Cấu trúc của copolymer PLA-PEG được khẳng định bằng phổ 1H-NMR (Hình 3.22a) và 13C-NMR đo trong CDCl3 (Hình 3.22b).
Phổ 1H-NMR cho thấy các tín hiệu đặc trưng cho proton của copolymer PLA-
PEG. Tín hiệu cộng hưởng và vị trí proton trong copolymer PLA-PEG như sau:
- Tín hiệu tại δ=1,59 ppm là của proton nhóm CH3 trong PLA - Tín hiệu tại δ=5,03 ppm là của proton nhóm CH trong PLA
- Tín hiệu tại δ=3,63 ppm là của proton nhóm CH2 trong PEG
Phổ 13C-NMR chỉ ra các tín hiệu đặc trưng của các nguyên tử C. Quy kết các
tín hiệu cộng hưởng cho các nguyên tử cacbon trong copolymer PLA-PEG cho kết quả như sau:
- Tín hiệu tại δ=169,5 là của cacbon nhóm C=O trong PLA
- Tín hiệu tại δ=77,2 là của cacbon nhóm O-CH2 trong PEG
- Tín hiệu tại δ=70,5 là của cacbon nhóm O-CH trong PLA
H1 H2 H3 C3 C2 C4 C1 A B Hình 3.22. Phổ 1H-NMR (A) và 13C-NMR (B) trong CDCl3
của copolymer PLA-PEG
* Nhận xét kết quả tổng hợp copolymer PLA-PEG:
Các copolymer PLA-PEG đã được tổng hợp thành công từ PEG-6000 và
lactide trong mơi trường khí trơ N2, phản ứng được tiến hành trong dung môi toluen với sự có mặt của chất xúc tác Sn(Oct)2; sản phẩm thu được được tinh chế hai lần trong hệ dung môi diclometan/n-hexane.
Copolymer PLA-PEG.1 với khối lượng Mw là 8400 và chỉ số PDI là 1,2 được
lựa chọn là chất bao bọc vi nang phù hợp cho quá trình chế tạo các hệ nano chứa
lycopen.
3.2. Kết quả chế tạocác hệ nano chứa một số hợp chất lycopen, resveratrol và pycnogenol pycnogenol
3.2.1. Kết quả chế tạo nano lycopen
3.2.1.1. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt tới quá trình chế tạo nano lycopen
Chất hoạt động bề mặt đóng vai trị quan trọng trong việc chế tạo hạt nano, do
đó, ảnh hưởng của tỷ lệ chất hoạt động bề mặt Tween 80/lycopen tới sự hình thành hạt nano lycopen đã được khảo sát. Hình 3.23 là kết quả đo phân bố kích thước hạt của các mẫu nano lycopen chế tạo được.
Sự phân bố (% ) Đường kính hạt (nm) 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 10 12 NLy1 NLy12 NLy21 Đường kính hạt (nm) Đường kính hạt(nm)
Hình 3.23. Giản đồ phân bố kích thước hạt của nano lycopen theo các tỷ lệ khác
nhau giữa lycopen và chất hoạt động bề mặt tween 80
Các mẫu NLy1, NLy12, NLy21 tương ứng với tỷ lệ hàm lượng
lycopen/Tween 80 là 1/1, 1/2 và 2/1 cho kết quả đường kính hạt trung bình lần lượt
là 55 nm, 65 nm và 76 nm. Như vậy, khi hàm lượng hợp chất gấp đôi hàm lượng chất hoạt động bề mặt thì đường kính hạt trung bình của mẫu nano là cao nhất (76
xuống đáng kể, từ 76 nm xuống 55 nm. Tuy nhiên, nếu tiếp tục giảm tỷ lệ hàm lượng lycopen/Tween 80 từ 1/1 xuống 1/2 thì xu hướng kích thước hạt nano lại tăng. Theo một số nghiên cứu, hàm lượng chất hoạt động bề mặt khi đưa vào công thức chế tạo hạt nano cần phù hợp để tránh những tác dụng phụ của sản phẩm cuối
cùng như tăng lipid máu, kết tập hồng cầu, bệnh thần kinh ngoại vi,... [119, 120]. Ngồi ra, giản đồ phân bố kích thước hạt cho thấy mẫu NLy1 có sự phân bố hẹp và
kích thước hạt trung bình dưới 100 nm. Do đó, tỷ lệ lycopen/Tween 80 là 1/1 được lựa chọn cho công thức nano lycopen.
