3.1 Tong hop triblock copolymer PCL-PEG-PCL Bang ký hiệu tên mẫu trong quá trình thực nghiệm
Tỷ lệ - STT Mprc Ky hiệu mau
mpcr/mprc
l 1500 14 C-1500-14
2 1500 1.6 C-1500-16
3 1500 1.8 C-1500-18
4 2050 14 C-2050-14
5 2050 1.6 C-2050-16
6 2050 1.8 C-2050-18
7 3350 14 C-3350-14
8 3350 1.6 C-3350-16
9 3350 1.8 C-3350-18
Bang 3.1 Ký hiệu tên mẫu trong quá trình thực nghiệm 3.1.1 Phố cộng hướng từ 'H-NMR
Sản phẩm triblock PCL-PEG-PCL sau khi lọc rửa có dang ran, màu trắng. Tan
trong các dung moi hữu cơ phân cực thông dụng (THF, chloroform, DMF, DMSO....), không tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực (diethyl! ether,... )
Kết quả cộng hưởng từ 'H-NMR của các mẫu triblock nhạy nhiệt độ có dạng giống
nhau như sau:
A,K,M
H DB
F E ©€
¢
| re |
9 8 7 :: 4 4 3 2 1 ọ mà
Hình 3.2 Kết quả phân tích 'H-NMR ca tribock nhạy nhiệt độ PCL-PEG-PCL
Từ phố cộng hưởng từ hạt nhân proton của các triblock copolymer (hình 4.2) cho thay sự xuất hiện các peak đặc trưng cho từng nhóm có mặt trong câu trúc của triblock copolymer tương ứng với các độ chuyền dịch hóa học sau:
- Peak ở d= 3.64 ppm và 5=4.06 ppm đặc trưng cho H của nhóm methylene ở
giữa va hai dau của chuỗi ethylene oxide (EO).
- Peak ở d= 1.39 ppm, 5=1.65 ppm va ð=2.3l ppm đặc trưng cho các H tương
ứng của nhóm methylen ở dau, 3 nhóm methylen ở giữa va nhóm methylene ở cudi của ¢-caprolactone (CL).
Thành phan cấu trúc của triblock copolymer thu được thông qua việc tính toán các peak trên pho 'H-NMR cho biết tỉ lệ khối lượng giữa PCL và PEG phù hợp với mô tả trong các bài báo trước về đặc điểm cấu trúc của triblock copolymer PCL-PEG-PCL
(PCL/PEG= 1 4; 1.6 va 1.8)
B D | F cE GD | = Ml] kKO O O O O O
/ L VÀ VÔ TA VÀ VÀA €© E GD | F cE: K| M H PCL
_ Sèw-a) - ơ
- Mpsc = 44n + 18
+ Mpg = 1500 => n = 33.68
> Công thức tinh x như sau:
2A+ 2K + 2M(n — 2) _ Cường độ tai peak A, K,M
2C(x—2)+4C Cường độ tai peak C
n Cuong độ tal peak A,K,M
ee | Cường độ tai peak C
Két quả tỷ lệ M(PCL)/M(PEG) được tính (bang 3.2) như sau
Tên mẫu TLPT Ty lệ dự kiến n n/x X TL=
dự kiến | M(PCL)/M(PEG) (x.2.114+2)/M(PEG)
C-1500-14 | 3600 14 33.68 | 9.11 :242=3.772 | 8.93 1.36
C-1500-16 | 3900 1.6 33.68 | 7.02 : 2.13 = 3.296 | 10.22 1.55
C-1500-18 | 4200 1.8 33.68 | 6.29: 2.20 = 2.905 | 11.60 1.76
C-2050-14 | 4920 14 46.18 | 8.19: 2.20 = 3.723 | 12.40 1.38
C-2050-16 | 5330 1.6 46.18 | 7.17: 2.19 = 3.273 | 14.11 1.57
C-2050-18 | 5740 1.8 46.18 | 6.36: 2.21 =2.878 | 16.05 1.79
C-3350-14 | 8040 14 75.73 | 8.38: 2.21 =3.792 | 19.97 1.36
C-3350-16 | 8710 1.6 75.73 | 6.78 : 2.09 = 3.243 | 23.35 1.59
