NGHIÊN CỨU LÀM TĂNG ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN NANO RUTIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU LÀM TĂNG ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN
NANO RUTIN

Họ và tên sinh viên: PHẠM THỊ VÂN ANH
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2009-2013

Tháng 8 năm 2013


NGHIÊN CỨU LÀM TĂNG ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN NANO RUTIN

Tác giả

PHẠM THỊ VÂN ANH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
TS. LÊ THỊ HỒNG NHAN
ThS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH

Tháng 8 năm 2013
i

LỜI CẢM TẠ
Để đạt được những kết quả như hôm nay, em xin gửi lòng tri ân sâu sắc đến
Ban chủnhiệm Bộ môn Công nghệ hóa học Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM,
cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tại
trường.
Để hoàn thành luận văn này em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến
TS. Lê Thị Hồng Nhan, đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, giải đáp
những khúc mắc và tạo mọi điều kiện trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt
nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến chị Quỳnh Anh và các anh chị trong bộ môn Kỹ
thuật Hóa Hữu Cơ, trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã giúp đỡ và tạo điều kiện
về cơ sở vật chất để em thực hiện thí nghiệm tốt nhất.
Cảm ơn các bạn lớp DH09HH đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt các năm học
vừa qua.
Con xin cảm ơn gia đình đã tạo cho con mọi điều kiện tốt nhất, hỗ trợ con cả về
vật chất và tinh thần trong cuộc sống và học tập của con.

TP.HCM, tháng 8 năm 2013
Sinh viên

Phạm Thị Vân Anh

ii


TÓM TẮT

Đề tài:“Nghiên cứu làm tăng độ bền hệ phân tán nano rutin” được tiến hành
tại phòngthí nghiệm Bộ môn Kỹ thuật Hữu cơ, trường Đại học Bách Khoa TP.HCM,

thời gian từ tháng 3/2013 đến tháng 8/2013.
Luận văn tập trung nghiên cứu làm tăng độ bền của hệ huyền phù nano rutin với
nồng độ rutin>5%bằng phương pháp kết hợp đồng hóa tốc độ cao Phillips với đồng
hóa áp suất cao APV. Bột rutin nguyên liệu được phân tán trong nướccất với hai hệ
phụ gia khác nhau là: PEG400 0,1% và ethanol 10% - SSL 0,5%. Thực hiện theo
hướng tăng dần áp suất đồng hóa để thay đổi kích thước trung bình của các hạt rutin.
HệPEG400 0,1% đạt kích thước hạt 220 nm tại áp suất đồng hóa 400 bar và hệ
ethanol 10% - SSL 0,5% có kích thước hạt 248,42 nm khi đồng hóa ở áp suất 600
bar.Khi bổ sung chitosan 0,2% vào hệ phụ gia PEG400, độ sa lắng được giảm đi, chỉ
khoảng <20% sau 5 ngày lưu trữ. Tuy nhiên việc sử dụng chiotsan như một chất ổn
định sẽ làm tăng độ nhớt của hệ huyền phù, do đó áp suất đồng hóa cần đạt 800 bar để
hạt có kích thước nhỏ nhất (236nm).
Từ những kết quả đạt được chứng tỏ rằng việc nâng cao nồng độ rutin trong hệ
huyền phù mà vẫn đảm bảo kích thước nano là khả quan và có nhiều triển vọng ứng
dụng trong tương lai.

iii


ABSTRACT

Thesis: "Research to improve stability of the nano rutin suspensions" was
researchedatlaboratoryof

organic

techniques

Department,

Ho

Chi

Minh

CityUniversityof Technology, from Mar 2013to Aug 2013.
This thesis focused on investigating and improving stability of the nano rutin
suspensions which the rutin concentration was targeted at 5%. Rutin powder was
dispersed in deionized water with two different surfactant systems such as PEG400
0.1% and ethanol 10% - SSL 0.5% by using a Phillips blender and an APV2000 high
presure homogenizer. Increase of homogenizating presure led to change average size
of rutin particles. The particles had size of 220 nm and 248 nm in case of using
PEG400 (at 400 bar) and EtOH-SSL (at 600 bar), respectively. Chitosan was applied
to nano rutin suspensions using PEG400at ratio of 0.2% and led to slow down the
sedimentation rate which was under 20% after 5 storage days. However, using
chitosan as stabilizer influenced to viscosity of the suspensions and the pressure of 800
bar was needed to reach smallest size of about 236 nm.
From the results obtained demonstrate to improve the concentration of rutin in
dispersions while maintaining nanoscale is positive and promising applications in the
future.

