Википедија

Миниемулзија

Миниемулзија (исто така позната како наноемулзија) ― посебен вид на емулзија. Миниемулзија е добивана со вадење смеса која содржи две течни фази што не се мешаат (на пример, масло и вода), еден или повеќе сурфактанти и, можеби, еден или повеќе ко-површински активни супстанции (вообичаени примери се хексадекан или цетил алкохол). Тие обично имаат нанокапки со еднаква распространетост на големината (20-500 nm) и се познати и како подмикронски, мини- и ултра фини емулзии.[1]

Шематска илустрација на структурата на наноемулзијата, вклучувајќи ги и двофазните системи (O/W или W/O), во кои соодветен волумен на внатрешната маслена фаза се дисеминира во најголемиот воден раствор или обратно; и повеќекратните системи (W/O/W или O/W/O), во рамките на еден систем, внатрешната водена фаза е раширена во маслена фаза, која потоа е раширена во масовна водена фаза или обратно.[1]

Како да биде подготвена миниемулзија

уреди
  1. Избор на состојки: Првиот чекор во создавањето на наноемулзија е да бидат избрани состојките, кои вклучуваат масло, вода и средство за емулгирање. Видот и пропорциите на овие состојки ќе влијаат на стабилноста и својствата на крајната емулзија.[2]
  2. Подготовка на маслени и водени фази: маслените и водените фази се подготвуваат одделно, со сите сакани состојки, како што се сурфактанти или ароматични средства, додадени на овој чекор.
  3. Мешање на масло и емулгатор со мешалка: Потоа, фазите на масло и вода се мешани во присуство на средство за емулгирање, обично со користење на уред за мешање со висок смолкнување, како што е обичен хомогенизатор или хомогенизатор под висок притисок.[3]
  4. Стареење и стабилизација: Емулзијата обично старее на собна температура за да се дозволи капките да бидат стабилизирани, по што може да биде оладена или загреана по потреба.[3]
  5. Оптимизирање и карактеризација: Големината и стабилноста на капките потоа се оптимизирани со прилагодување на состојките и параметрите на постапката, како што се температурата, рН и условите за мешање. Наноемулзијата е стерилизирана и со филтрација со 0,22μm. Неколку методи, како што се динамичното расејување на светлината, преносната електронска микроскопија и микроскопот за скенирање електрони, можат да ги карактеризираат својствата на конечната наноемулзија.[4]
  6. Анализирање на квалитетот на големината на честичките
Дефиниција на МСЧПХ

Миниемулзија: емулзија во која честичките од „расејаната фаза“ имаат дијаметри во опсег од приближно 50 nm до 1 μm.

Забелешка 1: Миниемулзиите обично се стабилизирани против разградување на дифузијата (Оствалдово зреење (нав.[5]) со соединение нерастворливо во „постојана фаза“.

Забелешка 2: Расејаната фаза содржи мешани стабилизатори, на пр., јонски сурфактант, како што е натриум додецил сулфат (n-додецил сулфат натриум) и алкохол со краток алифатичен синџир („сосурфактант“) за колоидна стабилност, или нерастворливо во вода соединение, како што е јаглеводород („состабилизатор“ често и неправилно наречен „сосурфактант“) што го ограничува разградувањето на дифузијата. Миниемулзиите обично се стабилни најмалку неколку дена.[6]

Миниемулзиска полимеризација: Полимеризација на миниемулзија на мономер во која целата полимеризација се случува во рамките на веќе постоечките мономерни честички без образување на нови честички.[6]

Методи на подготовка на наноемулзии/миниемулзии

уреди

Постојат два општи вида методи за подготовка на миниемулзии:

  • Високоенергетски методи - За методите со висока енергија, вадењето обично е одвивано преку изложување на ултразвук со висока моќност[7][8][9] од смесата или со хомогенизатор под висок притисок, кои се постапки со високо вадење.
  • Нискоенергетски методи - За методите со ниска енергија, емулзијата на вода во масло обично е подготвувана и потоа е преобразувана во миниемулзија на масло во вода со промена на составот или температурата. Емулзијата на вода во масло е разредувана по капка со вода до точка на инверзија или постепено е ладена до температура на инверзија на фаза. Точката на инверзија на емулзијата и температурата на инверзија на фаза предизвикуваат значително намалување на меѓуфазната напнатост помеѓу две течности, со што се создавани многу ситни капки масло расејани во водата.[10]

Миниемулзиите се кинетички стабилни, но термодинамички нестабилни.[11] Маслото и водата не си одговаат по природа, а средиштето меѓу нив не е фаворизирано. Затоа, со оглед на доволно време, маслото и водата во миниемулзиите повторно се раздвојуваат. Различни механизми како што се гравитациското одвојување, флокулација, спојување и Оствалдовото зреење резултираат со нестабилност.[12] Во идеален миниемулзиски систем, спојувањето и Оствалдовото зреење се потиснати благодарение на присуството на сурфактантот и сосурфактантот.[7] Со додавање на сурфактанти, потоа се добивани стабилни капки, кои обично имаат големина помеѓу 50 и 500 nm.[13][14]

Инструменти потребни во наноемулзиите

уреди

Стерилен филтер

уреди

Стерилен филтер е уред кој е користен за отстранување на микроорганизми и други загадувачи од течност или гас, што го прави стерилен.[15][16] Стерилните филтри најчесто се користени во медицинската, фармацевтската и биотехнолошката индустрија за да биде осигурано дека произведените производи се без бактерии и други штетни организми.

Постојат различни видови филтри кои се:

  • Мембрански филтри: Овие филтри користат порозна мембрана за физички да ги блокираат микроорганизмите и другите честички.[17] Тие се достапни во различни големини и материјали на порите, како што се целулоза ацетат, полипропилен и најлон, за да одговараат на различни примени.
  • Длабочински филтри: Овие филтри користат матрица од влакна, мониста или прав за да ги заробат честичките и микроорганизмите.[18] Примери на длабочински филтри се целулоза, стаклени влакна и дијатомејска земја.
  • Адсорптивни филтри: Овие филтри користат адсорбентни материјали, како активиран јаглерод, или специјализирани смоли или зрна, за отстранување на одредени видови загадувачи со хемиска адсорпција.[19][20][21]

Наногенизатор

уреди

Наногенизатор, познат и како хомогенизатор под висок притисок или микрофлуидизатор, е уред кој е користен за создавање мали капки или честички со примена на висок притисок на течна смеса.[22] Овие уреди може да бидат користени за производство на наноемулзии, како и други видови на емулзии и суспензии.[23] Тие дејствуваат така што ја минуваат смесата низ мал отвор под висок притисок, што предизвикува течноста да биде вадена и да биде поделена на мали капки или честички. Големината на капките или честичките може да бидат контролирани со прилагодување на притисокот и дизајнот на отворот.[24]

Големина на наночестички

уреди
 
Анализатор на честички со двојна светлина.

Изработувачот на големини на наночестички, познат и како анализатор на наночестички, е уред кој е користен за мерење на големината, распространетоста на големината и концентрацијата на наночестичките во примерокот.[25][26] Големината на наночестичките е вообичаена во опсег од 1 до 100 нанометри (nm) и тие се многу помали од честичките што може да бидат измерени со конвенционалните анализатори за големина на честички.[27]

