Phổ Ftir Của (A) Pns, (B) Pns-Aptes (C) Pns-Aptes-Cooh, (D) Gel- Mpeg, And (E) Pns-Gel-Mpeg

- Hai đỉnh liên kết của amide, đây cũng là đỉnh hấp thu thể hiện phản ứng biến tính hệ nano thành công. Liên kết C=O dao động kéo dãn hấp thu ở bước sóng 1659 cm-1 và liên kết N-H giao động uốn cong hấp thu ở bước sóng 1564 cm-1.

Từ kết quả trên, chứng tỏ các dao động đặt trưng của các giai đoạn tổng hợp vẫn còn và cả những dao động liên kết của C=O và N-H. Như vậy, phổ này góp phần minh chứng đã tổng hợp và biến tính thành công hệ nano silica.

Hình 3.17. Phổ FTIR của (a) PNS, (b) PNS-APTES (c) PNS-APTES-COOH, (d) GEL- mPEG, and (e) PNS-GEL-mPEG

Phân tích bằng giản đồ TGA của hệ PNS-APTES-Gelatin-mPEG

Để khẳng định thêm việc biến tính Gelatin-mPEG trên vật liệu nano silica xốp, chúng tôi tiến hành phân tích TGA. Mẫu được nung trong khí quyển đến 800oC, gia nhiệt 10oC/phút. Qua kết quả phân tích giản đồ TGA ta nhận thấy:

- Giai đoạn đầu dưới 200 oC, trên giản đồ nhiệt của PNS giảm nhẹ khoảng 20% trọng lượng đó là sự bay hơi nước trên bề mặt nano silica và sự ngưng tụ của silanol [84]

- Xét giản đồ TGA của PNS-COOH cho thấy mức tăng khối lượng cao hơn PNS khoảng 89% đó là sự phân hủy nhiệt của nhóm anhydride succinic chứng minh PNS- COOH đã được tổng hợp.

- So sánh giản đồ phân tích nhiệt của PNS-GEL-mPEG và GEL-mPEG, từ nhiệt độ 300 oC đến 600 oC ta thấy trên giản đồ của PNS-GEL-mPEG có một lượng giảm đi

đáng kể 85,30%, đó chính là khối lượng đại diện cho GEL-mPEG trên bề mặt đã biến tính trên nano silica xốp (PNS).

Hình 3.18. Giản đồ TGA của PNS; PNS-APTES-COOH; GEL-mPEG và PNS- GEL-mPEG

Đường đẳng nhiệt hấp phụ BET (Brunauer-Emmett-Teller)của hệ PNS-APTES-COOH- GEL-mPEG

Đo BETcủa hệ PNS-APTES-GEL-mPEG để khảo sát diện tích bề mặt cũng như dự đoán được cấu trúc vật liệu. Từ đường hấp phụ đẳng nhiệt trên ta thấy vật liệu sau biến tính vẫn có cấp trúc xốp. Hệ nano silica xốp (PNS) sau khi biến tính bằng GEL-mPEG có diện tích bề mặt là 7,7245 m²/g, diện tích bề mặt này khá nhỏ hơn rất nhiều so với hệ chưa biến tính đó là do gelatin có cấu trúc polymer che chắn phần lớn bề mặt PNS. Tuy nhiên với sự biến tính gelatin sẽ góp phần tạo thêm nhiều nhóm amino (-NH2) và nhóm carbonyl (C=O) trên bề mặt vật liệu nhằm mong muốn tạo liên kết imine giữa vật liệu và thuốc, hứa hẹn một hiệu suất mang thuốc cao và kết quả giải phóng DOX tốt hơn hệ chưa biến tính [22].

Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ BET của hệ PNS-GPTMS-GEL-mPEG

3.2.2.3. Biến tính SS-CS-PEG (tổng hợp PNS@CS-PEG hay còn gọi là PNS-APTES-SS- COOH-CS-PEG (chất mang thuốc 6))

Kích thước hạt nano silicate biến tính bằng CS-PEG (PNS-APTES-SS-COOH-CS-mPEG)qua ảnh chụp TEM

Kích thước và hình dạng của hạt nano là yếu tố quan trọng trong việc ứng dụng làm chất dẫn truyền thuốc. Qua ảnh TEM cho thấy, các hạt nano PNS@CS-PEG có dạng hình cầu, phân bố đều, kích thước trung bình là 65±15 nm, phù hợp để mang thuốc.