C-3350-18 | 9380 1.8 75.73 | 6.09 : 2.08 = 2.929 | 25.85 1.76
Bang 3.2 Kết quả ty lệ M(PCL)/M(PEG) được tính theo H-NMRc a triblock
PCL-PEG-PCL
3.1.2 Két qua phan tich sac ki gel GPC
Response (mV) ror tr tT tT T T TT tT T TT TT TT TT ee TT TT TT TT 1mY NU
005 115 225 335 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 10 11
Retention Time 12 13 14 15
Hình 3.3 Kết qua phân tích GPC c a triblock PCL-PEG-PCL
16
Phố GPC của tat cả các mẫu triblock copolymer đều cho thấy chỉ xuất hiện một peak có chân rộng đặc trưng va là peak duy nhất cho thấy triblock PCL-PEG-PCL tổng hợp được có độ tinh khiết tương đối cao.
Kết quả về độ đa phân tán (PDI) và hiệu suất của các mẫu triblock copolymer được thé hiện ở bảng 3.3
STT Mẫu PDI Hiệu suất (%)
1 C-1500-14 1.21822 89.3
2 C-1500-16 1.23662 85.8
3 C-1500-18 1.24493 87.5
4 C-2050-14 1.24328 89.4 5 C-2050-16 1.32684 87.3 6 C-2050-18 1.2897 91.7 7 C-3350-14 1.29039 87.9 8 C-3350-16 1.29131 89.2 9 C-3350-18 1.272 94.6
Bang 3.3 Kết quả độ da phân tán và hiệu suất tong hop c_a các mẫu triblock
Dựa vào chỉ số PDI trong bảng 3.3, có thể nhận thấy răng các mẫu triblock copolymer tạo thành có độ đa phân tán thấp (1.2-1.3). Quá đó cho thay các mạch phân tử này có độ đồng déu cao, chính sự đồng déu này sẽ giúp quá trình hình thành cau trúc micelle được diễn ra thuận lợi hơn và các micelle tạo ra có độ đồng nhất về kích thước cao hơn. Vi vậy, các mẫu triblock copolymer này có đủ điều kiện để tiến hành các giai đoạn tao micelle tiép theo.
Kết luận: cấu trúc của các mẫu triblock copolymer PCL-PEG-PCL tổng hop được đánh giá thông qua IH-NMR và GPC cho thấy rằng:
- Các mẫu polymer tổng hợp được có cau trúc mạch phân tử giống như mong muốn và có tỉ lệ khối lượng (1.4, 1.6, 1.8) như khi thiết kế phản ứng.
- _ Các mẫu triblock này có độ đa phân tán thấp, chứng tỏ các mach phân tử có độ đồng đều cao.
Quá đó, có thé khang định quá trình tổng hop tạo triblock đã thành công. Cau trúc và tỉ lệ khối lượng cia triblock có thé được điều khiển theo mong muốn, quy trình phan ứng có độ ồn định và hiệu suất cao. Quy trình tổng hợp và các mẫu triblock này sẽ được sử dụng cho các giai đoạn chế tạo micelle tiếp theo.
3.2. Nghiên cứu kha năng tạo micelle
3.2.1 Xác định giá trị nồng độ tới hạn tao micelle (CMC)
Trong luận văn này, gia tri nồng độ tới hạn tao micelle của các mẫu triblock được xác định thông qua độ hap thụ thé hiện trên phổ UV-VIS. Giá trị độ hấp thụ tại bước sóng 303nm của các dung dịch micelle được thu thập và xây dựng đồ thị dé xác định giá trị CMC của mẫu đó.
