Nghiên cứu cắt mạch chitosan trương trong dung dịch h2o2 bằng bức xạ gamma co 60

MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT……………………………… DANH MỤC BẢNG………………………………………………… DANH MỤC HÌNH………………………………………………… MỞ ĐẦU……………………………………………………… Chƣơng TỔNG QUAN…………………………………………… 1.1 Giới thiệu chitosan…………………………………………… 1.2 Cấu tạo chitosan…………………………………………… 1.3 Trạng thái tự nhiên tính chất vật lý………………………… 1.4 Tính chất hóa học……………………………………………… 10 1.5 Ứng dụng chitosan…………………………………………… 11 1.6 Các phương pháp cắt mạch chitosan…………………………… 12 1.7 Thực trạng nghiên cứu ứng dụng chitosan cắt mạch……… 14 1.8 Giới thiệu công nghệ xạ………………………………… 15 1.8.1.Một số khái niệm định nghĩa……………………………… 15 1.8.2 Sự phát triển Hóa học xạ Công nghệ Bức xạ…… 16 1.8.3 Nguồn xạ………………………………………………… 17 1.9 Thuyết gốc tự phân li xạ……………………………… 18 Chƣơng NGHIÊN CỨU – THỰC NGHIỆM…………………… 20 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất……………………………………… 20 2.2 Thiết bị, dụng cụ………………………………………………… 20 2.3 Phương pháp…………………………………………………… 21 2.3.1 Xác định độ ẩm độ trương nước bão hòa…………… 21 2.3.2 Xác lập điều kiện cắt mạch xạ gamma Co-60 chitosan trương H2O2……………………………….……… 22 2.3.3 Xác định ĐĐA cấu trúc chitosan……………… 22 2.3.4 Xác định KLPT PI chitosan…………………… 23 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN………………………… 26 3.1 Độ ẩm độ trương nước bão hòa chitosan…………… 26 3.2 Kết cắt mạch xạ chitosan theo độ trương……… 27 3.3 Kết cắt mạch xạ chitosan theo nồng độ H2O2 30 3.4 Kết cắt mạch xạ chitosan theo liều xạ………… 32 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………… 36 4.1 KẾT LUẬN……………………………………………… 36 4.2 KIẾN NGHỊ ………………………………………………… 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………… 38 PHỤ LỤC…………………………………………………………… 41 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTS Chitosan KLPT Khối lượng phân tử khối ĐĐA Độ đề axetyl PI Độ đa phân tán polyme CNBX Công nghệ xạ ĐTNBH Độ trương nước bão hòa ĐTNBH Độ trương nước bão hòa trung bình ĐSGKLPT Độ suy giảm khối lượng phân tử Mw Kí hiệu khối lượng phân tử khối FTIR Phương pháp phổ hồng ngoại GPC Phương pháp sắc kí gel thấm qua W/V Khối lượng/thể tích DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Cấu tạo chitosan (CTS) Hình 1.2: Công thức cấu tạo chitosan Hình 1.3: Hình dạng màu sắc chitosan Hình 2.1: Đường chuẩn tương quan KLPT thời gian lưu Pulullan 24 Hình 3.1: Sản phẩm CTS cắt mạch dạng trương dung dịch H2O2 5% với tỉ lệ trương CTS/H2O2 (w/v) khác 27 Hình 3.2: Phổ IR CTS cắt mạch dạng trương H2O2 5% theo tỉ lệ CTS/H2O2 (w/v) 1:0 (a – CTS khô); 1:4 (b); 1:6 (c) 1:8 (d) 28 Hình 3.3: Sơ đồ chế bắt gốc tự hydroxyl, L.B Grigolon et al (2000) 30 Hình 3.4: Sản phẩm CTS cắt mạch nồng độ H2O2 khác 30 Hình 3.5: Phổ IR CTS cắt mạch theo nồng độ H2O2 0% (5 ml H2O /1g CTS, a); 5% (b); 7,7% (c) 10% (d) 32 Hình 3.6: Phổ IR CTS ban đầu (a) CTS cắt mạch theo liều xạ kGy (b); 10,5 kGy (c); 14 kGy (d) 34 Hình 3.7: Chitosan cắt mạch liều xạ kGy, H2O2 5%/CTS = 34 5ml/g, Mw ~30 kDa, ĐĐA~88% Hình 3.8: Quy trình chế tạo chitosan KLPT thấp, Mw ~30 kDa, ĐĐA~88% 35 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1: KLPT thời gian lưu mẫu chuẩn Pullulan 24 Bảng 3.1: Các thông số xác định độ ẩm chitosan