Điều chế nano chitosan ứng dụng làm chất mang vitamin c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGUYỄN THỊ TUYẾT NỮ ĐIỀU CHẾ NANO CHITOSAN ỨNG DỤNG LÀM CHẤT MANG VITAMIN C KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA DƯỢC Đà Nẵng, 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA ĐIỀU CHẾ NANO CHITOSAN ỨNG DỤNG LÀM CHẤT MANG VITAMIN C KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA DƯỢC Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Bá Trung Sinh viên thực : Nguyễn Thị Tuyết Nữ Lớp : 11CHD Đà Nẵng, 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HOÁ NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ TUYẾT NỮ Lớp: 11CHD Tên đề tài: Điều chế nano chitosan ứng dụng làm chất mang vitamin C Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: Chitosan, Sodium tripolyphosphate (TPP), vitamin C, axit axetic, NaOH, … Nội dung nghiên cứu: Sử dụng phương pháp tạo gel ion (tạo nối ngang ion) với tác chất tripoliphosphate (TPP) để tạo nano chitosan, ứng dụng nghiên cứu khả bao giữ phóng thích vitamin C nano chitosan Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Bá Trung Ngày giao đề tài: 15/08/2014 Ngày hoàn thành 10/04/2015 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn PGS TS Lê Tự Hải TS Nguyễn Bá Trung Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 27 tháng năm 2015 Kết điểm đánh giá: Ngày tháng CHỦ TỊCH năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi, Nguyễn Thị Tuyết Nữ xin cam đoan: Những nội dung báo cáo thực hướng dẫn TS Nguyễn Bá Trung Mọi tài liệu tham khảo dùng báo cáo trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Nếu có chép khơng hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Đà Nẵng, ngày 24 tháng 04 năm 2014 Người cam đoan Nguyễn Thị Tuyết Nữ LỜI CẢM ƠN  Em xin bày tỏ lòng tri ân biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Bá Trung, người hướng dẫn trực tiếp, giúp đỡ tận tình em thời gian nghiên cứu, thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo tổ Hóa lý, ban chủ nhiệm khoa Hóa – trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu khóa luận Em chân thành cảm ơn tất thầy khoa Hóa trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng, người có vai trị giảng dạy, cung cấp kiến thức cho em năm học Em vô cảm ơn quan tâm, ủng hộ gia đình bạn bè Đây nguồn động viên tinh thần lớn cho em thời gian làm khóa luận Mặc dù cố gắng trình độ nghiên cứu thời gian có hạn nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận góp ý chân thành thầy cô Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục đích nghiên cứu Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Chitin/Chitosan 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Cấu trúc tính chất chitin/chitosan 1.1.2.1 Cấu trúc chitin/chitosan 1.1.2.2 Tính chất chitin-chitosan 1.1.3 Ứng dụng chitin/chitosan dẫn xuất 1.2 Vitamin C (acid ascorbic) 1.2.1 Cấu tạo 1.2.1.1 Tên gọi 1.2.1.2 Cấu tạo hóa học 1.2.1.3 Cấu trúc 1.2.2 Nguồn gốc phân bố 1.2.2.1.Nguồn gốc 1.2.2.2 Phân bố 1.2.3 Tính chất vật lí 1.2.4 Tính chất hóa học 1.2.4 Giá trị dinh dưỡng 10 1.2.5 Phương pháp phân tích 11 1.2.5.1 Phương pháp định tính 11 1.2.5.2 Phương pháp định lượng (phương pháp iod) 12 1.3 Khái quát công nghệ nano 12 1.3.1 Giới