-0.2 -
®O
8 04-©
O” Me.<
'0.073
TÔM li Ệ k ` eR 8 Ss eg . : SG lột Š LAT |
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.4 Nong độ toi han tao micelle c a triblock C-1500-14
Absorbance
Absorbance
0.0
-0.2ơ
0.4-
-0.6 -
'0.075
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.5 Nong do toi han tao micelle c a triblock C-1500-16
-0.3
|
-0.4 -
-0.5 ơ
-0.6 ơ
'0.067
ng: L ' Đo ôểu d6. 5 2 | Ỷ : h li ¡8 Ti, LỆ
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.6 Nong độ toi han tao micelle c a triblock C-1500-18
STT | Mẫu micelle Nong 0 sme
1 | C-1500-14 0.073 2 | C-1500-16 0.075
3 | C-1500-18 0.067 Bang 3.4 Kết quả nông độ tới han tao micelle c_a các triblock
C-1500-14, C-1500-16 và C-1500-18
-0.3 =
Absorbance
ue . Ea | 7 . a |
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%) Hinh 3.7 Nong độ toi han tao micelle c a triblock C-2050-14
Absorbance
-0.2
-0.3 ơ
-0.4-
-0.5-
-0.6 ơ
"1... L ° XI k b a 6.6, 9 8Ụ
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hình 3.6 Nông độ toi hạn tạo micelle c a triblock C-2050-16
-0.2
S
ử 0.44
=O 5i) Q<x
2 — x——*®—
-0.6 ơ
LJ Li |
Oe & M M M M 1 Ff 1 Lm | M M Lj M 171 1
1E-3 0.01 0.1
Log Conc. (wt%)
Hình 3.9 Nông độ toi hạn tạo micelle c a triblock C-2050-18
- Nông độ CMC
STT | Mau micelle
(wt%)
1 C-2050-14 0.048
2 C-2050-16 0.048
3 C-2050-18 0.044
Bang 3.5 Kết quả nông độ tới han tao micelle c_a các triblock
C-2050-14, C-2050-16 và C-2050-18
Absorbance
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%) Hinh 3.10 Nong độ toi han tao micelle c_a triblock C-3350-14
-0.3 ơ
-0.4 -
Absorbance
-0.6 -
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hình 3.11 Nông độ toi hạn tạo micelle c a triblock C-3350-16
-0.4-
Absorbance -0.5-
-0.6 -
‘0.023
UMMNM M M M KỎ Lu 1 1 1 { Lu , Lu Lu 1 FT
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hình 3.12 Nong độ toi han tao micelle c a triblock C-3350-18
- Nông độ CMC
STT | Mau micelle
(wt%)
1 C-3550-14 0.03
2 C-3550-16 0.026
3 C-3550-18 0.023
Bang 3.6 Kết quả nông độ tới hạn tao micelle c_a các triblock
C-3350-14, C-3350-16 và C-3350-18
3.2.1.1 Anh hưởng của trọng lượng phân tir PCL đến nồng độ tới han tạo
micelle của triblock PCL-PEG-PCL
-0.2 ơ
-0.3ơ
-0.4-
Absorbance -0.5-
-0.6 -
0.067! 10.075
aie _ k = 2. ee ee : : LG HÀ |
1E-3 0.01 0.073 Q.4
Log conc. (wt%)
Hình 3.13 Nông độ toi hạn tạo micelle c q các triblock
C-1500-14, C-1500-16 và C-1500-18
—a— C2050-16
—e— C2050-18
—#4— C2050-14
634
8So -04-
2oO OŒœ)
<>
< 05-4
-0.6 4
0.044 i | 0.048
rrrT r rrrrrr† roy 1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.14 Nong độ toi han tao micelle c q các triblock
C-2050-14, C-2050-16 va C-2050-18
-0.3 5
0.44
Absorbance -0.5 5
-0.6 -
—®— C3350-18
—e— C3350-16
—4— C3350-14
0.023: | ;0.03
- H
La + M lJ M H a ee i M Lu Ẳ M + 1