ban đầu 26 Bảng 3.2: Các thông số xác định độ trương chitosan ban đầu 27 Bảng 3.3: Ảnh hưởng độ trương đến KLPT ĐĐA chitosan 28 Bảng 3.4: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến KLPT ĐĐA chitosan 31 Bảng 3.5: Ảnh hưởng liều xạ đến KLPT ĐĐA chitosan 33 MỞ ĐẦU Chitosan polyme cation có nguồn gốc tự nhiên, sản phẩm trình đề axetyl hóa chitin chiết tách từ lớp vỏ loài giáp xác Chitosan dẫn xuất nghiên cứu ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ enzim tế bào như: làm màng phủ vết thương, vết bỏng, kem dưỡng da… Tùy thuộc vào khối lượng trung bình (Mw), độ đề axetyl (ĐĐA) khả hòa tan mà chitosan có tính chất độc đáo như: tạo phức với ion kim loại nặng, kháng khuẩn, kháng khối u, kháng đông [1]… đặc biệt khả ngăn chặn tiến triển bệnh đái tháo đường tìm thấy chuột [2] Trong nông nghiệp, chitosan dùng làm chất bảo quản nông phẩm, chất điều hòa sinh trưởng, chất điều trị nấm bệnh thực vật góp phần phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững [1, 3] Các dẫn xuất cắt mạch chitosan có nhiều ứng dụng nhờ hoạt tính sinh học Chitosan khối lượng phân tử thấp oligome có đặc tính dễ tan môi trường gần trung tính, khả ứng dụng mở rộng, đặc biệt nghiên cứu in vivo [4] Nhờ tạo dẫn xuất có nhiều ứng dụng nên trình cắt mạch chitosan gần tập trung nghiên cứu, theo nhiều hướng cắt mạch khác nhau, chủ yếu dung dịch Quá trình cắt mạch chitosan trạng thái trương ý nhiều điều mới, cần nghiên cứu thêm Với ý nghĩa chọn đề tài “Nghiên cứu cắt mạch chitosan trƣơng dung dịch H2O2 xạ gamma Co – 60’’ làm đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2012 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chitosan Chitosan polysaccharide tự nhiên đề axetyl hóa từ nguồn chitin có mặt phổ biến vỏ của, tôm, côn trùng, mai mực… số loài nấm Chitosan thuộc loại polyme sinh học tự phân hủy, đánh giá có triển vọng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: nông nghiệp, dược phẩm, môi trường… quan tâm nghiên cứu nhiều thời gian gần 1.2 Cấu tạo chitosan Chitosan copolymer phân hủy sinh học cao gồm đơn vị D – glucosamine N – acetyl – D – glucosamine, sản phẩm thu từ trình đề axetyl, tách gốc axetyl khỏi nhóm amino vị trí C2 Đơn vị cấu tạo phân tử chitosan D – gucosamin, mắt xích liên kết với hình 1.1 Hình 1.1: Cấu tạo chitosan (CTS) - Tương tác Vander Wall (d = 0,3 – 0,6 µm) - Liên kết  - glucozit mắt xích lệch góc 1800 tạo nên mạch xoắn - Khi khoảng cách mắt xích nhỏ (0,3 µm) chúng xuất liên kết hydro, tương tác nhóm –OH, –NH2 phân tử Hình 1.1 cấu trúc chitosan lý thuyết Thực tế, mạch phân tử chitosan tồn nhóm axetyl, đan xen đề axetyl hóa chưa hoàn toàn Do công thức cấu tạo xác chitosan biểu diễn hình 1.2 Hình 1.2: Công thức cấu tạo chitosan 1.3 Trạng thái tự nhiên tính chất vật lý Chitosan có cấu trúc tinh thể thực chất không đổi so với cấu trúc chitin Ở trạng thái tự nhiên chitosan chất không mùi, không vị, rắn xốp nhẹ, hình vảy xay nhỏ với kích thước khác nhau, có màu trắng vàng nhạt (hình 1.3) Hình 1.3: Hình dạng màu sắc chitosan Độ tan polysaccharide phụ thuộc nhiều vào liên kết hydro nhóm –NH2 tự Chitin có nhiều liên kết hydro nên chúng dễ bị phân chia nhỏ nhiệt độ cao, đặc tính hóa học làm cho chitin khó hòa tan nước, axit