Hình 3.20. Ảnh TEM của vật liệu PNS@CS-PEG và sơ đồ phân bố kích thước hạt Phân tích kết quả phổ FTIR

Quan sát phổ FT-IR, nhận thấy ở các bước sóng như sau:

- 1100 cm-1 và 900 cm-1 mô tả dao động kéo giãn bất đối của liên kết Si-O-Si và sự kéo dài liên kết C-O

- Đỉnh hấp thu 1600 cm-1 đặc trưng nhóm OH

- Sự hấp thu của nhóm carboxyl (C=O), dao động kéo giãn của amin bậc 1, và dao động uốn cong N-H của amin bậc 2 lần lượt là 1690 cm-1, 1639 cm-1 và 1568 cm-1.

- Dải hấp thu 3400 cm-1 mô tả O-H của nhóm C-OH có trong PEG

- Dải hấp thu 2880 cm-1 tương ứng với giao động kéo dãn –CH2 trong mạch alkyl

- Bước sóng ở 1050 cm-1 tương ứng với giao động C-O-C của nhóm PEG

- Bước sóng ở 526 cm-1, cho biết sự có mặt của liên kết disulfide

Hình 3.21. FT-IR của (a) PNS và (b) PNS@CS-PEG

3.2.3. Nhận xét chung các hệ biến tính

Dựa trên kết quả chụp ảnh thông qua kính hiển vi điện tử truyền suốt (TEM) ta thấy kích thước của các hệ biến tính tăng dần PNS (58,93±2,42 nm); PNS-GPTMS-CS-mPEG (62,89±2,93 nm); PNS-APTES-COOH-GEL-mPEG (69,60±3,27 nm) đó là do cấu trúc các polymer sinh học chitosan và gelatin khá lớn làm cho kích thước tăng. Và do bởi có cấu trúc polymer phức tạp nên PNS sau biến tính đã bị che chắn phần lớn bề mặt dẫn đến diện tích bề mặt (BET) của PNS vốn đã thấp nay bị các polymer sinh học che nên giảm đáng kể PNS (129,818 m2/g); PNS-GPTMS-CS-mPEG (91,380 m2/g); PNS-APTES-COOH-GEL-mPEG

(7,245 m2/g).

Bảng 3.1. Số liệu tương quan giữa diện tích bề mặt (BET) và kích thước hạt (TEM) của hệ PNS trước và sau biến tính

Chất mang thuốc

Diện tích bề mặt (m2 /g)	Kích thước hạt (nm)
PNS	129,818	58,93±2,42
PNS-GPTMS-CS-mPEG	91,380	62,89±2,93
PNS-APTES-COOH-GEL-mPEG	7,245	69,60±3,27

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 137 trang tài liệu này.

Hình 3.22. Đồ thị tương quan giữa diện tích bề mặt (BET) và kích thước hạt (TEM) của hệ PNS trước và sau biến tính.

Dù các hệ PNS sau biến tính giảm giá trị BET nhưng không bị ảnh hưởng đến hiệu suất mang thuốc vì hệ biến trên cơ sở sẽ tạo liên kết hóa học và tăng tính hấp phụ thuốc từ đó sẽ cho hiệu suất mang thuốc và khả năng giải phóng thuốc tốt hơn. Vấn đề này sẽ được làm sáng tỏ trong phần trình bày khảo sát mang và giải phóng thuốc trong các nghiên cứu tiếp theo sau đây.

3.3. Kết quả mang và giải phóng thuốc

3.3.1. Kết quả mang và giải phóng thuốc của PNS

3.3.1.1. Xây dựng đường chuẩn 5-Fluorouracil (5-FU)

5-FU hòa tan trong nước khử ion trở thành dung dịch không màu hơi đục cho nên kết quả mang và giải phóng thuốc được xác định thông qua phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC). Trước khi tiến hành xác lượng thuốc 5-FU trong chất mang ta tiến hành xây dựng đường chuẩn 5-FU.

