Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion

Trong đề tài này việc chế tạo hạt nano chitosan tải insulin được thực hiện bằng phương pháp tạo gel ion, sử dụng tác nhân tạo liên kết ngang sodium tripolyphosphate. Để thu được kết quả chế tạo hạt nano tốt

nhất có thể, đề tài thực hiện tái deacetyl hóa chitosan ban đầu (độ deacetyl hóa (DD) khoảng 75 %) và thu được chitosan sau tái deacetyl hóa có DD khoảng 85 – 90 %, DD được xác định bằng phương pháp FTIR. Từ chitosan tái deacetyl hóa này, chúng tôi thực hiện khảo sát tạo hạt ở các điều kiện pH khác nhau (pH = 2; 3,5; 5), tại các nồng độ chitosan khác nhau (0,5; 1; 2; 4 mg/mL) và các tỉ lệ khối lượng giữa chitosan so với tác nhân liên kết ngang khác nhau (2:1; 4:1; 6:1; 8:1), để rút ra một bộ thông số phù hợp nhất về kích thước và phân bố kích thước hạt. Thông qua đó, hạt nano chitosan-TPP tải insulin được chế tạo đạt hiệu suất tải thuốc 91,6 % tại môi trường có pH = 3,5; nồng độ chitosan là 1 mg/mL; tỉ lệ khối lượng giữa

chitosan so với tác nhân liên kết ngang là 4:1. Hình ảnh TEM cho thấy hạt có kích thước nhỏ hơn 100 nm, hình dạng khá tròn, khi đo phổ FTIR có thể chứng minh được sự tồn tại của những liên kết cơ bản giữa

chitosan và tác nhân tạo liên kết ngang trong việc hình thành hạt. Dựa trên kết quả phân tích phổ FTIR và hiệu suất bao gói, chúng tôi xác định đã chế tạo thành công hạt nano chitosan-TPP tải insulin làm nguyên liệu đầu tiên cho những khảo sát sâu hơn nữa, nhằm mang hạt nano chitosan tải insulin vào ứng

dụng thực tiễn.

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 1

Trang 1

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 2

Trang 2

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 3

Trang 3

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 4

Trang 4

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 5

Trang 5

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 6

Trang 6

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 7

Trang 7

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 8

Trang 8

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 9

Trang 9

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion trang 10

Trang 10

pdf 10 trang Trúc Khang 08/01/2024 4420
Bạn đang xem tài liệu "Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion

Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải insulin bằng phương pháp tạo gel ion
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ T4- 2015 
 Trang 125 
Chế tạo hạt nano chitosan-TPP tải 
insulin bằng phương pháp tạo gel ion 
 Đinh Thị Huyền Trang 
 Nguyễn Đức Hảo 
 Lê Văn Hiếu 
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM 
 Hồ Thanh Hà 
PTN Công nghệ Nano (LNT), ĐHQG-HCM 
( Bài nhận ngày 10 tháng 12 năm 2014, nhận đăng ngày 23 tháng 09 năm 2015) 
TÓM TẮT 
Trong đề tài này việc chế tạo hạt nano 
chitosan tải insulin được thực hiện bằng 
phương pháp tạo gel ion, sử dụng tác nhân 
tạo liên kết ngang sodium tripolyphosphate. 
Để thu được kết quả chế tạo hạt nano tốt 
nhất có thể, đề tài thực hiện tái deacetyl hóa 
chitosan ban đầu (độ deacetyl hóa (DD) 
khoảng 75 %) và thu được chitosan sau tái 
deacetyl hóa có DD khoảng 85 – 90 %, DD 
được xác định bằng phương pháp FTIR. Từ 
chitosan tái deacetyl hóa này, chúng tôi thực 
hiện khảo sát tạo hạt ở các điều kiện pH 
khác nhau (pH = 2; 3,5; 5), tại các nồng độ 
chitosan khác nhau (0,5; 1; 2; 4 mg/mL) và 
các tỉ lệ khối lượng giữa chitosan so với tác 
nhân liên kết ngang khác nhau (2:1; 4:1; 6:1; 
8:1), để rút ra một bộ thông số phù hợp nhất 
về kích thước và phân bố kích thước hạt. 
Thông qua đó, hạt nano chitosan-TPP tải 
insulin được chế tạo đạt hiệu suất tải thuốc 
91,6 % tại môi trường có pH = 3,5; nồng độ 
chitosan là 1 mg/mL; tỉ lệ khối lượng giữa 
chitosan so với tác nhân liên kết ngang là 
4:1. Hình ảnh TEM cho thấy hạt có kích 
thước nhỏ hơn 100 nm, hình dạng khá tròn, 
khi đo phổ FTIR có thể chứng minh được sự 
tồn tại của những liên kết cơ bản giữa 
chitosan và tác nhân tạo liên kết ngang trong 
việc hình thành hạt. Dựa trên kết quả phân 
tích phổ FTIR và hiệu suất bao gói, chúng tôi 
xác định đã chế tạo thành công hạt nano 
chitosan-TPP tải insulin làm nguyên liệu đầu 
tiên cho những khảo sát sâu hơn nữa, nhằm 
mang hạt nano chitosan tải insulin vào ứng 
dụng thực tiễn. 
Từ khóa: nano chitosan, tác nhân tạo liên kết ngang sodium tripolyphosphate, tạo gel ion, 
insulin. 
MỞ ĐẦU 
Để nâng cao chất lượng trong điều trị bệnh 
và phục vụ nhu cầu sống ngày càng cao, người ta 
luôn tìm cách cải tiến khả năng ứng dụng của các 
dạng vật liệu sử dụng trong y sinh, và các dạng 
vật liệu này phải đáp ứng những yêu cầu cơ bản 
như tính tương thích sinh học cao, có khả năng tự 
đào thải và không gây độc tính, ngoài ra còn ưu 
tiên các chỉ tiêu như đơn giản, dễ chế tạo, giá 
thành thấp, đối với hệ tải thuốc nano cũng như 
vậy. Trong nhiều năm qua, đây là lĩnh vực thu 
hút được sự quan tâm lớn và bước đầu đã đạt 
được kết quả, nhưng cũng chỉ là bắt đầu sơ khai 
một nền công nghệ mới – công nghệ vật liệu 
nano ứng dụng trong y sinh. Với đề tài này nhóm 
thực hiện chế tạo hệ hạt nano chitosan tải insulin 
nhằm hướng tới một hệ tải có thể sử dụng cho 
đường uống trong trị bệnh đái tháo đường. 
Science & Technology Development, Vol 18, No.T4-2015 
Trang 126 
Chitosan là một loại polysaccharide không 
phổ biến trong tự nhiên nhưng có thể thu được 
thông qua deacetyl hóa chitin (có nhiều trong 
động vật giáp xác và nấm). Chitosan là một 
polymer mạch thẳng chứa nhiều đơn vị β-(1-4)-2-
amino-2-deoxy-D-glucopyranose, cũng là poly-
cationic, không độc tính, có khả năng phân hủy 
và tương thích sinh học cao. Ngoài ra, chitosan 