loãng, ancol, dung môi hữu điều kiện bình thường Khác với chitin, chitosan có nhóm – NH2 tự không tan nước tan dễ dàng dung môi hữu axit formic, axit adipic, axit axetic… trường hợp nhóm amin tự bắt đầu hình thành nhóm – NH3+ Nhờ đặc tính mà chitosan có giá trị ứng dụng cao chitin chế tạo thành nhiều dạng khác màng mỏng, sợi, bột… Một thông số quan trọng chitosan độ đề axetyl hóa (ĐĐA) độ axetyl hóa (ĐA = 100 – ĐĐA) Thực chất khác hàm lượng nhóm –NHCOCH3 nhóm –NH2 chitin chitosan Sự khác biệt hàm lượng nhóm dẫn tới khác biệt rõ rệt tính chất hai loại polyme Chitosan có độ đề axetyl khác dẫn tới khác khối lượng phân tử, độ nhớt, khả hòa tan axit… Khi chitin đề axetyl hóa điều kiện khắt khe đề axetyl hóa nồng độ NaOH, nhiệt độ, thời gian đề axetyl… dẫn đến cắt mạch làm cho chitosan tạo có độ dài mạch ngắn so với chitin gốc Độ đề axetyl cao khối lượng phân tử độ nhớt giảm Độ nhớt chitosan axit axetic bị ảnh hưởng nhiều yếu tố độ đề axetyl, khối lượng phân tử, pH, nhiệt độ… Chitosan khô điểm chảy Khi để chitosan nhiệt độ khoảng 400C thời gian dài, khả hòa tan độ nhớt dung dịch tạo thành từ chitosan bị thay đổi Độ nhớt thu hòa tan chitosan axit hữu tăng từ từ phụ thuộc vào độ dài thời gian lưu trữ điều kiện Nếu lưu trữ theo cách thời gian đủ dài trở nên không tan dung dịch axit hữu cơ: Điều giải thích hình thành liên kết ngang 1.4 Tính chất hóa học Mỗi mắt xích phân tử chitosan có loại nhóm chức, nhóm chức có khả phản ứng để tạo dẫn xuất khác chitosan Phản ứng với axit glyconic nhóm – NH2: Chit-NH2 + HOOC-CH3  Chit-NH3+ + CH3COONhóm amino phản ứng dễ dàng halogen axit axit mono-cloroaxetic tạo dẫn xuất N-cacrboxylmethyl chitosan theo phản ứng: Chit-NH2 + Cl-CH2COOH  Chit-NH-CH2COOH + HCl Phản ứng với anhydric axit tạo dẫn xuất N-acyl chitosan: Chit-NH2 + R-CO-O-CO-R  Chit-NH-CO-R + RCOOH Phản ứng với halogen hydrocacbon tạo muối amoni bậc 4: -CH OH Chit -OH -CH 2OR + 5RX  Chit -OR -NH + 4HX + X- -N(+) R3 Nhóm amono tự tham gia phản ứng tạo bazơ Schiff với nhóm cacbonyl, chẳng hạn với axit glyconic Chit-NH + OHC-COOH  Chit-N=CH-COOH + H 2O Chit-N=CH-COOH+Na+  Chit-N=CH-COONa + H + Chit-N=CH-COONa NaBH ,t   Chit-NH-CH (tan) Sự diện nhóm amin tự đơn vị D-glucosamine proton hóa môi trường axit làm cho chitosan hòa tan 10 Chitosan(CTS) Mw0 = 166kDa, ĐAA ~ 91% H2O2 5% CTS/H2O2 5% w/v = 1/5 Hỗn hợp CTS/ H2O2 CTS/ H2O2 Chiếu xạ – kGy CTS KLPT Mw0 = 30kDa, ĐAA ~ 88% Hình 3.8: Quy trình chế tạo chitosan KLPT thấp, Mw ~30 kDa, ĐĐA~88% 35 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nhận trình bày trên, số kết luận rút sau: - Đã xác định độ ẩm độ trương nước bão hòa CTS Mw0 ~ 166 kDa, ĐĐA ~ 91% Độ ẩm 13,9  0,3% ĐTNBH 600  40% - Đã lựa chọn độ trương thuận lợi cho trình chiếu xạ cắt mạch CTS tỉ lệ H2O2/CTS = 5ml/1g - Đã xác định nồng độ H2O2 thích hợp cho trình cắt mạch chitosan trạng thái trương 5% - Đã khảo sát tìm khoảng liều thích hợp cho nồng độ H2O2 5% để cắt mạch CTS hiệu là: 3,5  kGy - Đã nghiên cứu chế tạo chitosan KLPT thấp có Mw ~ 30kDa ĐĐA ~ 88% phương pháp chiếu xạ Co-60 chitosan trương dung dịch H2O2 Chitosan KLPT thấp chế tạo trạng thái trương dễ thu hồi sản phẩm, sử dụng nồng độ H2O2 liều xạ thấp nên có triển vọng áp dụng quy mô công