Luận án Nghiên cứu sự giải phóng thuốc nifedipin được mang bởi vật liệu tổ hợp poly axit

n hợp dung dịch N /D và tiếp t c khuấy siêu âm liên t c trong 60 phút. Sau đ , thêm 2 0 ml nước cất vào hỗn hợp dung dịch N1/D/N2 ở trên. Tiếp t c khuấy siêu âm trong 60 phút, sau đ làm lạnh dung dịch trong 60 phút. Sau khi làm lạnh, dung dịch được li tâm, rửa và 50 thu lấy chất rắn. Chất rắn được đông khô trên thiết bị FreeZone 2.5 của hãng Labconco, USA (Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), sau đ sấy và nghiền thu được hạt nano PLA/CS/NIF. Làm tương tự như trên, thay đổi th tích nước cất đưa vào, tỉ lệ khối lượng PLA/CS, khối lượng PEO, hàm lượng NIF đ khảo sát điều kiện thích hợp cho chế tạo hạt nano PLA/CS mang NIF. Các mẫu hạt nano PLA/CS/NIF thu được ở trên được ký hiệu trong bảng 2.2. Bảng 2.2. Kí hiệu các mẫu hạt nano PLA/CS mang NIF Kí hiệu mẫu Th tích nước cất thêm vào (ml) Hàm lượng PEO (mg) Tỉ lệ PLA/CS Hàm lượng NIF (%kl)* PCN50W 50 400 2/1 20 PCN100W 100 400 2/1 20 PCN200W 200 400 2/1 20 PCN250W** 250 400 2/1 20 PCN300W 300 400 2/1 20 PCN200E 250 200 2/1 20 PCN600E 250 600 2/1 20 PCN11R 250 400 1/1 20 PCN41R 250 400 4/1 20 PCN12R 250 400 1/2 20 PCs 250 400 2/1 0 PCN10N 250 400 2/1 10 PCN25N 250 400 2/1 25 PCN30N 250 400 2/1 30 * So với tổng khối lượng PLA và CS ** Mẫu PCN2 0W đồng thời là các mẫu PCN20N hay PCN400E hay PCN2 R. 2.3. Các h ơng há à hiết bị nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) 51 Ghi phổ FTIR của vật liệu tổ hợp PLA/CS/NIF bằng máy phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Nexus tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các mẫu được quét phổ ở vùng 400 cm -1 - 4000 cm -1 , độ phân giải 8 cm -1 , số lần quét 32 lần. Phổ IR được ghi ưới dạng đường cong ph thuộc phần trăm truyền qua vào số s ng ( /λ) hay bước s ng sau khi đã bù trừ phổ nền của không khí hay nền KBr. 2.3.2. Phương pháp xác định phân bố kích thước hạt Các hạt nano PLA/CS mang NIF được xác định phân bố kích thước hạt trên thiết bị Zetasizer Ver 620 tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Thiết bị ùng hệ quang học gồm 1 nguồn sáng laser rắn bán ẫn c bước s ng 32nm, công suất 10mW, dải đo kích thước từ: 0,6nm - 6µm, dải đo thế zeta từ -200 đến +200mV. 2.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (FESEM) Hình thái cấu trúc của các mẫu vật liệu tổ hợp PLA/CS/NIF được quan sát trên thiết bị hi n vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM) (FESEM S- 4800, Hitachi, Nhật Bản) tại Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương và Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mẫu được phủ một lớp platin mỏng đ dẫn điện và ch p trong môi trường khí nitơ. 2.3.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Ảnh TEM của các hạt PCN được ch p trên kính hi n vi điện tử truyền qua JEM1010 (JEOL, Nhật Bản) tại Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương. 2.3.5. Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA) và nhiệt lượng quét vi sai (DSC) Tính chất nhiệt của các mẫu vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF được xác định trên thiết bị DTG 60H và DSC-60 (Nhật Bản) tại Khoa H a học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội với tốc độ gia nhiệt 0°C/phút trong môi trường khí argon từ nhiệt độ phòng tới 600°C. 52 2.3.6. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) Giản đồ nhiễu xạ tia X của các hạt nano PLA/CS mang NIF được ghi trên máy D 000 của hãng Siemens tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với bước nhảy 0,03 o , từ 5 o - 70 o ở nhiệt độ phòng với anot đồng. 2.3.7. Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) Cường độ của tia đơn sắc trước và sau khi đi qua môi trường hấp th được liên hệ với nhau bởi định luật Lambert-Beer. A = -log(I/I0) = ε. l. C Với: A: Mật độ quang C: Nồng độ, (mol/lit) l: Chiều ài lớp dung dịch ( chiều ày cuvet đựng mẫu), (cm) : Hệ số hấp thu phân tử c thứ nguyên hay hệ số hấp thu mol đặc trưng cho cường độ hấp thu của chất nghiên cứu ở bước s ng đã cho, (l/mol.cm) I: cường độ chùm sáng đi qua ung ịch Io: cường độ chùm sáng đi qua ung môi Phương pháp quang phổ UV-Vis được áp ng đ xác định định tính (nhận biết chất), xác định định lượng, xác định cấu trúc, nghiên cứu phức chất (xác định thành phần, hằng số bền), hệ số hấp thu phân tử... Sử d ng máy phổ UV-Vis (Cintra 40, GBC, Hoa Kỳ) đ xác định hiệu suất mang thuốc NIF cũng như nồng độ của thuốc NIF giải ph ng từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF trong các môi trường pH khác nhau. Ghi phổ UV-Vis được tiến hành tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 2.4. Gi i h ng NIF ừ v t li u tổ h PLA/CS ng NIF rong các ôi r ờng H khác nh 2.4.1. Xây dựng đường chuẩn của NIF trong các dung dịch pH khác nhau Quá trình giải ph ng NIF được tiến hành trong các dung dịch pH ,2 và 2 (tương ứng với môi trường phần ưới của dạ ày, nơi chứa thực ph m từ đến 3 53 giờ), dung dịch pH 7,4 (tương ứng với môi trường vùng ruột tá tràng, nơi chứa thực ph m từ 30 đến 60 phút) và dung dịch pH 6,8 (tương ứng với môi trường vùng ruột già nơi thực ph m được lưu lại từ 0 đến 15 giờ). Tiến hành ghi phổ UV-Vis của NIF trong các dung dịch pH khác nhau trong khoảng bước s ng 200 – 400 nm đ xác định bước s ng hấp th cực đại max của NIF trong các dung dịch pH khác nhau. Kết quả thu được bước s ng hấp th cực đại max của NIF trong các ung ịch pH 1,2; 2; 6,8; 7,4 lần lượt là 232 nm, 220 nm, 227 nm và 230 nm. Mật độ quang của NIF trong ung ịch pH 7,4 được xác định theo phương pháp pha loãng và được thống kê trên bảng 2.3. Bảng 2.3. Mật độ quang (A) ứng với các nồng độ pha loãng (C) của NIF trong ung ịch pH 7,4 Mẫu Th tích ung ịch đệm thêm vào (ml) C (mol/l) A 1 0 1,7001.10 -5 0,318 2 2 1,4168.10 -5 0,266 3 4 1,2144.10 -5 0,231 4 6 1,0626.10 -5 0,202 5 8 9,4450.10 -6 0,179 6 10 8,5005.10 -6 0,163 7 12 7,7277.10 -6 0,160 8 14 7,0838.10 -6 0,149 9 16 6,5389.10 -6 0,127 10 18 6,0718.10 -6 0,118 11 20 5,6670.10 -6 0,110 12 22 5,3128.10 -6 0,100 13 25 4,8574.10 -6 0,100 14 30 4,2503.10 -6 