có thể tan trong một số acid hữu cơ với pH nhỏ 
hơn 6.5 như acid formic, acetic, tartaric, citric. 
Thông thường đối với một chitosan thì tỉ lệ của 
nhóm amino cần đạt trên 50 % so với nhóm 
acetyl [1, 2, 3]. 
Để tạo hệ hạt nano trên vật liệu cơ bản 
chitosan, đề tài đã thực hiện chế tạo bằng phương 
pháp tạo gel ion với tác nhân tạo liên kết ngang là 
sodium tripolyphophate (STPP). So với những 
chất tạo liên kết ngang hóa học như 
glutaraldehyde; glyoxal; 2,2-dimethoxy phenyl-
acetophenonethì STPP là chất không có độc 
tính, ngoài ra nó còn là một muối khá dễ tan, kích 
thước nhỏ. Từ những tính chất đó, STPP được 
chọn làm tác nhân liên kết ngang trong tạo hạt 
dạng nano ứng dụng trong y sinh [4]. 
Insulin là hormon protein rất quan trọng đối 
với việc điều hòa đường huyết, nó là hormon duy 
nhất có thể chuyển hóa đường tự do thành dạng 
glycogen. Khi cơ thể thiếu insulin, chúng sẽ được 
bổ sung bằng đường tiêm do dễ bị phân hủy bởi 
môi trường pH thấp cũng như hoạt động của 
enzym protenase có trong đường tiêu hóa [5, 6]. 
Tuy nhiên, đường truyền thuốc này lại gây ra khá 
nhiều phiền toái từ cách bảo quản tới những phản 
ứng phụ có thể phát sinh. Hạt nano chitosan-TPP 
được nghiên cứu để trở thành một trong những 
giải pháp cho vấn đề này. Hệ hạt chitosan có khả 
năng bảo vệ thuốc ở bên trong hạt tải để tránh 
tiếp xúc với môi trường bên ngoài, cùng kích 
thước ở mức nano hạt tải có thể dễ dàng xâm 
nhập vào đường máu và nhả thuốc trong thời gian 
dài [3, 7]. 
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN 
CỨU 
Vật liệu 
Chitosan dạng bột với độ deacetyl (DD) 
khoảng 75 % của Himedia Laboratories (Ấn Độ) 
là sản phẩm được deacetyl hóa từ chiti ...  để kiểm tra liên kết 
bằng phổ FTIR. 
Kiểm tra hiệu suất bao gói 
Sử dụng túi thấm tách cellulose (kích thước 1 
x 50 ft, có thể thấm lọc chất có kích thước tối đa 
12 – 14 kDa) để tính hiệu suất bao gói thuốc 
thông qua nguyên tắc cân bằng nồng độ trong và 
ngoài túi thấm tách. Cho dung dịch hạt nano 
chitosan-TPP tải insulin vào trong túi thấm tách 
đã được xử lý bằng nước DI và nhúng hệ vào 
trong nước DI, khuấy từ bên ngoài túi liên tục 
trong 4 giờ. Trích mẫu bên ngoài túi thấm tách để 
xác định cường độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 
276 nm bằng máy UV-vis (Ultraviolet-visible 
Spectroscopy, Cary 100, Australia, được đặt tại 
Phòng thí nghiệm công nghệ Nano, ĐHQG-
HCM). 
KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 
Kết quả deacetyl hóa qua FTIR 
Để đánh giá mức thành công của việc tái 
deacetyl hóa, chúng tôi tiến hành đo phổ FTIR 
của bột chitosan trước và sau khi tái deacetyl hóa. 
Dựa trên phổ FTIR thu được (Hình 1) tại vùng số 
sóng 3500 cm
-1
 và 2880 cm
-1
 thể hiện cho các 
liên kết O-H và C-H có trên cả chitosan trước và 
sau khi thực hiện tái deacetyl hóa, riêng với đỉnh 
tại số sóng 1652 cm-1 và 1609 cm-1 thể hiện cho 
nhóm acetyl và nhóm amino trên chitosan thì 
khác nhau trên mỗi phổ [9, 10]. Trên phổ của 
chitosan trước deacetyl hóa liên kết C=O có trong 
nhóm acetyl thể hiện rất rõ ràng (phổ A), trong 
khi sau khi tái deacetyl hóa (phổ B) thì liên kết -
NH2 lại thể hiện rõ ràng hơn. Điều đó chứng 
minh rằng, quá trình tái deacetyl hóa đã diễn ra 
thành công. 
Để xác định mức độ thành công của quá trình 
tái deacetyl hóa, nhóm đề tài thực hiện xác định 