nghiệp 36 KIẾN NGHỊ - Xác định ảnh hưởng ĐĐA KLPT đến độ trương nước bão hòa CTS - Nghiên cứu bảo vệ nhóm amin nhằm hạn chế suy giảm ĐĐA CTS cắt mạch 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Rinaudo Chitin and chitosan: properties and applications, Prog Polym Sci., 31, 603 – 632 (2006) [2] Y Kondo, A Nakatani, K Hayaski, M Ito Low molecular weight chitosan prevents the progression of low dose stretozotocin induced slowly progressive diabetes mellitus in mince Bio Pharm Bull., 23, 1458 – 64 (2000) [3] M.N.V.R Kumar A review of chitin and chitosan application, Reactive Fuctional Polymers Sci., 46, – 27 (2000) [4] K.V Harish Prashanth RN Tharanathan Chitin/chitosan: modifications anh their unlimited potential-an overview, Trends Food Sci Technol., 18, 117 – 31 (2007) [5] Y.W Cho, Y.N Cho, S.H Chung G Yoo, S.W Ko Watersoluble chitin as a wound healing accelerator, Biomaterials, 20, 2139 – 2145 (1999) [6] A Murugadoss, A Chattopadhyay A ‘green’ chitosan – silver nanoparticales composite as a heterogeneous as well as micro – hectero- generous catalyst, Nanotechnology, 19(1), 01563/1 – 01563/9 (2008) [7] Nguyễn Quốc Hiến Nghiên cứu xử lý hóa học kết hợp với xạ chế tạo chất kích kháng bệnh sinh học dùng nông nghiệp cho lúa mía, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ, Mã số: BO/06/07 – 01, (2009) [8] L.Q Luan, N Nagasawa, M Tamada Enhancement of plant growth activity of irradiated chitosan by molecular weight fractionation, Radioisotopes, 55, 21 – 27 (2006) 38 [9] C.Q Qin, Y.M Du, L Xiao Effect of hydrogen peroxide treatment on the molecular weight and structure of chitosan, Polym Deg Stab., 76, 211 – 218 (2002) [10] R.T Wood, A.K Pikaev Applied radiation chemistry: Radiation processing, New York, Wiley, 341 – 342 (1994) [11] P Ulanski, C von Sontag OH – radical – induced chain scission of chitosan in the absence anh presence of dioxygen, J Chem Soc Perkin Trans., 2, 2022 – 2028 (2000) [12] K.M Makuuchi, Critical review of radiation processing of hydrogel and polysaccharide, Rad Phys Chem., 79, 267 – 271 (2010) [13] AOAC Oficial Methods of Analysis 15ed, Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC (1990) [14] F.C.K Ocloo, E.T Quayson, A Adu – Gyamfi, E.A Quarcoo, D Asare, Y Serfor – Armah, B.K Woode Physicochemical and functional characterization of radiation – processed shrimp chitosan, Radiat Phys Chem., 80, 837 – 841 (2011) [15] H.K No, K.S Lee, S.P Meyer Correlation between physicochemical characteristics and binding capacities of chitosan products, J Food Sci., 65(7), 1134 – 1137 (2000) [16] J Brugnerotto, J Lizardi, F.M Goycoolea, W Arguelles – Monal, J Desbrieres, M Rinaudo An infrared investigation in relation with chitin and chitosan characterization, Polymers, 42, 3569 – 3580 (2001) [17] J.Z Knaul, M.R Kasaai, V.T Bui, K.A.M Creber Characterization of deacetylated chitosan and chitosan moleculer weight review, Can J Cham., 76, 1699 – 1706 (1998) [18] M.J Wasikiewics, F Yoshii, N Nagasawa, Wach, H Mitomo Degradation of chitosan and sodium alginate by gamma 39 radiation, sonochemical anh altraviolet methds, Radiat Phys Chem., 73, 287 – 295 (2005) [19] B Kang, D.Y Dai, Q.H Zhang, D Chen Synergic degradation of