thiêu công nghệ nano 12 1.3.2 Cơ sở khoa học công nghệ nano 13 1.3.3 Q trình phát triển cơng nghệ nano giới Việt Nam 14 1.3.3.1 Trên giới 14 1.3.3.2 Tại Việt Nam 14 1.3.4 Các phương pháp điều chế vật liệu nano 15 1.3.4.1 Phương pháp từ xuống 15 1.3.4.2 Phương pháp từ lên 15 1.4 Các phương pháp vật lý nghiên cứu vật liệu nano 16 1.5 Ứng dụng công nghệ nano 18 1.6 Vật liệu nanochitosan 19 1.6.1 Giới thiệu chung 19 1.6.2 Phương pháp tổng hợp vật liệu sở chitin/chitosan 20 1.6.2.1 Phương pháp liên kết ngang nhũ tương 20 1.6.2.2 Phương pháp tụ giọt /kết tủa (coacervation/preecipitation) 21 1.6.2.3 Phương pháp kết tụ nhũ tương (emulsion-droplet coalescence) 22 1.6.2.4 Phương pháp galetin hóa ion (ionic galation) 23 1.6.2.5 Phương pháp mixen ngược (Reverse micellar) 24 1.6.3 Ứng dụng loại vật liệu nanocchitosan 24 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Hóa chất, thiết bi, dụng cụ thí nghiệm 27 2.1.1 Hóa chất 27 2.1.2 Thiết bi, dụng cụ thí nghiệm 27 2.2 Phương pháp nghiên cứu 27 2.2.1 Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan 27 2.2.2 Nghiên cứu thử nghiệm vitamin C bao giữ hệ nano chitosan 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan 29 3.1.1 Phổ FT-IR 30 3.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đến khả tạo hạt nano chitosan 31 3.2 Nghiên cứu thử nghiệm vitamin C bao giữ hệ nano chitosan 33 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu vitamin C hệ nano chitosan 34 3.2.2 Đánh giá khả phóng thích vitamin C bao giữ hệ nano chitosan 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 Kết luận 37 Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc hóa học chitin Hình 1.2 Cấu trúc α-chitin, β-chitin γ-chitin Hình 1.3 Cấu tạo chitin-chitosan Hình 1.4 Mơ hình nguyên lý TEM so với kính hiển vi quang học 16 Hình 1.5 Sơ đồ tạo hạt phương pháp liên kết ngang nhũ tương 20 Hình 1.6 Sơ đồ tạo hạt phương pháp tụ giọt/kết tủa 21 Hình 1.7 Sơ đồ tạo hạt phương pháp kết tụ nhũ tương 22 Hình 1.8 Sơ đồ tạo hạt phương pháp galetin hóa 23 Hình 1.9 Sơ đồ tạo hạt phương pháp mixen ngược 24 Hình 3.1 Phổ FT-IR chitosan 30 Hình 3.2 Phổ FT-IR nano chitosan 30 Hình 3.3 Các mẫu thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đến trình tổng hợp nano chitosan 6:1, 5:1, 4:1, 3:1 (từ trái qua phải) 31 Hình 3.4 Cấu trúc sodium tripolyphosphate 32 Hình 3.5 Cơ chế tương tác chitosan TPP 32 Hình 3.6 Ảnh SEM nano chitosan (tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1) 33 Hình 3.7 Ảnh SEM hệ nano chitosan bao bọc vitamin C 34 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu bao giữ hệ nano chitosan 35 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn khả phóng thích vitamin C theo thời gian bao bọc hệ nano chitosan 36 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu vitamin C 34 Bảng 1.2 Khảo sát khả phóng thích vitamin C theo thời gian 35 LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Chitosan loại polimer carbohydrate tự nhiên tạo cách deacetyl hóa chitin, tìm thấy nhiều loại giáp xác, côn trùng vài loại nấm Với nhiều tính tương tác sinh học, phân hủy sinh học cao, không độc hại… nên chitosan có nhiều ứng dụng y sinh nói riêng đời sống nói chung Từ chitosan tạo hạt nano chitosan (CSNPs) có kích thước nhỏ với quy trình