NANO-EMULSION (NANO NHŨ TƯƠNG)

NANO -EMULSION (NANO NHŨ TƯƠNG)

NANO-EMULSION (NANO NHŨ TƯƠNG) NỘI DUNG A. TỔNG QUAN 1. Giới thiệu 2. Phân loại 3. Nhũ nano B. PHƯƠNG PHÁP TẠO HỆ NHŨ TƯƠNG 1. Ultrasonic 2. Microfluidization 3. High-pressure homogenization C. ỨNG DỤNG I. HỆ NHŨ TƯƠNG VÀ NHŨ NANO I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Hệ nhũ tương II I A B C D Hệ phân tán các chất lỏng không hòa tan vào nhau. A. Two immiscible liquids, not yet emulsified. B. An emulsion of Phase II dispersed in Phase I. C. The unstable emulsion progressively separates. D. The surfactant (purple outline around particles) positions itself on the interfaces between Phase II and Phase I, stabilizing the emulsion I: Pha liên tục II: Pha phân tán I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương Oil in water emulsion under microscopeCitrus vinaigrette • Hệ nhũ tương là một hệ không ổn định về mặt nhiệt động. • Quá trình lắc (shaking),khuấy trộn (stirring),đồng hóa (hemogenizing) hoặc phun (spray) là cần thiết để tạo hệ nhũ tương. I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương http://sparror.cubecinema.com/cube/cola/chemistry/cola1.htm • Có 3 dạng không bền (instability) của hệ nhũ tương→ sự tách pha (Stable emulsion) (sự keo tụ) (Sự kết dính) The failure of emulsions. Emulsion Particle size ( μ m) Appearance Tyndall effect Reflected light Scattering light Unstable 1 - 10 Nano emulsion Thermo dynamic stability (Macro) emulsion 0.1 - 1 Opaque No No Bluish Weak blue Weak red Microemulsion 0.05 - 0.1 0.005 - 0.02 Blue Red Translucency Transparency Solubilizasion No No Stable 0.02 - 0.05 Stable or unstable Classification Source : Yukagaku, Abe, 41, p117(1992) Transparency Stable I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương Particle sizes and optical properties The Tyndall effect is light scattering by particles in a colloid or particles, in that the intensity of the scattered light depends on the fourth power of the frequency, so blue light is scattered more strongly than red light I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương • Sử dụng DLS (dynamic light scattering) đo kích thước phần tử phân tán (droplet sizes) trong hệ nhũ tương→ độ bền của hệ. Kích thước pha phân tán càng lớn + chuyển động Brown dễ dẫn đến sự kết dính hay keo tụ → Hệ không bền I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương • Tạo độ bền cho hệ nhũ tương: sử dụng chất ổn định (stabilizer) Chất nhũ hóa (emulsifiers) Chất bổ trợ bề mặt (texture modifiers) Stabilizers :các chất hoạt động bề mặt + Nồng độ thấp, bao quanh bề mặt phân chia pha. + làm giảm sức căng bề mặt hệ→ dễ hình thành droplet. + Tạo độ nhớt (thickening agent) hoặc hình thành gel (geling agent) của pha liên tục. → Làm chậm quá trình chuyển động Brownian của các phần tử (droplets) của pha phân tán. - Dẫn xuất từ thực vật: agar, pectin, lecithin, carrageenan… - Dẫn xuất từ động vật: gelatin, lanolin, cholesterol - Chất bán tổng hợp: methycellulose, carboxymethylcellulose - Chất tổng hợp: carbopols I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương • Ngoài ra, còn có 2 dạng tạo độ bền ở hệ nhũ tương: + Cân bằng tĩnh điện (Electrostatic):phụ thuộc vào nhóm phân cực + pH pha liên tục Các nhóm phân cực đẩy nhau, →giảm sự kết dính hoặc keo tụ I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương • Ngoài ra, còn có 2 dạng tạo độ bền ở hệ nhũ tương: + Sử dụng polymer (polymeric stabilisation), vd: protein hay gum Arabic Adsorption of polymers at the O/W surface => Giảm sự kết dính hay kết tụ. Một số polymer có thể hòa tan vào nước làm tăng độ nhớt [...]... sét (clay) I HỆ NHŨ TƯƠNG VÀ NHŨ NANO I.3 Nhũ Nano (nanoemulsion – miniemulsion – finely dispersed emulsion sub-micronemulsion (SME)- utrafine • Hệ nhũ nano: kích thước phần tử phân tán (droplet) từ 100emulsion) 400nm (20 – 500nm), có màu hơi xanh nhạt • Tính chất hệ nhũ nano phụ thuộc vào thành phân pha, điều kiện cân bằng nhiệt động pha và phương pháp tạo hệ nhũ • Phương pháp tạo hệ nhũ nano: sử dụng... hệ nhũ tương bền hơn là việc sử dụng 1 chất HĐBM có cùng HLB Bancroft’s rule Chất HĐBM hay chất nhũ hóa có xu hướng giúp tạo pha phân tán là pha mà nó không hòa tan tốt VD: + Cho thành phần 2 pha gồm: 60% dầu + 40% nước Nếu chọn