Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 Công nghệ nano và nano Piperine

3 Công nghệ nano và nano Piperine

Tải bản đầy đủ - 0trang

10



Vật liệu nano đã và đang là một lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao, một vấn đề hết

sức thời sự và được các nhà khoa học rất quan tâm. Các nước trên thế giới hiện nay

đang bước vào một cuộc chạy đua mới về phát triển và ứng dụng của cơng nghệ

nano vì những tính chất chun biệt của nó. Trong đó có sự nghiên cứu và phát triển

về ứng dụng của nano piperine.

1.3.1 Nanopiperine

Piperine là thành phần chính trong hạt hồ tiêu, có hoạt tính sinh học cao và

được chứng minh có rất nhiều cơng dụng hữu ích trong phòng ngừa và hỗ trợ điều

trị bệnh tật (Mục I.2.4). Tuy nhiên khả năng ứng dụng piperine còn nhiều hạn chế

do tinh thể kích thước to, độ hòa tan kém trong nước (Bảng 1.2), trong khi đa phần

các phản ứng chuyển hóa đều xảy ra trong mơi trường nước gây khó khăn cho q

trình hấp thu hoạt chất. Muốn đạt được độ hấp thu cần thiết phải dùng thuốc ở nồng

độ cao. Tuy nhiên dùng ở lượng thuốc cao có thể sẽ gây hại đến hệ thần kinh trung

ương và nâng cao chi phí điều trị.

Vậy câu hỏi đặt ra cho các nhà khoa học: “Làm thế nào để tăng khả năng hòa

tan, nâng cao hoạt tính sinh học của piperine?”. Công nghệ nano đã và đang là một

trong những giải pháp được lựa chọn nghiên cứu, mang lại nhiều thành tựu nhất

định.

1.3.2 Tính chất của vật liệu nano

Với đặc trưng kích thước nhỏ, vật liệu nano có những tính chất nổi trội:











Diện tích bề mặt tăng

Dễ phân phân tán hạt trong chất lỏng

Tăng độ tan, giảm sa lắng

Phù hợp kích thước khe hở, lỗ trên thành tế bào (da, ruột,…) nên dễ hấp



thụ, có ý nghĩa trong dẫn truyền, vận chuyển hoạt chất

 Hiệu ứng lượng tử của vật liệu nano, tính chất quang học (ứng dụng

chụp ảnh quang học, thắp sáng các tế bào trong nhận biết và tải thuốc),

tính chất vật lý (điện tính, từ tính,…) khác biệt đáng kể so với các vật

liệu có kích thước lớn hơn [27]



11



Có rất nhiều phương pháp kĩ thuật làm tăng độ hòa tan của hoạt chất ít tan

trong nước như bao giữ bằng các hệ như liposomes, nano nhũ tương, nano béo rắn,

nano huyền phù, nano polymer… nhưng đều có những ưu và hạn chế nhất định.

Nhìn chung, việc giảm kích thước hạt xuống vùng nano sẽ làm cho diện tích bề mặt

hạt tăng lên đáng kể, giảm sa lắng, tăng độ hòa tan cũng như nâng cao hoạt tính của

hoạt chất.

1.3.3 Phương pháp và các kỹ thuật tạo hệ nano

Hiện nay cơ sở của các phương pháp kĩ thuật tạo nano đều dựa trên hai nguyên

lý cơ bản là Top – down và Bottom – up.



Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý phương pháp Top – down và Bottom – up



12



a. Phương pháp Top – down

Nguyên lý: chia nhỏ một hệ thống lớn để cuối cùng tạo ra được đơn vị có kích

thước nano dựa trên tác động cơ học. [7]



Hình 1.8 Một số kĩ thuật trong phương pháp Top – down [7]



Có thể sử dụng một số kĩ thuật như nghiền bi; đồng hóa (tốc độ cao, áp suất

cao); hỗ trợ siêu âm;…





Kỹ thuật xay xát, nghiền bi: là phương pháp cổ điển dùng máy nghiền bi

để tạo nano. Buồng nghiền bao gồm các bi nghiền, môi trường phân tán

(thường là nước hoặc đệm thích hợp), vật liệu cần tạo nano và chất ổn

định. Các bi được quay ở tốc độ cắt rất cao, va đập vào nhau. Lực cắt sinh

ra giữa khối vật liệu và bi nghiền là tác nhân chính làm giảm kích thước







hạt về nano. [20]

Đồng hóa tốc độ cao: sử dụng thiết bị đồng hóa áp cao để giảm kích

thước hạt thuộc pha phân tán về kích thước nano và phân bố đều chúng

trong pha liên tục. Hỗn hợp được nén qua một khe hẹp rất nhỏ với áp suất

cao, chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của khe hẹp lớn. Khi thay

đổi áp suất đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều lần làm cho hạt bị xé nhỏ ra.

Kết hợp với sự va chạm tốc độ cao giữa các hạt trong hệ huyền phù

(chuyển động Brown) làm hạt nhỏ thêm. Đồng thời sự hình thành và vỡ

bọt khí tạo một lực đủ lớn (cavitation) để phá vỡ các vi hạt về kích thước

nano. [22]



13







Cơng nghệ hỗ trợ siêu âm: siêu âm cung cấp năng lượng qua hiện tượng

tạo và vỡ bọt khí (cavitation) tạo ra một áp suất lớn lên đến 2000 atm,

nhiệt độ lớn hơn 5000 0C và xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn (µs:

microsecond) cùng sự va chạm trong chuyển động Brown làm cho hạt vỡ

ra thành những hạt nhỏ hơn. Kích thước hạt tùy thuộc vào tần số và công

suất của thiết bị siêu âm. [21]



Hình 1.9 Ngun lý tạo và vỡ bọt khí trong siêu âm



Nhận xét: các kĩ thuật theo phương pháp Top – down hỗ trợ tạo hệ về kích

thước nano khá tốt, kiểm sốt kích thước hạt nano tạo ra và độ đồng đều cao (nhờ

kiểm sốt các thơng số như nhiệt độ, tốc độ đồng hóa, thời gian) nhưng do tác động

cơ học nên phát sinh nhiệt dễ làm ảnh hưởng tính chất hạt vật liệu, tiêu tốn nhiều

năng lượng. Mở ra một hướng công nghệ mới.

b. Phương pháp Bottom – up

Nguyên lý: lắp ghép những hạt cỡ phân tử hay nguyên tử lại để thu được kích

thước nano. [7]



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 Công nghệ nano và nano Piperine

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×