Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Влияние скорости перемешивания реакционной смеси на дисперсные характеристики наноэмульсии жирорастворимого витамина Е (альфа-токоферол ацетат)

А.В. Блинов, К.С. Сляднева, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, М.А. Тараванов, Е.Д. Назаретова

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.754

Оригинальная статья

Аннотация: В статье представлены результаты исследования влияния скорости перемешивания на дисперсные характеристики наноэмульсий жирорастворимого витамина E (альфа-токоферол ацетат). Скорость перемешивания варьировали в диапазоне 3000-22500 об/мин. В качестве выходного параметра рассматривали средний гидродинамический радиус мицелл жирорастворимого витамина E, который
определяли методом динамического рассеяния света. Установлено, что в результате синтеза формируются мицеллы эмульсии жирорастворимого витамина E, имеющие мономодальное распределение по размерам. Наименьший средний гидродинамический радиус частиц составил 22 нм. Установлено, что увеличение скорости перемешивания с 3000 до 22500 об/мин вызывает уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл. Наибольшие изменения наблюдаются при τ = 30 с, уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл Rm происходит в 3,3 раза (с 210 до 63 нм). Важно отметить, что увеличение других параметров синтеза также приводит к уменьшению значения среднего гидродинамического радиуса мицелл наноэмульсий витамина Е. При ν = 22500 об/мин увеличение времени перемешивания с τ = 30 с до τ = 270 с приводит к уменьшению Rm на 19 нм (с 63 до 44 нм).

Ключевые слова: витамин E, наноэмульсии, гидродинамический радиус, скорость перемешивания

  • Блинов Андрей Владимирович – к.т.н., доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Сляднева Кристина Сергеевна – студент 3 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Гвозденко Алексей Алексеевич – ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Голик Алексей Борисович – ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Тараванов Максим Александрович – студент 2 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Назаретова Екатерина Дмитриевна – студент СУНЦ, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Ссылка на статью:

Блинов, А.В. Влияние скорости перемешивания реакционной смеси на дисперсные характеристики наноэмульсии жирорастворимого витамина Е (альфа-токоферол ацетат) / А.В. Блинов, К.С. Сляднева, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, М.А. Тараванов, Е.Д. Назаретова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 754-762. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.754.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. McClements, D.J. General aspects of nanoemulsions and their formulation / D.J. McClements, S.M. Jafari // In: Nanoemulsions Formulation, Applications, and Characterization; ed. by S.M. Jafari, D.J. McClements. – Academic Press, 2018. – Ch. 1. – P. 3-20. DOI: 10.1016/B978-0-12-811838-2.00001-1.
2. Gupta, A. Nanoemulsions: formation, properties and applications / A. Gupta, H.B. Eral, T.A. Hatton, P.S. Doyle // Soft matter. – 2016. – Т. 12. – №. 11. – P. 2826-2841. DOI: 10.1039/C5SM02958A.
3. Ho, T.M. An overview of nanoemulsion characterization via atomic force microscopy / T.M. Ho, F. Abik, K.S. Mikkonen // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2021. – V. 62. – I. 18. – P. 4908-4928. DOI: 10.1080/10408398.2021.1879727.
4. Гутнова, Т.С. Нанокапсулирование витамина D / Т.С. Гутнова, Д.В. Компанцев, А.А. Гвозденко, В.Н. Крамаренко, А.В. Блинов // Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и химическая технология». – 2021. – Т. 64. – №. 5. – P. 98-105. DOI: 10.6060/ivkkt.20216405.6399.
5. Ozogul, Y. Recent developments in industrial applications of nanoemulsions / Y. Ozogul, G.T. Karsli, M. Durmuş et al. // Advances in Colloid and Interface Science. – 2022. – V. 304. – Art. № 102685. – 22 p. DOI: 10.1016/j.cis.2022.102685.
6. Ashaolu, T.J. Nanoemulsions for health, food, and cosmetics: a review / T.J. Ashaolu // Environmental Chemistry Letters. – 2021. – V. 19. – I. 4. – P. 3381-3395. DOI: 10.1007/s10311-021-01216-9.
7. Saifullah, M. Production, stability and application of micro-and nanoemulsion in food production and the food processing industry / M. Saifullah, A. Ahsan, M.R.I. Shishir // In: Emulsions Nanotechnology in the Agri-Food Industry; ed. by A.M. Grumezescu. – Academic Press, 2016. – V. 3. – Ch. 12. – P. 405-442. DOI: 10.1016/B978-0-12-804306-6.00012-X.
8. Esson, M.M. Preparation, characterization, and formulation optimization of ionic-liquid-in-water nanoemulsions toward systemic delivery of amphotericin B / M.M. Esson, S. Mecozzi // Molecular Pharmaceutics. – 2020. – V. 17. – №. 6. – P. 2221-2226. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b00809.
9. Stefanek, A. Fluorosurfactants for medical nanoemulsions, their surface-active and biological properties / A. Stefanek, K. Łęczycka-Wilk, S. Czarnocka-Śniadała et al. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2021. – V. 200. – Art. № 111603. – 12 p. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2021.111603.
10. Wilson, R.J. Nanoemulsions for drug delivery / R.J. Wilson, Y. Li, G. Yang, C.X. Zhao // Particuology. – 2021. – V. 64. – P. 85-97. DOI: 10.1016/j.partic.2021.05.009.
11. Rajpoot, P. Therapeutic applications of nanoemulsion based drug delivery systems: a review of patents in last two decades / P. Rajpoot, K. Pathak, V. Bali // Recent patents on drug delivery & formulation. – 2011. – V. 5. – №. 2. – P. 163-172. DOI: 10.2174/187221111795471427.
12. Trujillo‐Cayado, L.A. Strategies for reducing Ostwald ripening phenomenon in nanoemulsions based on thyme essential oil/
L.A. Trujillo‐Cayado, J. Santos, N. Calero, M.C. Alfaro‐Rodríguez, J. Muñoz // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2020. – V. 100. – I. 4. – P. 1671-1677. DOI: 10.1002/jsfa.10181.
13. Koroleva, M.Y. Ostwald ripening in macro-and nanoemulsions / M.Y. Koroleva, E.V. Yurtov // Russian Chemical Reviews. – 2021. – V. 90. – № 3. – P. 293-323. DOI: 10.1070/RCR4962.
14. Rao, J. Stabilization of phase inversion temperature nanoemulsions by surfactant displacement / J. Rao, D.J. McClements // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2010. – V. 58. – I. 11. – P. 7059-7066. DOI: 10.1021/jf100990r.
15. Ozturk, B. Formation and stabilization of nanoemulsion-based vitamin E delivery systems using natural surfactants: Quillaja saponin and lecithin / B. Ozturk, S. Argin, M. Ozilgen, D.J. McClements // Journal of Food Engineering. – 2014. – V. 142. – P. 57-63. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2014.06.015.
16. de Oca-Ávalos, J.M.M. Nanoemulsions: stability and physical properties / J.M.M. de Oca-Ávalos, R.J. Candal, M.L. Herrera // Current Opinion in Food Science. – 2017. – V. 16. – P. 1-6. DOI: 10.1016/j.cofs.2017.06.003.
17. Fuentes, K. Comparative study of physicochemical properties of Nanoemulsions fabricated with natural and synthetic surfactants / K. Fuentes, C. Matamala, N. Martínez, R.N. Zúñiga, E. Troncoso // Processes. – 2021. – V. 9. – №. 11. – Art. № 2002. – 14 p. DOI: 10.3390/pr9112002.
18. Потешнова, М.В. Свойства прямых микроэмульсий в трехкомпонентной системе Твин-80–толуол–вода / М.В. Потешнова, Н.М. Задымова, Е.В. Григорьев // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. – 2004. – Т. 45. – №. 3. – С. 195-203.
19. Çınar, K. A review on nanoemulsions: preparation methods and stability / K. Çınar // Trakya Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. – 2017. – V. 18. – I. 1. – P. 73-83.
20. Solans, C. Nano-emulsions: formation by low-energy methods / C. Solans, I. Solé // Current opinion in colloid & interface science. – 2012. – V. 17. – I. 5. – P. 246-254. DOI: 10.1016/j.cocis.2012.07.003.
21. Gutiérrez, J.M. Nano-emulsions: new applications and optimization of their preparation / J.M. Gutiérrez, C. González, A. Maestro et al. // Current opinion in colloid & interface science. – 2008. – V. 13. – I. 4. – P. 245-251. DOI: 10.1016/j.cocis.2008.01.005.
22. Forgiarini, A. Formation of nano-emulsions by low-energy emulsification methods at constant temperature / A. Forgiarini, J. Esquena, C. Gonzalez, C. Solans // Langmuir. – 2001. – V. 17. – I. 7. – P. 2076-2083. DOI: 10.1021/la001362n.
23. Блинов, А.В. Исследование влияния параметров синтеза на средний гидродинамический радиус мицелл витамина E (альфа-токоферол ацетат) / А.В. Блинов, А.А. Нагдалян, А.А. Гвозденко и др. // Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и химическая технология». – 2022. – Т. 65. – №. 7. – P. 45-53. DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6571.
24. Shanmugapriya, K. Astaxanthin-alpha tocopherol nanoemulsion formulation by emulsification methods: Investigation on anticancer, wound healing, and antibacterial effects / K. Shanmugapriya, H. Kim, P.S. Saravana, B.S. Chun, H.W. Kang // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2018. – V. 172. – P. 170-179. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2018.08.042.
25. Kuo, F. Nanoemulsions of an anti-oxidant synergy formulation containing gamma tocopherol have enhanced bioavailability and anti-inflammatory properties / F. Kuo, B. Subramanian, T. Kotyla, T.A. Wilson, S. Yoganathan, R.J. Nicolosi // International journal of pharmaceutics. – 2008. – V. 363. – I. 1-2. – P. 206-213. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2008.07.022.
26. Shanmugapriya, K. In vitro antitumor potential of astaxanthin nanoemulsion against cancer cells via mitochondrial mediated apoptosis / K. Shanmugapriya, H. Kim, H.W. Kang // International Journal of Pharmaceutics. – 2019. – V. 560. – P. 334-346. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.02.015.
27. Deng, L.L. Physical characterization and antioxidant activity of thymol solubilized Tween 80 micelles / L.L. Deng, M. Taxipalati, F. Que, H. Zhang // Scientific reports. – 2016. – V. 6. – I. 1. – Art. № 38160. – 8 p. DOI: 10.1038/srep38160.
28. Joseph, D. Cylindrical core-shell tween 80 micelle templated green synthesis of gold-silver hollow cubic nanostructures as efficient nanocatalysts / D. Joseph, H. Lee, Y.S. Huh, Y.K. Han // Materials & Design. – 2018. – V. 160. – P. 169-178. DOI: 10.1016/j.matdes.2018.09.003.
29. Кравцов, А.А. Исследование люминесценции YAG: Ce, допированного наночастицами серебра / А.А. Кравцов, И.С. Чикулина, Д.С. Вакалов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – P. 220-227. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.220.
30. Ясная, М.А. Определение оптимальных режимов измерения размера коллоидных частиц методами фотонно-корреляционной и акустической спектроскопии / М.А. Ясная, А.В. Блинов, А.А. Блинова и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 232-242. DOI 10.26456/pcascnn/2020.12.232.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