chất nhũ hóa hòa tan tốt trong nước => pha phân tán là dầu → tạo hệ nhũ “Oil in water” + Protein hòa tan tốt trong nước hơn trong dầu => tạo hệ nhũ “oil in water” I.1 Hệ nhũ. .. chất trong hệ nhũ tương + Không độc hại, không mùi và không đắt W/O • Sự chọn lựa chất hoạt động bề mặt: + Hydrophilic surfactant → O/W emulsion + Lipophilic surfactant → W/O emulsion + Khả năng tương thích (Compatibility) + Tạo sự ổn định của hệ nhũ tương ở nồng độ thấp O/W I.1 Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.2 Chất nhũ hóa (emulsifier) I.1 Hệ nhũ tương (emulsion) Micelles là dạng của hệ nhũ tương khi... water” I.1 Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.3 Hydrophilic – Lipophilic balance (HLB) Vậy, sự hình thành hệ nhũ tương dạng O/W hay O/W không chỉ phụ thuộc thành phần thể tích của pha phân tán và pha liên tục mà còn phụ thuộc vào chất HĐBM I HỆ NHŨ TƯƠNG VÀ NHŨ NANO I.2 Phân loại Hệ nhũ tương Thành phần hệ nhũ Oil-in-water Emulsion Kích thước pha phân tán Macroemulsion Water-in-oil Emulsion Nanoemulsion Multiple...I.1 Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.2 Chất nhũ hóa (emulsifier) • Là một dạng của chất hoạt động bề mặt (surfactant), được sử dụng trong hệ nhũ tương nhằm giúp cho hệ phân tán tốt Clip paper floating in oil-in-water emulsion due to interfacial tension Submerged paper clip afer addition of surfactant Left:olive oil + water Right: oil+water+surfactant I.1 Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.2 Chất nhũ hóa (emulsifier)... chất HĐBM, phân tán dưới kích thước nano trong pha liên tục tạo hệ nhũ nano Xảy ra do nước tương tác với một loại ancol mạnh làm từ cây hồi, như ouzo, pastis, arak hay raki I.2 Phân loại Ouzo effect The ouzo effect after the dilution of Turkish raki B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG Nhũ hóa bằng NL thấp (Low Energy) Nhũ hóa tự động Nhũ hóa bằng năng lượng đầu vào cao Phase Inversion Temperature Ultrasonication... ULTRASONICATION 1.2 Nhũ tương hóa bằng sóng siêu âm Cavitation là hiện tượng chủ đạo trong quá trình tạo nano nhũ tương bằng ultrasonic nhờ vào hot-spot Sự phá vỡ các bọt tạo ra những sóng cực mạnh lan tỏa trong dung dịch → phá vỡ các phân tán lỏng thành các vi hạt hình thành nên hệ nhũ tương Một dạng máy tạo ultrasonic B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 1 ULTRASONICATION 1.2 Nhũ tương hóa bằng sóng... được xử lý để tạo ra dung dịch nhũ tương thô (tức kích thước các hạt phân tán lớn) Sau đó nhũ tương thô sẽ được đưa vào hệ thống xử lý cao Microfluidizer để tiếp tục xử lý nhằm thu được hệ nano -nhũ tương đồng nhất và ổn định B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 2 MICROFLUIDIZATION Quá trình xử lý trong Microfluidizer được mô tả theo sơ đồ sau: B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 2 MICROFLUIDIZATION... mạnh mẽ của sóng làm phá vỡ các giọt phân tán lỏng thành những vi giọt có kích thước rất nhỏ Hình thành nên hệ nano nhũ tương B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 1 ULTRASONICATION 1.2 Nhũ tương hóa bằng sóng siêu âm B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 2 MICROFLUIDIZATION Từ hơn hai thập kỉ qua, các nhà nghiên cứu và sản xuất dược phẩm đã sử dụng hệ thống xử lý cao Microfluidizer® để tạo các dung... → hệ nano -nhũ tương B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG 3 ĐỒNG HÓA ÁP SUẤT CAO Đồng hóa áp suất cao thực hiện bằng cách cho dòng phân tán đi qua một kênh hoặc lỗ rất hẹp dưới tác động của áp suất rất cao nhằm phá vỡ các hạt có kích thước lớn thành vi hạt Hệ thống đồng hóa áp cao gồm ba khu vực chính:  Bơm áp suất cao  Khoang đồng hóa  Khoang trao đổi nhiệt B PHƯƠ NG PHÁP TẠO HỆ NANO -NHŨ TƯƠNG . NANO-EMULSION (NANO NHŨ TƯƠNG) NỘI DUNG A. TỔNG QUAN 1. Giới thiệu 2. Phân loại 3. Nhũ nano B. PHƯƠNG PHÁP TẠO HỆ NHŨ TƯƠNG 1. Ultrasonic 2. Microfluidization . Microfluidization 3. High-pressure homogenization C. ỨNG DỤNG I. HỆ NHŨ TƯƠNG VÀ NHŨ NANO I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Hệ nhũ tương II I A B C D Hệ phân tán các chất lỏng không hòa tan. → Hệ không bền I.1. Hệ nhũ tương (emulsion) I.1.1. Tổng quan Tính chất và độ bền của hệ nhũ tương • Tạo độ bền cho hệ nhũ tương: sử dụng chất ổn định (stabilizer) Chất nhũ hóa (emulsifiers)