tổng hợp đơn giản, an tồn, điều kiện phản ứng êm dịu, ứng dụng y học chất mang phân phối thuốc, chúng lưu trữ nhiều loại thuốc khác nhau, kể đại phân tử protein, DNA , xuyên qua thành tế bào, mang thuốc vào sâu bên thể, tối đa hóa hoạt tính thuốc Vitamin C có tên quốc tế acid ascorbic Albert Szent Gyorgyi chiết xuất vào năm 1928, vitamin tan nước, cần thiết cho người động vật Ngoài việc tăng cường hệ thống miễn dịch, vitamin C cần thiết để làm cho xương, da khỏe việc sản xuất collagen Hơn nữa, vitamin C giúp chữa lành vết thương điều hòa lượng cholesterol máu Với đề tài: “Điều chế nano chitosan ứng dụng làm chất mang vitamin C” sở cho ứng dụng lưu giữ phóng thích hoạt chất khác cơng nghiệp dược phẩm Mục đích nghiên cứu - Điều chế hạt nano chitosan có kích thước nhỏ, đồng làm chất mang dẫn truyền vitamin C - Đánh giá khả lưu trữ phóng thích vitamin C nano chitosan Ý nghĩa đề tài - Đề quy trình tổng hợp hệ nano chitosan để mang vitamin C - Vitamin C phóng thích chậm, phù hợp với tác động lâu dài thuốc sử dụng - Là tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng chất mang dẫn truyền thuốc khác dược phẩm 1.6.2.5 Phương pháp mixen ngược (Reverse micellar) Các mixen ngược hỗn hợp lòng ổn định nhiệt độ động học nước, dầu tính chất hoạt động bề mặt Một khía cạnh quan trọng hệ mixen ngược thay đổi động học Việc tạo nano polyme có kích thích thước siêu mịn phạm vi phân bố hẹp thực nhờ sử dụng môi trường mixen ngược Các mixen sử dụng tác nhân phản ứng có kích thích nano Do kích thích mixen thường từ đến 10nm, nên khả phân tán chúng lớn, việc tạo hạt nano mang thuốc mixen ngược cho kích thích hạt siêu mịn với phạm vi phân bố hẹp Kích thích hạt, tính đa phân tán ổn định nhiệt động học mixen hệ trì nhờ cân động lực học Quy trình tổng hợp tóm tắt hình 1.9 đây: Hình 1.9 Sơ đồ tạo hạt phương pháp mixen ngược 1.6.3 Ứng dụng loại vật liệu nanocchitosan  Ứng dụng lĩnh vực y, dược Vật liệu nanochitosan có tính ổn định tương đối cao, trì số tính chất chitosan ban đầu, đặc biệt có kích thước nhỏ, bề mặt riêng lớn nên có khẳ hấp thụ cao Dựa vào tính chất này, nanochitosan sử dụng chất mang, đặc biệt làm chất mang cho loại thuốc, ví dụ thuốc chống ung thư 24 Nanochitosan sử dụng phương tiện đưa thuốc gen thể Trong số ứng dụng cơng nghệ nano y sinh học ứng dụng ngành dược coi ứng dụng lâm sàng quan trọng có nhiều ứng dụng lĩnh vực Các ứng dụng sử dụng đặc điểm đặc biệt hạt nano để dùng làm thuốc thành phần thuốc sử dụng cho mục đích kiểm sốt tốc độ giải phóng thuốc Cơng nghệ nano có tiềm lớn việc cải thiện sinh khả dụng thuốc (tức tỷ lệ thuốc thực phát huy tác dụng dược lý so với tổng lượng thuốc đưa vào thể) Trong trường hợp này, nang polyme có khả giáng sinh cho triển vọng làm tăng sinh khả dụng thuốc Công nghệ mô: Đây hướng ứng dụng đầy hứa hẹn công nghệ nano Hai số ứng dụng có thành cơng bước đầu kể đến ứng dụng tạo xương nhân tạo da nhân tạo Phá hủy tế bào ung thư: Đầu tiên ứng dụng phá hủy khối u tế bào ung thư nông, bề mặt da nơi tia sáng có bước sóng gần với tia hồng ngoại tới Trường hợp khối u sâu nơi tia sáng hồng ngoại gần không tới người ta chế tạo hạt Au kích thước nano có hoạt tính phóng xạ Các hạt vàng đồng vị phóng xạ gắn vào phân tử dẫn đường tiếp cận tề bào ung thư thâm nhập vào