ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ СИНТЕЗА НАНОЭМУЛЬСИИ ВИТАМИНА А

  • Alexey A. Gvozdenko Северо-Кавказский федеральный университет
  • Andrey V. Blinov Северо-Кавказский федеральный университет http://orcid.org/0000-0002-4701-8633
  • Alexey B. Golik Северо-Кавказский федеральный университет http://orcid.org/0000-0003-2580-9474
  • Zafar A. Rekhman Северо-Кавказский федеральный университет http://orcid.org/0000-0003-2809-4945
  • Maxim A. Kolodkin Северо-Кавказский федеральный университет http://orcid.org/0009-0004-2045-4787
  • Yaroslav A. Oblogin Северо-Кавказский федеральный университет http://orcid.org/0009-0003-5180-9045
  • Egor S. Kuznetsov Ставропольский государственный медицинский университет http://orcid.org/0009-0003-3712-1535
Ключевые слова: наноэмульсии, витамин А, оптимизация, гидродинамический радиус, мицеллы

Аннотация

В статье представлены результаты оптимизации методики синтеза наноэмульсии витамина А. Для синтеза наноэмульсий смешивали витамин А и неионогенное ПАВ Tween 80, к полученной смеси добавляли дистиллированную воду и перемешивали при помощи диспергатора. Для оптимизации методики синтеза наноэмульсии витамина А проводили многофакторный эксперимент, который включал в себя 4 входных параметра. В качестве входных параметров рассматривали скорость перемешивания, время перемешивания, содержание дисперсной фазы, содержание жирорастворимого витамина А в дисперсной фазе. В качестве выходного параметра выступил средний гидродинамический радиус мицелл витамина А. Средний гидродинамический радиус мицелл эмульсий исследовали методом динамического рассеяния света на установке «Photocor-Complex». В результате проведенных исследований получены тернарные поверхности зависимости среднего гидродинамического радиуса мицелл витамина А от параметров синтеза наноэмульсий. Установлено, что все образцы имеют мономодальное распределение по размерам. Анализ полученных данных позволил установить, что на средний гидродинамический радиус мицелл витамина А оказывают значительное влияние все исследуемые параметры. Установлены оптимальные параметры синтеза наноэмульсии витамина А: скорость перемешивания (ν) – от 17000 до 22500 об/мин, время перемешивания (τ) – от 180 до 270 с, содержание дисперсной фазы (ω (дисперсной фазы) – от 1 до 4%, содержание жирорастворимого витамина А в дисперсной фазе (ω (витамина А) – от 50 до 70%. Полученный при данных параметрах образец наноэмульсии имеют средний гидродинамический радиус мицелл 62 ± 13 нм.

Для цитирования:

Гвозденко А.А., Блинов А.В., Голик А.Б., Рехман З.А., Колодкин М.А., Облогин Я.А., Кузнецов Е.С. Оптимизация методики синтеза наноэмульсии витамина А. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 6. С. 94-99. DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6966.

Биографии авторов

Andrey V. Blinov, Северо-Кавказский федеральный университет

Кафедра физики и технологии наноструктур и материалов, Физико-технический факультет, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ул. Пушкина, 1, Ставрополь, Российская Федерация, 355017

 

Alexey B. Golik, Северо-Кавказский федеральный университет

Кафедра физики и технологии наноструктур и материалов, Физико-технический факультет, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ул. Пушкина, 1, Ставрополь, Российская Федерация, 355017

 

Zafar A. Rekhman, Северо-Кавказский федеральный университет

Кафедра физики и технологии наноструктур и материалов, Физико-технический факультет, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ул. Пушкина, 1, Ставрополь, Российская Федерация, 355017

 

Maxim A. Kolodkin, Северо-Кавказский федеральный университет

Кафедра физики и технологии наноструктур и материалов, Физико-технический факультет, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ул. Пушкина, 1, Ставрополь, Российская Федерация, 355017

 

Yaroslav A. Oblogin, Северо-Кавказский федеральный университет

Кафедра физики и технологии наноструктур и материалов, Физико-технический факультет, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ул. Пушкина, 1, Ставрополь, Российская Федерация, 355017

 

Egor S. Kuznetsov, Ставропольский государственный медицинский университет

Педиатрический факультет, Ставропольский государственный медицинский университет, ул. Мира 310, г. Ставрополь, Российская Федерация

 

Литература

Mason T.G. Nanoemulsions: formation, structure, and physical properties. J. Phys.: Conden. Matter. 2006. V. 18. N 41. P. R635. DOI: 10.1088/0953-8984/18/41/R01.

Naseema A., Kovooru L., Behera A. K., Kumar K. P., Srivastava P. A critical review of synthesis procedures, applications and future potential of nanoemulsions. Adv. Colloid Interface Sci. 2021. V. 287. P. 102318. DOI: 10.1016/j.cis.2020.102318.

Elzayat A., Adam-Cervera I., Álvarez-Bermúdez O., Muñoz-Espí R. Nanoemulsions for synthesis of biomedical nanocarriers. Colloids Surf. B: Biointerfaces. 2021. V. 203. P. 111764. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2021.111764.

Kumar J., Jaswal S. Role of nanotechnology in the world of cosmetology: A review. Mater. Today: Proc. 2021. V. 45. P. 3302-3306. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.12.638.

Kumar N., Verma A., Mandal A. Formation, characteristics and oil industry applications of nanoemulsions: A review. J. Petrol. Sci. Eng. 2021. V. 206. P. 109042. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.109042.