0,085 15 35 3,7780.10 -6 0,083 Từ kết quả bảng 2.3, ựa vào phần mềm Excel, tìm được phương trình đường chu n của NIF trong dung ịch pH 7,4 c ạng y = 18076x + 0,0114 54 (hình 2.1), trong đ x là nồng độ của NIF trong ung ịch (mol/l), y là mật độ quang. Hình 2.1. Đồ thị bi u iễn mối tương quan giữa mật độ quang với nồng độ NIF trong ung ịch pH 7,4 ở λmax = 230 nm. Bảng 2.4. Phương trình đường chu n và hệ số hồi quy (R 2 ) của NIF trong các dung dịch pH khác nhau Dung dịch max Phương trình đường chu n R 2 pH 1,2 232 y = 21748x + 0,0514 0,9962 pH 2,0 220 y= 32584x + 0,0104 0,9961 pH 6,8 227 y = 29913x + 0,0189 0,9966 pH 7,4 230 y = 18076x + 0,0114 0,9956 Tiến hành tương tự như trên, xây ựng được các phương trình đường chu n của NIF trong các ung ịch pH ,2; 2 và 6,8. Bảng 2.4 đưa ra phương trình đường chu n và hệ số hồi quy của NIF trong các ung ịch pH khác nhau. Trong đ , y là mật độ quang (A), x là nồng độ (C). C th thấy các phương trình này đều c hệ số hồi quy lớn hơn 0,995. Do đ , các phương trình này được sử d ng đ xác định chính xác hàm lượng NIF giải ph ng từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF trong các ung ịch pH khác nhau. y = 18076x + 0,0114 R² = 0,99 6 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 M ộ q n g Nồng ộ ( o / ) 55 2.4.2. Xác định hàm lượng NIF được mang bởi vật liệu tổ hợp PLA/CS Đ xác định được hiệu suất mang NIF bởi vật liệu tổ hợp PLA/CS, đầu tiên xây ựng đường chu n của NIF trong ung ịch etanol. Mật độ quang của NIF trong ung ịch etanol được xác định theo phương pháp pha loãng như đã trình bày ở m c 2.4. . Kết quả thu được bước s ng hấp th cực đại max của NIF trong ung ịch etanol là 23 nm, phương trình đường chu n của NIF trong ung ịch etanol c ạng y = 13135x + 0,1282 với hệ số hồi quy 0,9953. Trong đ , y là mật độ quang (A), x là nồng độ (C). Vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc NIF được sấy chân không ở 2 -30 o C trong 8 giờ. Cân một khối lượng xác định của mẫu và hòa tan trong một th tích etanol thích hợp trong 5 giờ đ NIF trong mẫu hòa tan hoàn toàn vào ung ịch. Lọc thu ung ịch và đo mật độ quang trên máy quang phổ UV-Vis tại bước s ng 235 nm. Khối lượng thuốc NIF được mang bởi tổ hợp PLA/CS được tính theo đường chu n của NIF trong etanol (y = 13135x + 0,1282). Hiệu suất mang thuốc NIF của vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF được tính theo công thức sau: Hiệu suất mang thuốc (%) = 100% 2.4.3. Xác định khối lượng thuốc NIF giải phóng từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF Giải ph ng thuốc in-vitro từ vật liệu tổ hợp PLA/CS được thực hiện với các mẫu trong các ung ịch pH khác nhau. Một khối lượng chính xác vật liệu tổ hợp được đưa vào bình chứa 00ml ung ịch đệm ở 37 o C. Khuấy hỗn hợp bằng máy khuấy từ với tốc độ 20000 vòng/phút. Sau khi khuấy giờ, hút chính xác 5 ml ung ịch lọc qua giấy lọc đồng thời bù 5ml ung ịch đệm. Sau đ đo mật độ quang của ung ịch đã lọc ở các bước s ng max đã được xác định từ phương trình đường chu n đối với từng ung ịch c pH khác nhau. Tiến hành ghi phổ UV-Vis của các mẫu liên t c đến 8 giờ k từ lúc bắt đầu khuấy. Khối lượng thuốc đã giải ph ng được tính theo phương trình đường chu n của NIF trong các ung ịch đệm (bảng 2.4). 