chitosan with gamma radiation and hydrogen peroxide, Polym Degrad Stab., 92, 359 – 362 (2007) [20] D Britto, S.P Capana – Filho Kinetics of the thermal degradation of chitosan, Thermochim Acta, 465, 73 – 82 (2007) [21] The G.A Morris, J Castile, A Smith, G.G Adams, S.E Harding kinetics of chitosan depolynerisation at different temperarures, Polym Degrad Stab., 94, 1334 – 1348 (2009) [22] N.M El – Sawy, H.A Abd El – Rehim, A.M Elbarbary, E.A Hegazy Radiation – induced degradation of chitosan for possible use as a growth promoter in agricultural purposes, Carbohydr Polym., 79 555 – 562 (2010) [23] J Kumirstra, M Czerwicka, Z Kaczynski, A Bychowska, K Brzozowski, J Thoming and P Stepnowski Application of spectroscopic method for structural analysis of chitin and chitosan, Marine Drugs, 1567 – 1636 (2010) [24] N.N Duy, D.V Phu, N.T Anh, N.Q Hien Synergistic degradation to prepare oligochitosan by -irradiation of chitosan solution in the presence of hydrogen peroxide, Radiat Phys Chem., 80, 848 – 853 (2011) [25] N.Q Hien, D.V Phu, N.N Duy, N.T.K Lan Degradation of chitosan in solution by gamma irradiation in the presence of hydrogen peroxide, Carbohydr Polym., 87, 935 – 938 (2012) 40 PHỤ LỤC A PHỤ LỤC PHỔ GPC log(M.W.) 10.929/469529 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 Detector B 10.0 5.0 0.0 0.0 -2.5 0.0 5.0 10.0 15.0 % 125 100 Mw Mn 75 50 Mz 25 Mz1 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 log(M.W.) Hình PL1: Phổ GPC CTS ban đầu Mw = 166 kDa; PI =5.22 uRIU Detector B Ch1 8.099/709227 12.5 10.0 7.5 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 Hình PL2: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2(5%)/CTS = 2, Mw = 35,7kDa; PI =3,1 41 8.103/730909 uRIU Detector B 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 Hình PL3: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2(5%)/CTS =4, Mw = 35,3kDa; PI =3,5 8.344/676056 uRIU Detector B Ch1 10.0 7.5 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL4: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2(5%)/CTS = 6, Mw = 30,7 kDa; PI =3,5 uRIU 40 Detector B Ch1 8.773/604322 30 20 10 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 Hình PL5: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2(5%)/CTS = 8, Mw = 19,2 kDa; PI =2,7 42 6.643/809603 uRIU 15 Detector B Ch1 10 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL6: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, C H2O2 = 0% , Mw = 105,0 kDa; PI =2,9 8.000/780709 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL7: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, C H2O2 = 2,5% , Mw = 37,5 kDa; PI =3,4 8.299/691617 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 Hình PL8: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, C H2O2 = 5% , Mw = 29,1 kDa; PI =3,4 43 8.442/659562 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 Hình PL9: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, C H2O2 = 7,5% , Mw = 28,5 kDa; PI =3,6 8.665/624585 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 Hình PL10: Phổ GPC CTS cắt mạch 10,5 kGy, tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, C H2O2 = 10,0% , Mw = 25,6 kDa; PI =3,8 8.296/700964 