Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эмульсионные системы в медицине и косметике. Учебное пособие
.pdf
61
дальнейшего использования полученных эмульсий как потенциальных
заменителей слюны у больных со слюнной гипофункцией [78].
Впервые продемонстрирована возможность использования
фазового перехода микроэмульсия – жидкий кристалл для
замедленного высвобождения лекарственного препарата в водной
среде [79]. Фазовые изменения, которые происходят после введения
препарата, могут быть вызваны изменением температуры, рН или
ионной силы. Одним из примеров такого поведения является переход
обратной микроэмульсии на основе лецитина и изопропилмиристата в
ламеллярную жидкокристаллическую фазу. В этом случае переход
вызван контактом микроэмульсии с водной фазой в результате
контролируемого высвобождения противовоспалительного препарата
фенопрофена [80].
Таким образом, построение и изучение фазовых диаграмм
многокомпонентных систем важно не только с точки зрения создания
многофункциональных средств доставки лекарств и биологическиактивных компонентов, но и для разработки новых диагностических
инструментов.
62
Лабораторная работа №1
Определение межфазного натяжения на
границе водный раствор ПАВ /косметическое масло
методом счета капель
Цель работы: освоить методику измерения межфазного
натяжения сталагмометрическим методом, определить межфазное
натяжение на границе раздела водный раствор ПАВ / косметическое
масло, рассчитать параметры адсорбционного слоя на этой границе.
Приборы и реактивы: сталагмометр, аналитические весы с
точностью до 0,001, колбы объемом 50 мл, стеклянная палочка,
мерный цилиндр объемом 20 мл, лабораторная груша,
оксиэтилированный изононилфенол АФ 9-12, дистиллированная вода,
вазелиновое масло.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Сталагмометрический метод является одним из методов,
применяемых для измерения межфазного натяжения водных растворов
поверхностно-активных веществ (ПАВ) на границе с маслом.
Принцип метода заключается в определении объема или веса капли
жидкости (в нашем случае водного раствора ПАВ), медленно
отрывающейся от кончика капилляра в нижнем конце
сталагмометрической трубки, погруженной в масло, в момент ее
отрыва.
Сталагмометр состоит из трубки, имеющей расширение, выше
и ниже расширения находятся начальная и конечная метки А и Б.
Через капиллярное отверстие 2 в широкой горизонтальной
отшлифованной поверхности жидкость вытекает в виде капель.
Во время работы сталагмометр укрепляют в штативе в
вертикальном положении. Исследуемую жидкость наливают в стакан,
который поднимают так, чтобы конец капилляра погрузился в
жидкость. С помощью груши набирают жидкость выше отметки А и
засасывают жидкость так, чтобы она стояла выше верхней метки (при
этом в трубке не должно быть пузырьков воздуха), погружают
сталагмометр во вторую жидкость, плотность которой меньше, затем
дают жидкости вытекать из капилляра. Когда уровень жидкости точно
63
совпадает с верхней меткой, начинают счет капель; прекращают счет
капель тогда, когда уровень жидкости дойдет до нижней метки. Опыт
повторяют несколько раз и берут среднюю величину из наблюденных
отсчетов (расхождение между отдельными измерениями должно быть
не более 1-2 капель).
Принципиальная схема сталагмометра
1- расширение, 2 – отверстие капилляра, А, Б –метки
Вследствие трудностей, возникающих в процессе точного
измерения радиуса капилляра, обычно для измерения межфазного
натяжения методом отрыва капли применяют стандартную жидкость
с хорошо известным межфазным натяжением. Предполагается, что
стандартная жидкость образует капли, близкие по объему к каплям
измеряемой жидкости, следовательно, значения функций,
учитывающих влияние радиуса и объема капли, будут для обеих
жидкостей одинаковыми. В качестве стандартной жидкости часто
используют воду.
Определяют указанным методом число капель воды,
образующихся при истечении из объема V, заключенного между
метками А и Б, а затем число капель исследуемых растворов из этого
же объема. Межфазное натяжение вычисляют по следующей формуле:
= ono / n ,
где no — число капель воды, n – число капель водных растворов
НПАВ, o – межфазное натяжение на границе раздела фаз вода/масло,
- плотность воды, - плотность исследуемой жидкости.
