CC BY
14
УДК 544.421.42:536.755 Иванова Я.О., Королёва М.Ю.
СТАБИЛИЗАЦИЯ НАНОЭМУЛЬСИЙ ЛЬНЯНОГО МАСЛА
Иванова Яна Олеговна, аспирант кафедры наноматериалов и нанотехнологии, Королёва Марина Юрьевна, д.х.н, профессор кафедры наноматериалов и нанотехнологии Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., 9
В данной работе получены прямые наноэмульсии, содержащие смеси неионогенных ПАВ в качестве стабилизаторов, а в качестве дисперсной фазы использовалось масло семян льна. Наноэмульсии были получены методом температурной инверсии фаз. В ходе проделанной работы была изучена зависимость среднего размера капель от концентрации ПАВ и устойчивость наноэмульсий к процессам агрегации и обратной седиментации. Исследовано влияние концентрации редкосшитого акрилового полимера на устойчивость наноэмульсий. Показано, что с возрастанием концентрации гелеобразователя возрастает стабильность наноэмульсий.
Ключевые слова: наноэмульсии, льняное масло, устойчивость к агрегации, устойчивость к обратной седиментации
STABILIZATION OF NANOEMULSIONS, CONTAINING LINSEED OIL
Ivanova I.O., Koroleva M.Yu.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
In this work, oil-in-water nanoemulsions, containing mixtures of non-ionic surfactants as stabilizers, were obtained, and linseed oil was used as the dispersed phase. Nanoemulsions were obtained by the method of temperature phase inversion. As a result, the dependence of the average droplet size on the surfactant concentration and the stability of nanoemulsions to the aggregation and creaming were studied. The effect of the concentration of crosslinked acrylic polymer on the stability of nanoemulsions was studied. It was shown that, the stability of nanoemulsions increased with increasing gel concentration.
Keywords: nanoemulsions, linseed oil, aggregate stability, creaming stability
В настоящее время одним из перспективных направлений развития фармацевтической и медицинской промышленности является адресная доставка лекарств. Использование адресной доставки лекарственных веществ. Адресная доставка позволяет направить биологически активное соединение непосредственно к пораженному органу, ткани, или внутрь клетки, при этом улучшается фармакокинетика. Существуют различные системы доставки лекарственных средств, но особый интерес представляют системы, основанные на наноразмерных частицах.
Особый интерес для использования в системах адресной доставки лекарств представляют наноэмульсии [1, 2]. Данные системы способны инкапсулировать гидрофобные лекарственные соединения в каплях дисперсной фазы.
Наноэмульсии термодинамически неустойчивы, в них протекают процессы флокуляции, коалесценции, обратной седиментации и оствальдова созревания [3]. Поэтому для практического использования необходима стабилизация наноэмульсий, в том числе за счет замедления скорости протекания вышеуказанных процессов [4, 5].
Целью данной работы являлось получение прямых наноэмульсий методом температурной инверсии фаз. Были получены прямые наноэмульсии, содержащие в качестве дисперсной
фазы льняное масло. Было проведено исследование влияния концентрации смеси ПАВ - Tween 60 и Span 60 на размер капель дисперсной фазы и устойчивость наноэмульсий. Массовое соотношение Tween 60 и Span 60 составляло 70:30. Определение размеров капель дисперсной проводились методом динамического светорассеяния на приборе Zetasizer Nano.
30 -i
oounoo^iooo^l
^COO^J-iJl^lTt-tD^HfN
Диаметр капель, нм
Рис. 1. Распределение капель по размерам в наноэмульсии, содержащей льняное масло. Концентрация Tween 60 и Span 60 - 2 об.%.
На рис. 1 приведено распределения капель по размерам в наноэмульсии с концентрацией ПАВ 2 об.%. В данных наноэмульсиях было недостаточно ПАВ для стабилизации всех образующихся при инверсии фаз нанокапель. Капли коалесцировали,
среднии диаметр капель, соответствующим первому пику на гистограмме, был равен 90 нм. Кроме того, в системе протекала быстрая агрегация капель с образованием флокул, средний размер которых соответствовал второму максимуму на гистограммах и был равен 530 нм.
