การเตรียมพิกเคอริงอิมัลชันโดยใช้ควอเทอร์ไนซ์ไซโคลเดกซ์ทรินเชื่อมไคโตซานและไตรโพลีฟอสเฟต

Abstract

การกักเก็บสารสำคัญที่ไม่ชอบน้ำในรูปอิมัลชันแบบน้ำมันในน้ำ (Oil-in-water emulsion) โดยใช้อนุภาคของแข็งที่มาจากธรรมชาติ เป็นอิมัลซิฟายเออร์ ที่เรียกว่า พิกเคอริงอิมัลชัน (Pickering emulsion) ได้เข้ามาทดแทนการใช้สารลดแรงตึงผิวซึ่งเป็นสารสังเคราะห์ที่ก่อให้เกิดการระคายเคือง ควอเทอร์ไนซ์ไซโคลเดกซ์ทรินเชื่อมไคโตซานซึ่งเป็นพอลิเมอร์ประจุบวกบนโมเลกุล ถูกนำมาใช้เป็นสารที่ให้ความคงตัวแก่พิกเคอริงอิมัลชัน ทำให้ต้องมีการสร้างอนุภาคโดยใช้สารที่มีประจุเป็นลบซึ่งก็คือไตรโพลีฟอสเฟต ด้วยเทคนิค Ionic gelation ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้จำลองพลวัตเชิงโมเลกุลเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลวัตในการสร้างอนุภาคที่จำนวนไตรโพลีฟอสเฟตแตกต่างกัน รวมทั้งเปรียบเทียบการเกิดพิกเคอริงอิมัลชันระหว่างอนุภาคที่มีและไม่มีไตรโพลีฟอสเฟต จากการศึกษาพบว่า กลไกการสร้างอนุภาคระหว่างโมเลกุลควอเทอร์ไนซ์ไซโคลเดกซ์ทรินเชื่อมไคโตซาน และโมเลกุลไตรโพลีฟอสเฟต เกิดขึ้นจาก 2 ส่วน ได้แก่ การเชื่อมโยง (Cross-linking) ระหว่างหน่วย Quaternized D-glucosamine กับโมเลกุลไตรโพลีฟอสเฟต และการรวมกลุ่มของวงเบตาไซโคลเดกซ์ทริน สำหรับการวิเคราะห์อนุภาค พบว่า ที่อัตราส่วนระหว่างหน่วย Quaternized D-glucosamine กับโมเลกุลไตรโพลีฟอสเฟต เป็น 1:1 ให้อนุภาคที่มีขนาดและพื้นที่ผิวที่น้ำเข้าถึงได้น้อยที่สุด ส่วนการจำลองพิกเคอริงอิมัลชันของอนุภาคที่มีและไม่มีไตรโพลีฟอสเฟต พบว่า ทั้งสองระบบสามารถเกิดพิกเคอริงอิมัลชันได้ในลักษณะเดียวกัน โดยมีการจัดเรียงตัวโมเลกุลควอเทอร์ไนซ์ไซโคลเดกซ์ทรินเชื่อมไคโตซานที่แตกต่างกัน โดยพบว่า อนุภาคในระบบพิกเคอริงอิมัลชันที่ไม่มีไตรโพลีฟอสเฟตมีการจัดเรียงตัวใหม่ของโมเลกุลควอเทอร์ไนซ์ไซโคลเดกซ์ทรินเชื่อมไคโตซานอยู่ตลอดเวลา ในขณะที่ระบบพิกเคอริงอิมัลชันที่มีไตรโพลีฟอสเฟต อนุภาคจะคงที่ ดังนั้นระบบพิกเคอริงอิมัลชันที่มีการเติมไตรโพลีฟอสเฟต สามารถทำให้พิกเคอริงอิมัลชันมีความเสถียรมากขึ้น