Để đánh giá hiệu quả của các chất hoạt động bề mặt khác nhau tới quá trình chế tạo hạt nano lycopen, chất hoạt động bề mặt Tween 80 trong công thức chế tạo nano đã nghiên cứu ở trên được thay thế bằng cremophor RH40 với tỷ lệ
lycopen/RH40 là 1/1- đây là tỷ lệ hàm lượng hợp chất/chất hoạt động bề mặt đã đạt
được kích thước hạt nano tốt nhất. Hình 3.24 là kết quả giản đồ phân bố kích thước của các mẫu bột nano lycopen khi sử dụng hai chất hoạt động bề mặt khác nhau là
cremophor RH40 và tween 80. Sự phân bố (% ) Đường kính hạt (nm) 0 50 100 150 200 250 300 350 0 2 4 6 8 10 12 NLy1 NLy11
Hình 3.24. Giản đồ phân bố kích thước hạt của nano lycopen sử dụng chất hoạt
Kết quả đo DLS của các mẫu nano lycopen cho thấy các tiểu phân trong mẫu NLy1 (sử dụng chất hoạt động bề mặt là Tween 80) và các tiểu phân trong mẫu NLy11 (sử dụng chất hoạt động bề mặt là cremophor RH40) có đường kính hạt trung bình lần lượt là 55 nm và 51 nm. Khơng có sự khác biệt đáng kể giữa 2 mẫu
này. Tuy nhiên, polysorbate 80 là một tá dược, một chất hoạt động bề mặt có tính
phổ biến và giá thành rẻ hơn so với cremophor RH40. Do đó, Tween 80 được lựa chọn là chất hoạt động bề mặt cho quá trình chế tạo các hệ hạt nano.
Ngồi ra, hình thái của các hạt nano lycopen cũng đã được đánh giá bằng ảnh TEM (Hình 3.25).
Hình 3.25: Ảnh TEM của các mẫu (a)- NLy1, (b)- Nly11, (c)- NLy12
Các hạt nano lycopen trong các mẫu NLy1, Nly11, NLy12 và NLy21 lần lượt ở các Hình 3.25 a, b, c và d đều có dạng hình cầu và đặc biệt khơng có hiện tượng kết đám với nhau. Ảnh TEM của mẫu NLy1 cho các hạt có kích thước nhỏ
(khoảng 55 nm) và có sự phân bố đồng đều nhất. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với kết quả đo phân bố kích thước hạt.
3.2.1.2. Đánh giá khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano lycopen
Sau quá trình nghiên cứu lựa chọn và khảo sát hàm lượng tối ưu của chất hoạt động bề mặt cho quá trình chế tạo bột nano lycopen, tỷ lệ lycopen/Tween 80 là
1/1 được cố định và tiếp tục tiến hành tạo các mẫu bột nano với hàm lượng lycopen
lần lượt là 4%, 8% và 12%. Các mẫu bột nano lycopen thu được có màu đỏ tươi,
khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano lycopen được thể hiện trong
Hình 3.26.
Các mẫu bột lycopen và nano lycopen sau khi phân tán trong nước, được lưu trữ ở nhiệt độ phịng. Sau đó, quan sát hiện tượng dung dịch sau 01 ngày. Bảng 3.10 là kết quả tổng hợp quá trình khảo sát sự phân tán trong nước của các mẫu nano
lycopen.