Примени

уреди

Миниемулзиите имаат широка примена во синтезата на наноматеријали и во фармацевтската и прехранбената индустрија.[28][29] На пример, постапките засновани на миниемулзија се, според тоа, особено прилагодени за создавање наноматеријали. Постои фундаментална разлика помеѓу традиционалната емулзиска полимеризација и миниемулзиската полимеризација. Образувањето честички во првото е мешавина од мицеларна и хомогена нуклеација, честичките образувани преку миниемулзија, меѓутоа главно се создавани со нуклеација на капки. Во фармацевтската индустрија, капките масло делуваат како ситни садови кои носат лекови нерастворливи во вода, а водата обезбедува блага средина која е компатибилна со човечкото тело.[30][31] Покрај тоа, наноемулзиите што носат лекови им овозможуваат на лековите да бидат кристализирани во контролирана големина со добра стапка на растворање.[32][33] Конечно, во прехранбената индустрија, миниемулзиите не само што можат да бидат наполнети со хранливи материи нерастворливи во вода, како што се бета-каротин и куркумин, туку и да ја подобрат сварливоста на хранливите материи.[10]

Наводи

уреди
  1. ↑ 1,0 1,1 Moghassemi, Saeid; Dadashzadeh, Arezoo; Azevedo, Ricardo Bentes; Amorim, Christiani A. (1 ноември 2022). „Nanoemulsion applications in photodynamic therapy“. Journal of Controlled Release. 351: 164–173. doi:10.1016/j.jconrel.2022.09.035. ISSN 0168-3659.
  2. ↑ Delmas, Thomas; Piraux, Hélène; Couffin, Anne-Claude; Texier, Isabelle; Vinet, Françoise; Poulin, Philippe; Cates, Michael E.; Bibette, Jérôme (2011-03-01). „How To Prepare and Stabilize Very Small Nanoemulsions“. Langmuir (англиски). 27 (5): 1683–1692. doi:10.1021/la104221q. ISSN 0743-7463. PMID 21226496.
  3. ↑ 3,0 3,1 Albert, Claire; Beladjine, Mohamed; Tsapis, Nicolas; Fattal, Elias; Agnely, Florence; Huang, Nicolas (2019-09-10). „Pickering emulsions: Preparation processes, key parameters governing their properties and potential for pharmaceutical applications“. Journal of Controlled Release (англиски). 309: 302–332. doi:10.1016/j.jconrel.2019.07.003. ISSN 0168-3659. PMID 31295541.
  4. ↑ Jesser, Emiliano; Yeguerman, Cristhian; Gili, Valeria; Santillan, Graciela; Murray, Ana Paula; Domini, Claudia; Werdin-González, Jorge Omar (2020-06-01). „Optimization and Characterization of Essential Oil Nanoemulsions Using Ultrasound for New Ecofriendly Insecticides“. ACS Sustainable Chemistry & Engineering (англиски). 8 (21): 7981–7992. doi:10.1021/acssuschemeng.0c02224. ISSN 2168-0485. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  5. ↑ Richard G. Jones; Edward S. Wilks; W. Val Metanomski; Jaroslav Kahovec; Michael Hess; Robert Stepto; Tatsuki Kitayama, уред. (2009). Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature (IUPAC Recommendations 2008) ("The Purple Book"). RSC Publishing. ISBN 978-1-84755-942-5.
  6. ↑ 6,0 6,1 Slomkowski, Stanislaw; Alemán, José V.; Gilbert, Robert G.; Hess, Michael; Horie, Kazuyuki; Jones, Richard G.; Kubisa, Przemyslaw; Meisel, Ingrid; Mormann, Werner; Penczek, Stanisław; Stepto, Robert F. T. (2011). „Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)“ (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03. S2CID 96812603. Архивирано од изворникот (PDF) на 2013-10-20. Посетено на 2024-02-14.
  7. ↑ 7,0 7,1 Mason TG, Wilking JN, Meleson K, Chang CB, Graves SM, "Nanoemulsions: formation, structure, and physical properties", Journal of Physics: Condensed Matter, 2006, 18(41): R635-R666