56 Phần trăm NIF giải ph ng tại thời đi m t được tính theo công thức sau: %NIFgp = 100% 2.5. Động học gi i h ng NIF ừ i ổ h PLA/CS mang NIF Phân tích quá trình giải ph ng NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF được mô tả bằng phương trình động học giải ph ng NIF. Các mô hình động học giải ph ng thuốc được sử ng phổ biến là các phương trình . đến . như đã trình bày ở phần tổng quan (m c .4.3) và được liệt kê trên bảng 2.5. Bảng 2.5. Các mô hình động học giải ph ng thuốc phổ biến [77, 95] Mô hình Phương trình động học Động học bậc 0 (ZO) Qt = Q o + k . t (phương trình . ) Động học bậc (FO) Log C = log Co – (k 2 . t) / 2,303 (phương trình .2) Higuchi (HG) M t = k 3 . t /2 (phương trình .3) Hixson – Crowell (HCW) W o /3 – W t /3 = k 4 . t (phương trình .4) Korsmeyer – Peppas (KMP) M t / M ∞ = k . t n (phương trình . ) 2.6. Bào chế h c Viên nang chứa hạt nano PLA/CS/NIF đã được bào chế ở qui mô pilot trên các thiết bị phù hợp. Vỏ nang là loại c màu và chứa chất cản quang (titan đioxit), sau đ được ép vỉ nhôm/polyvinylclorua, do vậy hoàn toàn c th tránh được ánh sáng tác động trong quá trình bảo quản. 2.7. Ph ơng há ánh giá ộ ổn ịnh củ h c ào chế Các mẫu viên được đặt trong tủ vi khí hậu, nhiệt độ 40 o C + 5 o C, 75% + 5% RH. Với điều kiện thường, viên đ ở phòng thí nghiệm, nhiệt độ 25 o C + 5 o C, 75% + 5% RH. Sau mỗi tháng, mẫu viên được lấy ra đ ki m tra các chỉ tiêu. Các chỉ tiêu theo dõi Định lượng: 57 Lấy 20 viên, bỏ vỏ nang, lấy phần hạt bên trong, trộn đều. Cân chính xác một lượng bột viên tương ứng với khoảng 30 mg nifedipin chuy n vào cối, nghiền với 2 ml cloroform). Sau đ , chuy n dung dịch vào bình định mức 100 ml, thêm etanol đến định mức, lắc đều. Lọc, loại bỏ dịch lọc đầu. Pha loãng ,0 ml dịch lọc thành 0,0 ml với etanol, lắc đều. Đo độ hấp th của dung dịch thu được ở bước s ng 333 nm, cốc đo ày cm, so với mẫu trắng là etanol. Tính hàm lượng NIF trong viên theo độ hấp th A(1%, 1 cm). Lấy 40 là giá trị A (1%, 1 cm) ở bước s ng 333 nm. Độ hòa tan: Thiết bị: Ki u giỏ quay. Môi trường hòa tan: 900 ml dung dịch natri laurylsulfat 0,25%. Tốc độ quay: 00 vòng/phút. Thời gian: 8 giờ. Cách tiến hành: Lấy một phần dung dịch môi trường đã hòa tan mẫu thử, lọc, loại bỏ dịch lọc đầu. Sử d ng dịch lọc. Pha dung dịch chu n như sau: Pha loãng dung dịch nifedipin chu n 0,025% trong metanol với môi trường hòa tan đ thu được dung dịch c nồng độ chính xác khoảng 10 g/ml. Tiến hành bằng phương pháp sắc ký lỏng với các điều kiện: Cột thép không gỉ (25 cm x 4,6 mm) được nhồi pha tĩnh C ( m). Detector quang phổ tử ngoại đặt ở bước s ng 23 nm. Tốc độ òng: ,0 ml/phút Th tích tiêm: 20 l. Tính lượng NIF đã hòa tan trong mỗi viên. Yêu cầu: Không được nhiều hơn 30% lượng NIF so với hàm lượng ghi trên nhãn được hòa tan trong 60 phút; 30- % hòa tan sau 