Aswathanarayan J.B., Vittal R.R. Nanoemulsions and their potential applications in food industry. Front. Sust. Food Systems. 2019. V. 3. P. 95. DOI: 10.3389/fsufs.2019.00095.

Pourmadadi M., Ahmadi M., Abdouss M., Yazdian F., Rashedi H., Navaei-Nigjeh M., Hesari Y. The synthesis and characterization of double nanoemulsion for targeted Co-Delivery of 5-fluorouracil and curcumin using pH-sensitive agarose/chitosan nanocarrier. J. Drug Delivery Sci.Technol. 2022. V. 70. P. 102849. DOI: 10.1016/j.jddst.2021.102849.

Banasaz S., Morozova K., Ferrentino G., Scampicchio M. Encapsulation of lipid-soluble bioactives by nanoemulsions. Molecules. 2020. V. 25(17). P. 3966. DOI: 10.3390/molecules25173966.

Çınar K. A review on nanoemulsions: preparation methods and stability. Trakya Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017. V. 18(1). P. 73-83.

Nagdalian A.A., Blinov A.V., Golik A.B., Blinova A.A., Gvozdenko A.A., Maglakelidze D.G. Effect of ionic strength and active acidity of the medium on the stability of vitamin E nanoemulsions (alpha-tocopherol acetate). ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 24-29 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6677.

Mansuri A., Chaudhari R., Nasra S., Meghani N., Ran-jan S., Kumar A. Development of food-grade antimicrobials of fenugreek oil nanoemulsion-bioactivity and toxicity analysis. Environ. Sci. Poll. Res. 2023. V. 30(10). P. 24907-24918. DOI: 10.1007/s11356-022-19116-y.

Hashemnejad S.M., Badruddoza A.Z.M., Zarket B., Ricardo Castaneda C., Doyle P.S. Thermoresponsive nanoemulsion-based gel synthesized through a low-energy process. Nat. Commun. 2019. V. 10(1). P. 2749. DOI: 10.1038/s41467-019-10749-1.

Mustafa I.F., Hussein M.Z. Synthesis and technology of nanoemulsion-based pesticide formulation. Nanomaterials. 2020. V. 10(8). P. 1608. DOI: 10.3990/nano10081608.

Chawla P., Kumar N., Kaushik R., Dhull S.B. Synthesis, characterization and cellular mineral absorption of nanoemulsions of Rhododendron arboreum flower extracts stabilized with gum arabic. J. Food Sci. Technol. 2019. V. 56. P. 5194-5203. DOI: 10.1007/s13197-019-03988-z.

Liao Y., Zhong L., Liu L., Xie L., Tang H., Zhang L., Li X. Comparison of surfactants at solubilizing, forming and sta-bilizing nanoemulsion of hesperidin. J. Food Eng. 2020. V. 281. P. 110000. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2020.110000.

Sarheed O., Shouqair D., Ramesh K.V.R.N.S., Khaleel T., Amin M., Boateng J., Drechsler M. Formation of stable nanoemulsions by ultrasound-assisted two-step emulsification process for topical drug delivery: Effect of oil phase composition and surfactant concentration and loratadine as ripening inhibitor. Int. J. Pharm. 2020. V. 576. P. 118952. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118952.

da Silveira T.F.F., Laguerre M., Bourlieu-Lacanal C., Lecomte J., Durand E., Figueroa-Espinoza M. C., Ville-neuve P. Impact of surfactant concentration and antioxidant mode of incorporation on the oxidative stability of oilin-water nanoemulsions. LWT. 2021. V. 141. P. 110892. DOI: 10.1016/j.lwt.2021.110892.

Blinov A.V., Nagdalyan A.A., Gvozdenko A.A., Golik A.B., Slyadneva K.S., Pirogov M.A. Study of the influence of synthesis parameters on the average hydrody-namic radius of vitamin E (alpha-tocopherol acetate) micelles. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 45-53 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6571.

Asadinezhad S., Khodaiyan F., Salami M., Hosseini H., Ghanbarzadeh B. Effect of different parameters on orange oil nanoemulsion particle size: combination of low energy and high energy methods. J. Food Measur. Charact. 2019. 13. P. 2501-2509. DOI: 10.1007/s11694-019-00170-z.

Pengon S., Suchaoin W., Limmatvapirat C., Limmat-vapirat S. Development of nanoemulsions containing coconut oil with mixed emulsifiers: Effect of mixing speed on physical properties. Key Eng. Mater. 2019. V. 819. P. 181-186. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.819.181.

Zhang L., Zhang F., Fan Z., Liu B., Liu C., Meng X. DHA and EPA nanoemulsions prepared by the low-energy emulsification method: Process factors influencing droplet size and physicochemical stability. Food Res. Int. 2019. V. 121. P. 359-366. DOI: 10.1016/j.foodres.2019.03.059.

Roselan M.A., Ashari S.E., Faujan N.H., Mohd Faudzi S.M., Mohamad R. An improved nanoemulsion formulation containing kojic monooleate: optimization, characterization and in vitro studies. Molecules. 2020. V. 25(11). P. 2616. DOI: 10.3390/molecules25112616.

Опубликован
2024-05-04
Как цитировать
Gvozdenko, A. A., Blinov, A. V., Golik, A. B., Rekhman, Z. A., Kolodkin, M. A., Oblogin, Y. A., & Kuznetsov, E. S. (2024). ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ СИНТЕЗА НАНОЭМУЛЬСИИ ВИТАМИНА А. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 67(6), 94-99. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246706.6966
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)