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL11: Phổ GPC CTS cắt mạch trương theo tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, 3,5 kGy, 44 Mw = 30,1 kDa; PI =3,4 8.342/684888 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 Hình PL12: Phổ GPC CTS cắt mạch trương theo tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, 7,0 kGy, Mw = 29,8 kDa; PI =3,3 8.308/720307 uRIU Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL13: Phổ GPC CTS cắt mạch trương theo tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, 10,0 kGy, Mw = 29,8 kDa; PI =3,5 8.316/700998 uRIU 7.5 Detector B Ch1 5.0 2.5 0.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Hình PL14: Phổ GPC CTS cắt mạch trương theo tỉ lệ H2O2 /CTS = 5, 14,0 kGy, Mw = 29,7 kDa; PI =3,3 45 46 -1.5 -1.25 -1 -0.75 -0.5 -0.25 0.25 0.5 0.75 1.25 Abs 1.5 3525.63 3600 AN-Pb3 3200 2877.59 2800 2400 2000 1800 1650.95 1596.95 1600 1421.44 1380.94 1400 1157.21 1200 1027.99 1000 800 518.81 568.96 600 1/cm B PHỤ LỤC PHỔ IR 894.91 1078.13 47 0.45 0.6 0.75 0.9 1.05 1.2 1.35 1.5 1.65 1.8 Abs 1.95 4000 3750 day-GMA20 3421.48 3500 3250 3000 2750 2500 2250 2000 1750 1250 1423.37 1380.94 1323.08 1500 1000 750 584.39 1641.31 2879.52 500 1/cm 48 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Abs 1.6 4000 3750 day-GMA20 3421.48 3500 3250 3000 2750 2500 2250 2000 1666.38 1750 1250 1421.44 1380.94 1323.08 1500 1000 750 500 1/cm 553.53 661.54 2883.38 49 0.45 0.6 0.75 0.9 1.05 1.2 1.35 1.5 1.65 1.8 1.95 Abs 2.1 3456.20 4000 3600 3200 CMS35%-AAc3%-0kGy 2883.38 2800 2400 2000 1800 1647.09 1600 1419.51 1380.94 1323.07 1400 1200 1000 800 600 568.96 1080.06 1/cm [...]... trung nghiên cứu Về bản chất, quá trình cắt mạch chitosan là làm đứt liên kết  (1,4)-glycozit, bao gồm các phương pháp chủ yếu sau: - Cắt mạch bằng enzym như chitosanase, papain - Cắt mạch bằng tác nhân hóa học: H2O2, các peaxit, HCl, NaNO2/H+ - Cắt mạch bằng chiếu xạ gamma Co- 60, dòng điện tử gia tốc (electron beam - EB) Giai đoạn đầu của quá trình ngắt mạch là chitosan trương nở và hòa tan trong. .. mmois Trong đó ms là khối lượng của mẫu chitosan, mmois là khối lượng nước gây ẩm được tính từ khối lượng mẫu và phần trăm độ ẩm của mẫu 21 Thí nghiệm được lặp lại 4 lần và đánh giá kết quả ở mức thống kê α = 0,95 2.3.2 Xác lập điều kiện cắt mạnh bằng bức xạ gamma Co - 60 chitosan trương trong H2O2 2.3.2.1 Khảo sát khả năng cắt mạch bức xạ chitosan theo độ trương Dùng 1g mẫu chitosan thêm dung dịch H2O2. .. ~166 kDa) được trương trong dung dịch H2O2 5% theo các tỉ lệ CTS/ H2O2 (w/v) khác nhau và được chiếu xạ ở cùng một liều xạ là 10,5 kGy Kết quả cho thấy sản phẩm chitosan cắt mạch tại liều xạ 10,5 kGy có màu đậm dần khi tăng tỉ lệ tỉ lệ H2O2/ CTS (hình 3.1) Hình 3.1: Sản phẩm CTS cắt mạch ở dạng trương trong dung dịch H2O2 5% với tỉ lệ trương CTS /H2O2 (w/v) khác nhau 27 Phổ IR của các mẫu chitosan được... xạ cắt mạch chitosan (Bùi Phước Phú và cộng sự, năm 2006) Sự kết hợp giữa H2O2 với bức xạ gamma Co- 60 trong việc giảm cấp chitosan là khá hiệu quả, hiệu suất cắt mạch tăng theo độ đề axetyl của chitosan, quá trình oxi hóa bởi H2O2 làm gia tăng đáng kể hiệu suất cắt mạch bức xạ đối với chitosan (Nguyễn Phước Phú, Hà Thúc Huy, Nguyễn