iv


MỤC LỤC

Trang
Lời cảm tạ ....................................................................................................................... ii 
Tóm tắt ........................................................................................................................... iii 

Mục lục ............................................................................................................................ v 
Danh mục từ viết tắt .......................................................................................................ix 
Danh mục hình................................................................................................................. x 
Danh mục bảng ............................................................................................................ xiii 
Danh mục phụ lục .........................................................................................................xiv 
Chương 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1 
1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................ 2 
1.3. Nội dung đề tài ...................................................................................................... 2 
Chương 2.TỔNG QUAN............................................................................................... 3 
2.1. Giới thiệu về rutin ................................................................................................. 3 
2.1.1. Tính chất vật lý và hóa học ............................................................................. 4 
2.1.2. Hoạt tính sinh học của rutin ............................................................................ 6 
2.2. Công nghệ nano..................................................................................................... 6 
2.2.1. Vật liệu nano ................................................................................................... 7 
2.2.2. Phân loại ........................................................................................................ 7 
2.2.3. Tính chất của vật liệu nano ............................................................................. 8 
2.2.3.1. Diện tích bề mặt và số phân tử của bề mặt lớn [18, 24]........................... 8 

v


2.2.3.2. Khả năng phân tán ổn định dạng huyền phù ............................................ 9 
2.2.3.3. Tính bám dính mạnh ..............................................................................10 
2.2.3.4. Độ tan bão hòa, tính tan của vật liệu tăng lên khi đưa xuống kích thước
nano .....................................................................................................................11 
2.2.3.5. Điểm nóng chảy thấp..............................................................................13 
2.2.3.6. Hiệu quả trên sự vận chuyển sinh học....................................................13 
2.2.4. Các phương pháp tạo vật liệu nano ..............................................................13 
2.2.4.1. Phương pháp Bottom – up (Build – up) .................................................14 

2.2.4.1.1. Phương pháp kết tụ .........................................................................14 
2.2.4.1.2. Phương pháp dùng dung môi siêu tới hạn .......................................15 
2.2.4.2. Phương pháp Top – down (Break – down) ............................................15 
2.2.4.2.1. Phương pháp nghiền ........................................................................16 
2.2.4.2.2. Đồng hóa ở áp suất cao ....................................................................16 
2.2.4.3. Kết hợp đồng thời hai phương pháp “Top-down” và “Bottom-up” .......17 
2.3. Một số công trình nghiên cứu về hệ phân tán nano rutin....................................18 
2.3.1. Tạo hệ huyền phù nano rutin và tinh thể nano rutin .....................................18 
2.3.2. Hạt nano tinh thể rutin trong mỹ phẩm.........................................................21 
2.3.3. Hệ phân tán nano trong mạng chitosan ........................................................21 
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................23 
3.1. Thời gian, địa điểm và vật liệu nghiên cứu .........................................................23 
3.1.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................23 
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................23 
3.2. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................24 
3.2.1. Xác định độ ẩm của nguyên liệu và mẫu ......................................................24 
vi


3.2.2. Xác định độ tinh khiết của nguyên liệu rutin................................................25 
3.2.3. Xác định phân tử lượng trung bình của nguyên liệu chitosan ......................27 
3.2.4. Xác định độ deacetyl hóa ..............................................................................27 
3.2.5. Đo kích thước hạt..........................................................................................28 
3.2.6. Phân tích cấu trúc..........................................................................................29 
3.2.7. Đánh giá độ sa lắng.......................................................................................29 
3.2.8. Xác định hàm lượng rutin trong hệ ...............................................................30 
3.3. Nội dung thực nghiệm .........................................................................................30 
3.3.1. Đánh giá đặc tính nguyên liệu ......................................................................30 
3.3.2. Khảo sát khả năng tạo hệ huyền phù rutin bằng đồng hóa áp suất cao ........31 
3.3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đếnkhả năng tạo hệ huyền