khối u, từ tiêu diệt khối u theo phương thức phá hủy từ bên  Ứng dụng nông nghiệp Trong nông nghiệp, loại nanochitosan sử dụng làm chất kích thích sinh trưởng trồng Các nghiên cứu thử nghiệm khả kích thích sinh trưởng loại vật liệu nanochitosan – chitosan có khối lượng phân tử khác nhau, đặc biệt dạng tan nước, dạng bột trộn lẫn chất dinh dưỡng khác tiến hành bước đầu thu kết khả quan Ngoài ra, loại vật liệu sở nanochitosan sử dụng làm chất bảo quản nơng sản tính chất kháng khuẩn cao chitin/chitosan Những năm gần đây, chitin/chitosan sản phẩm biến tính quan tâm ứng dụng nhiều 25 việc bảo quản nhiều loại sau thu hoạt cam, chanh, cà chua, chuối, dâu tây, vải, táo… thu kết khả quan  Ứng dụng vật liệu nanochitosan lĩnh vực hóa học đời sống Các vật liệu nanochitosan dẫn xuất chất có khả hấp phụ cation kim loại nên dùng làm vật liệu hấp phụ để tách cation kim loại, ví dụ ion Co2+ Các loại mang khơng độc chế tạo từ polyme sinh học dùng với chức rào chắn ẩm, oxy, hương vị dầu làm cải thiện chất lượng thực phẩm làm tăng hạn sử dụng thực phẩm Hơn nữa, màng polyme sinh học có vai trị chất mang cho việc phối trộn loại phụ gia chất chống oxy hóa, tác nhân kháng nấm, kháng khuẩn, chất màu chất dinh dưỡng khác… Đặc biệt, màng kháng khuẩn có nguồn gốc polyme sinh học ngành công nghiệp thực phẩm quan tâm ứng dụng hàng loạt thực phẩm thịt, cá, gia cầm, ngũ cốc, phô mai, hoa loại rau củ… 26 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, thiết bi, dụng cụ thí nghiệm 2.1.1 Hóa chất Các hóa chất sử dụng đề tài nghiên cứu hóa chất tinh khiết phân tích, gồm: - Chitosan - Sodium tripolyphotphat (TPP), Trung Quốc - NaOH 96%, Trug Quốc - CH3COOH 99,5%, Trung Quốc - Vitamin C (acid ascorbic), Trung Quốc - H2SO4, hồ tinh bột, KI, I2… 2.1.2 Thiết bi, dụng cụ thí nghiệm Máy khuấy từ, ,máy ly tâm ống lớn, máy sấy, tủ lạnh, máy đo phổ hồng ngoại (IR), kính hiển vi điện tử quét (SEM) 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan Có nhiều phương pháp để chế tạo vật liệu nano chitosan, sử dụng phương pháp tạo gel ion (tạo nối ngang ion) với tác chất tripoliphosphate (TPP) xem phương pháp an tồn, tiết kiệm có hiệu cao Quy trình thực cách: Nhỏ từ từ dung dịch TPP 0.25 % vào dung dịch chitosan 0.5 %, hỗn hợp khuấy liên tục với tốc độ mạnh, vòng máy khuấy từ nhiệt độ phòng Dung dịch phản ứng chuyển từ màu vàng nhạt sang màu trắng đục, dự đốn có hình thành dung dịch nano chitosan Dung dịch nano chitosan lưu giữ 50C tủ lạnh Khảo sát đánh giá đặc tính lý hóa nano chitosan dựa phương pháp phân tích lý hóa lý FT-IR, SEM 27 Tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP ảnh hưởng đến kích thước hạt nano chitosan tạo thành  Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP Quá trình tổng hợp nano chitosan tiến hành mục 2.2.1 với nồng độ dung dịch chitosan, nồng độ dung dịch TPP, điều kiện khuấy từ giữ nguyên Thay đổi tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1, 5:1, 4:1, 3:1 2.2.2 Nghiên cứu thử nghiệm vitamin C bao giữ hệ nano chitosan Trong trình tổng hợp nano chitosan tiến hành (mục 2.2.1), bổ sung đồng thời dung dịch vitamin C vào hệ, với nồng độ dung dịch chitosan, nồng độ dung dịch TPP, điều kiện khuấy từ giữ nguyên Dung dịch sau khuấy ly tâm với tốc độ 1500 vòng/phút, vòng 