đo SEM và TEM 57 4.4.2 Đặc điểm cấu trúc và hình dạng của nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 58 4.5 ĐỊNH TÍNH NICOTINE 59 v 4.5.1 Định tính nicotine trong mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine 59 4.5.2 Định tính nicotine trong mẫu nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 60 4.6 ĐỊNH LƯỢNG NICOTINE 61 4.6.1 Định lượng nicotine trong mẫu nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 61 4.6.2 Định lượng nicotine trong mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine 65 4.6.2.1 Định lượng nicotine các mẫu phức được tổng hợp bằng phương pháp khuấy từ 67 4.6.2.2 Định lượng nicotine các mẫu phức được tổng hợp bằng phương pháp siêu âm 69 KẾT LUẬN 71 KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ABS Acrylonitrile butadiene styrene CaCl 2 Calcium chloride CdS Cadmium sulfide CdSe Cadmium Selenide CH 3 OH Methanol CNS Central nervous system CuS Copper (II) Sulfide ETS Environmental tobacco smoke FDA Food and Drug Administration GC Gas Chromatography Li-MMT Lithium Montmorillonite MS Main smoke nm Nanomet PCL Poly(ε-Caprolactone) PEO Poly(ethylene oxide) PLA Polylactide PMMA Poly(methyl methacrylate) PS Polystyrene PVA Polyvinyl acetate SEM Scanning Electron Microscope SS Secondary smoke TB Trung bình TEM Transmission Electron Microscopy vii TLC Thin Layer Chromatography µm Micromet WHO The World Health Organization ZnO Zinc oxide ZnS Zinc sulfide viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Danh mục nguyên liệu và hóa chất đã sử dụng 24 Bảng 2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ β-cyclodextrin:nicotine đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 41 Bảng 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 44 Bảng 4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 47 Bảng 5 Khảo sát ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 49 Bảng 6 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 52 Bảng 7 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nicotine đến hiệu suất tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 54 Bảng 8 Kết quả chạy GC của dung dịch nicotine chuẩn 62 Bảng 9 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu nano 63 Bảng 10 Kết quả chạy GC của dung dịch nicotine chuẩn 66 Bảng 11 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức khuấy từ 67 Bảng 12 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức siêu âm 69 Bảng 1 Danh mục nguyên liệu và hóa chất đã sử dụng 23 Bảng 2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ β-cyclodextrin:nicotine đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 40 ix Bảng 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 43 Bảng 4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 45 Bảng 5 Khảo sát ảnh hưởng của công suất đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 48 Bảng 6 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức β-cyclodextrin/nicotine 50 Bảng 7 Khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng nicotine đến hiệu suất tổng hợp nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine 52 Bảng 8 Kết quả chạy GC của dung dịch nicotine chuẩn 59 Bảng 9 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu nano 61 Bảng 10 Kết quả chạy GC của dung dịch nicotine chuẩn 64 Bảng 11 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức khuấy từ 65 Bảng 12 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức siêu âm 67 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 Quy trình tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp khuấy từ 34 Sơ đồ 2 Quy trình tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp siêu âm 36 Sơ đồ 3 Quy trình tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 38 x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Cấu trúc hóa học của nicotine 4 Hình 2 Miếng dán nicotine giúp cai nghiện thuốc lá 11 Hình 3 Sodium alginate (C 6 H 7 NaO 6 ) n 25 Hình 4 Cấu trúc hóa học của β-cyclodextrin 26 Hình 5 Máy đo SEM 27 Hình 6 Máy đo TEM 28 Hình 7 Phức β-cyclodextrin/nicotine kết tủa 35 Hình 8 Hỗn hợp β-cyclodextrin và nicotine trong bồn siêu âm 37 Hình 9 Mẫu alginate và nicotine trên máy khuấy từ 39 Hình 10 Mẫu β-cyclodextrin-alginate-nicotine khuấy thời gian đầu 39 Hình 11 Mẫu nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine sau khi khuấy 40 Hinh 12 Nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine sau khi ly tâm loại nước và các chất dư sau phản ứng 40 Hình 13 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phức β-cyclodextrin/nicotine thu được theo tỷ lệ β-cyclodextrin:nicotine 42 Hình 14 Sản phẩm phức β-cyclodextrin/nicotine 43 Hình 15 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phức β-cyclodextrin/nicotine thu được theo thời gian phản ứng 45 Hình 16 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phức β-cyclodextrin/nicotine thu được theo nhiệt độ phản ứng 47 Hình 17 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phức β-cyclodextrin/nicotine thu được theo công suất siêu âm 50 Hình 18 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phức β-cyclodextrin/nicotine thu được theo thời gian phản ứng 52 xi [...]