phù rutin hỗ trợ bởi PEG400 ...............................................................................31 
3.3.2.2.Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến khả năng tạo hệ huyền
phù rutin hỗ trợ bởi ethanol .................................................................................33 
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của polymer đến khả năng tạo hệ huyền phù rutin ......34 
Chương 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................37 
4.1. Đánh giá đặc tính nguyên liệu.............................................................................37 
4.1.1. Đánh giá đặc tính nguyên liệu rutin..............................................................37 
4.1.2. Đánh giá đặc tính nguyên liệu chitosan ........................................................40 
4.2. Quá trình tạo hệ huyền phù rutin bằng đồng hóa áp suất cao .............................43 
4.2.1. Hỗ trợ bằng PEG400.....................................................................................43 
4.2.2. Hỗ trợ bằng ethanol ......................................................................................48 
4.3. Ảnh hưởng của polymer đến khả năng tạo hệ huyền phù rutin ..........................53 
4.4. So sánh khả năng tạo hệ huyền phù rutin bằng đồng hóa áp suất cao ................58 
vii


Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................60 
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................62 
PHỤ LỤC .....................................................................................................................66 

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DAD

Diode array detection

DD

Degree of Deacetylation (Độ deacetyl hóa)

DI water

Deionized water

EtOH

Ethanol

FT-IR

Fourier transform infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại biến đổi
Fourier)

GPC

Gel Permeation Chromatography (Sắc kí thẩm thấu gel)

HPLC

High performance liquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao)

LD

Laser diffractometry

LDS

Laser diffraction spectrometry

MN

Phân tử lượng trung bình số

MV

Phân tử lượng trung bình nhớt

MW

Phân tử lượng trung bình khối

PCS

Photon correlation spectroscopy

PEG

Polyethylene glycol

PI

Polydispersity

SEM

Scanning electron microscope

SSL

Sodium Stearoyl Lactylate

STPP

Sodium Tripolyphosphat

TEM

Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua)

UV-Vis

Ultraviolet – visible (Phổ tử ngoại-khả kiến)

XRD

X-ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X)

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Công thức phân tử rutin................................................................................... 3 
Hình 2.2: Cây hoa hòe (Sophora Japonica L.) ............................................................... 4 
Hình 2.3: Phương trình phản ứng thủy phân rutin .......................................................... 5 
Hình 2.4: Công thức phân tử quercetin ........................................................................... 5 
Hình 2.5: Kích thước các loại vật liệu nano ( L là kích thước không phải kích thước
nano) [19] ........................................................................................................................ 8 
Hình 2.6: Sự tăng đáng kể diện tích bề mặt nhờ giảm kích cỡ hạt [18] .......................... 9 

Hình 2.7: Ảnh hưởng của bán kính hạt lên độ tan ở các điều kiện độ nhớt khác nhau
[17].................................................................................................................................12 
Hình 2.8: Ảnh hưởng của khoảng cách khuếch tán h lên gradient nồng độ và làm tăng
tốc độ hòa tan [18] .........................................................................................................13 
Hình 2.9: Nguyên lý “Bottom-up” và nguyên lý “Top-down” .....................................14 
Hình 2.10: Phương pháp dùng dung môi siêu tới hạn CO2 ...........................................15 
Hình 2.11: Phương pháp piston gap (A) and và phương pháp jet stream (B) ..............17 
Hình 2.12: Hình ảnh của kính hiển vi (độ phóng đại 1000 lần) của rutin thô (a) và các
tinh thể nano rutin sau khi đồng hóa áp suất cao (b) [18] .............................................19 
Hình 2.13: Kết quả kích thước hạt (LD) của hệ huyền phù sau khi tạo thành (trái) và hệ
huyền phù tạo thành từ viên nén nano rutin (phải). Thanh sai số (error bar) thể hiện sự
sai lệch của kết quả sau 3 lần đo....................................................................................20 
Hình 2.14: Hình chụp kính hiển vi điện tử của hệ huyền phù sau khi tạo thành (A) và
hệ huyền phù tạo thành từ viên nén nano rutin (B) .......................................................20 
Hình 3.1: Các loại thiết bị đồng hoá ..............................................................................24 
Hình 3. 2 : Máy đo độ ẩm SATORIUS MB45 ..............................................................24 
Hình 3.3: Phổ FT-IR và cách tính độ deacetyl hóa của chitosan ..................................28 
x