Bảng 3.10. Kết quả đánh giá khả năng phân tán trong nước của lycopen và
các mẫu nano lycopen
Mẫu Khả năng phân tán
trong nước
Quan sát đáy lọ thủy tinh sau 01 ngày Lycopen Rất kém Lắng NLy1 (4% lycopen) Rất tốt Rất trong NLy3 (8% lycopen) Rất tốt Rất trong NLy5
(12% lycopen) Tốt Có hiện tượng lắng
Nhận thấy, lycopen hầu như khơng phân tán trong nước (lượng lycopen tinh khiết hòa tan trong nước cất là 6 mg lycopen/20 ml nước cất), hợp chất lycopen ngay lập tức lắng xuống đáy lọ thủy tinh. Điều này được giải thích là do lycopen là một chất hữu cơ không phân cực, cấu trúc là một tetraterpene và được tổ hợp từ 8
đơn vị isopren chỉ bao gồm cacbon và hydro. Lycopen chỉ có thể tan tốt trong các dung môi không phân cực, đối với các dung mơi phân cực như nước thì hợp chất gần như không tan. Bởi vậy, sinh khả dụng của lycopen bị hạn chế. Trong khi đó, các mẫu bột nano lycopen cho thấy khả năng phân tán rất tốt trong nước. Sự phân tán tốt này của các mẫu bột nano thể hiện lycopen đã tương hợp tốt với chất hoạt động bề mặt là Tween 80 và chất bao bọc vi nang PEG 6000. Thời gian tự phân tán hoàn toàn trong nước của 150 mg mỗi mẫu bột NLy1 (4% lycopen), NLy3 (8% lycopen) và NLy5 (12% lycopen) trong 20 ml nước cất lần lượt là 1 phút; 3,5 phút và 5 phút. Màu của dung dịch các mẫu nano lycopen đỏ đậm tăng dần tương ứng với hàm lượng lycopen có trong mẫu. Như vậy, việc chuyển hóa lycopen tinh thể về dạng nano khơng những giúp lycopen phân tán tốt trong nước mà còn nâng cao tiềm năng ứng dụng của hợp chất trong thực tiễn.
Hình 3.26. So sánh khả năng phân tán trong nước của lycopen và
các mẫu bột nano lycopen
3.2.1.3. Phân tích cấu trúc của các mẫu bột nano lycopen
Hình 3.27 là phổ hồng ngoại thể hiện cấu trúc của các mẫu nanolycopen thu
được sau quá trình nghiên cứu chế tạo. Phổ FT-IR cho thấy các đỉnh pic đặc trưng của PEG như: pic ở 3438 cm-1 đặc trưng của nhóm -OH, 2886 cm-1 đặc trưng của CHstr(sp2), hay 1111 cm-1 đặc trưng của liên kết giữa các nhóm C–C–O và C–C–H,
đều được thể hiện rõ trong phổ hồng ngoại của các mẫu bột NLy1, NLy3 và NLy5. Đối với các đỉnh pic đặc trưng của lycopen như: băng sóng hấp thụ ở 2907 cm-1,
2850 cm-1 (CHstr(sp3)); 1670 cm-1, 1642 cm-1 (C=Cstr(trans)); 1443 cm-1 (CH2(dao
động biến dạng)) và 963 cm-1 (CH(trans OOP)) có xuất hiện trong các mẫu nano lycopen nhưng không rõ nét. Điều này được lý giải do hàm lượng lycopen chứa trong mẫu bột nano ít hơn nhiều so với hàm lượng chất mang PEG trong nano
lycopen. Đ ộ tr uy ền qua (% ) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Lycopen NLy1 NLy3 NLy5 PEG Số sóng (cm-1)
Hình 3.27. Phổ hồng ngoại của các mẫu nano lycopen 3.2.1.4. Hình thái và sự phân bố kích thước hạt của nano lycopen