30 phút Phần dịch lọc thu tiến hành đánh giá khả hấp thụ vitamin C vật liệu nano chitosan Phần chất rắn thu tiến hành đánh giá khả phóng thích vitamin C bao giữ hệ nano chistosan Nồng độ vitamin C, tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP ảnh hưởng đến khả bao bọc phóng thích vitamin C vật liệu nano chitosan 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan Để điều chế hạt nano chitosan, tiến hành thí nghiệm (mục 2.2.1) sau: Cân 0.5 gam chitosan pha 100 ml dung dịch CH3COOH 1.5%, thu dung dịch chitosan nồng độ 0.5% (m/v), trung hòa dung dịch đến pH=5 dung dịch NaOH 10 M Cân 0.25 gam TPP pha 100 ml nước cất, thu dung dịch TPP 0.25% (m/v) Lấy 30 ml dung dịch chitosan 0.5 % (m/v) cho vào cốc, đặt máy khuấy từ Nhỏ từ từ dung dịch TPP 0.25 % (m/v) vào dung dịch trên, khuấy mạnh liên tục vòng giờ, nhiệt độ phịng Kết thúc thí nghiệm, nhận thấy dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt (màu dung dịch chitosan axit) sang màu trắng đục, điều dự đốn có hình thành hạt nano chitosan Dung dịch thu bảo quản tủ lạnh 0C Để khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đến trình tạo nano chitosan, chúng tơi tiến hành thí nghiệm tương tự, giữ ngun nồng độ dung dịch chitosan 0.5%, nồng độ dung dịch TPP 0.25%, thời gian khuấy tốc độ khuấy khơng thay đổi Thể tích dung dịch chitosan cố định 30 ml, thể tích dung dịch TPP ứng với tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1, 5:1, 4:1, 3:1 10 ml, 12ml, 15 ml 20 ml Đặc trưng vật liệu thu xác định phương pháp phân tích FT-IR Liên kết chitosan TPP hình thái vật liệu nano chitosan xác định thông qua ảnh chụp SEM Kết thu sau: 29 3.1.1 Phổ FT-IR Phân tích phổ FT-IR chitosan, nano chitosan nhằm xác định biến đổi nhóm chức hình thành hạt nano Kết đo phổ trình bày hình 3.1 hình 3.2: Hình 3.1 Phổ FT-IR chitosan Đối với phổ chitosan, phổ đo xuất pic 3440.32 cm-1, 1579.35 cm-1 đặc trưng cho nhóm –OH –NH2 tương ứng Ngồi ra, cịn có dao động nhóm amit bậc 1653.14 cm-1 Hình 3.2 Phổ FT-IR nano chitosan 30 Đối với phổ nano chitosan, có diện mũi 1000.05 cm-1 1041.96 cm-1, tương ứng dao động nhóm P-O-P nhóm P-OH, đồng thời mũi 1579.35 cm-1 biến Do đó, kết luận nhóm –NH2 chitosan tham gia tạo nối ngang với TPP sản phẩm nano chitosan 3.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đến khả tạo hạt nano chitosan Tỉ lệ chitosan/TPP yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kích thước hạt nanochiotsan Nhiều cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đưa kết luận khác Chúng tiến hành khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chitosan/TPP đến kích thước phân bố hạt nano chitosan 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, với mục đích tìm tỉ lệ chitosan/TPP có kích thước nhỏ để tăng khả hấp phụ thuốc Theo quan sát, nhỏ từ từ dung dịch TPP vào dung dịch chitosan, dung dịch huyền phù nano chitosan trở nên trắng đục tỉ lệ chitosan/TPP giảm từ 6:1 đến 3:1 Sau ngày bảo quản tủ lạnh, dung dịch bắt đầu bị tách lớp (với tỉ lệ 3:1, 4:1, 5:1) Tuy nhiên, tỉ lệ chitosan/TPP 6:1, nhận thấy dung dịch không bị tách lớp màu trắng đục nhạt so với dung dịch khác, khả hạt nano tạo thành có kích thước nhỏ Hình 3.3 Các mẫu thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP đến trình tổng