4 giờ; không được ít hơn 70% hòa tan sau 8 giờ. 2.8. Thử nghi m in-vivo rên ch ột 2.8.1. Thử nghiệm tác dụng của nifedipin và tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin lên huyết áp động mạch của chuột 58 - Đối tượng thử nghiệm là 4 chuột cống trắng 12-14 tuần tuổi, khỏe mạnh, cân nặng 150-250 g (cung cấp bởi Trung tâm Động vật - Học viện Quân y) đã được phẫu thuật gây tăng huyết áp (c huyết áp tối đa > 0mmHg ở thời đi m 3 tuần sau phẫu thuật) và chia thành 3 nh m: nh m tăng huyết áp (THA) (n=15) được uống dung dịch NaCl 0,9%; nh m nife ipin (n=15): chuột THA được uống thuốc nifedipin (liều 3 mg/kg); nh m nano PLA/chitosan mang nifedipin: chuột THA được uống tổ hợp tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin (liều 3mg/kg). Động vật được chăm s c với điều kiện sáng tối 12/12 giờ, nhiệt độ phòng uy trì khoảng 24-26 0 C, nước uống và thức ăn được cung cấp đầy đủ. - H a chất: Thuốc nifedipin (tinh khiết >98% HPLC, dạng bột màu vàng nhạt) được cung cấp bởi công ty Sigma. Tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin (dạng hạt) của đề tài được chế tạo tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. + Dung dịch NaCl 0,9%, cồn 70 độ, dung dịch betadin 10%, thuốc gây mê ketamin, dung dịch chống đông heparin. - D ng c cho phẫu thuật động vật: Kính hi n vi phẫu thuật, kéo, nỉa, panh, kìm, chỉ, bông, băng, gạc, bơm tiêm - Hệ thống thu thập số liệu: + Hệ thống Powerlab (AD Instrument, c). + Đầu đo áp lực MLT 844 và các ây nối ph kiện khác. + Canuyn đặt động mạch cảnh trên chuột. + Phần mềm Lab Chart Pro và mo ule phân tích huyết áp (Bloo pressure analysis). - Tiến hành thử nghiệm: + Sử d ng thuốc: Thuốc nife ipin và tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin được hòa trong ung ịch NaCl 0,9% theo tỷ lệ 0,6 mg/ml. Chuột được uống dung dịch NaCl 0,9%, nife ipin và tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin với th tích là 0, ml/ 00 g cân nặng vào thời đi m 8 giờ sáng. + Đo huyết áp trên chuột: 59 Chuột được gây mê bằng dung dịch ketamin liều 25 mg/kg, cố định nằm ngửa trên bàn mổ, cạo sạch lông, sát trùng cổ trước bằng betadine 10%. Kết nối hệ thống thu thập số liệu, đầu đo áp lực, mở phần mềm Labchart. Kết nối canuyn động mạch cảnh với đầu đo áp lực MLT 844 qua van kh a 2 chiều, hút ung ịch heparin (0,3ml) vào đầu kim đ chống đông. Đặt canuyn vào động mạch cảnh đo huyết áp trực tiếp theo các bước: Bước 1: Bộc lộ động mạch cảnh Rạch a vùng cổ trước theo đường giữa, b c tách cân cơ bằng panh đầu tù. Lần theo mặt bên khí quản tìm b mạch thần kinh cảnh bên trái. Đặt xuống ưới động mạch cảnh chung sợi chỉ chờ đ thuận tiện cho việc đặt canuyn động mạch. Bước 2: Đưa canuyn vào động mạch cảnh Thắt động mạch cảnh ở đầu trên, đầu ưới được kẹp tạm thời bằng kẹp động mạch. Dùng kéo nhỏ trích một lỗ trên thành động mạch (đoạn ở giữa chỉ buộc và kẹp động mạch). Đưa đầu canuyn (làm bằng ống PE 0, đầu c gắn kim đầu tù) vào động mạch cảnh. Cố định canuyn vào động mạch bằng hai mối buộc chỉ 5-0. Mở kh a nối thông