4.6.1 Định lượng mẫu nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine
Định lượng nicotine trong các mẫu nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine đã tổng hợp được bằng phân tích sắc ký khí (GC).
o Chuẩn bị dung dịch chuẩn
- Hút chính xác 200 µL dung dịch nicotine chuẩn nồng độ 1,01 g/mL cho vào 20 mL methanol được dung dịch có hàm lượng nicotine là 10 mg/mL. Từ dung dịch chuẩn này pha các dung dịch có nồng độ 0,05 mg/mL, 0,13 mg/mL, 0,2 mg/mL.
- Chuẩn bị 1,5 mL dung dịch các mẫu chuẩn để định lượng bằng GC. Bảo quản các dung dịch này ở nhiệt độ không quá 25°C và tránh ánh sáng.
o Chuẩn bị dung dịch đo mẫu
Ngâm 100 mg các mẫu nano β-cyclodextrin-alginate-nicotine nồng độ 10%, 15%, 20% trong 5 mL methanol, siêu âm rồi lọc bỏ chất rắn, thu được dịch chiết chứa nicotine.
Mẫu thử được lọc qua màng milipore trước khi bơm vào máy.
o Chương trình chạy mẫu
Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) thực hiện trên máy Agilent Technologies 7890N (USA), cột HP5 (dài 30 m, đường kính trong 0,32 mm, lớp phim dày 0,25 μm) liên hợp với máy khối phổ Agilent Technologies 5975 inert (USA), khí mang He (0,9 mL/phút). Chương trình nhiệt độ: 60ºC trong 2 phút, tăng 10ºC mỗi phút đến 200ºC giữ trong 16 phút. Tỷ lệ chia: 1:50, tốc độ dòng: 1,1 mL/phút, áp suất 9,34 psi.
o Kết quả chạy GC
Nồng độ nicotine (mg/mL) Diện tích peak 0,05 0,13 0,2 1292629 1883157 2527088
Hình 27 Kết quả chạy GC của nicotine chuẩn ở các nồng độ 0,05; 0,13 và 0,2 mg/mL
Bảng 9 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu nano
Hàm lượng nicotine trong các mẫu nano (%) Diện tích peak
10 15 20 6176683 9858690 17343077
Kết quả phân tích GC đối với dịch chiết methanol thu từ các mẫu nano đã tổng hợp đều thấy xuất hiện peak của nicotine (Hình 28) với thời gian lưu từ 11,6-11,8 phút. Kết quả các mẫu phân tích GC ta tính được lượng nicotine phóng thích là 3,81 %, 6,11% và 10,79% tương ứng với lượng nicotine 10%, 15% và 20% đã dùng trong tổng hợp các mẫu nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine.
4.6.2 Định lượng nicotine trong mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine
o Chuẩn bị dung dịch chuẩn
- Hút chính xác 200 µL dung dịch nicotine chuẩn nồng độ 1,01 g/mL cho vào 20 mL methanol được dung dịch có hàm lượng nicotine là 10 mg/mL. Từ dung dịch chuẩn này pha các dung dịch có nồng độ 1,2 mg/mL, 1,8 mg/mL và 2,4 mg/mL.
- Chuẩn bị 1,5 mL dung dịch các mẫu chuẩn để định lượng bằng GC. Bảo quản các dung dịch này ở nhiệt độ không quá 25°C và tránh ánh sáng.
o Chuẩn bị dung dịch đo mẫu
Ngâm 100 mg các mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine có nồng độ nicotine tương ứng là 11,76%, 21,05%, 28,57% trong 5 mL methanol, siêu âm rồi lọc bỏ chất rắn, thu được dịch chiết chứa nicotine. Mẫu thử được lọc qua màng milipore trước khi bơm vào máy.
o Chương trình chạy mẫu
Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) thực hiện trên máy Agilent Technologies 7890 N (USA), cột HP5 (dài 30 m, đường kính trong 0,32 mm, lớp phim dày 0,25 μm) liên hợp với máy khối phổ Agilent Technologies 5975 inert (USA), khí mang He (0,9 mL/phút). Chương trình nhiệt độ: 60°C trong 2 phút, tăng 10°C mỗi phút đến 200°C giữ trong 16 phút. Tỷ lệ chia: 1:50, tốc độ dòng: 1,1 mL/phút, áp suất 9,34 psi.
Bảng 10 Kết quả chạy GC của dung dịch nicotine chuẩn Nồng độ nicotine (mg/mL) Diện tích peak
1,2 1,8 2,4 30795689 57177902 86659334
Hình 30 Kết quả chạy GC của nicotine chuẩn ở các nồng độ 1,2, 1,8 và 2,4 mg/mL
4.6.2.1 Định lượng nicotine các mẫu phức được tổng hợp bằng phương phápkhuấy từ khuấy từ
Bảng 11 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức khuấy từ
Hàm lượng nicotine trong các mẫu phức (%) Diện tích peak (%)
11,76 21,05 28,57 59825753 61025171 81937315
Hình 31 Các mẫu phức được phân tích trên GC
Kết quả phân tích GC đối với dịch chiết methanol thu từ các mẫu phức được tổng hợp bằng phương pháp khuấy từ đều thấy xuất hiện peak của nicotine (Hình 31)
thời gian lưu cũng từ 11,6-11,8 phút. Kết quả các mẫu phân tích GC có lượng nicotine phóng thích là 8,98%, 9,1% và 11,19% tương ứng với lượng nicotine 11,76%, 21,05% và 28,57% đã dùng trong tổng hợp các mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine.
4.6.2.2 Định lượng nicotine các mẫu phức được tổng hợp bằng phương pháp siêuâm âm
Bảng 12 Kết quả chạy GC của dung dịch mẫu phức siêu âm
Hàm lượng nicotine trong các mẫu phức (%) Diện tích peak
11,76 21,05 28,57 64456274 61618429 62686521
Hình 32 Các mẫu phức được phân tích trên GC
Kết quả phân tích GC đối với dịch chiết methanol thu từ các mẫu phức được tổng hợp bằng phương pháp siêu âm đều thấy xuất hiện peak của nicotine (Hình 32). Kết quả các mẫu phân tích GC có lượng nicotine phóng thích là 9,45%, 9,27% và 9,16% tương ứng với lượng nicotine 11,76%, 21,05% và 28,57% đã dùng trong tổng hợp các mẫu phức β-cyclodextrin/nicotine.
--------
Nhìn lại mục tiêu ban đầu của đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp nano
β-cyclodextrin-alginate-nicotine”, một số kết quả mới mà luận văn đã đạt được có thể tóm tắt như sau:
1. Đối với phức β-cyclodextrin/nicotine được điều chế bằng phương pháp khuấy từ, tỷ lệ β-cyclodextrin:nicotine tối ưu để β-cyclodextrin tạo phức với nicotine 7,5:1. Hiệu suất phức tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin và nicotine là 82,58% ở thời gian phản ứng 4 giờ và nhiệt độ 75°C.
2. Đối với phức β-cyclodextrin/nicotine được điều chế bằng phương pháp siêu âm, hiệu suất sản phẩm tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin và nicotine là 82,87% ở công suất mức 3 (công suất mạnh nhất) và thời gian phản ứng 4 giờ.
3. Khi sử dụng tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate = 1:10 để tổng hợp hợp chất nano với 10% nicotine thì sản phẩm thu được có hiệu suất tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin, alginate và nicotine là 83,19%. Đường kính của hạt nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine dưới 50 nm và kích thước hạt tương đối đồng đều (được đo bằng SEM và TEM).
4. Đã sử dụng phương pháp sắc ký bản mỏng TLC để chứng minh sự có mặt của nicotine trong phức β-cyclodextrin/nicotine và nano β-cyclodextrin–alginate– nicotine tổng hợp được.
5. Xác định được hàm lượng nicotine trong phức β-cyclodextrin/nicotine và trong nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine tổng hợp được bằng phương pháp phân tích sắc ký khí GC.
KIẾN NGHỊ
--------
Qua các kết quả thu được trong quá trình làm việc tại phòng thí nghiệm chúng tôi kiến nghị một số điểm cần phải phát triển tiếp như sau:
o Nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine tổng hợp chứa tối đa lượng nicotine là 10,79%. Do đó, cần nghiên cứu để tăng hàm lượng nicotine lên và khảo sát khả năng phóng thích thuốc trong pH = 6,8.
o Cần nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất nano β-cyclodextrin–alginate- nicotine cũng như đối với các loại thuốc khác.
o Nano β-cyclodextrin–alginate–nicotine tổng hợp được cần thử nghiệm khả năng phóng thích thuốc của nicotine trên chuột hoặc thỏ để phát triển nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn.
o Phức β-cyclodextrin/nicotine tổng hợp được chứa tối đa lượng nicotine là 11,19%, cần nghiên cứu để tăng hàm lượng nicotine trong phức lên cao hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
--------
Tài liệu tiếng Việt
[1] Trần Thị Hồng Ngân (2010), Nghiên cứu và ứng dụng β-cyclodextrin làm chất mang thuốc ketoprofen, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ.
[2] Trần Thị Bích Quyên (2009), Nghiên cứu tổng hợp nanochitosan, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ.
Tài liệu tiếng Anh
[3] A. M. D. Silveira, G. Ponchel, F. Puisieux, D. Duchene, Combined poly(isobutylcyanoacrylate) and cyclodextrins nanoparticles for enhancing the encapsulation of lipophilic drugs, Pharmaceutical Research, 1998, 15 (7). [4] A. Wongmekiat, S. Yoshimatsu, Y. Tozuka, K. Moribe, K. Yamamoto,
Investigation of Drug Nanoparticle Formation by Co-grinding with Cyclodextrins: Studies for Indomethacin, Furosemide and Naproxen, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 2006, 56, pp. 29-32. [5] B. Hakkarainen, K. Fujita, S. Immel, L. Kenne, C. Sandstrom, 1H-NMR studies
on the hydrogen-bonding network in mono-altro-β-cyclodextrin and its complex with adamantane-1-carboxylic acid, Carbohydr Res, 2005, 340, pp. 1539-1545.
[6] B. Sarmento, D. Ferreira, F. Veiga, A. Ribeiro, Characterization of insulin- loaded alginate nanoparticles produced by ionotropic pre-gelation through DSC and FTIR studies, Carbohydrate Polymers, 2006, 66, pp. 1-7.
[7] C. Buzea, I. Pacheco, K. Robbie, Nanomaterials and Nannoparticles: Sources and Toxicity, Biointerphases, 2007, 4.
[8] C. D. Gutsche, I. Alam, M. Iqbal, T. Mangiafico, K. C. Nam, J. Rogers, K. A. See, Topics in calixarene chemistry, J. Incl. Phenom., 1989, 7, pp. 61-72.
[9] C. M. Silva, A. J. Ribeiro, I. V. Figueiredo, A. R. Goncalves, F. Veiga,
Alginate microspheres prepared by internal gelation: Development and effect on insulin stability, International Journal of Pharmaceutics, 2006,
311, pp. 1-10.
[10] C. P. Reis, R.J. Neufeld, A.J. Ribeiro, F. Veiga, Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles, Nanomedicine, 2006, 2, pp. 8-21.
[11] C. Schmidt, Nanocarriers in drug delivery-design, manufacture and physicochemical properties, Nanotherapeutics Drug Delivery Concepts in Nanoscience.
[12] D. Duchene, Cyclodextrins and their industrial uses, Paris, 1987, pp. 19-73. [13] D. Duchene, G. Ponchel, D. Wouessidjewe, Cyclodextrins in targeting:
Application to nanoparticles, Advanced Drug Delivery Reviews, 1999, 36, pp. 29-40.
[14] D. L. Leslie-Pelecky, V. Labhasetwar, R. H. J. Kraus, Nanobiomagnetics in Advanced Magnetic Nanostructures, New York, 2005.
[15] D. Mathew, A study on suitability of nimesulide-betacyclodextrin complex in oral and topical dosage forms, Inter J of Pharm and Pharm Sciences, 2009, 1. [16] D. Paolino, M. Fresta, Drug delivery systems, Encyclopedia of Medical Devices
and Instrumentation, 2006, pp. 437-495.
[17] E. Bilensoy, O. Gurkaynak, M. Ertan, M. Sen, A. A. Hincal, Development of Nonsurfactant Cyclodextrin Nanoparticles Loaded With Anticancer Drug Paclitaxel, Journal of Pharmaceutical Sciences, 2008, 97, pp. 1519-1529. [18] E. Memisoglu, Amelie Bochot, M. Sen, D. Duchene, A. A. Hıncal, Non-
surfactant nanospheres of progesterone inclusion complexes with amphiphilic β-cyclodextrins, International Journal of Pharmaceutics, 2003,
251, pp. 143-153.
[19] E. M. Martin Del Valle, Cyclodextrins and their uses: A review, Process Biochemistry, 2003.
[20] E. Schneiderman, A. M. Stalcup, Cyclodextrins: A versatile tool in separation science, J Chromatogr B, 2000, 745, pp. 83-102.
[21] G. Astray, C. Gonzalez - Barreiro, J. C. Mejuto, R. Rial - Otero, J. Simal -Gandara, A review on the use of cyclodextrins in foods, Food Hydrocolloids, 2009, 23, pp. 1631-1640.
[22] G. Puglisi, M. Fresta, G. Giammona, C. A. Ventura, Influence of the preparation conditions on poly(ethylcyanoacrylate) nanocapsule formation, Int. J. Pharm, 1995, 125, pp. 283-287.
[23] G. Swami, M. K. Koshy, M. Pandey, S. A. Saraf, Preparation and characterization of Domperidone-β-cyclodextrin complexes prepared by kneading method, International Journal of Advances in Pharmaceutical Sciences, 2001, 1, pp. 68-74.
[24] H. Boudad, P. Legrand, G. Lebas, M. Cheron, D. Duchene, G. Ponchel,
Combined hydroxypropyl-[beta]-cyclodextrin and poly(alkylcyanoacrylate) nanoparticles intended for oral administration of saquinavir, Int J. Pharm, 2001, 218, pp. 113-124.
[25] H. Dodziuk, Cyclodextrins and their complexes, Wiley - VCH, 2006.
[26] H. M. Patel, B. N. Suhagia, S. A. Shah, I. S. Rathod, V. K. Parmar, Preparation and characterization of etoricoxib-b-cyclodextrin complexes prepared by the kneading method, Acta Pharm, 2007, 57, pp. 351-359.
[27] J. Cai, B. Liu, P. Lin, Q. Su, Fast analysis of nicotine related alkaloids in tobacco and cigarette smoke by megabore capillary gas chromatography, J. Chromatogr., 2003, pp. 187-193.
[28] J. P. Rolland, B. W. Maynor, L. E. Euliss, A. E. Exner, G. M. Denison, J. M. D. Simone, Direct fabrication and harvesting of monodisperse, shape-specific nanobiomaterials, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, pp. 10096-10100.
[29] J. Pitha, T. Hoshino, Effects of ethanol on formation of inclusion complexes of hydroxypropylcyclodextrins with testosterone or with methyl organe, Int J Pharm, 1992, 80, pp. 243-51.