Hình 3.4: Quá trình sa lắng............................................................................................29 
Hình 3.5: Quy trình tạo hệ phân tán huyền phù nano rutin hỗ trợ PEG400 ..................32 
Hình 3.6: Quy trình tạo hệ phân tán huyền phù rutin hỗ trợ ethanol ............................34 
Hình 3.7: Quy trình tạo hệ phân tán huyền phù nano rutin hỗ trợ PEG400 bổ sung
chitosan ..........................................................................................................................36 
Hình 4.1: Nguyên liệu rutin ...........................................................................................37 
Hình 4.3: Kết quả nhiễu xạ tia X của rutin nguyên liệu ................................................39 
Hình 4.4: Ảnh TEM của nguyên liệu rutin ....................................................................40 
Hình 4.5: Nguyên liệu chitosan .....................................................................................41 
Hình 4.8: Kết quả phân tích phổ hồng ngoại FT-IR ......................................................42 

Hình 4.9:Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên kích thước hạt sơ bộ của hệ phân tán
rutin hỗ trợ PEG400 ......................................................................................................43 
Hình 4.10: Phân bố kích thước hạt của mẫu huyền phù rutin có hỗ trợ PEG tại áp suất
đồng hóa 200 bar (a) và 1200 bar (b) ............................................................................44 
Hình 4.11: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên nồng độ rutin của hệ phân tán rutin
với hỗ trợ PEG400 .........................................................................................................44 
Hình 4.12: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên độ sa lắng của hệ phân tán rutin hỗ trợ
PEG400 ..........................................................................................................................45 
Hình 4.13: Ảnh hưởng của thời gian lên kích thước hạt của hệ phân tán rutin hỗ trợ
PEG400 ..........................................................................................................................46 
Hình 4.14: Kết quả nhiễu xạ tia X của hệ phân tán rutin hỗ trợ PEG400 ở các áp suất
đồng hóa khác nhau .......................................................................................................47 
Hình 4.15: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên kích thước hạt của hệ phân tán rutin
hỗ trợ bằng ethanol ........................................................................................................48 
Hình 4.16: Phân bố kích thước hạt của mẫu huyền phù rutin có hỗ trợ ethanol tại áp
suất đồng hóa 200 bar (a) và 1200 bar (b) .....................................................................48 
xi


Hình 4.17: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên nồng độ rutin của hệ phân tán rutin
với hỗ trợ ethanol...........................................................................................................49 
Hình 4.19: Ảnh hưởng của thời gian đồng hóa lên kích thước hạt của hệ phân tán rutin
hỗ trợ bằng ethanol ........................................................................................................51 
Hình 4.20: Nhiễu xạ XRD của các hệ phân tán rutin hỗ trợ bằng ethanol ở các áp suất
đồng hóa khác nhau .......................................................................................................52 
Hình 4.21: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên kích thước hạt của hệ phân tán rutin
hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan ..............................................................................53 
Hình 4.22: Phân bố kích thước hạt của mẫu huyền phù rutin có hỗ trợ PEG400 và
chitosan tại áp suất đồng hóa 400 bar (a) và 1000 bar (b).............................................54 
Hình 4.23: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên nồng độ rutin của hệ phân tán rutin

với hỗ trợ PEG400 và chitosan......................................................................................54 
Hình 4.24: Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên độ sa lắng của hệ phân tán rutin hỗ trợ
PEG400 và bổ sung chitosan .........................................................................................55 
Hình 4.25: Ngoại quan của các hệ phân tán rutin hỗ trợ PEG400 khi bổ sung chitosan
ở áp suất đồng hóa và thời gian tồn trữ khác nhau ........................................................56 
Hình 4.26: Ảnh hường của thời gian lên kích thước hạt của hệ phân tán rutin hỗ trợ
PEG400 và bổ sung chitosan .........................................................................................57 
Hình 4.27: Kết quả nhiễu xạ XRD của hệ phân tán rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung
chitosan ở các áp suất đồng hóa khác nhau ...................................................................58 

