Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay, trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khoẻ con người, nhiều công nghệ mới đã được sử dụng rộng rãi mà tiêu biểu là ứng dụng của công nghệ nano vào quá trình tổ[r]
(1)KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ HẠT NANO CHITOSAN-TRIPOLYPHOSPHAT
Dương Thị Ánh Tuyết Trường Đại học Thủ Dầu Một
Q - - -tripolyphosphat
: chitosan, n -
1 GIỚI THIỆU
Ngày nay, lĩnh vực y tế chăm sóc sức khoẻ người, nhiều công nghệ sử dụng rộng rãi mà tiêu biểu ứng dụng công nghệ nano vào trình tổng hợp chất dẫn thuốc
Nhiều loại peptide protein ứng dụng làm thuốc khả chọn lọc cao điều trị hiệu Dẫn truyền thành công thuốc protein chủ đề nghiên cứu nhiều năm ngành dược
Chitosan sử dụng làm ngun liệu điều chế hạt nano chitosan tính chất ưu việt kích thước nano Chitosan dạng deacetyl hóa từ chitin, có cấu trúc polysaccharide, tìm thấy lồi động vật giáp xác, trùng vài loại nấm Với nhiều tính tính tương thích sinh học, phân hủy sinh học, bám dính màng khơng độc hại, trở thành nguyên liệu cho nhiều ứng dụng dược sinh học Ngoài ra, chitosan cịn có khả bám lên bề mặt niêm mạc xâm nhập vào tế bào biểu mơ Do đó, hạt
nano chitosan trở thành hệ thống phân phối thuốc có tiềm lớn [1]
Với nguồn nguyên liệu chitin phong phú Việt Nam, thực nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan nh m t m điều kiện tối ưu để chế tạo hạt nano chitosan-tripolyphosphat Các kết (được đánh giá b ng FE-SEM) góp ph n dự đoán chế tạo hạt nano chitosan-tripolyphosphat
2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 Hóa chất thiết bị
– Chitosan (DD 75%) Sigma-Aldrich; Sodium Tripolyphosphate (TPP) (Na5P3O1), Trung Quốc; NaOH 96%, Trung Quốc; CH3COOH, 99,5%, Trung Quốc; nước khử ion, Merck
(2)(Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM); máy lắc Heidolph Promax 1020, Đức (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM); máy FE-SEM JSM 7401F, Nhật (Khu công nghệ cao TP.HCM)
2.2 Tổng hợp nano chitosan
Dung dịch chitosan nồng độ 0,5% (w/v) pha acid acetic 1% (v/v) Sau hòa tan, điều chỉnh pH dung dịch chitosan b ng dung dịch NaOH 5N TPP nồng độ 0,25% (w/v) pha nước khử ion Nhỏ từ từ TPP vào dung dịch chitosan điều kiện khuấy từ tốc độ 1.500 vòng/phút nhiệt độ phòng Dung dịch sau phản ứng ly tâm với tốc độ 17.000 vòng/phút 30 phút thu hạt nano chitosan Rửa hạt nano, lặp lại nhiều l n với nước khử ion đông khô b ng máy đông cô nhiệt độ -80oC, áp suất 0,001m Bar 72 Mẫu bảo quản 5oC tủ lạnh Kích cỡ hạt nano đánh giá thông qua ảnh FE-SEM
3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
ị ợ Kết khảo sát ph n tử lượng nguyên liệu chitosan (DD > 75%) đánh giá b ng phương pháp sắc ký thẩm thấu gel GPC Phân tử lượng trung bình số:
n
M 162kDa Phân tử lượng trung bình khối: Mw 497kDa Phân tử lượng trung bình nhớt: Mv 497kDa Chỉ số đa ph n tán:
n W M M
DI 3,07 ; DI >
Kết nhận cho thấy mẫu chitosan nguyên liệu có độ đa ph n tán cao Phân tử lượng chitosan ảnh hưởng lớn đến kích thước hạt Thông thường,
phân tử lượng chitosan lớn kích thước hạt nano chitosan tạo thành lớn [2], [3], [4]
3.2 Khảo sát ả ởng c a tỷ lệ CS/TPP
Khi nhỏ từ từ TPP vào dung dịch chitosan, nhận thấy dung dịch trở nên sệt màu sắc có thay đổi từ suốt sang trắng đục Điều chứng tỏ có phản ứng xảy chitosan tác chất tạo nối
Trong ph n này, ảnh hưởng tỷ lệ CS/TPP khảo sát nh m tìm tỷ lệ thích hợp để tạo hạt nano chitosan Các tỷ lệ CS/TPP khảo sát l n lượt 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1
Hình 1. Ảnh chụp dung dịch huy n phù nano
u ch t t l CS/TPP khác nhau (t trái qua ph i): 3:1,4:1, 5:1, 6:1, 7:1
Kết cho thấy, tăng tỷ lệ CS/TPP từ 3:1 đến 6:1, kích thước hạt giảm d n Tuy nhiên, tỷ lệ CS/TPP tăng từ 6:1 đến 7:1, kích thước hạt tăng nhẹ trở lại Ở tỷ lệ CS/TPP 6:1, hạt thu có dạng hình c u kích thước hạt nhỏ
(3)Hình 2. Ảnh FE-SEM h t nano chitosan tổng h p v i t l CS/TPP 3:1.