hợp nano chitosan 6:1, 5:1, 4:1, 3:1 (từ trái qua phải) 31 Chitosan hòa tan acid acetic tạo polycation chitosan (-NH3+) TPP polyanion, gây tương tác tĩnh điện với polycation chitosan (hình 3.4 hình 3.5) Kết kết tủa hình thành dạng vi cầu, điều thể qua kết chụp SEM hạt nano chitosan (hình 3.6) Khả tạo gel chitosan TPP liên quan đến hình thành nối ngang nội phân tử liên phân tử nhóm amino nhóm phosphate Khi tỉ lệ chitosan/TPP giảm (nghĩa hàm lượng TPP tăng), lượng TPP cịn dư sau tham gia q trình tạo nối ngang liên phân tử nội phân tử với chitosan để tạo thành đơn hạt nhỏ, liên kết đơn hạt để tạo thành hạt nano có kích thước lớn Hình 3.4 Cấu trúc sodium tripolyphosphate Hình 3.5 Cơ chế tương tác chitosan TPP 32 Hình 3.6 Ảnh SEM nano chitosan (tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1) Trong nghiên cứu tiếp theo, chọn tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1 để tiến hành thí nghiệm 3.2 Nghiên cứu thử nghiệm vitamin C bao giữ hệ nano chitosan Để tiến hành nghiên cứu ứng dụng làm chất mang thuốc nano chitosan, tiến hành thí nghiệm (mục ), với cách tiến hành cụ thể sau: Pha dung dịch vitamin C có nồng độ xác định, chuẩn độ phương pháp iod sau: - Lấy 10 ml dung dịch viatamin C pha cho vào bình nón Thêm vào 50 ml nước cất, 10 ml dung dịch H2SO4 5M, ml hồ tinh bột 1% - Chuẩn độ vitamin C dung dịch I2/KI 0.05M đến xuất màu xanh bền 20 giây lắc Ghi lại thể tích I2/KI buret (V1) Trong q trình điều chế hạt nano chitosan (mục 3.1), tiến hành thí nghiệm mục 2.2.2 Phần dịch lọc thu sau ly tâm dùng để đánh giá khả hấp thu vitamin C hạt nano chitosan, cách chuyển tồn dịch lọc vào bình nón, chuẩn độ lại theo phương pháp iod trên, ghi lại thể tích I2/KI buret (V2) Tỉ lệ vitamin C hấp thu tính theo cơng thức: % H =1- V2 V1 33 Trong đó: V1: thể tích I2/KI chuẩn độ vitamin C ban đầu V2: thể tích I2/KI chuẩn độ lượng vitamin C lại sau bao bọc hệ nano chitosan Kết thu sau: Hình 3.7 Ảnh SEM hệ nano chitosan bao bọc vitamin C 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu vitamin C hệ nano chitosan Tiến hành thí nghiệm mục 3.2, với tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1, điều kiện khác giữ nguyên, thay đổi nồng độ vitamin C 0.005 M, 0.0075 M, 0.01 M, 0.0125 M, 0.015 M Bảng 1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu vitamin C Nồng độ vitamin C (M) Tỉ lệ vitamin C hấp thu (%) 0.005 35 0.0075 40 0.01 53 0.0125 50 0.015 47 34 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ vitamin C đến khả hấp thu bao giữ hệ nano chitosan Dựa vào bảng đồ thị ta thấy, vitamin C bao giữ hệ nano chitosan, nồng độ vitamin C tăng từ 0.005 M đến 0.01 M tỉ lệ hấp thu tăng Tỉ lệ vitamin C hấp thu cao tương ứng với nồng độ vitamin C 0.01M Khi tiếp tục tăng nồng độ vitamin C tỉ lệ hấp thu vitamin C có giảm khơng đáng kể Vì vậy, chúng tơi chọn nồng độ vitamin C 0.01 M để khảo sát thí nghiệm 3.2.2 Đánh giá khả phóng thích vitamin C bao giữ hệ nano chitosan Từ nhận xét trên, tiến hành đánh giá khả phóng thích vitamin C bao bọc nano chitosan mục với nồng độ vitamin C 0.01 M, tỉ lệ khối lượng citosan/TPP 6:1, điều kiện khác không thay đổi Phần chất rắn sau ly tâm mục 3.2 phân tán 100 ml nước cất tiến hành khảo sát khả phóng thích vitamin C theo thời gian, giờ, giờ, giờ, giờ, giờ, thu kết sau: Bảng 1.2 Khảo sát khả phóng thích vitamin C theo thời gian Thời gian (giờ) Tỉ lệ vitamin C phóng thích (%) 15 23 27 35 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn khả phóng thích vitamin C theo thời gian bao bọc hệ nano chitosan Dựa vào bảng đồ thị ta thấy, thời gian phóng thích vitamin C theo thời gian tương đối chậm, thích hợp với tác động lâu dài dược phẩm sử dụng Vitamin C phóng thích theo chế chênh lệch nồng độ vitamin C bên bên ngồi hệ nano chitosan Tốc độ phóng thích vitamin C bao giữ nano chitosan theo thời gian chậm, nguyên nhân chúng bị vướng vào mạng liên kết ngang chitosan-TPP nên khả khuếch tán hệ trở nên khó khăn 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian thực đề tài nghiên cứu, đạt số kết sau: - Điều chế nano chitosan với điều kiện tối ưu là: dung dịch chitosan 0.5 %, dung dịch TPP 0.25 %, mơi trường phản ứng có pH= 5, tỉ lệ khối lượng chitosan/TPP 6:1 - Khả bao giữ vitamin C hệ nano chitosan tốt nồng độ vitamin C 0.01 M Khả phóng thích vitamin C điều kiện tương đối chậm, hoàn toàn phù hợp yêu cầu dược phẩm sử dụng Kiến nghị Chúng mong mở rộng phạm vi ứng dụng làm chất mang thuốc nano chitosan với dược chất khác, nghiên cứu sâu cớ chế dẫn truyền phóng thích chậm hệ dẫn thuốc sở chất mang nano chitosan 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Đỗ Trường Thiện, “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan ứng dụng dược phẩm nông nghiệp”, Chương trình KHCN trọng điểm cấp nhà nước KC 02, Bộ Khoa học Công nghệ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2010 [2] Lâm Kỳ Phương, “Tìm hiểu Vitamin C”, Đồ án mơn hóa học thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh [3]“Cơng nghệ nano” từ http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano [4] “Ứng dụng khoa học công nghệ nano y học sinh học” từ http://niemtin.free.fr/nanosinhhocyhoc.htm [5] Dương Thị Ánh Tuyết, Võ Quốc Khương, Phan Huê Phương, Nguyễn Thị Phương Phong, “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan làm chất hấp phụ protein ứng dụng dẫn truyền thuốc”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 6/2011 [6] H Zhang, S Wu, Y Tao, Z Su, “Preparation and characterization of watersoluble chitosan nanoparticles as protein delivery system”, Journal of Nanometerials, 1-5 (2010) [7] Q Gan, T Wang, “Chitosan nanoparticle as protein delivery carrier-Systematic examination of fabrication conditons for efficient loading and release”, 24-34 (2007) [8] Jun Jie Wang, “Recent advances of chitosan nanoparticles as drug cariers”, Internantional Journal of Nanomedicine, 2011 38 ... phải vật liệu c? ? kích thư? ?c nano c? ? tính chất kh? ?c biệt mà phụ thu? ?c vào tính chất mà nghiên c? ??u C? ?c tính chất kh? ?c tính chất điện, tính chất từ, tính chất quang tính chất hóa h? ?c kh? ?c có độ dài... vitamin C? ?? sở cho ứng dụng lưu giữ phóng thích hoạt chất kh? ?c cơng nghiệp dư? ?c phẩm M? ?c đích nghiên c? ??u - Điều chế hạt nano chitosan c? ? kích thư? ?c nhỏ, đồng làm chất mang dẫn truyền vitamin C - Đánh... mặt mang lớn, c? ? khả hấp thụ cao Dựa vào tính chất này, nano chitin /chitosan sử dụng làm chất hấp thụ để hấp thụ chất kh? ?c đ? ?c biệt loại thu? ?c dùng y h? ?c  Ứng dụng c? ?ng nghiệp  Chất kích thích