Ngọc Duy, Đặng Văn Phú, Nguyễn Quốc Hiến, năm 2006) Những kết quả nghiên. .. là sử dụng bức xạ làm nguồn năng lượng chính trong quá trình công nghiệp, CNBX hiện tại chủ yếu sử dụng nguồn bức xạ Co6 0 và dòng điện tử gia tốc Ở nước ta nguồn chiếu xạ Co6 0 ở Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt đưa vào hoạt động từ năm 1980, đến nay đã có thêm hai nguồn chiếu xạ Co6 0 trong công nghiệp là: Trung tâm chiếu xạ Hà Nội và Trung tâm chiếu xạ TP HCM 1.8.3 Nguồn bức xạ Nguồn bức xạ được dùng... 2,5; 5,0; 7,5 và 10%, để trương trong 1 giờ sau đó chiếu xạ ở liều xạ 10,5 kGy Mẫu thu được sau chiếu xạ được xử lý và xác định KLPT, PI, ĐĐA như đã mô tả ở trên 2.3.2.3 Khảo sát khả năng cắt mạch bức xạ chitosan theo liều xạ Dùng 1g chitosan trương 1 giờ trong 5ml dung dịch H2O2 5%, tiến hành chiếu xạ mẫu chitosan ở các liều xạ 3,5; 7,0; 10,5 và 14,0 kGy Mẫu thu được sau chiếu xạ được xử lý và xác định... nhất là nguồn gamma phát ra từ đồng vị phóng xạ Co6 0 (Co6 0 được điều chế trong các lò phản ứng hạt nhân) và đồng vị phóng xạ Cs -137 (Cs -137 được tách từ nguồn nhiên liệu đã cháy của lò phản ứng hạt nhân) và nguồn bức xạ không hạt nhân là dòng điện tử gia tốc phát ra từ máy gia tốc điện tử Nguồn bức xạ gamma (Co6 0) Thời gian bán hủy: 5,26 năm 17 Năng lượng bức xạ gamma: gồm hai tia bức xạ gamma có năng... Mw0 ~166 kDa) được trương trong dung dịch H2O2 ở các nồng độ khác nhau là 0% (chitosan trương trong nước); 2,5%; 5%, 7,5% và 10% theo các tỉ lệ CTS/ H2O2 = 1/5 (w/v) và được chiếu xạ ở cùng một liều xạ là 10,5 kGy Hình 3.4: Sản phẩm CTS cắt mạch ở những nồng độ H2O2 khác nhau 30 Hình 3.4 cho thấy H2O2 đã làm biến đổi màu CTS cắt mạch Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến kết quả cắt bức xạ được đưa ra ở bảng... 8 ml, để trương trong 1 giờ sau đó chiếu xạ ở liều xạ 10,5 kGy Các mẫu chitosan thu được sau chiếu xạ được rửa sạch nhiều lần bằng nước cất, để khô tự nhiên sau đó sấy ở nhiệt độ 700C trong 2 giờ Tiến hành xác định KLPT, ĐĐA và độ đa phân tán (PI) để đánh giá hiệu quả cắt mạch 2.3.2.2 Khảo sát khả năng cắt mạch bức xạ chitosan theo nồng độ H2O2 Dùng 1g mẫu chitosan thêm vào 5ml dung dịch H2O2 ở các... chọn để cắt mạch chế tạo chitosan KLPT thấp Hình 3.5: Phổ IR của CTS cắt mạch theo nồng độ H2O2 0% (5 ml H2O /1g CTS, a); 5% (b); 7,7% (c) và 10% (d) 3.4 Kết quả cắt mạch bức xạ của chitosan theo liều xạ Chitosan ban đầu (CTS0) (ĐĐA~91%, Mw0 ~166 kDa) trương theo tỉ lệ CTS/ H2O2 (5%) = 1:5 (w/v) và được chiếu xạ theo các liều xạ khác nhau đến tối đa là 15 kGy Các số liệu xử lý mẫu CTS cắt mạch được ... điều kiện cắt mạnh xạ gamma Co - 60 chitosan trương H2O2 2.3.2.1 Khảo sát khả cắt mạch xạ chitosan theo độ trương Dùng 1g mẫu chitosan thêm dung dịch H2O2 5% với thể tích 0, 2, 4, ml, để trương. .. Độ ẩm độ trương nước bão hòa chitosan ………… 26 3.2 Kết cắt mạch xạ chitosan theo độ trương …… 27 3.3 Kết cắt mạch xạ chitosan theo nồng độ H2O2 30 3.4 Kết cắt mạch xạ chitosan theo liều xạ ………... nghĩa chọn đề tài Nghiên cứu cắt mạch chitosan trƣơng dung dịch H2O2 xạ gamma Co – 60 ’ làm đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2012 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chitosan Chitosan polysaccharide