DD của chitosan trước và sau khi tái deacetyl hóa 
bằng phương pháp phổ FTIR. Dựa vào tỉ lệ giá trị 
cường độ hấp thụ (truyền qua) của một số đỉnh 
phổ FTIR (thí dụ vùng liên kết O-H, C-H, C=O, -
CH2 và vùng amide III) của chitosan trước và sau 
khi tái deacetyl hóa cùng một số công thức xác 
định DA đã được báo cáo [11], từ đó xác định 
được DD của chitosan trước và sau khi thực hiện 
tái deacetyl hóa. Với chitosan trước khi tái 
deacetyl hóa có DD khoảng 75 % và sau khi thực 
hiện tái deacetyl hóa thì DD của chitosan tăng lên 
tới 85 % - 90 %. 
Science & Technology Development, Vol 18, No.T4-2015 
Trang 128 
Hình 1. Phổ FTIR của chitosan trước (A) và sau khi deacetyl hóa (B). 
Phổ FTIR của hạt nano chitosan 
Dựa trên phổ FTIR (Hình 2) của hạt nano 
chitosan-TPP (phổ B) thấy rằng: đỉnh thể hiện 
cho liên kết trong nhóm amino trên chitosan 
(đỉnh 1609 cm-1 trên phổ B) đã bị phân tách thành 
hai đỉnh 1636 cm-1 và 1540 cm-1 [10], điều đó 
chứng tỏ rằng đã có sự tương tác giữa nhóm 
amino trên chitosan với tác nhân tạo liên kết 
ngang làm biến đổi nhóm amino thành nhóm 
ammonium. Ngoài ra trên phổ của hạt nano còn 
xuất hiện đỉnh phổ 1149 cm-1 thể hiện cho liên 
kết P=O có trong ion tripolyphosphate nhưng 
cường độ khá yếu và gần với đỉnh phổ có trên 
chitosan nên không thể khẳng định chắc chắn 
được sự có mặt của nó. 
Hình 2. Phổ FTIR của STPP (A), chitosan sau khi deacetyl hóa (B) và hạt nano chitosan-TPP (C). 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ T4- 2015 
 Trang 129 
Ảnh hưởng của pH tới phân bố kích thước hạt 
Trong nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện 
khảo sát việc tạo hạt ở các pH: 2; 3,5; 5 tại nồng 
độ chitosan là 1 mg/mL và tỉ lệ khối lượng giữa 
chitosan:STPP là 4:1. Dung dịch hạt được kiểm 
tra phân bố kích thước bằng DLS (Hình 3). 
Tại pH = 2 kích thước hạt chitosan vượt sang 
cỡ micromet. Tại môi trường chế tạo có pH = 5, 
kích thước hạt thu được nhỏ hơn tại môi trường 
có pH = 3,5. Ở pH = 3,5 kích thước hạt chủ yếu 
thu được khoảng 210 nm, trong khi ở 
pH = 5 kích thước hạt chủ yếu chỉ là 180 nm. 
Tuy nhiên, đối với môi trường chế tạo có pH = 5 
khả năng hòa tan của chitosan kém hơn nhiều so 
với môi trường có pH = 3,5. Từ đó cũng thấy 
rằng pH của môi trường quyết định tới khả năng 
hòa tan của chitosan hay nói cách khác nó quyết 
định tới điện tích của chuỗi polymer chitosan, do 
điện tích của chuỗi chitosan là yếu tố quan trọng 
đối với việc tương tác giữa nó và tác nhân liên 
kết ngang, nên từ đó ảnh hưởng tới hình thành 
kích thước hạt. Với môi trường chế tạo càng acid 
thì kích thước hạt chitosan-TPP càng lớn. 
Hình 3. Ảnh DLS của hạt chitosan-TPP tại môi trường chế tạo pH = 3,5 (A) và pH = 5 (B) ở nồng độ chitosan 1 
mg/mL, tỉ lệ khối lượng chitosan: STPP là 4:1. 
Ảnh hưởng của nồng độ chitosan tới phân bố 
kích thước hạt 
Thực hiện khảo sát tại các nồng độ chitosan 
0,5; 1; 2 và 4 mg/mL, tại pH = 3,5 và tỉ lệ khối 
lượng chitosan: STPP là 6:1. Dung dịch hạt 
chitosan-TPP ở điều kiện này được kiểm tra bằng 
DLS (Hình 4). 
Khi nồng độ chitosan càng tăng thì kích 
thước hạt chủ yếu càng lớn, phân bố có xu hướng 
đồng đều hơn. Ở nồng độ chitosan 0,5 mg/mL 
kích thước chủ yếu là 165 nm, ở nồng độ 
1 mg/mL là 280 nm, ở nồng độ 2 mg/mL là 
600 nm và 4 mg/mL là 1,5 μm. Bởi vì mật độ 