64
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
C
CH
3
CH
3
O C2H4OC
CH
3
CH
3
C
CH
3
CH
3
H H
n
Концентрация
раствора ПАВ, %
Межфазное
натяжение
ж-г
,
Дж/м2
Межфазная
активность g,
Дж∙м/моль
Г, моль/м
2
1
2 3 4
1. Приготовить 5 водных растворов оксиэтилированного
алкилфенола различной концентрации последовательным
разбавлением в два раза. Начальная концентрация НПАВ 0,01
г/100 мл Н2О. Необходимый объем раствора 20 мл.
Структурная формула оксиэтилированного алкилфенола, n=12.
2. Измерить межфазное натяжение полученных растворов по
методике, описанной выше. Начать измерения с раствора
наименьшей концентрации.
3. Рассчитать значение
, принять o = 52,5 мН/м – межфазное
ж-ж
натяжение на границе вода/вазелиновое масло. Для водных
растворов ПАВ с небольшой концентрацией можно считать
= =1.
4. По полученным данным для водных растворов ПАВ с
различной концентрацией построить изотермы межфазного
натяжения = f(C).
5. По изотерме межфазного натяжения найти межфазную
активность ПАВ на границе вода / масло g = - (d/dс)
c→0
6. По уравнению изотермы адсорбции Ленгмюра:
,
где Г – адсорбция, моль/м2; Г∞ - предельная адсорбция,
моль/м2; С – равновесная концентрация вещества, моль/дм3;
К – константа адсорбционного равновесия, вычислить
значения адсорбции Г и построить изотермы адсорбции Г = f(с).
Данные расчета g, d/dс и Г для исследуемых ПАВ записать в
сводную таблицу:
65
7. По изотермам адсорбции Г = f(с) определить значение
предельной адсорбции ПАВ на границе раздела
жидкость/жидкость Г∞.
8. Определить площадь S0, приходящуюся на одну молекулу ПАВ
в насыщенном адсорбционном слое, вычисляют по уравнению
S0 = 1/(NaГ∞),
где Na – число Авогадро, Г∞ - предельная адсорбция.
9. Сделать вывод по работе.
Лабораторная работа №2
Определение коллоидной стабильности
эмульсий методом центрифугирования
Цель работы: получить стабильную эмульсию, освоить
методику определения коллоидной стабильности эмульсии методом
центрифугирования
Приборы и реактивы: лабораторный гомогенизатор ЭКРОС
8100, магнитная мешалка с функцией подогрева ЭКРОС, центрифуга
лабораторная медицинская ОПн-8, пробирки для центрифуги,
стеклянный термостойкие стаканы для перемешивания компонентов
эмульсии, фильтровальная бумага, компоненты эмульсионной
системы: подсолнечный лецитин марки «Наш лецитин»,
пропиленгликоль, вазелиновое масло «Татхимфармпрепараты»,
дистиллированная вода.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Подсолнечный лецитин марки "Наш лецитин" является
цвиттерионным маслорастворимым ПАВ - побочный продукт процесса
рафинирования растительных масел. Лецитин представляет собой
смесь фосфатидилхолина (основной компонент),
фосфатидилэтаноламина, фосфатидилинозита и других фосфолипидов.
Поскольку фосфолипиды присутствуют в клеточных мембранах и
присутствуют во всех растениях и животных, они не токсичны в
отличие от других ПАВ даже при введении в высоких концентрациях.
66
Кроме того, лецитин является ПАВом, широко применяемым в
процессах доставки питательных веществ в клетки организма.
Структурная формула фосфатидилхолина
Пропиленгликоль (1,2-пропандиол) - двухатомный спирт
алифатического ряда. Широко применяется в традиционной медицине,
в качестве экстрагента. На основе пропиленгликоля создаются
пероральные и инъекционные медикаменты.
Вазелиновое масло – медицинское масло (ГОСТ 3164-78)
производства «Татхимфармпрепараты»— прозрачная жидкость, не
опалесцирующая при дневном свете.
В косметике вазелиновое масло нашло широкое применение.
Это обусловлено важными его характеристиками - прозрачностью и
отсутствием как запаха так и вкуса. Его применяют в качестве одного
из компонентов в смягчающих и увлажняющих средствах. Это
лосьоны, кремы для рук, солнцезащитные средства, массажные кремы.
Приготовление эмульсии
Эмульсию готовят методом "горячий - горячий". Смешивают в
отдельном стакане компоненты водной фазы (пропиленгликоль и вода),
затем нагревают эту смесь в термостойких химических стеклянных
стаканах при постоянном перемешивании до полного смешивания.