  8. ↑ Peshkovsky A, Peshkovsky S, "Acoustic Cavitation Theory and Equipment Design Principles for Industrial Applications of High-Intensity Ultrasound", Physics Research and Technology, Nova Science Pub. Inc., October 31, 2010, ISBN 1-61761-093-3
  9. ↑ "Translucent Oil-in-Water Nanoemulsions", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011
    "Nanoemulsions Used for Parenteral Nutrition", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011
    "Drug-Carrier Liposomes and Nanoemulsions", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011
  10. ↑ 10,0 10,1 Gupta, Ankur; Eral, H. Burak; Hatton, T. Alan; Doyle, Patrick S. (2016). „Nanoemulsions: formation, properties and applications“. Soft Matter. 12 (11): http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2016/sm/c5sm02958a. Bibcode:2016SMat...12.2826G. doi:10.1039/C5SM02958A. PMID 26924445. Архивирано од изворникот на 2018-09-10. Посетено на 2024-02-14. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  11. ↑ Capek, Ignác (2004-03-19). „Degradation of kinetically-stable o/w emulsions“. Advances in Colloid and Interface Science. 107 (2–3): 125–155. doi:10.1016/S0001-8686(03)00115-5. ISSN 0001-8686. PMID 15026289.
  12. ↑ Jafari, Seid Mahdi; McClements, D. Julian (2018). Nanoemulsions: Formulation, Applications, and Characterization 1st Edition. Academic Press. стр. 10. ISBN 978-0128118382.
  13. ↑ Gauthier, Gaëlle; Capron, Isabelle (2021-12-01). „Pickering nanoemulsions: An overview of manufacturing processes, formulations, and applications“. JCIS Open (англиски). 4: 100036. doi:10.1016/j.jciso.2021.100036. ISSN 2666-934X.
  14. ↑ Sarheed, Omar; Dibi, Manar; Ramesh, Kanteti V. R. N. S. (2020-12-17). „Studies on the Effect of Oil and Surfactant on the Formation of Alginate-Based O/W Lidocaine Nanocarriers Using Nanoemulsion Template“. Pharmaceutics (англиски). 12 (12): 1223. doi:10.3390/pharmaceutics12121223. ISSN 1999-4923. PMC 7766092 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 33348692 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  15. ↑ Themes, U. F. O. (2021-05-09). „Sterile Filtration of Liquids and Gases“. Basicmedical Key (англиски). Посетено на 14 февруари 2024.
  16. ↑ Kumar, Manish; Bishnoi, Ram Singh; Shukla, Ajay Kumar; Jain, Chandra Prakash (2019-09-30). „Techniques for Formulation of Nanoemulsion Drug Delivery System: A Review“. Preventive Nutrition and Food Science (англиски). 24 (3): 225–234. doi:10.3746/pnf.2019.24.3.225. ISSN 2287-1098. PMC 6779084. PMID 31608247.
  17. ↑ „The various types of membrane filters and their uses“. Next Day Science. Посетено на 14 февруари 2024.
  18. ↑ Baker, Richard; Baker, Richard W. (2004-05-31). Membrane Technology and Applications (англиски). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-85445-7.
  19. ↑ Edwards, Marc; Benjamin, Mark M. (1989). „Adsorptive Filtration Using Coated Sand: A New Approach for Treatment of Metal-Bearing Wastes“. Research Journal of the Water Pollution Control Federation. 61 (9/10): 1523–1533. ISSN 1047-7624. JSTOR 25043770.
  20. ↑ „Adsorption Is The Key | Resources | Danamark Watercare“. Danamark (англиски). 2018-06-20. Посетено на 14 февруари 2024.
  21. ↑ Onur, Aysu; Ng, Aaron; Batchelor, Warren; Garnier, Gil (2018). „Multi-Layer Filters: Adsorption and Filtration Mechanisms for Improved Separation“. Frontiers in Chemistry. 6: 417. Bibcode:2018FrCh....6..417O. doi:10.3389/fchem.2018.00417. ISSN 2296-2646. PMC 6143674. PMID 30258839.