canuyn với đầu đo áp lực MLT 844 đã được kết nối với hệ thống thu thập số liệu Powerlab. Bước 3: Ghi dữ liệu Sự biến đổi của huyết áp động mạch theo thời gian được ghi lại vào file ữ liệu trong ổ cứng đ phân tích sau. Số liệu được đo ở các thời đi m trước và sau khi uống thuốc 30 phút, giờ, 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Bước 4: Phân tích số liệu Dữ liệu được phân tích offline bằng sử d ng phần mềm LabChart Pro (Blood pressure module). Các thông số của huyết áp được đánh giá, tính toán từ phần mềm này gồm: Huyết áp tâm thu (Systolic pressure), huyết áp tâm trương (Diastolic pressure), huyết áp trung bình (Mean pressure), huyết áp hiệu số (Pulse pressure), thời gian một chu chuy n tim (Cycle duration), thời gian đến khi huyết áp đạt đỉnh (Time to Peak). 60 2.8.2. Thử nghiệm tác dụng của nifedipin và tổ hợp nano PLA/chitosan mang nifedipin lên tim của chuột - Đối tượng thử nghiệm và h a chất, d ng c tương tự như m c 2.8.1. + Hệ thống thu thập số liệu: Hệ thống Powerlab (AD Instrument, c), hộp khuyếch đại tín hiệu ghi điện tim, điện cực kim ghi điện tim, phần mềm Lab Chart Pro và mo ule phân tích điện tim (ECG analysis). - Tiến hành thử nghiệm: + Sử d ng thuốc: tương tự m c 2.8.1. + Ghi điện tim trên chuột: Chuột được đưa vào buồng giữ chuột và ghi điện tim. Kết nối hệ thống thu thập số liệu, điện cực ghi điện tim, bộ phận khuyếch đại, mở phần mềm Labchart. Điện tim được ghi theo đạo trình D2, với ba điện cực c 3 màu khác nhau (màu xanh: điện cực tham chiếu, màu đen: điện cực ương tính, màu trắng: điện cực âm tính). Vị trí đặt điện cực như sau: điện cực ương đặt ở chân trước bên trái, điện cực âm đặt ở chân trước bên phải, điện cực tham chiếu đặt ở chân sau bên phải. Tín hiệu điện tim được ghi lại vào file ữ liệu trong ổ cứng đ phân tích sau.Số liệu được đo ở các thời đi m trước và sau khi uống thuốc 30 phút, giờ, 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Dữ liệu được phân tích offline bằng sử ng phần mềm LabChart Pro (ECG analysis module, hình 2.2). Các thông số về tim được đánh giá, tính toán từ phần mềm này gồm: Nhịp tim, thời gian (khoảng RR’, s ng Q, phức bộ QRS, đoạn QT), biên độ (s ng P, s ng Q, R, S, s ng T). Hình 2.2. Phân tích ECG tự động bằng phần mềm LabChart. 61 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc r ng, ính chấ à hình hái cấ rúc củ àng ổ h PLA/CS mang NIF 3.1.1. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF Hình 3.1-3.4 bi u diễn phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) của NIF và các màng tổ hợp trong bảng 2. như PLA (viết tắt là FP), CS (FC), vật liệu tổ hợp PLA/CS (FPC), PLA/CS mang NIF: PLA/CS/10 %kl NIF (FPCN10), PLA/CS/6 %kl PEO (FPCP6), PLA/CS/6 %kl PEO/10 %kl NIF (FPCP6N10). 