chitosan hiện diện trong dung dịch càng lớn thì 
khả năng kết hợp nhiều chuỗi chitosan với tác 
nhân liên kết ngang càng cao làm cho hạt càng 
lớn, nồng độ chitosan lớn cũng làm cho việc tạo 
hạt trở nên dễ dàng hơn và hạt từ đó cũng đồng 
đều hơn. 
Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng chitosan: 
STPP tới phân bố kích thước hạt 
Thực hiện khảo sát tại các tỉ lệ khối lượng 
giữa chitosan và STPP là 2:1; 4:1; 6:1 và 8:1 tại 
môi trường pH = 3,5 và nồng độ chitosan là 
1 mg/mL (Hình 5). 
Khi thay đổi tỉ lệ khối lượng giữa chitosan và 
STPP thì kích thước hạt chủ yếu được tạo thành 
không có sự thay đổi lớn. Tại cả ba điều kiện 4:1, 
6:1 và 8:1 đều có kích thước hạt chủ yếu ở 150 
tới 200 nm. Nhưng việc thay đổi tỉ lệ khối lượng 
giữa polymer và tác nhân liên kết ngang lại ảnh 
hưởng lớn tới phân bố kích thước hạt. Khi tỉ lệ 
(A) (B) 
Science & Technology Development, Vol 18, No.T4-2015 
Trang 130 
lượng STPP sử dụng càng lớn thì kích thước hạt 
càng có xu hướng đồng đều hơn nhưng tới khi tỉ 
lệ khối lượng giữa chitosan và STPP đạt tới 2:1 
thì chitosan tạo gel với ion TPP. Chitosan là một 
polymer mạch thẳng, để tạo hạt thì các tác nhân 
liên kết ngang cần thời gian phân tán trong dịch 
chitosan, từ đó khi tăng nồng độ STPP lên thì 
kích thước tạo ra vẫn không thay đổi, nhưng khi 
lượng STPP vượt mức cần thiết thì những hạt 
chitosan đã tạo thành được gắn kết với nhau bằng 
tác nhân tạo liên kết ngang dư thừa, sinh ra hiện 
tượng gel tụ. 
Hình 5. Ảnh DLS của hạt chitosan-TPP ở các tỉ lệ khối lượng chitosan:STPP là 8:1 (A); 6:1 (B) và 4:1 (C) trong 
điều kiện môi trường pH = 3,5, nồng độ chitosan là 1 mg/mL. 
(A) (B) 
Hình 4. Ảnh DLS của hạt chitosan ở nồng độ của chitosan 0,5 (A), 1 (B), 2 (C), 4 (D) mg/mL tại pH = 3,5 
và tỉ lệ khối lượng chitosan: STPP là 6:1. 
(A) (B) (C) 
(C ) 
(D) 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ T4- 2015 
 Trang 131 
Phổ FTIR của hạt nano chitosan-TPP tải insulin 
Hình 6. Phổ FTIR của insulin người (A), chitosan (B), hạt nano chitosan-TPP (C) và 
hạt nano chitosan-TPP tải insulin (D). 
Sau khi thực hiện đo phổ FTIR của một số 
vật liệu liên quan và hạt nano chitosan-TPP tải 
insulin (Hình 6) từ đó có một số đánh giá như 
sau: so sánh phổ FTIR của hạt chitosan-TPP (C) 
và hạt chitosan-TPP tải insulin (D) nhận thấy 
không có sự khác biệt đáng kể nào giữa hai phổ, 
ở đó vẫn có sự tách đỉnh 1609 cm-1 của liên kết -
NH2 trong chitosan (phổ B) thành 2 đỉnh ở 1630 
cm
-1
 và 1530 cm
-1. Đối với phổ của insulin (phổ 
A) có xuất hiện các đỉnh phổ thể hiện liên kết có 
trong protein, dải amide II ở 1656 cm-1 và dải 
amide III ở 1534 cm-1 nhưng cả hai đỉnh phổ này 
đều rất gần với các đỉnh phổ thể hiện tương tác 
giữa chitosan và tác nhân liên kết ngang nên 
không thể khẳng định trong phổ đã thể hiện liên 
kết của insulin. Nhưng ở vùng số sóng 500-750 
cm
-1
 và vùng 3750-4000 cm
-1
 lại thể hiện được 
các đỉnh phổ nhỏ có trên insulin. Để có thêm 
bằng chứng cho việc insulin có tồn tại hay không 
trong hạt nano chitosan-TPP chế tạo được, chúng 
tôi thực hiện kiểm tra hiệu suất bao gói insulin 
của hạt nano chitosan với hai mục đích: khẳng 
định hạt nano chitosan-TPP có tải insulin thông 
qua sự chênh lệch giữa nồng độ ban đầu cho vào 
và nồng độ insulin tự do sau khi tạo hạt; tính 
được hiệu quả tải thuốc của hạt nano chitosan-