1E-3 0.01 saad 0.1
Log conc. (wt%)
Hình 3.15 Nong độ toi han tao micelle c q các triblock
C-3350-14, C-3350-16 va C-3350-18
- Nông độ CMC
STT | Mau micelle
(wt%) 1 C-1500-14 0.073 2 C-1500-16 0.075
3 C-1500-18 0.067
4 C-2050-14 0.048 5 C-2050-16 0.048
6 C-2050-18 0.044 7 C-3350-14 0.03
8 C-3350-16 0.026 9 C-3350-18 0.023
Bang 3.7 Kết quả nông độ tới hạn tao micelle ca các triblock PCL-PEG-PCL Dựa vào giản đồ ở các hình 3.13 đến 3.15 và kết quả tổng hợp ở bảng 3.7 có thé nhận thấy răng, đối với các triblock có cùng trọng lượng phân tử PEG, khi tăng tỷ lệ mpcr/mpgc = |.4; 1.6; 1.8 hay tăng trọng lượng phân tử cua khối PCL trong triblock PCL-PEG-PCL thì nông độ tới hạn tao micelle của các triblock có xu hướng thấp hơn, tuy nhiên giá trị CMC của dung dịch micelle thay đối không nhiều. Mẫu C-1500-14 (0.073%); mẫu C-1500-18 (0.067%); mẫu C-2050-14 (0.048%); mẫu C-2050-18 (0.044%); mau C-3350-14 (0.03%) va mau C-3350-18 (0.023%).
Hiện tượng này có thé được giải thích như sau, với cùng trọng lượng phân tử PEG, khi thay đổi ty lệ mpc¡/mppgœ = 1.4; 1.6; 1.8 thì trọng lượng phân tử khối ki nước PCL tăng lên nên khả năng tạo micelle ở nồng độ thấp hơn. Tuy nhiên, sự thay đổi TLPT của khối kị nước PCL này ở cùng một TLPT PEG là rất nhỏ nên giá trị nồng độ micelle tới hạn tạo micelle thay đôi rất ít.
3.2.1.2 Anh hưởng của trọng lượng phân tử PEG đến nông độ tới hạn tao micelle
của triblock PCL-PEG-PCL
4a) = C2050-14
—e— C3350-14
—&— C1500-14
|
®©
=
§ 04-
le” le;<x
-0.5-
yn ip
-0.6 -
0.03 10.048 | 0.073J: ẽ
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.16 Nong độ toi han tao micelle c q các triblock
C-1500-14, C-2050-14 va C-3350-14
-0.1 - —&— C1500-16
—#— C2050-16
—e— C3350-16
®© Cc
©14) 5” Q<x
‘0.026 lùng 0.075
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hinh 3.17 Nong độ toi han tao micelle c q các triblock
C-1500-16, C-2050-16 va C-3350-16
—®— C2050-18
—®— C3350-18 3) ~*~ C1500-18
Absorbance
ă L L nih GNGRGRRẼ | L tị
1E-3 0.01 0.1
Log conc. (wt%)
Hình 3.18 Nông độ toi hạn tạo micelle c q các triblock
C-1500-18, C-2050-18 và C-3350-18
STT | Mẫu micelle Nong dội se
1 | C1500-14 0.073 2 | C-2050-14 0.048 3 | C-3350-14 0.03 4 | C-1500-16 0.075 5 | C-2050-16 0.048 6 | C-3350-16 0.026 7 | C-1500-18 0.067 8 | C-2050-18 0.044 9 | C-3350-18 0.023
Bang 3.8 Kết quả nông độ tới han tao micelle ca các triblock PCL-PEG-PCL
Dựa vào giản d6 trong hình 3.16 đến 3.18 và kết quả tong hợp ở bảng 3.8, có thé nhận thay được sự thay đôi của CMC khi khối lượng phân tử của block PEG thay đổi (tỉ lệ khối lượng PEG/PCL được giữ không đổi). Cụ thé, khi khối lượng phân tử PEG tăng thì giá trị CMC của các mẫu micelle có xu hướng tăng lên từ 0.026 wt% (mẫu C3350-16) thành 0.044wt% (mẫu C2050-16) và 0.075wt% (mẫu C1500-16).