При повышении концентрации ПАВ до 12%, устойчивость наноэмульсий возрастала, а средний диаметр капель снижался.
50 1 45 -40
35 Н
Я К "I
I"
ю Н
5 ■ D
ЯРММР]П1Ч4НИ«Г<№ОП
Диаметр капель, нм
Рис. 2. Распределение капель по размерам в наноэмульсии, содержащей льняное масло. Концентрация Tween 60 и Span 60 - 12 об.%.
На рис.2 видно, что при повышении суммарной концентрации Tween 60 и Span 60 до 12 об.% средний диаметр капель уменьшился до 14 ± 2 нм. Доля флокул существенно уменьшилась. Размер флокулы также уменьшился и стал равным 106 нм.
Несмотря на то, что были получены наноэмульсии, содержащие неагрегированные капли дисперсной фазы, такое состояние системы не являлось стабильным. С течением времени в эмульсиях протекала агрегация капель и частичное отслаивание водной дисперсионной среды.
Поэтому было проведено изучение влияния концентрации редкосшитого акрилового полимера Carbopol 940 на устойчивость наноэмульсий льняного масла. Исследования устойчивости наноэмульсий проводились при помощи прибора Multiscan MS 20.
120
1ГК>
^
и 20
к
й
ч jj 60
Ь 40
—
С 2Q
—О днмь -3 день -S день
0,2
0,4 0,6
Высота
Рис. 3 Изменение пропускания света от высоты столба наноэмульсии. Концентрация ПАВ - 12 об.%, концентрация Carbopol 940 - 0 об.%.
На рис 3. Приведено изменение пропускания света от высоты столба наноэмульсии, не содержащей СагЬоро1 940 . Через 3 сут в системе происходило частичное отслаивание водной фазы в результате флокуляции капель и последующей обратной седиментации флокул.
100 90 80 70 60 50 . 40 30 20 10 о
-0 день. -3 дтнь -Ь день
0,4 !),!>
Высота
Рис 4. Изменение пропускания света от высоты столба наноэмульсии. Концентрация ПАВ - 12 об.%, Carbopol 940 0,2 об.%.
Как видно на рис. 4, при добавлении в дисперсионную среду наноэмульсий 0,2 об.% Carbopol 940 стабильность наноэмульсии льняного масла возрастала. Carbopol 940 образовывал гелеобразную сетку в водной фазе, которая препятствовала сближению и агрегации капель. В результате устойчивость наноэмульсий к агрегации и обратной седиментации резко возрастала.
Данная работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части государственного задания контракт № 10.4650.2017/6.7.
Список литературы
1. Koroleva M.Y., Nagovitsina T.Y., Yurtov E.V. Properties of nanocapsules obtained from oil-in-water nanoemulsions // Mendeleev Communications. - 2015. Vol. 25(5). - P. 389-390.
2. Koroleva M.Y., Nagovitsina T.Y., Bidanov D.A., Gorbachevski O.S., Yurtov E.V. Nano-and microcapsules as drug-delivery systems // Resource-Efficient technologies. - 2016. Vol. 2(4). - P. 233239.
3. Koroleva M.Y, Nagovitsina T.Y., Yurtov E.V. Nanoemulsions stabilized by non-ionic surfactants: stability and degradation mechanisms // Physical Chemistry Chemical Physics. — 2018. Vol. 20. — P.10369-10377.
4. Королёва М.Ю., Юртов Е.В. Наноэмульсии: свойства, методы получения и перспективные области применения // Успехи химии. - 2012. - Т. 81, № 1. C. 21-43.
5. Королёва М.Ю., Наговицына Т.Ю. Быданов Д.А, Юртов Е.В. Прямые наноэмульсии, стабилизированные смесями неионогенных ПАВ // Бутлеровские сообщения. - 2014. Т. 38, № 4. -С. 119-125.