TPP tại điều kiện chế tạo đã xác định. 
Tính chất hạt nano chitosan-TPP tải insulin 
Hạt nano chitosan-TPP (hạt kiểm chứng) và 
hạt nano chitosan-TPP tải insulin được chế tạo ở 
nồng độ chitosan là 1 mg/mL, tỉ lệ khối lượng 
giữa chitosan:STPP là 4:1 và thực hiện chế tạo 
trong môi trường pH = 3,5. 
Science & Technology Development, Vol 18, No.T4-2015 
Trang 132 
Hình 7. Ảnh DLS hạt chitosan-TPP không tải insulin (A), hạt chitosan-TPP tải insulin (B). 
Dựa trên kiểm tra phân bố hạt bằng DLS và 
hình ảnh, kích thước hạt bằng TEM nhận thấy 
rằng kích thước hạt chủ yếu xác định bằng DLS 
và kích thước hạt xác định bằng TEM có độ 
chênh lệch khá lớn. Theo ảnh DLS (Hình 7) cho 
thấy kích thước hạt chủ yếu với mẫu hạt nano 
không tải insulin (ảnh A) và hạt nano có tải 
insulin (ảnh B) chênh lệch không nhiều, ở đó hạt 
nano tải insulin có kích thước chủ yếu lớn hơn 
khoảng vài nanomet nhưng độ phân bố hạt rộng 
hơn kéo dài từ khoảng 70 nm tới 2 μm, với hạt có 
kích thước lớn hơn 1 μm chiếm khoảng hơn 
10 %. Tuy nhiên đối với ảnh TEM (Hình 8) có 
thể thấy rằng kích thước hạt nano chitosan tải 
insulin lớn nhất cũng chưa đạt tới 100 nm (Hình 
8B’) và hạt nano chitosan không tải thì không có 
hình dạng hạt (Hình 8A’). Từ đó thấy rằng, hạt 
nano chitosan là một hạt khá mềm và nhạy cảm 
với tác nhân vật lý mạnh như lực (kiểm chứng 
trong quá trình chế tạo), cường độ ánh sáng 
mạnh, nhiệt độ cao (kiểm chứng trong việc đo 
TEM mẫu chitosan không tải bị phân hủy), khi 
hạt nano chitosan thực hiện tải insulin được gia 
cố liên kết thì có xu hướng bền vững hơn. 
Hình 8. Ảnh TEM của hạt chitosan-TPP không tải insulin (A’) và hạt chitosan-TPP tải insulin (B’). 
Dung dịch hạt nano chitosan-TPP tải insulin 
sau khi được chế tạo và xử lý bằng túi thấm tách 
cellulose, trích mẫu ngoài túi thấm tách để đo 
DLS tại bước sóng 276 nm để xác định được 
lượng insulin tự do có trong dung dịch ban đầu 
được trích ra từ bên ngoài túi thấm, từ đó tính 
được lượng insulin tự do trong dung dịch chế tạo 
ban đầu với hiệu suất tải thuốc đạt 91,6 % tại môi 
trường pH = 3,5, nồng độ chitosan 1 mg/mL, tỉ lệ 
khối lượng giữa chitosan và STPP là 4:1 với 
nồng độ cuối của insulin là 50 μg/mL. 
(a’) (b’) 
(A) 
(B) 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ T4- 2015 
 Trang 133 
KẾT LUẬN 
Dựa trên phân tích phổ FTIR của chitosan 
trước và sau khi tái deacetyl hóa cũng như việc 
xác định độ deacetyl hóa bằng phương pháp phổ 
FTIR, đều khẳng định quá trình tái deacetyl diễn 
ra thành công, với độ deacetyl hóa ban đầu chỉ 
khoảng 75 % đã lên được 85 % - 90 % sau khi 
thực hiện tái deacetyl hóa. 
Tại điều kiện môi trường pH = 3,5, nồng độ 
chitosan đạt 1 mg/mL, tỉ lệ khối lượng giữa 
chitosan và STPP là 4:1 cho độ phân bố kích 
thước hạt tốt nhất (theo DLS), cũng ở điều kiện 
này thực hiện tải insulin tại nồng độ insulin là 50 
μg/mL cho hiệu suất tải là 91,6 %, kích thước hạt 
nhỏ hơn 100 nm, hình dạng khá tròn. Dựa trên 
phân tích phổ FTIR và lượng insulin đã được tải 
lên tới 91,6 %, cho thấy quá trình chế tạo hạt 
nano chitosan-TPP tải insulin đã thành công. 
Preparation of insulin loaded chitosan-
TPP nanoparticles by ionic gelation 
method 
 Dinh Thi Huyen Trang 
 Nguyen Duc Hao 
 Le Van Hieu 
University of Science, VNU-HCM 
 Ho Thanh Ha 
Laboratory for Nanotechnology (LNT), VNU-HCM 
ASTRACT 