... β -cyclodextrin ứng dụng làm chất mang thuốc Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu tổng hợp phức β -cyclodextrin/ nicotine có kích thước micromet và nano β -cyclodextrin alginate nicotine có kích thước nanomet để ứng dụng trong y sinh học Chứng minh sự có mặt của nicotine trong phức β -cyclodextrin/ nicotine và nano β -cyclodextrin alginate nicotine tổng hợp được Nội dung nghiên cứu Tổng hợp phức β -cyclodextrin/ nicotine. .. diễn hiệu suất nano thu được theo hàm lượng nicotine 54 Hình 20 Sản phẩm nano β -cyclodextrin- alginate- nicotine 56 Hình 21 Ảnh SEM của phức β -cyclodextrin/ nicotine (a.) và β -cyclodextrin (b.) .57 Hình 22 Ảnh SEM của β -cyclodextrin (a.), alginate (b.), nano β -cyclodextrin- alginate (c.) và nano β -cyclodextrin- alginate- nicotine (d.) 58 Hình 23 Ảnh TEM của nano β -cyclodextrin- alginate- nicotine ... β -cyclodextrin alginate nicotine thu được Xác định hàm lượng nicotine có trong mẫu phức β -cyclodextrin/ nicotine và nano β -cyclodextrin alginate nicotine thu được bằng phân tích sắc ký khí GC Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ứng dụng phương pháp mới trong tổng hợp nano từ β -cyclodextrin Một hợp chất nano mới β -cyclodextrin alginate được sử dụng làm chất mang thuốc nicotine đã được điều chế từ β -cyclodextrin và alginate. .. nano β -cyclodextrin- alginate- nicotine Trong đề tài này, chúng tôi trình bày phương pháp tổng hợp nano β -cyclodextrin alginate nicotine và phức β -cyclodextrin/ nicotine Kết quả thu được có thể ứng dụng để bào chế thuốc hỗ trợ cai thuốc lá và cũng là kết quả hoàn toàn mới so với các kết quả nghiên cứu khác trong  PHAN ANH ĐÀO 1 lĩnh vực nano, đồng thời cũng góp phần vào việc tổng hợp nguyên liệu nano. .. học Tổng hợp nano β -cyclodextrin alginate có kích thước nanomet làm chất mang thuốc nicotine ứng dụng trong y sinh học Xác định đặc điểm hình dạng, kích thước của phức và các hạt nano tổng hợp được bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Dùng sắc ký bản mỏng TLC để chứng minh sự có mặt của nicotine trong phức β -cyclodextrin/ nicotine và nano β -cyclodextrin alginate nicotine. .. trình nghiên cứu tạo nano từ β -cyclodextrin Muốn tạo kích thước nano cần tiến hành phản ứng với diphenyl carbonate để hạn chế sự tương tác của các nhóm OH hay dùng polymer làm chất bao Sodium alginate là phụ gia thực phẩm đã được chúng tôi nghiên cứu ứng dụng làm màng bao để chế tạo tổ hợp β -cyclodextrin alginate nicotine có kích thước nano và được trình bày trong nội dung nghiên cứu của luận văn này... ngân sách đáng kể hổ trợ cho việc nghiên cứu và ứng dụng thực tiển của ngành công nghệ nano Không chỉ các trường đại học có các phòng thí nghiệm với các thiết bị nghiên cứu quy mô mà các tập đoàn sản xuất cũng tiến hành nghiên cứu và phát triển công nghệ nano với các phòng thí nghiệm với tổng chi phí nghiên cứu tương đương với ngân sách chính phủ dành cho công nghệ nano  PHAN ANH ĐÀO 15 Ở Việt Nam,... nhân bậc ba, L-lysine, đã được nghiên cứu Phức của hỗn hợp piroxicam/β -cyclodextrin/ L-lysine được thu bằng cách giữ hỗn hợp vật lý của ba hợp chất (tỷ lệ 1:2:1,5) khoảng 2 giờ tiếp xúc với CO2 ở 150°C và 15 MPa o Quy trình tổng hợp phức β -cyclodextrin/ nimesulide của D Mathew15 Dung dịch β -cyclodextrin được điều chế ở 75°C Lượng thuốc đã được tính toán theo tỷ lệ nimesulide:β -cyclodextrin (1:0,5, 1:1, 1:2)... nghệ nano, vật liệu nano đã và đang được ứng dụng làm chất dẫn truyền thuốc hiệu quả, làm tăng hiệu lực và hoạt tính sinh học của những thuốc hòa tan kém Gần đây, cyclodextrin đã được tìm thấy nhiều ứng dụng đầy hứa hẹn trong việc thiết kế hạt nano, một trong số đó là làm tăng khả năng dẫn thuốc cho các hạt nano Chính vì những lý do trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp nano. .. phẩm nano β -cyclodextrin- alginate ketoprofen là chất xốp, nhẹ, màu trắng β -Cyclodextrin đã được sử dụng như là tá dược trong dược phẩm Đã có nhiều công trình nghiên cứu tạo phức giữa β -cyclodextrin và các loại thuốc Tuy nhiên, bằng cách này không tạo được sản phẩm có kích thước nano do tương tác quá chặt chẽ của liên kết hydro nên chỉ tạo ra được clathrate Cho đến nay còn rất ít công trình nghiên cứu . β-cyclodextrin/nicotine và nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine tổng hợp được. Nội dung nghiên cứu Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine có kích thước micromet ứng dụng trong y học. Tổng hợp nano β-cyclodextrin–alginate. âm 33 3.2.2 Tổng hợp nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine 33 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 34 3.3.1 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine bằng phương pháp khuấy từ 34 3.3.2 Tổng hợp phức β-cyclodextrin/nicotine. quả nghiên cứu khác trong  PHAN ANH ĐÀO 1 lĩnh vực nano, đồng thời cũng góp phần vào việc tổng hợp nguyên liệu nano từ β-cyclodextrin ứng dụng làm chất mang thuốc. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu