Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Bố trí thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu
2.3.4. Nghiên cứu chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin
và α-mangostin (CCG) bằng phương pháp gel hoá ion
2.3.4.1. Cơ sở của phương pháp:
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 2 polyme tự nhiên carrageenan (CAR), chitosan (CS) và natri triphosphat (STPP) để chế tạo hạt nano tổ hợp với α- mangostin bằng cách tạo phức polyelectrolyte/ gel hóa ion.
Quy trình chế tạo hạt nano tổ hợp được thực hiện dựa trên quy trình của Rodrigues và cộng sự (2012) có điều chỉnh tỷ lệ của các polyme [143]. Sự hình thành phức nhờ sự tương tác tĩnh điện giữa các nhóm sulfate tích điện dương của carrageenan (CAR) và nhóm amin tích điện âm của chitosan (CS) hình thành phức ion CAR-CS [133]. Sự có mặt của natri triphosphat đóng vai trò là liên kết chéo, làm giảm kích thước, tăng năng suất tạo hạt và ổn định hạt nano [143]. Cấu trúc phân tử của CAR, CS và STPP được trình bày trên Hình 2.7.
Hình 2.7. Cấu trúc vật liệu tạo nên ma trận các hạt nano tổ hợp: CAR, CS và STPP
2.3.4.2. Cách thực hiện chế tạo hạt nano tổ hợp
- Chuẩn bị nguyên liệu:
Tỷ lệ các thành phần nguyên liệu cấu tạo nên hạt nano tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG) được thể hiện trong Bảng 2.3.
+ Chuẩn bị dung dịch KCl: Cân 0,5 mg KCl, hòa tan bằng 5mL nước cất,
khuấy cho tới tan hoàn toàn được dung dịch KCl trong suốt.
+ Chuẩn bị dung dịch carrageenan (CAR): Cân 50mg carrageenan cho vào
cốc dung tích 250mL, cho thêm 100mL nước cất. Đặt cốc lên máy khuấy từ, vừa khuấy với tốc độ 400 vòng/phút vừa gia nhiệt hỗn hợp lên 80oC và duy trì trong 15 phút để carrageenan tan hoàn toàn. Làm nguội dung dịch xuống 50oC và vừa nhỏ từ từ dung dịch KCl vào, vừa khuấy (với tốc độ 400 vòng/phút) trong 30 phút để gel hoá dung dịch này tạo thành dung dịch CAR.
Bảng 2.3. Tỷ lệ thành phần của các tổ hợp CCG và ký hiệu mẫu
STT Kí hiệu mẫu
GCM1 CS CAR STPP KCl
%
(khối lượng so với lượng 2 polyme) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) 1 CCG0 0 0 100 50 20 0,5 2 CCG5 5 7,5 3 CCG10 10 15 4 CCG15 15 22,5 5 CCG20 20 30
+ Chuẩn bị dung dịch chitosan (CS): Cân 100 mg chitosan cho vào cốc dung tích 250mL, thêm 100mL dung dịch acid acetic 1% (được pha từ dung dịch acid acetic 99,5%). Đặt cốc lên máy khuấy từ và khuấy ở tốc độ 400 vòng/phút trong 30 phút được dung dịch CS.
+ Chuẩn bị dung dịch chiết xuất α-mangostin (GCM1): Cân chính xác lượng chiết xuất α-mangostin theo các tỷ lệ tương ứng với các mẫu (từ 0 tới 20% so với khối lượng của 2 polyme, Bảng 2.3) cho vào cốc dung tích 50mL, hịa tan bằng 20mL ethanol 99,7% được dung dịch (GCM1) màu vàng trong suốt.
+ Chuẩn bị dung dịch natri triphosphat (STPP): Cân 20 mg natri triphosphat cho vào cốc dung tích 50mL, hịa tan bằng 2mL nước cất, khuấy cho tới tan hoàn toàn được dung dịch trong suốt (STTP).
- Tạo tổ hợp hạt CCG:
Quy trình tạo tổ hợp hạt giữa 2 polyme carrageenan, chitosan và chiết xuất α- mangostin được mơ phỏng trên Hình 2.8.
Hình 2.8. Quy trình điều chế hạt nano tổ hợp CCG
+ Làm nguội dung dịch CAR xuống 40oC và thêm từ từ dung dịch CS đã được gel hoá (tốc độ nhỏ giọt 3mL/phút), đồng thời siêu âm với tốc độ 10.000 vòng/phút.
+ Tiếp theo, cho toàn bộ dung dịch GCM1 đã chuẩn bị vào buret rồi nhỏ từ từ vào dung dịch hỗn hợp 2 polyme với tốc độ 3mL/phút kết hợp với siêu âm (tốc độ 10.000 vòng/phút).
+ Sau đó vừa khuấy siêu âm vừa nhỏ từ từ dung dịch STTP vào để tạo tổ hợp polyme có liên kết chéo mang hoạt chất α-mangostin. Duy trì siêu âm (tốc độ 10.000 vòng/phút) trong 5 phút để thu được dịch đồng nhất.
+ Cuối cùng dịch tổ hợp được làm lạnh trong 2 giờ, sau đó ly tâm với tốc độ 6000 vòng/phút để thu phần hạt rắn lắng phía dưới. Phần rắn được sấy đông khô trên thiết bị FreeZone 2.5 (Labconco, Mỹ) và nghiền mịn bằng cối mã não để thu sản phẩm hạt nano tổ hợp CCG.
+ Sản phẩm hạt nano tổ hợp CCG được bảo quản trong túi PE kín ở điều kiện lạnh đông ở -21oC cho tới khi sử dụng.