Đường chuẩn của 5-FU được dựng bằng cách đo HPLC các dung dịch đã pha sẵn nồng độ lần lượt là 20 ppm, 40 ppm, 60 ppm, 80 ppm, 100 ppm. Bằng cách này ta sẽ được đồ thị hàm số dạng y = ax + b, trong đó y chính là diện tích đỉnh (peak) còn x chính là nồng độ.

Bảng 3.2. Số liệu đường chuẩn thuốc 5FU

Nồng độ 5-FU (ppm)

Area (mAU*s)
0	0
20	652,8
40	1306,8
60	1942,6
80	2561,8
100	3211,8

Hình 3.23. Đường chuẩn 5-FU

Sau khi khảo sát khả năng mang cũng như giải phóng của vật liệu, đo HPLC ta sẽ biết được diện tích peak, gắn vào phương trình đường chuẩn có sẵn chúng ta sẽ biết được nồng độ thuốc.

3.3.1.2. Xây dựng đường chuẩndoxorubicin (DOX)

Thuốc doxorubicine khi hòa tan trong nước khử ion có màu cam đặc trưng nên có thể xác định lượng thuốc mang và giải phóng thông qua phương pháp đo UV-Vis.

Đầu tiên, tiến hành dựng phương trình đường chuẩn DOX bằng cách đo UV-VIS các dung dịch đã pha sẵn nồng độ lần lượt là 1,25 ppm; 2,50 ppm; 5,00 ppm; 10,00 ppm; 20,00 ppm; 40,00 ppm; 60,00 ppm. Các mẫu được đo tại bước sóng 485 nm.

Bảng 3.3. Số liệu đường chuẩn thuốc DOX

No.

C (mg/l)

(Nồng độ)

1,25

2,50

5,00

10,00

20,00

40,00

60,00

Abs.

(Độ hấp thu)

0,056

0,091

0,171

0,327

0,645

1,280

1,882

Hình 3.24. Đường chuẩn thuốc DOX

3.3.1.3. Khảo sát tỉ lệ giữa thuốc DOX và chất mang

Trước khi tiến hành mang thuốc, cần khảo sát tỉ lệ giữa thuốc DOX và chất mang từ đó sử dụng một tỷ lệ phù hợp cho tất cả những hệ mang thuốc [35].

Bảng 3.4. Số liệu khảo sát tỉ lệ giữa thuốc DOX và chất mang

Thí nghiệm

Lượng chất mang (mg)	Lượng thuốc DOX (mg)	Hiệu suất mang thuốc (%)
1	10	1,0	20,96± 0.15
2	10	1,5	21,79± 0.04
3	10	2,0	22,93± 0.13
4	10	2,5	23,01± 0.03
5	10	3,0	22,98± 0.12

Hình 3.25. Tỉ lệ giữa thuốc và chất mang

Qua kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ phù hợp giữa thuốc và chất mang là (1:4) nên chọn tỷ lệ mang thuốc này cho tất cả các hệ biến tính.

3.3.1.4. Kết quả mang thuốc 5-FU của PNS (nano silica xốp)

Sau khi thuốc được mang, đem hỗn hợp thuốc và chất mang cho vào màng thẩm tách, ngâm trong thuốc khử ion để loại thuốc tự do, đo HPLC lượng thuốc tự do được kết quả như sau:

Lượng thuốc tự do (mg): 12,66 (mg)

Lượng thuốc chứa trong mẫu (mg) = lượng thuốc ban đầu – thuốc tự do = 15-12,66 = 2,34 (mg)

Từ dữ liệu tính được hiệu suất mang thuốc và khả năng chứa thuốc 5-FU của hạt nano silica xốp (PNS) theo công thức:

Hiệu suất mang thuốc (DLE)

Lượng thuốc chứa trong mẫu

2,34

DLE (%) =

Tổng lượng thuốc ban đầu x 100% = 15,00 x 100% = 15,60 ± 1,85 %

Khả năng chứa thuốc của chất mang (DLC)

Lượng thuốc chứa trong mẫu

DLC (%) = Tổng lượng chất mang và lượng thuốc trong mẫ

2,34

x 100% = 62,34 x 100% =

3,75 ± 0,12%

Hiệu suất mang thuốc 5-FU của chất mang PNS(DLE):15,60 ± 1,85%