1000200030004000 20 25 30 35 40 45 50 55 60 NH CH C=O NH pyridin NO2 C-N C-O CH the vong thom CH Hình 3.1. Phổ FTIR của NIF. Trên phổ FTIR của NIF (hình 3. ), pic ở số s ng 3330 cm -1 đặc trưng cho dao động hoá trị nh m NH, các pic ở 3101 cm -1 , 2998 cm -1 , 2951 cm -1 và 29 7 cm -1 tương ứng với ao động hoá trị nh m CH béo và vòng thơm. Pic ở 1683 cm -1 đặc trưng cho ao động hoá trị của nh m C=O, còn pic đặc trưng cho vòng pyridin trong NIF ở 1639 cm -1 . Dao động hoá trị của nh m NO2 trong NIF ở 1496 cm -1 và ao động biến dạng của nh m NH cũng như ao động hoá trị của nh m C-N xuất hiện ở 1529 cm -1 và 1226 cm -1 . Ngoài ra, còn xuất hiện các pic Số s ng (cm -1 ) Đ ộ tr u y ền q u a (% ) 62 đặc trưng cho ao động hoá trị của nh m C-O ở 1118 cm -1 , ao động biến dạng của nh m CH3 ở 1348 cm -1 và ao động ngoài mặt phẳng của nh m CH (thế vào vòng thơm) trong NIF ở 829 cm -1 , 792 cm -1 , 745 cm -1 , và 7 cm -1 [76]. Các pic đặc trưng cho PLA xuất hiện trên phổ FTIR của màng PLA (FP) (hình 3.2) là pic ao động hoá trị của các nh m C=O ở 1758 cm -1 , C-O-C ở 1189 và 093 cm -1 với cường độ hấp th mạnh và các nh m CH3 ở 2996 cm -1 , -CH ở 2946 cm -1 với cường độ hấp th yếu. Các pic đặc trưng cho ao động biến dạng và ao động ngoài mặt phẳng của nh m CH3 ở 1365 cm -1 , CH2 ở1453 cm -1 và 738 cm -1 . Các pic của nh m OH trong gốc cacboxylic cuối mạch của PLA ở 3658 cm -1 và 3 01 cm -1 với cường độ yếu [66, 77]. 1000200030004000 0 20 40 60 80 100  OH  CH  C=O  C-O  CH  CH Hình 3.2. Phổ FTIR của PLA (FP). Quan sát hình 3.3 c th thấy, phổ FTIR của màng chitosan – CS (FC) xuất hiện các pic ao động hoá trị của các nh m đặc trưng trong CS như: nh m N-H, O-H ở 3439 cm -1 (pic rộng, tù, cường độ mạnh), C-H no ở 2881 cm -1 (cường độ yếu), C-O-C ở số s ng 08 và 2 6 cm -1 (cường độ mạnh). Bên cạnh đ , còn c pic ao động h a trị của nh m C=O trong liên kết amit ở 1653 Số s ng (cm -1 ) Đ ộ tr u y ền q u a (% ) 63 cm -1 với cường độ mạnh, ao động biến dạng của nh m N-H và C-H ở 1599, 1423 và 1380 cm -1 , ao động ngoài mặt phẳng đặc trưng cho nh m C-H ở vùng 500-700 cm -1 [22, 66]. 1000200030004000 15 20 25 30 35 40 45 50  OH, NH  CH  C=O  C-O  NH  CH  CH Hình 3.3. Phổ FTIR của CS (FC). Phổ FTIR của màng tổ hợp PLA/CS (FPC) (hình 3.4) xuất hiện đầy đủ các pic đặc trưng cho PLA và CS như trên phổ FTIR của PLA và CS (hình 3.2 và 3.3). So sánh phổ FTIR của màng tổ hợp FPCN10 với màng tổ hợp FPC c th thấy, trên phổ FTIR của màng tổ hợp FPCN10 không chỉ xuất hiện các pic tương ứng đặc trưng cho các nh m nguyên tử trong PLA và CS như trên phổ FTIR của các màng tổ hợp FPC, mà còn xuất hiện các pic đặc trưng cho các nh m nguyên tử trong NIF (hình 3.4). C th , đ là các pic đặc trưng cho ao động hoá trị của nh m NO2 ở 1508 cm -1 và pic đặc trưng cho ao động ngoài mặt phẳng của nh m CH thế vào vòng thơm ở vùng 80 – 820 cm -1 . Như vậy, NIF đã được mang bởi tổ hợp PLA/CS. C th thấy o NIF c màu vàng nên độ truyền qua của các màng chứa NIF giảm rõ rệt. Điều này th hiện sự giảm cường Đ ộ t ru y ền q u a (% ) Số s ng (cm -1 ) 64 độ các pic đặc trưng của màng tổ hợp FPCN10 so với các pic đặc trưng của các màng tổ hợp FPC. Số s ng của các nh m nguyên tử đặc trưng trong màng tổ hợp FPCN10 c sự dịch chuy n không nhiều (3-7 cm -1 ) so với các nh m tương ứng trong phổ FTIR của các