In study, insulin loaded chitosan 
nanoparticles were prepared via ionic 
gelation method using cross-linking agent 
sodium tripolyphosphate (STPP). To have 
best result for the preparation of 
nanoparticles, a commercial chitosan with a 
degree of deacetylation DD of 75 % was 
adjusted to 85 % - 90 % which was 
determined by FTIR method. The obtained 
deacetylated chitosan was studied for the 
effect of pH, concentration, ratio of chitosan 
and STPP. Then the insulin loaded chitosan 
TPP nanoparticles were prepared by ionic 
gelation method. These nanoparticles could 
deliver 91.6 % insulin at pH = 3.5, with the 
chitosan concentration of 1 mg/mL and the 
chitosan:STPP ratio of 4:1. The TEMs 
indicate that chitosan nanoparticles were 
spherical in shape and the particles size was 
smaller than 100 nm. Investigation of FTIR 
and entrapment efficiency assert that insulin 
loaded chitosan nanopartiles have been 
prepared and can become a drug delivery 
system via oral in the future. 
Key words: chitosan nanoparticles, sodium tripolyphosphate, ionic gelation method, insulin. 
Science & Technology Development, Vol 18, No.T4-2015 
Trang 134 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. C.K.S. Pillai et al., Chitin and chitosan 
polymer: Chemistry, solubility and fiber 
formation, Progress in Polymer Science, 34, 
641 – 678 (2009). 
[2]. M. Malhotra et al., A novel method for 
synthesizing PEGylated chitosan 
nanoparticles strategy, preparation, and in 
vitro and analysis, International Journal of 
Nanomedicine, 6, 485 – 494 (2011). 
[3]. W. Tiyahoonchai et al., Chitosan 
nanoparticles: A promising system for drug 
delivery, Navesuan University Journal, 11, 
51 – 66 (2003). 
[4]. K.C. Gupta et al., Effect of molecular weight 
and degree of deacetylation on controlled 
release of isoniazide from chitosan 
microspheres, Polymer for Advanced 
Technologies, 19, 432 – 441 (2008). 
[5]. S.R. Jocshi et al., Insulin – history, 
biochemistry, physiology and pharmacology, 
Supplement of Japi, 55, 19 – 25 (2007). 
[6]. S. Royatrand et al., Determination of insulin 
concentration in Camel Milk using Ultra 
Violet-Visible Absorption Spectroscopy, J. 
FBT. IAU, 3, 53 – 60 (2013). 
[7]. H.J. Malmiri et al., Potential applications of 
chitosan nanoparticles as novel support in 
enzyme immobilization, American Journal of 
Biochemistry and Biotechnology, 8, 203 – 
219 (2012). 
[8]. M.L. Tsaih et al., The effect of reaction time 
and temperature during heterogenous alkali 
deacetylation on degree deacetylation and 
molecular weight of resulting chitosan, 
Journal of Aplied Polymer Science, 8, 2917 – 
2923 (2003). 
[9]. D.N. Mohammadpour et al., Preparation and 
in vitro characterization of chitosan 
nanoparticles containing Mesobuthus eupeus 
scorpion venom as an antigen delivery 
system, J Venom Anim Toxins Incl. Trop. 
Dis., 1, 44 – 52 (2012). 
[10]. Y. Wu et al., Chitosan nanoparticles as a 
novel delivery system for ammonium 
glycyrrhizinate, International Journal of 
Pharmaceutic, 295, 235 – 245 (2005). 
[11]. R.C. Biskup et al., Determination of degree 
of deacetylation of chitosan – comparision of 
method. Progress on Chemistry and 
Application of Chitin and Its. 17, 5 – 20 
(2012). 

File đính kèm:

  • pdfche_tao_hat_nano_chitosan_tpp_tai_insulin_bang_phuong_phap_t.pdf