[30] J. Szetjli, Introduction and general overview of cyclodextrin chemistry, Chem Rev, 1998, 98, pp. 1743-1753.
[31] L. Holland, G. Rizzi, P. Malton, Cosmetic compositions comprising cyclic oligosaccharides and fragrance, PCT Int Appl WO 67, 1999, 716.
[32] M. Agueros, P. Areses, M. A. Campanero, H. Salman, G. Quincoces, I. Penuelas, J. M. Irache, Bioadhesive properties and biodistribution of cyclodextrin–poly(anhydride) nanoparticles, European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2009, 37, pp. 231-240.
[33] M. Chen, G. Diao, E. Zhang, Study of inclusion complex of β-cyclodextrin and nitrobenzene, Chemosphere, 2003, 63, pp. 522-529.
[34] M. Lezcano, W. Ai-Soufi, M. Novo, E. Rodriguez-Nunez, J. V. Tato,
Complexation of several benzimidazole-type fungicides with alpha and beta-cyclodextrins, J Agric Food Chem 2002, 50, pp. 108-112.
[35] M. Sauceau, E. Rodier, J. Fages, Preparation of Inclusion Complex of Piroxicam with Cyclodextrin by Using Supercritical Carbon Dioxide, Journal of Supercritical Fluids, 2008, 2, pp. 326-332.
[36] N. Fujishima, K. Kusaka, T. Umino, T. Urushinata, K. Terumi, Flour based foods containing highly branched cyclodextrins, Japanese Patent J P, 2001. [37] P. Li, Y. Dai, J. Zhang, A. Wang, Q. Wei, Chitosan–Alginate Nanoparticles as
a Novel Drug Delivery System for Nifedipine, Int J Biomed Sci, 2008, 4 (3), pp. 221-228.
[38] Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S.K. Jones, J. Dobson, Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, J. Phys Appl. Phys., 2003, 36.
[39] R. A. Hedges, Industrial applications of cyclodextrins, Chem Rev, 1998, 98, pp. 2035-2044.
[40] R. Arun et al., Cyclodextrins as Drug Carrier Molecule: A Review, Sci Pharm, 2008, 76, pp. 567-598.
[41] R. Bhardwaj, R. T. Dorr, J. Blanchard, Approaches to reducing toxicity of parenteral anticancer drug formulations using cyclodextrins, J Pharm Sci Technol, 2000, 54, pp. 233-239.
[42] R. Cavalli, F. Trotta, W. Tumiatti, Cyclodextrin-based Nanosponges for Drug Delivery, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 2006, 56, pp. 209-213.
[43] R. Challa, A. Ahuja, J. Ali, and R.K. Khar, Cyclodextrin in drug delivery: An updated review, AAPS PharmSciTech, 2005, 6 (2), pp. 329-357.
[44] R. W. Seidel, B. B. Koleva, β-Cyclodextrin 10.41 hydrate, Acta Cryst, 2009,
65, pp. 3162-3163.
[45] S. A. Timmy, S. P. Victor, C. P. Sharma, J. V. Valsala, Betacyclodextrin complexed insulin loaded alginate microsphere – oral delivery system, Trends Biomater Artif. Organs, 2002, 15 (2), pp. 48-53.
[46] S. D. Eastburn, B. Y. Tao, Applications of modified cyclodextrins, Biotech Adv 1994, 12, pp. 325-339.
[47] S. Davaran, M. R. Rashidi, R. Khandaghi, M. Hashemi, Development of prolonged-release nicotine transdermal patch, Pharmacological Research, 2005, 51, pp. 233-237.
[48] S. M. Lee, E. S. Yoo, H. D. Ghim, Alginate Nanohydrogels Prepared by Emulsification-Diffusion Method, Macromolecular Research, 2009, 17 (3), pp. 168-173.