  22. ↑ „Everything You Should Know About Homogenization“. AZoNano.com (англиски). 2022-06-28. Посетено на 14 февруари 2024.
  23. ↑ „NanoGenizer High Pressure Homogenizer for Nanomaterials“. Technology Networks (англиски). Посетено на 14 февруари 2024.
  24. ↑ Broniarz-Press, L.; Włodarczak, S.; Matuszak, M.; Ochowiak, M.; Idziak, R.; Sobiech, Ł.; Szulc, T.; Skrzypczak, G. (2016-04-01). „The effect of orifice shape and the injection pressure on enhancement of the atomization process for pressure-swirl atomizers“. Crop Protection (англиски). 82: 65–74. doi:10.1016/j.cropro.2016.01.005. ISSN 0261-2194.
  25. ↑ Aljeldah, Mohammed Mubarak; Yassin, Mohamed Taha; Mostafa, Ashraf Abdel-Fattah; Aboul-Soud, Mourad AM (2023-01-06). „Synergistic Antibacterial Potential of Greenly Synthesized Silver Nanoparticles with Fosfomycin Against Some Nosocomial Bacterial Pathogens“. Infection and Drug Resistance (англиски). 16: 125–142. doi:10.2147/IDR.S394600. PMC 9831080 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 36636381 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  26. ↑ „Dual-Light Nano Particle Sizer“. www.genizer.com (англиски). Посетено на 14 февруари 2024.
  27. ↑ Hoshyar, Nazanin; Gray, Samantha; Han, Hongbin; Bao, Gang (март 2016). „The effect of nanoparticle size on in vivo pharmacokinetics and cellular interaction“. Nanomedicine (англиски). 11 (6): 673–692. doi:10.2217/nnm.16.5. ISSN 1743-5889. PMC 5561790. PMID 27003448.
  28. ↑ Azmi, Nor Azrini Nadiha; Elgharbawy, Amal A. M.; Motlagh, Shiva Rezaei; Samsudin, Nurhusna; Salleh, Hamzah Mohd (септември 2019). „Nanoemulsions: Factory for Food, Pharmaceutical and Cosmetics“. Processes (англиски). 7 (9): 617. doi:10.3390/pr7090617. ISSN 2227-9717.
  29. ↑ Ashaolu, Tolulope Joshua (2021-08-01). „Nanoemulsions for health, food, and cosmetics: a review“. Environmental Chemistry Letters (англиски). 19 (4): 3381–3395. doi:10.1007/s10311-021-01216-9. ISSN 1610-3661. PMC 7956871 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 33746662 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  30. ↑ Guo, Yi; Teo, Victoria L.; Ting, S. R. Simon; Zetterlund, Per B. (мај 2012). „Miniemulsion polymerization based on in situ surfactant formation without high-energy homogenization: effects of organic acid and counter ion“. Polymer Journal (англиски). 44 (5): 375–381. doi:10.1038/pj.2012.7. ISSN 1349-0540.
  31. ↑ Aizpurua, Imanol; Barandiaran, Marı́a J. (1999-06-01). „Comparison between conventional emulsion and miniemulsion polymerization of vinyl acetate in a continuous stirred tank reactor“. Polymer (англиски). 40 (14): 4105–4115. doi:10.1016/S0032-3861(98)00641-7. ISSN 0032-3861.
  32. ↑ Azeem, Adnan; Rizwan, Mohammad; Ahmad, Farhan J.; Iqbal, Zeenat; Khar, Roop K.; Aqil, M.; Talegaonkar, Sushama (март 2009). „Nanoemulsion Components Screening and Selection: a Technical Note“. AAPS PharmSciTech (англиски). 10 (1): 69–76. doi:10.1208/s12249-008-9178-x. ISSN 1530-9932. PMC 2663668. PMID 19148761.
  33. ↑ Jacob, Shery; Nair, Anroop B.; Shah, Jigar (декември 2020). „Emerging role of nanosuspensions in drug delivery systems“. Biomaterials Research (англиски). 24 (1): 3. doi:10.1186/s40824-020-0184-8. ISSN 2055-7124. PMC 6964012. PMID 31969986.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Миниемулзија&oldid=5225716“