Hiện tượng này có thể được giải thích như sau: khi khối lượng phân tử của block PEG tăng lên đồng nghĩa với việc khối lượng phân tử của toàn mạch triblock copolymer PCL-PEG-PCL tăng lên. Với việc tăng khối lượng này, mạch phân tử của triblock đã dài ra và khả năng hình thành micelle cũng được cải thiện. Điều này có
nghĩa là triblock PCL-PEG-PCL có mạch phân tử dài hơn có khả năng hình thành
micelle trong môi trường nước ở nông độ thấp hon, dẫn đến giá tri CMC thấp hơn.
3.2.2 _ Nghiên cứu kha năng tao micelle
3.2.2.1 Độ on định của các mau micelle
a) PEG-1500
10min
Abs {
1da
a Omin
-0.500-F =
-0.600 ma... mẽ... n n. ee n nh mẽ n nh ee n nh. |
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.19 Kết quả do độ hap thu UV-Vis c a mâu C-1500-14 nông độ 0.1%
-0.500ƑƑ -
-0.600 AL A ÀA À : .. ...\...
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.20 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-1500-16 nông độ 0.1%
0.800
0.500
0.000
-0.500F
-0.600 po ng nh n nẽnn n n n nẽn n n n n n nnnnn n ng nnn n n6 n n n6 n6 nh nn nh h6 nnh:
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.21 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-1500-18 nông độ 0.1%
Từ đồ thị trong hình 3.19 đến 3.21, có thé nhận thay rang trong khoảng thời gian | ngày khảo sát, độ hấp thụ của các mau micelle được chế tạo từ triblock sử dụng PEG
1500 tăng dân theo một khoảng thời gian đầu. sau đó lại giảm.
Điều này có thé được giải thích như sau: việc sử dụng PEG 1500 dé tong hợp triblock dùng cho việc chế tạo micelle khiến các micelle hình thành có kích thước rất nhỏ, kích thước nhỏ này khiến cho các micelle có độ bất 6n định rất cao. Từ đó, các micelle có xu hướng tụ lại để giảm năng lượng chung của hệ. Quá trình tụ lại này làm cho kích thước các đám micelle tăng lên đồng thời làm tăng độ hấp thụ dải bước sóng ánh sáng. Nhưng khi đám micelle đạt một kích thước nhất định, chúng sẽ không còn tan trong dung dịch làm độ đục của mẫu tăng lên, cũng chính việc tách ra khỏi dung dịch này làm giảm độ hấp thụ của mẫu.
b) PEG-2050
0.800 ———————— ơ... [tt ray tra TY ty ty trấn prrervered r C-2050-14-01 7
0.500- "
2 Lự
L0min
-0.500
-0.600 Gee 2121221221221 221221222222 22 1221221221212, E2-E22122122122222212-122Ì2-E221221221221,221,2-1,.-1,2-1
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.22 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-2050-14 nông độ 0.1%
0.800 —————— peers pres pre TY trrrryrrr ' C-2050-16-01
0.500- 4
2 Omin ]
0.000 tte). ~v
1 day
-0.500Ƒ- ơ
-0.600 Ge ee L1 11 1111 11 ee a ]
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
Hình 3.23 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-2050-16 nông độ 0.1%
0.800 rr~+~~~~~r~r~ eee eee eee eee eee eer r C-2050-18-01 7
0.500E ơ
2 | Omin J
0.000 Miwa a
1 day
0.500 ơ
0.600 a a a a a a a
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
Hình 3.24 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-2050-18 nông độ 0.1%
Từ đồ thị trong hình 3.22 đến 3.24, có thé nhận thay rang trong khoảng thời gian | ngày khảo sát, độ hấp thụ của các mau micelle được chế tạo từ triblock sử dụng PEG 2050 có chiều hướng thay đổi giống như micelle được tổng hợp từ PEG 1500.