màng tổ hợp FPC. Như vậy, PLA, CS và NIF đã c tương tác với nhau thông qua liên kết hiđro giữa các nh m amin và cacbonyl trong NIF với nh m hy roxyl và cacbonyl trong các polyme nhưng không xảy ra các phản ứng hoá học giữa NIF, PLA và CS (bảng 3.1). Bảng 3.1 liệt kê số s ng đặc trưng của một số nh m nguyên tử trong các màng tổ hợp khảo sát. Bảng 3.1. Vị trí các pic ao động của một số nh m đặc trưng trong NIF, các màng PLA, CS, các màng tổ hợp PLA/CS c và không c NIF và PEO Mẫu Số s ng (cm -1 ) OH, NH C-H C=O, C=C C-O NH NO2 NIF 3330 3101, 2998 2951 1683, 1639 1118 1529 1496 FP 3658 3501 2996, 2946 1758 1189, 1093 - - FC 3439 2881 1653 1256, 1081 1599 - FPC 3441 3001, 2949 1759, 1626 1189, 1089 1561 - FPCN10 3448 3001, 2960 1760, 1631 1188, 1088 1564 1508 FPCP6 3655 3003, 2952 1759, 1616 1189, 1084 1538 - FPCP6N10 3642 3506 3001, 2961 1762, 1623 1189, 1088 1558 1535 1510 FPCP8 3652 3502 3002, 2951 1760, 1621 1189, 1088 1540 - FPCP8N10 3646 3506 3000, 2950 1762, 1703, 1649, 1626 1189, 1087 1534 1494 65 Đ khảo sát ảnh hưởng của chất tương hợp polyetylen oxit (PEO) đến các tương tác trong màng tổ hợp PLA/CS c và không c NIF, tiến hành quan sát và so sánh phổ FTIR của các màng tổ hợp FPCP6, FPCP6N10 với các màng tổ hợp FPC và FPCN10 (hình 3.4). 1000200030004000 FPCP6N10 FPCP6 FPC FPCN10  OH, NH  CH  C=O  C-O  NH  CH  CH Hình 3.4. Phổ FTIR của các màng FPC, FPCN10, FPCP6 và FPCP6N10. Phổ FTIR của các màng tổ hợp còn lại cũng đã được khảo sát và cho kết quả tương tự như phổ FTIR của các màng đã trình bày trên hình 3.4 nên không trình bày ở đây. Các pic đặc trưng cho các nh m chức trong PLA, CS và NIF đều xuất hiện trên phổ FTIR của màng tổ hợp FPCP6N10. Khi c PEO, pic đặc trưng cho nh m carbonyl và hydroxyl trên phổ FTIR của các màng tổ hợp FPCP6 và FPCP6N10 trở nên rộng hơn so với pic tương ứng trên phổ FTIR của các màng tổ hợp FPC và FPCN10. Mặc ù NIF c màu vàng nhưng cường độ tất Số s ng (cm -1 ) Đ ộ tr u y ền q u a (% ) 66 cả các pic trên phổ FTIR của màng tổ hợp FPCP6N 0 đều mạnh hơn so với các pic tương ứng trên phổ FTIR của màng tổ hợp FPCP6 (hình 3.4). Bảng 3.2. Giả thuyết về liên kết hiđro hình thành giữa các nh m chức của PLA, CS, PEO và NIF [6] Các chất Liên kết hiđro Tinh th NIF NIF–C=OH–N–NIF NIF và PLA NIF–N–HO=C–PLA NIF–C=OH–O–PLA NIF và CS NIF–C=OH–O–CS NIF–C=OH–N–CS NIF và PEO NIF–N–HO–C–PEO PLA và CS PLA–C=OH–N–CS PLA–C=OH–O–CS PLA và PEO PLA–O–HO–C–PEO CS và PEO CS–O–HO–C–PEO Hình 3.5. Mô hình giả thuyết liên kết hy ro giữa PLA, CS, PEO và NIF. Bên cạnh đ , vị trí các pic đặc trưng cho các nh m amin, hy roxyl, cacbonyl và nitro trên phổ FTIR của màng tổ hợp FPCP6N10 dịch chuy n đáng k so với phổ FTIR của NIF, các màng tổ hợp FPC và FPCN10 (bảng 3.1). Điều 67 này chứng tỏ PLA, CS và NIF đã tương tác với nhau mạnh hơn khi c mặt chất tương hợp PEO (hình 3.5). Sự hình thành liên kết giữa thuốc NIF và polyme (liên kết hi ro) cũng đã được chứng minh bằng phổ FTIR ở các tài liệu [42, 46, 77]. Liên kết hi ro c th hình thành giữa các nh m chức của PL