Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Nghiên cứu bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi

Khóa luận được nghiên cứu với mục tiêu nhằm bào chế được nano rutin bằng phương pháp nghiền bi; Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano rutin bào chế được. Mời các bạn cùng tham khảo!

TỔNG QUAN

Tổng quan Rutin

Rutin là một glycoside bao gồm quercetin và đường rutinose, có khả năng tích tụ đáng kể trong mì, cây hòe Nhật Bản (Sophora Japonica L.) và hoa đầu xuân (Forsythia intermedia) cùng với hoa đầu xuân Trung Quốc (F.suspensa).

- Công thức phân tử: C27H30O16, trọng lượng phân tử 610,521 ĐvC

- Tên IUPAC: 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxy-3-[(2S,3R,4S,5S,6R)- 3,4,5-trihydroxy-6-{[(2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2- yl]oxymethyl]oxan-(2-yl}oxychromen-4-one [26]

Hình 1.1 Cấu trúc của Rutin [26]

- Tên gọi khác: Rutin, Rutoside, Phytomeline, Quercetin 3 – rutinoside [26]

- Bột kết tinh màu vàng hay vàng lục

- Rutin ít tan trong nước ( từ 0.01 đến 0.0125 g/L ở nhiệt độ phòng) và tan tốt trong methanol và ethanol [1]

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU

Theo dược điển Việt Nam V, các phương pháp định tính rutin [4]:

- Phương pháp A: So sánh phổ hồng ngoại với phổ chuẩn

- Phương pháp B: Đo phổ hấp thụ tử ngoại

- Phương pháp C: Phương pháp sắc ký lớp mỏng

- Phương pháp D: Phản ứng với cyanidin

- Phương pháp E: Phản ứng với dung dịch NaOH

- Phương pháp F: Phản ứng với dung dịch FeCl3 cho màu xanh lục

1.1.4 Định lượng Đề xác định hàm lượng trong chế phẩm hoặc dược liệu, người ta sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp sắc ký lỏng cao áp

Rutin có tác dụng tích cực đối với mạch máu, đặc biệt là mao mạch, bằng cách giảm tính thẩm thấu và tăng cường độ bền của thành mao mạch Điều này mang lại lợi ích cho hệ tĩnh mạch, đặc biệt là ở người cao tuổi.

Rutin là một chất chống oxy hóa mạnh, có khả năng loại bỏ các gốc tự do, từ đó giúp ngăn ngừa ung thư và biến đổi gen Ngoài ra, rutin còn tăng cường hệ miễn dịch và điều chỉnh huyết áp hiệu quả.

Rutin làm giảm rõ rệt sự tăng nhanh, ức chế sự chuyển đổi của tế bào pha S đến phần giữa và trên crypis và chặn lại khối u [15]

Rutin có chức năng chống oxy hóa mạnh, cũng được kiểm chứng vai trò rất hiệu quả trong kháng viêm [17], bảo vệ thận [20] và suyễn [19]

Hơn nữa, vì rutin là hợp chất tự nhiên, ít độc và gần như không có tác dụng phụ khi sử dụng với liều lượng thích hợp

Rutin được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghệ nhuộm màu thực phẩm, công nghệ bao màu

Rutin là một hợp chất quan trọng trong y học, chủ yếu được sử dụng để ngăn ngừa biến chứng của bệnh xơ vữa động mạch và điều trị các tình trạng suy yếu tĩnh mạch Nó cũng có tác dụng trong việc điều trị các trường hợp xuất huyết như chảy máu cam, ho ra máu, xuất huyết tử cung và phân có máu Ngoài ra, rutin còn được áp dụng trong việc chữa trị bệnh trĩ, chống dị ứng và thấp khớp Đặc biệt, rutin cũng hỗ trợ làm lành vết thương nhanh chóng trong các trường hợp tổn thương ngoài da do bức xạ.

Trong khoa mắt, rutin có thể được dùng cho các trường hợp viêm võng mạc có xuất hiện xuất huyết, chảy máu ở đáy mắt [8]

Rutin có thể sử dụng đơn độc hoặc kết hợp với các thuốc khác để nâng cao hiệu quả điều trị như:

Vitamin C: Rutin có tác dụng tăng cường khả năng hấp thụ vitamin C, giúp cải thiện việc vận chuyển thuốc đến các cơ quan khác nhau Nó thường được sử dụng để điều trị các triệu chứng tổn thương mao mạch, xuất huyết dưới da và cao huyết áp.

- Vincamin: dùng để chữa các chứng rối loạn tâm thần, cải thiện trí nhớ, chức năng thần kinh giác quan ở người già

- Nicotinamide: dùng trong các biểu hiện chức năng hay tổn thương thực thể của suy tĩnh-bạch mạch, giãn tĩnh mạch nguyên phát hay các cơn đau trĩ

- Ngoài ra còn có thể phối hợp với cholin, khellin, papaverin

1.1.7 Một số sản phẩm của rutin trên thị trường

Bảng 1.1 Một số sản phẩm của rutin trên thị trường Tên thương mại Thành phần chính Hàm lượng Dạng bào chế

Mevon Rutin 500 mg Viên bao phim

Meflavon Rutin 500 mg Viên bao phim

Rutin-Vitamin C Rutin, vitamin C 50 mg Viên bao đường

Swanson Rutin Rutin 500 mg Viên nang mềm

Antioxidants Bio- Rutin complex Rutin, bioflavonoids 500 mg Viên nén

Siduol Tocopherol calcium succinat; Rutin 100 mg Viên nang

1.1.8 Một số nguồn chiết Rutin

Rutin được tìm thấy ở 62 họ thực vật với khoảng 150 loài thực vật, trong đó có

70 loài thuộc 28 họ có chứa rutin ở dạng vết [4]

Trong cây, rutin chủ yếu phân bố ở hoa (cây hòe, cây tam giác mạch), lá (cây bạch đằng, cây tam giác mạch)

Rutin là một hợp chất có trong nhiều loài thực vật, nhưng chỉ được chiết xuất từ những cây có hàm lượng rutin cao Các nguồn nguyên liệu chính bao gồm Ruta graveolens L với khoảng 2% rutin, Fagopyrum esculentum Moench chứa khoảng 4% và Fagopyrum tataricum L với hàm lượng lên đến 6%.

%, Eucalyptus macrorrhyncha F.Muell có khoảng 8 %, Sophora japonica L có khoảng

Các phương pháp chiết xuất rutin từ hoa hòe dựa vào độ tan khác nhau của rutin trong các dung môi [2]

- Chiết bằng dung môi nước

- Chiết bằng dung môi cồn

- Chiết bằng dung môi là dung dịch kiềm loãng

Tổng quan về hạt nano thuốc

Khoa học nano là khoa học nghiên cứu vật chất ở kích thước cực kì nhỏ - kích thước nanomet (nm) [1] hay nhỏ hơn 1 àm [10, 31, 34]

Công nghệ nano liên quan đến việc thiết kế và chế tạo các cấu trúc ở quy mô nanomet, với lịch sử phát triển lâu dài nhưng chỉ có những tiến bộ quan trọng trong hai thập kỷ qua Ứng dụng công nghệ nano trong y học hứa hẹn mang lại những cải tiến đáng kể trong chẩn đoán và điều trị bệnh, bao gồm phân phối thuốc, chẩn đoán in vitro và in vivo, cũng như sản xuất dược phẩm và vật liệu sinh học tương thích.

Các hạt nano thuốc cải thiện khả năng hòa tan và sinh khả dụng của các loại thuốc kém tan trong nước, đồng thời nâng cao hiệu quả điều trị Ngoài ra, chúng còn giúp tăng cường tính an toàn, giảm độc tính và hạn chế tác dụng phụ của thuốc.

1.2.2 Các tính năng đặc biệt giúp hoạt chất kém tan có sinh khả dụng cao hơn khi bào chế ở kích thước nano Độ hòa tan kém của thuốc là một vấn đề lớn, làm giảm hấp thu và sinh khả dụng đường uống Ngày nay có một tỉ lệ lớn các hợp chất trong phát triển thuốc thể hiện khả năng hòa tan kém trong nước Do đó một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất trong phát triển thuốc là cải thiện khả năng hòa tan để làm tăng sinh khả dụng của thuốc Các hạt nano thuốc có các tính năng nổi bật cho phép khắc phục các vấn đề về hòa tan, giúp tăng độ hòa tan bão hòa (Cs), tốc độ giải phóng dược chất và khả năng bám dính tế bào

Nguyên lý chính của các phương pháp micro hóa và nano hóa là tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, từ đó cải thiện tốc độ giải phóng dược chất theo phương trình Noyes – Whitney Sự gia tăng này không chỉ làm tăng tốc độ giải phóng mà còn nâng cao độ hòa tan của thuốc trong nước.

1.2.2.1 Tăng độ hòa tan bão hòa ( Cs )

Độ hòa tan bão hòa là hằng số đặc trưng của hợp chất, phụ thuộc vào các yếu tố như tính chất lý hóa, môi trường hòa tan và nhiệt độ Định nghĩa này chỉ có giá trị trong những điều kiện cụ thể.

Bản quyền @ Trường Y Dược, ĐHQG Hà Nội cho thấy rằng khi kích thước vật liệu giảm xuống dưới 1000 nm, độ hòa tan bão hòa sẽ tăng lên Hiện tượng này có thể được giải thích thông qua các phương trình Kelvin và Ostwald-Mitch Freundlich.

Áp lực giải thể của một hạt có bán kính r được ký hiệu là P r, trong khi P ∞ đại diện cho áp lực giải thể của một hạt vô cùng lớn Sức căng bề mặt được ký hiệu là Ɣ, hằng số khí là R, và nhiệt độ tuyệt đối là T Bán kính của hạt được ký hiệu là r, khối lượng phân tử là M r, và mật độ hạt được ký hiệu là ρ.

Phương trình Ostwald Mitch Freundlich logC s

Độ hòa tan bão hòa (Cs) và độ hòa tan chất rắn (Cα) là các yếu tố quan trọng trong nghiên cứu vật liệu Lực căng liên kết (σ) của chất, thể tích vật liệu hạt (V), hằng số khí (R), và nhiệt độ tuyệt đối (T) cũng ảnh hưởng đến quá trình này Bên cạnh đó, mật độ của vật rắn (Ƿ) và bán kính của hạt (r) đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính chất vật lý của các chất rắn.

1.2.2.2 Tăng tốc độ hòa tan

Sự tăng tốc độ hòa tan của các hạt nano thuốc có thể được giải thích bằng phương trình Noyes – Whitney [33]:

Tốc độ giải phóng (dX/dt) được xác định bởi công thức dt = DA h D (C s - C t), trong đó D là hệ số khuếch tán, A là diện tích bề mặt tiếp xúc, h D là khoảng cách khuếch tán, C s là độ hòa tan bão hòa và C t là nồng độ xung quanh các hạt.

Giảm kích thước tiểu phân làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, đồng thời cũng tăng độ hòa tan bão hòa, dẫn đến gradient nồng độ (Cs – Ct) / hD tăng lên Theo phương trình Noyes – Whitney, khi diện tích bề mặt tiếp xúc và độ tan bão hòa của hợp chất tăng, tốc độ hòa tan (dX/dt) của hạt nano sẽ tăng.

Ngoài ra, khi độ tan bão hòa của dược chất tăng, sẽ làm tăng gradient nồng độ giữa ruột

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU và máu giúp cho việc thẩm thấu và hấp thụ dược chất được đẩy mạnh theo cơ chế khuếch tán thụ động [18, 33, 34]

Rachmat Mauludin đã phát triển nano rutin thông qua phương pháp đồng nhất ở áp suất cao, dẫn đến việc viên nén chứa nano rutin có tốc độ hòa tan vượt trội hơn so với các viên nén rutin thông thường trên thị trường Sự cải thiện này giúp tăng sinh khả dụng của hoạt chất rutin, vốn có tính tan kém.

1.2.2.3 Tăng khả năng bám dính tế bào

Hạt nano thuốc có khả năng bám dính lên bề mặt tế bào tốt hơn so với vi hạt, nhờ vào diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn Sự tăng cường bám dính này góp phần cải thiện khả năng hấp thu thuốc qua đường uống.

1.2.3 Các phương pháp bào chế Nano thuốc

Kỹ thuật sản xuất nano thuốc bao gồm ba phương pháp chính: top-down, bottom-up và phương pháp kết hợp Phương pháp top-down liên quan đến việc phá vỡ các hạt lớn hơn thông qua các quá trình cơ lý như nghiền hoặc đồng nhất hóa Ngược lại, phương pháp bottom-up dựa trên các nguyên tắc tự tổ chức ở cấp độ nguyên tử và phân tử, thường thông qua quá trình kết tủa Cuối cùng, phương pháp kết hợp tích hợp cả hai kỹ thuật trên để tối ưu hóa quy trình sản xuất nano thuốc.

Hình 1.2 Hai kỹ thuật cơ bản trong sản xuất nano thuốc

Tổng quan về các thuốc đường uống được bào chế ở dạng nano hiện nay cho thấy sự đa dạng trong các phương pháp sản xuất Bảng 1.2 [33] trình bày các nghiên cứu dược phẩm liên quan, cung cấp cái nhìn sâu sắc về xu hướng phát triển và ứng dụng của công nghệ nano trong lĩnh vực dược.

Bảng 1.2: Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm

Tên thuốc Công ty Chỉ Định Phương pháp

Wyeth Ức chế miễn dịch

Nghiền bi Viên nén Bán trên thị trường

Nghiền bi Viên nang Bán trên thị trường

Fenofibrate Tricor ® /Abbott Thuốc hạ cholesterol máu Đồng nhất ở áp suất cao

Viên nén Bán trên thị trường

Thuốc kích thích thèm ăn

Nghiền bi Hỗn dịch uống

Phản ứng đồng kết tủa

Viên nén Bán trên thị trường

Nabilon Cesamet ® /Lilly Thuốc chống nôn

Viên nang Bán trên thị trường

Danazol Thuốc đối kháng estrogen

Hỗn dịch nano invivo trên chó

Nghiền bi Hỗn dịch nano

Cilostazol Thuốc kháng tiểu cầu và giãn mạch máu

Nghiền bi Hỗn dịch nano

Thử nghiệm invivo trên chó

Nghiền bi Pellet Invivo trên chó

Cyclosporine Ức chế miễn dịch Đồng nhất ở áp suất cao

Sporonolactone Lợi tiểu Đồng nhất áp suất cao

Thử nghiệm invivo trên chó

Phương pháp kết tủa khi thay đổi dung môi là kỹ thuật quan trọng trong sản xuất nguyên liệu, đặc biệt cho các nguyên liệu siêu mịn như micro và nano Trong quy trình này, dược chất được hòa tan hoàn toàn trong một dung môi thích hợp, sau đó thêm một dung môi khác không hòa tan dược chất, dẫn đến hiện tượng kết tủa của dược chất.

Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào một số yếu tố:

- Thành phần và nồng độ dung dịch [7]

- Tốc độ thêm dung môi thứ hai [7]

- Tốc độ khuấy trộn, thường phải khuấy ở tốc độ cao [7]

- Nhiệt độ cũng là một yếu tố ảnh hưởng, nếu ở nhiệt độ thấp quá trình kết tủa diễn ra nhanh hơn [7]

Tổng quan kỹ thuật nghiền bi

Kỹ thuật nghiền bi là phương pháp sử dụng lực cơ học từ các viên bi làm từ vật liệu bền như thép không gỉ hoặc sứ để nghiền nát các tiểu phân thô thành tiểu phân mịn hơn Đây là một trong những phương pháp hàng đầu trong sản xuất hạt mịn, với ưu điểm là tiêu tốn năng lượng thấp hơn nhiều so với kỹ thuật đồng nhất.

Nghiền bi là quá trình làm giảm kích thước và thay đổi sự phân bố kích thước tiểu phân, có thể được đo bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng như quang phổ photon và nhiễu xạ laser Khi kích thước tiểu phân nhỏ hơn, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng lên, dẫn đến việc tăng tốc độ hòa tan của dược chất theo phương trình Noyes – Whitney Đồng thời, kích thước tiểu phân giảm cũng làm tăng độ hòa tan bão hòa của dược chất theo các phương trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich.

Ngoài kích thước, việc sử dụng nghiền bi còn ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và hình dạng của các tiểu phân Hình dạng hạt có mối liên hệ chặt chẽ với khả năng hòa tan, độ hòa tan và sinh khả dụng của dược chất.

Khi nguyên liệu được nghiền mịn hơn, hiệu suất của quá trình sẽ giảm Nếu kích thước hạt giảm đến ngưỡng tối thiểu, việc tiếp tục truyền năng lượng cơ học từ máy nghiền đến các tiểu phân có thể dẫn đến sự vô định hình của thuốc.

1.3.3 Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân

Các loại lực tác động để nghiền mịn khác nhau khi tốc độ quay của thùng khác nhau:

- Tại tốc độ thấp, các bi lăn trên nhau và mài mòn sẽ là cơ chế chính làm giảm kích thước tiểu phân

Khi tốc độ quay tăng cao, các viên bi sẽ rơi xuống khi đạt đến vị trí giới hạn, và lực va chạm từ việc rơi tự do sẽ tạo ra một cơ chế khác để làm gãy vỡ tiểu phân.

Khi vận hành ở tốc độ quá cao, lực ly tâm sẽ đẩy các viên bi vào thành, dẫn đến việc không xảy ra va đập hay mài mòn, từ đó làm giảm nhanh chóng hiệu suất của quá trình.

Hình 1.3 Thiết bị nghiền bi

Thiết bị nghiền bi là loại thiết bị được sử dụng để nghiền mịn, nó có một số ưu điểm như:

- Nghiền được bột rất mịn

- Là thiết bị nghiền kín nên có thể sử dụng để nghiền cả khô và ướt, nghiền trong môi trường khí trơ

- Có thể duy trì được trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu

Mặc dù thiết bị này hiệu quả, nhưng nó có nhược điểm là thời gian nghiền kéo dài, dẫn đến việc tăng tạp chất trong nguyên liệu, gây nóng cho thiết bị và dược chất trong quá trình hoạt động.

Việc nghiền các viên bi trong buồng nghiền có thể dẫn đến sự mài mòn, gây ra hiện tượng dược chất bị lẫn tạp chất.

Thiết bị nghiền bi bao gồm một thùng chứa hình trụ quay, bên trong có chứa các viên bi với kích thước khác nhau, trong đó bi nhỏ có hiệu suất nghiền cao nhờ diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, thường được làm từ kim loại hoặc sứ Tốc độ quay của buồng đạt từ 50 đến 80% tốc độ tới hạn, tốc độ này được xác định là mức mà tại đó các viên bi không còn chảy do lực ly tâm.

1.3.4 Phân loại 1.3.4.1 Kỹ thuật nghiền khô

Kỹ thuật nghiền khô là kỹ thuật mà vật liệu cần làm nhỏ kích thước được nghiền ở thể khô [7], thường chỉ gồm dược chất và bi

Kích thước tiểu phân đạt được trong giới hạn micromet không đủ để cải thiện độ hòa tan và khả năng hấp thu của dược chất khi sử dụng đường uống.

Quá trình nghiền khô chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm tốc độ quay của máy nghiền, kích thước, mật độ và độ cứng của bi nghiền Ngoài ra, độ bền cơ học của tiểu phân chất rắn và lượng chất rắn cần nghiền cũng đóng vai trò quyết định trong hiệu quả của quá trình này.

Kỹ thuật nghiền ướt là phương pháp phân tán vật liệu trong môi trường lỏng với tỉ lệ chất diện hoạt và polyme thân nước nhất định Nồng độ dược chất thường dao động từ 5 – 40%, trong khi nồng độ polyme từ 1 – 10%, và nồng độ chất diện hoạt thường dưới 1% Để tăng cường sự ổn định của hỗn hợp, có thể bổ sung thêm hệ đệm hoặc muối.

Vi hạt và hạt nano được sản xuất từ kỹ thuật nghiền bi có diện tích bề mặt lớn và năng lượng tự do cao, dẫn đến giảm ổn định nhiệt động học và thúc đẩy sự kết tụ hạt Các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 30nm thường bị kết tụ do lực van der Waals và lực tĩnh điện Đặc biệt, các thuốc kị nước có kích thước nhỏ rất dễ bị kết tụ, và nếu quá trình nghiền kéo dài, điều này sẽ dẫn đến kết tụ và giảm hiệu quả của quá trình theo thời gian.

Trong kỹ thuật nghiền ướt, các tiểu phân rắn có thể kết tụ do lực hút tĩnh điện trong môi trường lỏng, vì vậy cần phối hợp dược chất với các tá dược không độc hại để giảm thiểu hiện tượng này Các tá dược này đóng vai trò là chất mang và chất ổn định trong quá trình nghiền Những polyme như HPC, HPMC, PVP K30, cùng với các chất diện hoạt như Tween 80, NaLS và SDS, thường được sử dụng trong kỹ thuật nghiền ướt.

Kỹ thuật nghiền ướt cho phép sản xuất các tiểu phân có kích thước nanomet (<

Cỏc tiểu phân nano có ưu điểm vượt trội so với vi hạt trong việc tăng cường khả năng hòa tan dược chất Kỹ thuật nghiền ướt, được sử dụng phổ biến trong sản xuất tiểu phân nano thuốc, đã trở thành tâm điểm nghiên cứu trong thập kỷ qua nhờ vào khả năng mở rộng quy mô công nghiệp dễ dàng, tính đơn giản và lợi ích kinh tế cao.

Tổng quan phương pháp phun sấy

Phun sấy (Spray drying) là quy trình kỹ thuật tạo ra tiểu phân khô bằng cách phun chất lỏng thành giọt nhỏ và sấy khô trong môi trường khí nóng, thường là không khí nóng Quy trình này diễn ra liên tục, với nguyên liệu đầu vào có thể là dung dịch, hỗn dịch, hệ phân tán hoặc nhũ tương Sản phẩm khô cuối cùng có thể ở dạng bột, hạt hoặc khối kết tụ, tùy thuộc vào tính chất lý hóa của nguyên liệu đầu vào.

1.4.2 Ưu nhược điểm của phun sấy 1.4.2.1 Ưu điểm

Quá trình tạo bột khô bằng phương pháp phun sấy diễn ra nhanh chóng và đơn giản hơn so với các phương pháp sấy khác Nhờ vào việc phân tán dịch lỏng thành các giọt nhỏ, bề mặt bốc hơi được tăng cường đáng kể, từ đó tối ưu hóa hiệu quả làm khô.

Quy trình cấp phép bản quyền tại Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội được thực hiện nhanh chóng, chỉ mất từ 5 đến 30 giây để phát tán các giọt có đường kính từ 10 đến 200 micromet.

- Quá trình phun sấy được thực hiện liên tục, năng suất sản phẩm cao nên thích hợp khi triển khai ở quy mô công nghiệp

Sản phẩm phun sấy có kích thước nhỏ và đồng đều, chủ yếu ở dạng hình cầu, giúp kiểm soát hiệu quả hơn về tính chất và chất lượng sản phẩm.

- Thích hợp với các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt (thực phẩm, sản phẩm sinh học, dược phẩm ) [16]

- Không áp dụng với dược chất có khối lượng riêng quá lớn

- Vốn đầu tư ban đầu cao

- Thu hồi lại sản phẩm và thu gom bụi làm tăng chi phí của quá trình

- Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để đảm bảo nguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo giọt lỏng

1.4.3 Thiết bị phun sấy và nguyên lý của quá trình phun sấy

Thiết bị phun sấy bao gồm nhiều thành phần quan trọng như bơm cấp dịch phun, đầu phun, hệ thống gia nhiệt, phân tán khí vào, buồng phun, hệ thống làm sạch khí thải và cơ chế thu hồi sản phẩm.

Kiểu phun dịch đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật phun sấy, quyết định kích thước giọt phun và ảnh hưởng đến kích thước sản phẩm cuối cùng cũng như động học của quá trình Phun dịch thường sử dụng đĩa phun ly tâm, vòi phun áp lực và vòi phun khí nén, trong đó đĩa phun ly tâm và vòi phun áp lực đơn dòng là hai loại phổ biến nhất.

Hình 1.4 Sơ đồ thiết bị phun sấy

1 Buồng sấy 5 Cơ cấu phun mẫu

2 Caloriphe 6 Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát ra

3 Thùng chứa nguyên liệu cần sấy 7 Cyclon vận chuyển sản phẩm

4 Bơm nguyên liệu 8 Hệ thống quạt hút và màng lọc

Thiết bị này hoạt động bằng cách phun một dung dịch hoặc hỗn dịch nguyên liệu thành dạng sương mù hoặc giọt nhỏ, sau đó chúng bốc hơi trong luồng không khí nóng Các giọt nhỏ này được sấy khô ngay lập tức, tạo thành các tiểu phân hình cầu Kích thước của các tiểu phân phụ thuộc vào kích thước vòi phun, tốc độ phun và nồng độ của dung dịch hoặc hỗn dịch.

Các tiểu phân sẽ được tách khỏi hỗn hợp bằng cách thổi qua các cyclon [7]

1.4.4 Một số thông số quan trọng của phun sấy

Nhiệt độ khí vào cao có thể tăng tốc quá trình bốc hơi dung môi, nhưng đồng thời cũng có khả năng làm thay đổi tính chất vật lý của tiểu phân dược chất và ảnh hưởng đến độ ổn định của các hoạt chất nhạy cảm với nhiệt.

Nồng độ chất rắn trong dịch phun ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phun sấy Nồng độ cao giúp giảm thời gian bốc hơi nhưng lại làm tăng độ nhớt, gây khó khăn trong quá trình phun Ngược lại, nồng độ thấp sẽ tiêu tốn nhiều thời gian và năng lượng Thực tế, nồng độ tối ưu thường nằm trong khoảng 45 – 52%.

Quá trình phun sấy bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm tốc độ bơm nguyên liệu vào hệ thống phun sương, lưu lượng không khí nóng vào buồng sấy, cũng như cấu trúc và kích thước của buồng sấy.

Một số nghiên cứu bào chế nano rutin

STT Tên nghiên cứu Thành phần công thức

1 Development of an oral rutin nanocrytal formualation

10% Rutin : 0,2% Natri Dodecyl Sulfat trong nước Đồng nhất hóa ở áp suất cao

Kích thước tiểu phân rutin thu được là 727 nm với PDI là 0,265

Increased Antioxidant Activity and Skin Penentration by Nanocrystal Technology

18% Rutin, 2% polysorbate 80 , 1% PE 9010 và nước vừa đủ 100%

Kết hợp nghiền ướt với đồng nhất hóa ở áp suất cao

Kích thước tiểu phân nano rutin là 240 nm với PDI là 0,215

Kích thước hạt tăng nhẹ sau 6 tháng bảo quản ở

3 Nanocrystals for use in topical cosmetic formulations and method of

18% rutin, 2% polysorbate 80 , 1% PE 9010 và nước vừa đủ 100% đem

Kết hợp nghiền ướt với đồng nhất áp suất cao

KTTP rutin trung bình thu được sau nghiền ướt 1005 nm, sau đồng nhất áp suất cao là 640 nm

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU production thereof nghiền ướt Sau đó hỗn dịch được pha loãng đến nồng độ 5% rutin, 2% polysorbate 80, 5% glycerol 85,0% và 1% PE

4 Kinetic solubility and dissolution velocity of rutin nanocrystals

PVA, 88% nước Đồng nhất hóa ở áp suất cao trong 20 chu kỳ tại áp suất

Sau đó loại bỏ dung môi bằng đông khô hoặc phun sấy

- Quy mô phòng thí nghiệm siêu

Nghiền ướt - Kích thước hạt thu được ở quy

Poorly Soluble Plant Compounds Using an Ultra- Small-Scale Approach nhỏ: 5mg rutin, 2,5mg SDS trong 0,5ml nước

- Quy mô phòng thí nghiệm thông thường:

50mg rutin, 25 mg SDS trong 5ml nước mô phòng thí nghiệm siêu nhỏ là 438 nm

- Kích thước hạt thu được ở quy mô phòng thí nghiệm thông thường là 508 nm

1.5.2 Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam Bảng 1.4 Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam STT Tên nghiên cứu Công thức Phương pháp Kết quả TLTK

1 Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân Nano Rutin

Tạo nhũ tương và đồng nhất hóa

Kích thước và dãy phân bố kích thước hạt từ 66,6 nm đến 339,3 nm

2 Nghiên cứu tạo hệ Nano từ Rutin

- Công thức 1: đồng nhất hóa áp suất cao ở

- Công thức 1: kích thước tiểu phân rutin là

- Công thức 2: kích thước tiểu phân là 995 nm

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

- Bào chế được nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi

- Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano rutin bào chế được

- Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV – VIS

- Khảo sát độ tan bão hòa của rutin trong nước, tốc độ hòa tan của rutin trong môi trường nước và môi trường pH 6,8

- Bào chế nano rutin bằng phương pháp nghiền ướt và đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano rutin như: KTTP, PDI và thế zeta

- Chuyển hỗn dịch nano rutin về dạng bột bằng phương pháp phun sấy và đánh giá một số đặc tính của bột phun sấy.

Hóa chất, thiết bị và đối tượng nghiên cứu

Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu

STT Tên hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn

1 Hydroxypropyl Methylcellulose E15 Trung Quốc NSX

2 Hydroxypropyl Methylcellulose K4M Trung Quốc NSX

3 Hydroxypropyl Methylcellulose E6 Trung Quốc NSX

4 Polyvinyl Pyrrolidon K30 Trung Quốc NSX

6 Glycerol Distearat Trung Quốc NSX

7 Natri Lauryl Sulfat Trung Quốc NSX

10 Rutin chuẩn 88,2% Việt Nam DĐVN V

11 Natri Carboxymethyl Cellulose Trung Quốc NSX

12 Nước Việt Nam DĐVN IV

2.2.2 Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu

- Cân kỹ thuật Shimadzu UX4200H (Nhật Bản)

- Máy đo quang UV-2600 Shimadzu (Nhật Bản)

- Hệ thống thiết bị phân tích kích thước thế zeta Horiba SZ100 (Nhật Bản)

- Máy nghiền bi SFM-1 (Mỹ)

- Máy phun sấy EYELA SPRAY DRYER SD 1010 (Nhật Bản)

- Cân phân tích AY 129, Shimadzu (Nhật Bản)

- Máy đo độ hòa tan ( Dissolution system ) (Ấn Độ)

- Máy đo tỉ trọng ERWEKA (Đức)

- Máy đo hàm ẩm MB45 (Switzerland)

- Máy phân tích nhiệt vi sai quét DSC LINSEIS (Đức)

- Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong, ống nghiệm, bình định mức

- Pipet, pipet bầu, micro pipet

2.2.3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: nano rutin

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp định lượng rutin bằng phương pháp đo quang được tham khảo và xây dựng lại theo nghiên cứu của Malay và các cộng sự [14]

Tìm bước sóng hấp thụ cực đại

Cân chính xác khoảng 25 mg rutin chuẩn, hòa tan vào vừa đủ 100 ml methanol

Lấy 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức 100 ml, thêm methanol tới vạch, thu được dung dịch A có nồng độ 25 mg/L Tiến hành quét độ hấp thụ quang của dung dịch

A ở dải bước sóng từ 800 - 200 nm Từ đó xác định được bước sóng hấp thụ cực đại của rutin dựa vào hình ảnh quang phổ

Để chuẩn bị mẫu chuẩn, dung dịch A được pha loãng với methanol để tạo ra các dung dịch có nồng độ chính xác lần lượt là 5,03 mg/L, 10,06 mg/L, 12,58 mg/L, 15,10 mg/L và 20,13 mg/L Đo độ hấp thụ quang của các mẫu này với mẫu trắng là methanol tại cực đại Từ đó, xây dựng đường chuẩn và phương trình thể hiện mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ rutin để thực hiện các phép tính cần thiết.

Mẫu trắng: Dung dịch methanol

Mẫu thử được lọc qua màng cellulose acetat 0,45 μm và pha loãng bằng methanol với tỷ lệ nhất định, nhằm đạt nồng độ dung dịch trong khoảng 5 đến 20 mg/L Đo độ hấp thụ quang của mẫu thử ở bước sóng cực đại để xác định các thông số cần thiết.

2.3.2 Xác định độ tan bão hòa trong nước, tốc độ hòa tan của nano rutin và rutin nguyên liệu trong các môi trường Độ hòa tan bão hòa

Để tiến hành phân tán rutin, hãy hòa tan một lượng rutin nguyên liệu hoặc nano rutin trong 20 ml nước cất trong cốc có mỏ được bọc kín, khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ Sau đó, lọc dịch qua màng lọc cellulose acetat 0,45 μm và pha loãng dung dịch bằng nước đến nồng độ mong muốn Cuối cùng, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại để thu thập dữ liệu.

Tốc độ hòa tan trong các môi trường

Hệ đệm 1,2; 4,5 và 6,8 ( được pha theo dược điển Việt Nam V ) và nước cất

Thử nghiệm xác định tốc độ hòa tan được thực hiện trên thiết bị đo độ hòa tan ở

Thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ 37 độ C và tốc độ quay 100 vòng/phút trong 900ml môi trường hòa tan với các pH 1,2; 4,5; 6,8 và nước Đầu tiên, cân chính xác 50mg rutin hoặc 51,31mg nano rutin, tương ứng với hàm lượng rutin trong một viên thuốc trên thị trường, và phân tán trong môi trường hòa tan Sau đó, hút 10ml dịch sau 5, 10, 15, 30 và 60 phút, đồng thời bù 10ml môi trường hòa tan sau mỗi lần hút Dung dịch sau đó được lọc qua màng lọc cellulose acetat 0,45 μm, pha loãng với môi trường hòa tan đến nồng độ phù hợp và đo hấp thụ quang ở bước sóng cực đại.

Nồng độ rutin hòa tan tại điểm n (n=x+1) được tính theo công thức: mht= 𝐴𝑏𝑠−0.0141

0.0377 x hệ số pha loãng x 0.9 + 10 (Cn-1 + + Cn-x)

MHT là lượng rutin hòa tan trong 0,9 lít môi trường (g), trong khi Abs đại diện cho độ hấp thụ quang Các nồng độ rutin tại các thời điểm hút trước được ký hiệu lần lượt là Cn-1, , Cn-x (mg/L).

2.3.3 Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô

Cho bi sứ và rutin vào bình hình trụ, sau đó nghiền với tần số và thời gian xác định Quy trình và điều kiện bào chế được mô tả chi tiết trong hình 2.1.

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô

2.3.4 Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt

Nano rutin được bào chế theo quy trình sau:

Cho zirconium oxid, rutin, chất diện hoạt, polyme và nước vào bình chứa hình trụ, sau đó nghiền với tần số và thời gian xác định Tiếp theo, chuyển hệ huyền phù nano rutin thành dạng bột bằng phương pháp phun sấy Quy trình và điều kiện bào chế được minh họa trong hình 2.2.

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt

Bi zirconium oxid, rutin, chất diện hoạt, polyme, nước

- Tần số: 20 – 40 Hz -Thời gian: 40 – 80 phút

- Áp lực súng phun: 15 kPa

- Tốc độ phun dịch: 3,3 – 13,3ml/phút

- Tốc độ thổi khí: 0,4 m 3 /phút

Sản phẩm thu được bảo quản trong bình tránh ẩm ở nhiệt độ phòng

2.3.5 Phương pháp đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano rutin

KTTP, phân bố KTTP, thế zeta

Kích thước trung bình của tiểu phân và chỉ số đa phân tán PDI được xác định thông qua phương pháp nhiễu xạ tia laser Bằng cách cho hỗn dịch pha loãng đi qua chùm tia laser, kích thước hạt trung bình của hệ được tính toán dựa trên định luật xấp xỉ Fraunhofer hoặc lý thuyết Mie, thông qua việc đo các chùm tia khúc xạ và phản xạ.

Thế zeta được xác định khi đo tốc độ di chuyển của tiểu phân trong vùng điện trường bằng phép đo gió bởi Doppler laser

Trong nghiên cứu này, kích thước trung bình của tiểu phân, chỉ số đa phân tán (PDI) và thế zeta đã được đo bằng thiết bị phân tích kích thước Horiba SZ100.

Sử dụng hỗn dịch nano rutin sau khi nghiền ướt, tiến hành pha loãng đến nồng độ phù hợp để đo kích thước hạt, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta bằng thiết bị phân tích kích thước Horiba SZ100.

2.3.6 Phương pháp đánh giá một số đặc tính của bột nano rutin phun sấy

Hình thức Đánh giá hình thức bằng cảm quan: màu sắc, độ mịn

KTTP, phân bố KTTP, thế zeta

Phân tán bột nano rutin trong nước với nồng độ tối ưu được thực hiện, sau đó tiến hành đo kích thước hạt, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta bằng thiết bị phân tích Horiba SZ100.

Cân khoảng 0,8 – 0,9 g rutin và trải đều trên đĩa của máy đo hàm ẩm, sau đó tiến hành đo và ghi nhận kết quả hàm ẩm của bột nano rutin phun sấy bằng máy đo hàm ẩm MB45 Phương pháp xác định sử dụng là mất khối lượng do làm khô theo Dược điển Việt Nam V, phụ lục 9.6 Đồng thời, đánh giá sự thay đổi trạng thái tinh thể của nano rutin so với rutin nguyên liệu.

Nghiên cứu tại Trường Y Dược, ĐHQGHN đã so sánh điểm nóng chảy của nano rutin với rutin nguyên liệu để tìm hiểu sự thay đổi trạng thái tinh thể Phương pháp đo nhiệt quét vi sai (DSC) được sử dụng để xác định các điểm nóng chảy này.

Để tiến hành thí nghiệm, sử dụng đĩa nhụm chứa mẫu 40 µl và đục thủng nắp, với khối lượng mẫu khoảng 3 – 7 mg Nhiệt độ quét cần thiết là từ 50 – 300 °C, với tốc độ gia nhiệt 10 °C/phút Trong suốt quá trình thử nghiệm, cần thổi khí nitrogen với lưu lượng 50 ml/phút Bài thử cũng tập trung vào độ tan bão hòa của nano rutin trong nước và tốc độ hòa tan của nano rutin trong các môi trường khác nhau.

Tương tự như phương pháp mô tả ở mục 2.3.2 đã trình bày ở trên

2.3.7 Phương pháp đánh giá hiệu suất phun sấy

Hiệu suất phun sấy được tính theo công thức

Kp = m thực tế m lý thuyết × 100 %

Trong đó: m thực tế là khối lượng nano rutin thu được (g), mlý thuyết là khối lượng nano rutin theo lý thuyết có trong dịch phun sấy (g).

Phương pháp xử lý số liệu

Các kết quả được xử lý thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm Microsoft Excel

Kết quả được trình bày dưới dạng: X ± SD Trong đó: X là giá trị trung bình SD là độ lệch chuẩn (cỡ mẫu: n = 3)

THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang

Xác định điểm hấp thụ cực đại

Tiến hành pha dung dịch rutin chuẩn với nồng độ 25 mg/L và tiến hành quét độ hấp thụ quang trong khoảng bước sóng từ 800 nm đến 200 nm Kết quả thu được được trình bày trong hình 3.1.

Hình 3.1 Quét độ hấp thụ quang của dung dịch rutin chuẩn ở bước sóng từ

Nhận xét: Nhìn vào quang phổ hấp thụ của rutin, bước sóng cực đại λmax = 257 nm được sử dụng để định lượng rutin

Tiến hành pha các mẫu thử có nồng độ chính xác lần lượt là 5,03; 10,06; 12,58;

15,10; 20,13 mg/L, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 257 nm Kết quả thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.2

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257 nm

Nồngđộ (mg/L) 5,03 10,06 12,58 15,10 20,13 Độ hấp thụ quang (Abs) 0,196 0,392 0,494 0,587 0,760

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257 nm

Nhận xét: R 2 = 0,9987 (> 0,995) cho thấy có sự tuyến tính giữa độ hấp thụ quang và nồng độ dung dịch rutin trong khoảng nồng độ 5 mg/L đến 20 mg/L

Phương trình biểu diễn sự tương quan độ hấp thụ quang với nồng độ là: y = 0,0377x + 0,0141

Trong đó y là độ hấp thụ quang (Abs), x là nồng độ x là nồng độ rutin (mg/L).

Khảo sát độ tan bão hòa của rutin trong nước và tốc độ hòa tan của rutin trong các môi trường của rutin

0 5 10 15 20 25 Độ hấ p t hụ qu ang ( Abs )

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU Độ tan bão hòa

Để xác định độ tan bão hòa của rutin trong nước, chúng tôi đã áp dụng phương pháp như đã mô tả ở mục 2.3.2 Kết quả thu được cho thấy độ tan bão hòa của rutin là 84,21 ± 1,16 mg/L.

Tốc độ hòa tan trong các môi trường

Tiến hành xác định độ tan của rutin trong các môi trường theo phương pháp đã mô tả ở mục 2.3.2 Kết quả thu được như trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Phần trăm hòa tan của rutin theo thời gian trong các môi trường

% hòa tan trong môi trường pH 1,2

- Rutin nguyên liệu có độ tan thấp

- Rutin tan tốt nhất trong môi trường pH 6,8, tan kém nhất trong môi trường pH 1,2

Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi

Tiến hành bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô như mô tả trong mục 2.3.3 và bằng kỹ thuật nghiền ướt như mô tả trong mục 2.3.4

Kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật nghiền khô tạo ra kích thước tiểu phân khoảng vài micromet, trong khi kỹ thuật nghiền ướt cho ra kích thước tiểu phân nhỏ hơn 1 micromet Do đó, kỹ thuật nghiền ướt được ưu tiên lựa chọn để bào chế nano rutin.

3.3.2 Khảo sát tần số nghiền

Tiến hành bào chế nano rutin theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.4 với các thông số:

- Công thức hỗn dịch: 5g Rutin (20%), 1,25g HPMC E15 (5%), 0,125g (1%) NaLS trong 12,5ml nước

- Bi zirconium oxid gồm: 4 bi loại 25g, 10 bi loại 10g, 20 bi loại 5,5g và 33 bi loại 2g

Nano rutin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt đã được đánh giá về chất lượng thực phẩm, với chỉ số đa phân tán PDI được mô tả trong mục 2.3.5 Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 3.3 và hình 3.3.

Bảng 3.3: KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano theo tần số nghiền

Mẫu Tần số (Hz) KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV)

Hình 3.3 KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo tần số nghiền

KTTP đạt giá trị nhỏ nhất khi nghiền ở tần số 30 Hz (447,0 nm), cho phép hình thành cả lực va chạm và lực mài mòn Ở tần số thấp hơn (20; 25 Hz), lực mài mòn trở thành cơ chế chính gây gãy vỡ tiểu phân Ngược lại, khi tần số quá cao (35 Hz), lực ly tâm sẽ ép các viên bi vào thành, dẫn đến việc không xảy ra quá trình mài mòn hay va chạm, làm giảm hiệu suất và tăng kích thước tiểu phân.

- PDI: Phân bố KTTP của Mẫu 1; 2; 3; 4 lần lượt có PDI = 0,611; 0,535; 0,517;

0,523 đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M3 có khoảng phân bố nhỏ nhất

- Thế zeta: Giá trị tuyệt đối thế zeta của các mẫu đều cao, cho thấy hỗn dịch nano rutin có độ ổn định cao

Kết luận cho thấy rằng việc nghiền ướt với tần số f = 30 Hz mang lại giá trị KTTP và PDI nhỏ nhất, cụ thể là 447,0 và 0,517 Do đó, tần số f = 30 Hz sẽ được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.3.3 Lựa chọn chất ổn định hỗn dịch

Khảo sát tốc độ nghiền

- Thành phần hỗn dịch: 2,5g rutin (20%), 0,125g NaLS (1%), 0,625g (5%) chất ổn định trong 12,5ml nước cất Loại chất ổn định trong công thức được thay đổi với lượng cố định là 0,625g

Nano rutin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá về chỉ số đa phân tán PDI, như đã trình bày trong mục 2.3.5 Kết quả chi tiết được thể hiện trong bảng 3.4 và hình 3.4.

Bảng 3.4 KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn địn (n=3)

Mẫu Chất ổn định KTTP (nm ) PDI Thế zeta(mV )

Hình 3.4 KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn định Nhận xét:

- KTTP: KTTP nhỏ nhất khi sử dụng chất ổn định là HPMC E6 (412,0 nm) Khi thay đổi chất ổn định, KTTP tăng

- PDI: Phân bố KTTP của Mẫu 1; 2; 3; 4; 5 và 6 lần lượt có PDI = 0,432; 0,517;

0,541; 0,577; 0,457 và 0,512 đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M1 có khoảng phân bố nhỏ nhất

- Thế zeta: Giá trị tuyệt đối thế zeta của các mẫu đều cao, cho thấy hỗn dịch nano rutin có độ ổn định cao

Kết luận cho thấy việc sử dụng HPMC E6 làm chất ổn định trong quá trình nghiền ướt để bào chế nano rutin đã đạt được kích thước hạt nhỏ nhất là 412,0 nm và chỉ số phân tán PDI thấp nhất là 0,432 Do đó, HPMC E6 được xác định là lựa chọn tối ưu cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định hỗn dịch

- Thành phần hỗn dịch: 2,5g rutin (20%), 0,125g NaLS (1%), ag HPMC E6 trong 12,5 ml nước cất Lượng HPMC E6 (a) được thay đổi lần lượt là: 0g, 0,125g, 0,375g, 0,625g

- Bi zirconium oxid gồm: 4 bi loại 25g, 10 bi loại 10g, 20 bi loại 5,5g và 33 bi loại

Nano rutin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt đã được đánh giá về các chỉ số chất lượng thực phẩm, bao gồm chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta, như được mô tả trong mục 2.3.5 Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 3.5 và hình 3.5.

Bảng 3.5 KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định

(n=3) Mẫu Tỉ lệ HPMC E 6 KTTP ( nm ) PDI Thế zeta (mV)

Hình 3.5 KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định Nhận xét:

Với lượng HPMC E6 là 0,125g, nano rutin được bào chế có kích thước tiểu phân nhỏ nhất là 6,7 nm và chỉ số phân bố kích thước tiểu phân (PDI) là 0,389 Khi tăng lượng HPMC E6 lên 0,375g và 0,625g, kích thước tiểu phân của nano rutin chỉ tăng không đáng kể, lần lượt đạt 410,8 nm và 412,0 nm.

Các mẫu nano rutin đều có giá trị tuyệt đối của thế zeta cao, cho thấy độ ổn định cao của hỗn dịch Đặc biệt, mẫu chứa nồng độ HPMC E6 đạt trị tuyệt đối của thế zeta lớn nhất.

- Kết luận: Như vậy, KTTP chênh lệch không nhiều giữa các mẫu có lượng HPMC

E6 khác nhau Vì dùng ít tá dược hơn do vậy lượng HPMC E6 là 0,125g được lựa chọn

3.3.5 Lựa chọn chất diện hoạt

Hỗn dịch nghiên cứu bao gồm 2,5g rutin (20%), 0,125g chất diện hoạt (1%) và 0,125g HPMC E6 (1%) trong 12,5ml nước cất Chất diện hoạt được sử dụng với lượng cố định là 0,125g, trong khi loại chất diện hoạt thay đổi giữa các mẫu Ba loại chất diện hoạt được áp dụng trong nghiên cứu này là NaLS, polyxame 407 và Tween 80.

Khảo sát nồng độ chất ổn định

- Bi zirconium oxid gồm: 4 bi loại 25g, 10 bi loại 10g, 20 bi loại 5,5g và 33 bi loại

Nano rutin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt đã được đánh giá về chất lượng thực phẩm, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta theo mục 2.3.5 Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 3.6 và hình 3.6.

Bảng 3.6 KTTP, PDI và thế Zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt sử dụng (n=3) Mẫu Chất diện hoạt KTTP (nm) PDI Thế zeta(mV)

Hình 3.6 KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt Nhận xét:

Lựa chọn chất diện hoạt

KTTP nhỏ nhất được ghi nhận khi sử dụng chất diện hoạt NaLS là 406,7 nm Trong khi đó, KTTP của rutin với chất diện hoạt Polyxame 407 và Tween 80 lần lượt là 583,43 nm và 1130,85 nm, cho thấy giá trị này lớn hơn nhiều so với NaLS.

- PDI: PDI trong 3 mẫu M1, M2, M3 lần lượt là 0,389; 0,645; 0,487 PDI trong cả

3 mẫu đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M1 có khoảng phân bố nhỏ nhất

- Thế Zeta: Giá trị tuyệt đối của thế Zeta trong cả ba mẫu đều cao, chứng tỏ hỗn dịch nano rutin có độ ổn định cao

Kết luận cho thấy việc sử dụng chất diện hoạt NaLS trong quá trình nghiền ướt giúp sản xuất nano rutin với kích thước hạt nhỏ nhất đạt 406,7 nm và chỉ số phân bố kích thước (PDI) thấp nhất là 0,389 Do đó, NaLS được chọn làm chất hoạt động cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.3.6 Khảo sát thời gian nghiền

- Thành phần hỗn dịch: 2,5g rutin (20%), 0,125g HPMC E6 (1%), 0,05g NaLS (0,4%) trong 12,5 ml nước cất

- Thời gian nghiền: 50 phút, 60 phút, 70 phút

Nano rutin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt đã được đánh giá về chỉ số đa phân tán PDI, như trình bày trong mục 2.3.5 Kết quả chi tiết được thể hiện trong bảng 3.7 và hình 3.7.

Bảng 3.7 KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền

(n=3) Thời gian nghiền (phút) KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV)

Hình 3.7 KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền

Với thời gian nghiền 60 phút, kích thước tiểu phân (KTTP) của nano rutin đạt giá trị tối thiểu là 395,9 nm Khi thời gian nghiền được kéo dài, KTTP có xu hướng tăng nhẹ lên 406,0 nm, điều này có thể do hiện tượng kết tụ của các tiểu phân.

- PDI : PDI của các mẫu đều lớn hơn 0,3, chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng,

Khảo sát thời gian nghiền

- Thế Zeta: Giá trị tuyệt đối của thế zeta trong ba mẫu đều cao, chứng tỏ hỗn dịch nano của độ ổn định cao

Tiêu đề	Bào Chế Bột Nano Rutin Bằng Kỹ Thuật Nghiền Bi
Tác giả	Mai Thị Thảo
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Văn Khanh
Trường học	Đại học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành	Dược học
Thể loại	khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	67
Dung lượng	1,8 MB