Hình 3. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p v i t l CS/TPP 4:1
Hình 4. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p v i t l CS/TPP 5:1
Hình 5. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p v i t l CS/TPP 6:1
Hình 6. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p v i t l CS/TPP 7:1
dtb = 219,24 nm
0 10 12
100 150 200 250 300 350
Kích thước (nm)
M ậ t đ ộ ( % )
dtb = 190,23 nm
0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5
150 170 190 210 230 240 260 Kích thước (nm)
M ật đ ộ (% )
dtb = 118,57 nm
0 10 12 14
60 100 140 180 Kích thước (nm)
M ậ tđ ộ ( % )
dtb = 68,89 nm
0 10 12
30 40 50 60 70 80 90 100 Kích thước (nm)
M ậ t đ ộ ( % )
dtb = 113,89 nm
0 10 12
50 70 90 110 130 150 170 190
Kích thước (nm)
(4)Hình 7. Ảnh chụp dung dịch huy n phù nano u ch nhữ u ki n pH khác (t trái qua ph i): 4,0; 4,5; 5,0; 5,5
Hình 8. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p pH 4,0
Hình 9. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p pH 4,5
Hình 10. Ảnh FE-SEM h t nano chitosan tổng h p pH 5,0
Hình 11. Ảnh
FE-SEM h t nano chitosan tổng h p pH 5,5
dtb = 48,70 nm
0 10 12 14
30 40 50 60 70 80
Kích thước (nm)
M
ậ
t
đ
ộ
(
%
)
0 10 12
40 50 60 70 80 90 100 110
Kích thước (nm)
M
ật
đ
ộ
(
%
)
dtb = 68,89 nm
0 10 12
30 40 50 60 70 80 90 100
Kích thước (nm)
M
ậ
t
đ
ộ
(
%
)
dtb = 156,88 nm
0 10 12
100 120 140 160 180 200 220 240 260 Kích thước (nm)
M
ật
đ
ộ
(%
(5)Kết cho thấy, tăng pH từ 4,0 đến 5,5, kích thước hạt tăng d n Kích thước hạt nhỏ (48,70nm) thu điều kiện pH 4,0, tỷ lệ CS/TPP 6:1
ế
Hình 13. Cấu trúc
hóa học sodium TPP
Kết khảo sát gây bất ngờ sử dụng ngun liệu chitosan có phân tử lượng lớn (479kDa), chúng tơi dự tính hạt tạo có kích thước lớn Thế nhưng, suốt q trình khảo sát, kích thước hạt dao động khoảng 48,70-219,24nm Hiện tượng liên quan đến tượng cắt mạch CS suốt trình khuấy từ hỗn hợp CS TPP M L Tsai đề cập đến Theo đó, lực cắt mạnh (ở đ y sử dụng tốc độ khuấy mạnh 1500 vịng/phút) cung cấp đủ lượng để bẻ gãy phân tử CS Các phân tử CS có mạch dài dễ bị vướng mắc vào chịu ảnh hưởng lực cắt mạnh hơn, h nh thành hạt nhỏ
Hình 15. Ả ng l c cắ n
s hình thành h t nano
(6)4 KẾT LUẬN
Chúng nghiên cứu thành công ảnh hưởng yếu tố đến kích thước phân bố hạt nano chitosan từ nguyên liệu chitosan có ph n tử lượng trung b nh lớn điều kiện Việt Nam Các yếu tố ảnh hưởng như: tỷ lệ CS/TPP, pH khảo sát l n đ u tiên qua ảnh FE-SE ới
tỷ lệ CS/TPP 6:1; pH 4,0, hạt nano chitosan có dạng hình c u, đồng đều, kích thước trung bình 48,70nm qua ảnh FE-SEM Kết cho ph p dự đốn kích thước hạt nano phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn dẫn đến tượng cắt mạch phân tử chitosan
INVESTIGATING THE PROCESS IN FABRICATING CHITOSAN-TRIPOLYPHOSPHAT NANOPARTICLES
Duong Thi Anh Tuyet
Thu Dau Mot University
ABSTRACT
The preparation of chitosan- tripolyphosphate nanoparticles was investigated using high molecular weigh chitosan Variations in CS/ TPP weight ratio and pH were investigated via FE-SEM Size distribution of these nanoparticles was investigated via UTHCSA Image Tool 3.00 soft The result will be used to predict the mechanism of nanoparticle formation
ÀI IỆU H HẢ
[1] [1] H Zhang, S Wu, Y Tao, L Zang, Z Su, Preparation and characterization of
water-soluble chitosan nanoparticles as protein delivery system, Journal of Nanometerials, 2010,1 (2010)
[2] [2] Q Gan, T Wang, C Cochrane, P McCarron, “ f f z
and morphologcal properties of chitosan- f ” Colloid and Surfaces B: Biointerfaces, 44, pp 65-73 (2005)
[3] [3] B Hu, C Pan, Y Sun, Z Hou, H Ye, B Hu, X Zeng, “O z f
Parameters To Produce Chitosan-Tripolyphosphate Nanoparticles for Delivery of Tea ” Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, pp 7451-7458 (2008)
[4] Nguyễn nh D ng, ấ ị
Trường Đại học T y
Nguyên (2010)
[5] [5] S.T Lee, F.L Mi, Y.J Shen, S.S Shyu, “ f
uptake by chitosan- ” Polymer, 42, pp 1879-1892 (2001)
[6] [6] M.L Tsai, S.W Bai, R.H Chen, “ ff strectch effects resulted in