c) PEG-3350
0.800 pres mm>>>ơ >>> >>> ro r C-3350-14-01 7
0.500; =
2 5 Omin 4
0.000P SỐ
-0.500
-0600LLLaiiiiiliiiiiiiiiliiiiiiiiiliiiiiiiiiliiiiiiiiri
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.25 Kết qua do độ hap thu UV-Vis c a mâu C-3350-14 nông độ 0.1%
0.800 ———————ơ th TT T———ơ >>>
L
0.500 ơ
0.000 ơ
on be - —
i —— h
0.500F 4
0.600 I a a AAANN, | a ANANAANNN | a cơ LH" | oe | In PP ANANA ÀNAINN, '
nm.
Hình 3.26 Kết quả do độ hap thu UV-Vis c a mâu C-3350-16 nông độ 0.1%
0.800 ———————ơ posers pees peers prt : C-3350-18-01 ~
0.500}- ơ
8 ' Omin
0.000 -
"—
1 day aa ơ Ts eid ball
-0.500F 7
-0.600 KH. a a ee eT '
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
Hình 3.27 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mâu C-3350-18 nông độ 0.1%
Từ đồ thị trong hình 3.25 đến hình 3.27, có thể nhận thấy răng trong khoảng thời gian | ngày khảo sat, độ hấp thụ của các mẫu micelle được chế tạo từ triblock sử dụng PEG 3350 có chiều hướng thay đổi giống như micelle được tổng hop từ PEG 1500.
Tuy nhiên, giữa các mẫu micelle được tổng hợp từ các PEG khác nhau (1500, 2050, 3350) có độ 6n định khác nhau.
Hình 3.28 Hình ảnh các dung dich micelle khi mới chế tạo
Từ hình 3.28 và hình 3.29, có thể nhận ra rằng, mẫu micelle được chế tạo từ PEG 2050 có độ 6n định cao nhất khi độ đục không thay đồ nhiều sau 1 ngày chế tạo. Mẫu micelle được chế tạo từ PEG 1500 có độ 6n định thấp nhất khi chỉ sau 3h sau khi chế tạo, mẫu đã có độ đục cao.
Hiện tượng này có thể được giải thích răng : Các mẫu có khối ưa nước PEG-2050 cho micelle có hình thái và cấu trúc 6n định va đồng đều nhất vì có sự cân băng hài hòa giữa các khối ưa nước PEG và khối ky nước PCL làm cho dung dịch micelle ốn định nhất.
3.2.2.2 Anh hướng cúa tỉ lệ khối lượng PCL/PEG
0.800
0.000P ơ
-0.500F =
-0.600 Sos L1 1L 1L L1 L1! a VSS BSD EST BÀ To BG Do PS Dd SY ĐA 1i ĐÀ Be BÀ Bd BÀI i
300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
nm.
Hình 3.30 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mẫu C-1500 nông độ 0.1% với 3 tỷ
lệ PCL/PEG khác nhau
0.800 ~ơ—>——>—>——ơ Trtrttrrrtt ơ ơ. ơ
r C-2050-14 '
C-2050-16 C-2050-18 0.500+ ơ
0.000994Adsee —
-0.500+ -
-0.600 ad a nh L1 L1 L1 L1 1} ee oe nn nh | 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00
Hình 3.31 Kết quả do độ hấp thu UV-Vis c a mẫu C-2050 nông độ 0.1% với 3 tỷ
lệ PCL/PEG khác nhau
0.800 preter rer ne ee nn eee ee oe nn
3350 (PEG/PCL 1.4) 4 3350 (PEG/PCL 1.6) 7 3350 (PEG/PCL 1.8) |
0.500 —_