xii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Liên hệ giữa kích thước hạt và vận tốc lắng [24] .........................................10 
Bảng 2.2: Liên hệ giữa kích thước hạt và tỷ lệ lượng bám dính [18]. ..........................10 
Bảng 2.3: Công thức thành phần của hệ huyền phù rutin [18] ......................................18 
Bảng 2.4: Kích thước hạt trung bình và chỉ số phân bố hạt của hệ huyền phù rutin sau
quá trình đồng hóa cao áp [18] ......................................................................................19 
Bảng 3.1: Thông số vận hành máy HPLC [28] .............................................................26 
Bảng 3.2: Thành phần hệ huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa bằng thiết bị cao
áp ...................................................................................................................................31 
Bảng 3.3: Thành phần hệ huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa bằng thiết bị cao áp
.......................................................................................................................................33 
Bảng 3.4: Thành phần hệ huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 bổ sung chitosan ...............35 
Bảng 4.1: Tính chất cơ bản của rutin nguyên liệu .........................................................37 
Bảng 4.2: So sánh các điều kiện đồng hóa tạo huyền phù nano rutin tương ứng các hệ
phụ gia khác nhau ..........................................................................................................59 

xiii

DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Giấy kiểm nghiệm chất lượng của rutin nguyên liệu ...................................66 
Phụ lục 2: Độ ẩm của rutin nguyên liệu ban đầu...........................................................67 
Phụ lục 3: Phổ hấp thu UV-Vis của rutin chuẩn [26]. ...................................................67 
Phụ lục 4: Phổ hấp thu UV-Vis của peak rutin đo bằng đầu do DAD của máy HPLC 67 
Phụ lục 5: Phổ hấp thu UV-Vis của quercetin chuẩn [26]. ...........................................68 
Phụ lục6: Phổ hấp thu UV-Vis của peak quercetin đo bằng đầu do DAD của máy
HPLC .............................................................................................................................68 
Phụ lục 7: Xây dựng đường chuẩn của rutin và đánh giá độ tinh khiết của rutin nguyên
liệu .................................................................................................................................69 
Phụ lục 8: Xây dựng đường chuẩn quercetin và đánh giá hàm lượng quercetin trong
nguyên liệu ....................................................................................................................70 
Phụ lục 9: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
200 bar ...........................................................................................................................71 
Phụ lục 10: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
400 bar ...........................................................................................................................72 
Phụ lục 11: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
600 bar ...........................................................................................................................73 
Phụ lục 12: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
800 bar ...........................................................................................................................74 
Phụ lục 13: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
1000 bar .........................................................................................................................75 
Phụ lục 14: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở áp suất
1200 bar .........................................................................................................................76 
Phụ lục 15: Kết quả độ sa lắng của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở
các áp suất khác nhau ....................................................................................................77 
xiv

Phụ lục 16: Kết quả nồng độ rutin của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 đồng hóa ở
các áp suất khác nhau ....................................................................................................78 
Phụ lục 17: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
200 bar ...........................................................................................................................78 
Phụ lục 18: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
400 bar ...........................................................................................................................79 
Phụ lục 19: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
600 bar ...........................................................................................................................80 
Phụ lục 20: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
800 bar ...........................................................................................................................81 
Phụ lục 21: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
1000 bar .........................................................................................................................82 
Phụ lục 22: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở áp suất
1200 bar .........................................................................................................................83 
Phụ lục 23: Kết quả độ sa lắng của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở các
áp suất khác nhau...........................................................................................................84 
Phụ lục 24: Kết quả nồng độ rutin của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ ethanol đồng hóa ở
các áp suất khác nhau ....................................................................................................84 
Phụ lục 25: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan
đồng hóa ở áp suất 400 bar ............................................................................................85 
Phụ lục 26: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan
đồng hóa ở áp suất 600 bar ............................................................................................85 
Phụ lục 27: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan
đồng hóa ở áp suất 800 bar ............................................................................................86 
Phụ lục 28: Kết quả LDS của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan
đồng hóa ở áp suất 1000 bar ..........................................................................................87 

xv

Phụ lục 29: Kết quả độ sa lắng của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung
chitosan đồng hóa ở các áp suất khác nhau ...................................................................88 
Phụ lục 30: Kết quả nồng độ rutin của mẫu huyền phù rutin hỗ trợ PEG400 và bổ sung
chitosan đồng hóa ở các áp suất khác nhau ...................................................................88 
Phụ lục 31: Kết quả tính độ deacetyl hóa theo phổ XRD..............................................89 
Phụ lục 32: Hàm lượng chất rắn trong mẫu huyền phù sau quá trình đồng hóa ở các
mẫu: hỗ trợ PEG400, hỗ trợ ethanol, hỗ trợ PEG400 và bổ sung chitosan. ..................90 