[49] S. Munoz-Botella, B. D. Castillo, M. A. Martyn, Cyclodetrin properties and applications of inclusion complex formation, Ars Pharm, 1995, 36, pp. 187-198.
[50] S. Racovita, S. Vasiliu, M. Popa, C. Luca, Polysaccharides based on micro and nanoparticles obtained by ionic gelation and their applications as drug delivery systems, Revue Roumaine de Chimie, 2009, 54 (9), pp. 709-718. [51] S. S. Deshmukh, V. V. Potnis, D. B. Shelar, P. R. Mahaparale, Studies on
and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, Indian Drugs, 2007, 44, pp. 677-682.
[52] S. Sangeetha, D. N. Venkatesh, R. Adhiyaman, K. Santhi, B. Suresh,
Formulation of Sodium Alginate Nanospheres Containing Amphotericin B for the Treatment of Systemic Candidiasis, Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2007, 6 (1), pp. 653-659.
[53] S. Swaminathan, F. Trotta, Formulation of betacyclodextrin based nanosponges of itraconazole, J Incl Phenom Macrocycl Chem, 2007, 57, pp. 89-94.
[54] T. Irie, K. Wakamatsu, H. Arima, H. Aritomi, K. Uekama, Enhancing Effects of cyclodextrins on nasal absorption of insulin in rats, Int J Pharm, 1992, 84, pp. 129-139.
[55] T. Loftsson, D. Duchene, Cyclodextrins and their pharmaceutical applications, Ineternational Journal of Pharmaceutics, 2007, 329, pp. 1-11.
[56] T. Loftsson, M. E. Brewster, M. Masson, Role of Cyclodextrins in Improving Oral Drug Delivery, Am J Drug Deliv, 2004, 2 (4), pp. 261-275.
[57] T. Loftsson, M. E. Brewster, Pharmaceutical applications of cyclodextrins, J Pharm Sci, 1996, 85, pp. 1017-1025.
[58] T. Loftsson, M. Mason, Cyclodextrins in topical drug formulations: Theory and Pratice, Inter J Pharm, 2001, 225, pp. 15-30.
[59] T. Loftsson, S. D. Sigfusson, H. H. Sigurosson, M. Masson, The Effects of cyclodextrins on topical delivery of Hydrocortisone: the aqueous diffusion layer, STP Pharma Sci, 2003, 13, pp. 125-131.
[60] T. Ogoshi, A. Harada, Chemical Sensors Based on Cyclodextrin Derivatives, Sensors, 2008, 8, pp. 4961-4982.
[61] U. B. Kompella, N. Bandi, S. P. Ayalasomayajula, Poly(lactic acid) nanoparticles for sustained release of budesonide, Drug Deliv. Technol, 2001, 1, pp. 1-7.
[62] Ultrasound-assisted synthesis of cyclodextrin-based nanosponges, European Patent Specification, 2009.
[63] V. A. Saharan, V. Kukkar, M. Kataria, M. Gera, P. K. Choudhury, Dissolution Enhancement of Drugs, International Journal of Health Research, 2009, 2
(2), pp. 107-124.
[64] V. J. Mohanraj, Y. Chen, Nanoparticles – A Review, Trop J Pharm Res, 2006, 5
(1), pp. 561-573.
[65] V. R. Sinha et al., Physicochemical characterization and in vitro dissolution behaviour of celecoxib-β-cyclodextrin inclusion complexes, Acta Pharm, 2007, 57, pp. 47-60.
[66] W. Lu, Q. Zhang, L. Zheng, H. Wang, R. Li, L. Zhang, W. Shen, X. Tu,
Antipyretic, Analgesic and Anti-inflammatory Activities of Nicotine
β-Cyclodextrin Inclusion Complexes in Animals, Biol. Pharm. Bull., 2004,
27 (10), pp. 1515-1520.
[67] W. W. Shen, R. E. Eckman, Volatilization of a drug from an inclusion complex,