xvi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, cụm từ khoa học và công nghệ
nano đã ngày càng trở nên quen thuộc và phổ biến trong cuộc sống hằng ngày.Hiện
nay, công nghệ nano đang phát triển với tốc độ nhanh chóng và vượt bậc trên toàn cầu
với số lượng ngày càng tăng các sản phẩm được thương mại hóa với tiềm năng rất lớn
trong việc ứng dụng vào thực tế, mang lại nhiều lợi ích cho xã hội và môi trường.
Đặc biệt trong lĩnh vực dược phẩm, công nghệ nano đã tạo nên bước đột phá về
hiệu quả điều trị do các sản phẩm kích thước nano dễ dàng lọt qua khoảng gian bào,
một số loại vách tế bào để thâm nhập vào các mô, tế bào tạo nên tác dụng tốt trong
chẩn đoán và điều trị. Rutin là một hợp chất tự nhiên chiết xuất từ cây hoa hòe, một
trong những dược liệu thiên nhiên quí giá từ hàng nghìn năm nay có nhiều hoạt tính
sinh học quý báu như: hoạt tính kháng oxy hóa, tác nhân kháng ung thư, tác nhân
chống viêm, tác dụng tốt với bệnh tiểu đường, có khả năng bảo vệ thành mạch máu,
ngoài ra còn hữu ích trong việc điều trị các bệnh hen suyễn....[8, 17]. Tuy nhiên việc
mở rộng phạm vi ứng dụng của rutin bị hạn chế vì rutin kém tan trong nước dẫn đến
khả năng hấp thu vào cơ thể rất ít. Tính chất này được xem như là một trở ngại lớn

nhất trong việc chế tạo loại thuốc mới. Khả năng tan ít trong nước đã làm giảm đi hoạt
tính sinh học của thuốc cũng như khả năng hấp thụ thuốc của cơ thể dẫn đến hiệu quả
sử dụng thuốc không cao [9]. Vì vậy một trong những giải pháp được đưa ra là áp
dụng công nghệ nano nhằm giảm kích thước hạt rutin xuống kích thước nano để tăng
khả năng hấp thu vào cơ thể, nâng cao hiệu quả trong quá trình điều trị.
Hướng nghiên cứu tạo hệ phân tán nano của rutin vẫn còn mới mẻ, chưa có
nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới cũng như trong nước về lĩnh vực này. Đề tài:
“Nghiên cứu làm tăng độ bền hệ phân tán nano rutin” được đặt ra với mục tiêu là
1


nghiên cứu làm tăng độ bền hệ phân tán nano của rutin trong nước với nồng độ cao
5%, kích thước hạt nhỏ hơn 700nm và đánh giá khả năng cũng như đặc tính của hệ.
Kết quả nghiên cứu đạt được trong đề tài này là cơ sở cho những phần nghiên cứu sâu
hơn, rộng hơn liên quan đến ứng dụng của rutin.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu khả năng làm tăng độ bền hệ
phân tán nano rutin trong nước tạo thành bằng phương pháp đồng hoá áp suất cao. Đề
tài định hướng tạo sản phẩm mang tính thương mại và khả năng ứng dụng trong sản
xuất thực tiễn nên sử dụng nồng độ rutin trong hệ cao, khoảng 5%.
1.3. Nội dung đề tài
Với mục tiêu đặt ra, đề tài gồm các nội dung chính sau:
-

Đánh giá nguyên liệu (độ ẩm, cấu trúc, hình thái, độ tinh khiết).

-

Khảo sát khả năng tạo huyền phùrutin bằng phương pháp đồng hoá áp suất

-

Khảo sát ảnh hưởng của polymer tự nhiên đến khả năng tạo huyền phù rutin.

-

Đánh giá tính chất hệ phân tán thu được như tính chất lý, hóa, độ bền …

cao.

1.4. Yêu cầu
-

Đánh giá được đặc tính của nguyên liệu rutin và chitosan.

-

Đánh giá được tính chất hệ phân tán thu được như tính chất lý, hóa, độ bền.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu về rutin
Rutin là hợp chất glycoside thuộc họ flavonoid bao gồm quercetin thuộc nhóm
flavonone và phần đường rutinose. Tên của nó xuất phát từ tên của cây Ruta
graveolens, một loại cây chứa nhiều rutin.
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]oxy}
methyl)oxan-2-yl]oxy}-4H-chromen-4-one.

Công thức phân tử: C27H30O16.

Hình 2.1: Công thức phân tửrutin

Rutin được tìm thấy trong nhiều loại thực vật, chẳng hạn như trà đen và vỏ quả
táo. Nguồn rutin dồi dào nhất là từ cây kiều mạch.Ngoài ra, rutin có thể tích tụ một
lượng đáng kể trong lúa mì, trong cây hòe Nhật Bản (Sophora Japonica L.) và trong
hoađầu xuân Trung Quốc (Forsythia suspensa)[5].

3


Cây hòe được trồng khắp Trung Quốc, Nhật Bản, Đông Nam Á từ lâu.Ở Việt
Nam, nguồn chính của rutin là nụ, hoa của cây hoa hòe Nhật Bản (Sophora Japonica
L.)trồng nhiều ở Thái Bình, Hà Bắc, Nam Hà, Hải Dương, Hải Phòng, Nghệ An và Tây
Nguyên.

Hình 2.2: Cây hoa hòe (Sophora Japonica L.)

2.1.1. Tính chất vật lý và hóa học
Khối lượng phân tử: 610,52 g/mol.
Ngoại quan: rutin tinh khiết là tinh thể hình kim màu vàng nhạt hay vàng hơi
xanh lục, không mùi, không vị. Rutin kém bền màu dưới tác dụng ánh sáng. Do đó nó
cần được bảo quản trong bình tối ở nơi thoáng khí, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh
sáng.
Nhiệt độ nóng chảy của rutin là 188,5oC, khi lên đến 194oC thì rutin sẽ hoàn
toàn bị phân hủy[30].
Thường gặp dạng rutin ngậm 3 phân tử nước. Nó có thể giải phóng một phân tử
nước khi được sấy khô với acid sulfuric đặc và lượng nước còn lại sẽ được loại ra bằng
cách gia nhiệt đến 100oC trong áp suất chân không hay khoảng 160oC ở áp suất môi

trường.

4


Rutin ít taan trong nư
ước (từ 0,001 đến 0,01125 g/l ở nnhiệt độ phhòng) và tann tốt
trong rượu methaanol và ethaanol, đặc biiệt là trong pyridin và các dung dịch
d kiềm. Rutin
R
2 nm [266].
có haii bước sóngg hấp thu đặặc trưng là 3360 nm và 254
Tính chất quan trọngg nhất của rrutin là dễ bị thủy phâân để hình thành querccetin
khi lyy trích rutinn từ một sốố thực vật ăn
ă được, nó
ó luôn luôn chứa quercetin ở nhiều tỉ
lệ.Phầần đường disaccharide
d
e của rutin không bềnn, có thể dễ
d dàng bị đứt ra đặc biệt
trong môi trườngg pH thấp và
v tạo ra sảản phẩm là quercetin.P
Phần lớn ruutin nguyênn liệu
ượng đáng kể quercetiin trong thành phần. Phản
P
ứng thủy
t
phân rutin
r
đều chứa một lư

heo sơ đồ phhản ứng bênn dưới:
được trình bày th

Hình 2.3
3: Phương trrình phản ứng
ứ thủy phhân rutin

n là chất ch
hống oxy hooá mạnh, được
đ
phân bố
b nhiều trrong các câây ăn
Quercetin
Công thức phân
p
tử: C155H10O7.
được như rutin.C
Ngoại quaan của querrcetin: bột m
màu vàng, đậm
đ màu hơ
ơn rutin.

Hìn
nh 2.4: Cônng thức phâân tửquercettin

Tên IUPA
AC: 2-(3,4- dihydroxypphenyl)- 3,55,7- trihydrooxy- 4H- chhromen-4-oone.

5

2.1.2. Hoạt tính sinh học của rutin
Nhiều nghiên cứu đã công bố cho thấy rutin có nhiều hoạt tính sinh học đáng
chú ý như:
 Tính kháng oxy hóa[17, 28].
 Tính kháng viêm [31].
 Tính kháng ung thư [8, 17].
 Tác dụng làm giảm tính thẩm thấu của các mao quản [8].
 Tác dụng bảo vệ thận [4].
 Tác dụng tốt đối với bệnh suyễn [9].
 Tác dụng tốt đối với bệnh tiểu đường [22].
Với những chất có hoạt tính sinh học cao được đề cập trên đây cùng với tính an
toàn và không gây tác dụng phụ, rutin là một dược chất thiên nhiên quý báu. Tuy nhiên
rutin tan rất kém trong nước, làm giảm khả năng hấp thu vào trong cơ thể, giảm hoạt
tính, hạn chế tác dụng của rutin. Vì vậy để tăng cường hiệu quả sử dụng của rutin thì
công nghệ nano đang là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất. Khi giảm kích
thước hạt rutin xuống kích thước nano thì sẽ giúp phân tán trong nước tốt hơn, tăng
cường tính thẩm thấu của rutin.
2.2. Công nghệ nano
Khoa học nano được định nghĩa là khoa học nghiên cứu hiện tượng và điều
khiển vật liệu ở mức độ lớn hơn phân tử hoặc nguyên tử một chút, ở đó tính chất vật
liệu khác biệt đáng kể so với ở kích thước micro .
Công nghệ nano dùng để chỉ khả năng thiết kế, tổng hợp vật liệu nano nhằm
đem lại những tính chất cần thiết cho những ứng dụng mới.Công nghệ nano bắt đầu
phát triển trong ba thập kỷ qua, nhưng công nghệ mới này đã đạt được sự chú ý nhiều
cả trong và ngoài nước.Chương trình nghiên cứu và phát triển công nghệ, khoa học và
kĩ thuật nano của Mỹ (The National Nanotechnology Initiative) đã định nghĩa
côngnghệ nano là:

6

 Nghiên cứu và phát triển công nghệ liên quan đến cấu trúc với ít nhất một chiều
có kích thước từ 1 – 100nm.
 Chế tạo và sử dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống có những tính chất và chức
năng mới nhờ ở kích thước nano.
 Khả năng điều khiển vật liệu ở mức độ nguyên tử.
Hiện nay, công nghệ nano đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y sinh,
quang học, điện, cơ khí, hóa học cũng như trong các sản phẩm tiêu dùng như thực
phẩm và mỹ phẩm. Dược phẩm nano chiếm ưu thế hơn hẳn nhờ các hệ dẫn truyền
thuốc hạt nano, chúng có khả năng đi vào các hàng rào sinh học, đi vào các khối u
hoặc gia tăng khả năng hòa tan của thuốc [24].
2.2.1. Vật liệu nano
Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất có một chiều có kích thước nanomet.
Kích thước vật liệu nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào
bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên cứu. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ
kích thước của chúng, vào cỡ nanomet, đạt tới kích thước tới hạn của nhiều tính chất
hóa lý của vật liệu thông thường.
2.2.2. Phân loại
Có rất nhiều cách phân loại vật liệu nano, sau đây là một vài cách phân loại
thường dùng[19].
Dựa trên kích thước nano
Có thể phân loại vật liệu nano làm ba loại [19].
 Vật liệu nano 0-D: bao gồm vật liệu mà cả ba kích thước đều là kích thước
nano. Các hạt nano, tinh thể nano và chất keo thuộc lớp này.
 Vật liệu nano 1-D: khác với loại 0-D, chúng có một kích thước không phải
nano. Điển hình là ống nano, dây nano, sợi và sợi nano.
 Vật liệu nano 2-D:chỉ có một kích thước là nano, đây là những lớp nano,
chất phủ bề mặt nano, nano phim.
7

Những loại vật liệu khác, không có kích thước nano được gọi là vật liệu nano 3D.
Trong tài liệu này, chúng tôi chỉ tập trung vào loại vật liệu nano thuốc 0-D, các
hạt nano tinh thể.

Hình 2.5: Kích thước các loại vật liệu nano ( L là kích thước không phải kích thước
nano) [19]

Dựa vào tính chất vật liệu
 Vật liệu nano kim loại.
 Vật liệu nano bán dẫn.
 Vật liệu nano từ tính.
2.2.3. Tính chất của vật liệu nano
Hạt có kích thước nano sở hữu nhiều tính chất lý hóa độc đáo. Vì vậy mà chúng
là đối tượng rất phù hợp cho sự phát triển của hệ dẫn truyền thuốc.
2.2.3.1. Diện tích bề mặt và số phân tử của bề mặt lớn[18, 24]
Với tinh thể rắn hình cầu có đường kính d, diện tích bề mặt trên một đơn vị đo
diện tích bề mặt Sg là:

Theo công thức trên, diện tích bề mặt của vật liệu sẽ tăng lên một cách đáng kể
khi vật liệu được đưa xuống kích thước nano.

8