Стакан с компонентами масляной фазы (вазелиновое масло)
устанавливают на подогревающее устройство, в качестве которого
применяют магнитную мешалку с функцией подогрева ЭКРОС (40°С), и
приливают тонкой струйкой водную фазу, при этом интенсивно
перемешивая с помощью электроприводного перемешивающего
устройства ЭКРОС 8100 со скоростью 1000 об/мин в течение 5 минут,
после чего отключают подогрев и перемешивают еще 10 минут с той же
скоростью.
67
Определение типа эмульсии
На фильтровальную бумагу наносят каплю эмульcии. Если
средой является вода, то капля сразу всасывается бумагой, на которой
остается жирное пятно, следовательно – это прямая эмульсия. Капля
эмульсии в/м не всасывается [67]. Простейшим методом определения
типа эмульсии является также добавление к ней воды или масла. Если
при добавлении воды эмульсия разбавляется, сохраняя свои свойства, то
эта эмульсия типа м/в. Если при добавлении воды эмульсия
расслаивается, то она типа в/м.
Проверка стабильности эмульсии
Центрифуга лабораторная медицинская ОПн-8 является
центрифугой лабораторной периодического действия, обычной,
переносной с частотой вращения до 8000 об/мин, применяемой для
разделения неоднородных жидких систем в поле центробежных сил.
Обеспечивает центрифугирование жидких систем плотностью не более
2 г/см3; при работе со стеклянными пробирками—жидких систем
плотностью не более 1,5 г/см3.
Центрифуга лабораторная ОПн-8
Определение стабильности эмульсии проводят согласно ГОСТ
29188.3-91. Две пробирки наполняют на 2/3 объема исследуемой
эмульсией и взвешивают, результат записывают до второго
десятичного знака. Разность массы пробирок с эмульсией не должна
превышать 0,2 г. Пробирки помещают в водяную баню или термостат
и выдерживают при температуре 42-450С густые эмульсии, при
температуре 20-250С – жидкие эмульсии. Пробирки вынимают, насухо
68
вытирают с внешней стороны и устанавливают в гнезда ротора, затем
№
эмуль-
сии
Лецитин/пропилен
-гликоль, % масс
Соотношение
лецитин:пропилен-
гликоль, % масс
Вазели-
новое
масло,
% мас.
вода,
%
мас.
1
10
1:2
10
80
2
30
1:2
40
30
3
40
1:2
10
50
ручкой часового механизма ставят нужное время, частоту и требуемое
число оборотов. Центрифугирование проводят в течение 5 минут при
частоте вращения 100 с-1.
Далее пробирки вынимают и определяют стабильность
эмульсии. Если только в одной пробирке наблюдается расслоение
эмульсии, то повторяют испытание с новыми порциями эмульсии.
Эмульсию считают стабильной, если после центрифугирования в
пробирках наблюдается выделение не более капли водной фазы или
слоя масляной фазы не более 0,5 см.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Приготовить 10 г эмульсии (состав указан в таблице) по
методике, описанной выше.
2. Определить тип полученной эмульсии (прямая или обратная)
3. Осуществить проверку стабильности эмульсии согласно
согласно ГОСТ 29188.3-91.
4. Сделать вывод по работе.
Состав микроэмульсии
69
Лабораторная работа №3
Определение размеров капель эмульсии
микроскопическим методом
Цель работы: освоить метод измерения размеров капель
эмульсий микроскопическим методом, построить кривую
распределения капель эмульсии по размерам.
Приборы и реактивы: поляризационный микроскоп
Olympus BX51, стеклянная палочка, покровные стекла для микроскопа,
эмульсионная система.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
1. Небольшое количество анализируемой эмульсии наносят на
предметное стекло и накрывают покровным стеклом. Стекла перед
использованием должны быть обезжирены и дезинфицированы
раствором спирта. Количество эмульсии подбирают так, чтобы проба
была прозрачной.
Микроскоп Olympus
2. Включают микроскоп и сопряженный с ним компьютер.
Регулятор яркости на микроскопе устанавливают на минимальное
значение.
3. На компьютере запускают программное обеспечение для
визуализации изображения, полученного с микроскопа Adobe
Photoshop. В окне программы вводят команду File – Import – Olympus,
тем самым позволяя получить цифровые изображения.
70
4. Далее, измеряют размер капель эмульсии на микроскопе
Olimpus BX51. Стекло с образцом кладут на предметный столик под
объектив. В главном окне программы Adobe Photoshop появляется
увеличенное изображение образца.
5. Устанавливают нужное значение увеличения изображения
образца (х5, х10, х50, х100 соответствуют 50кратному, 100кратному,
500кратному и 1000кратоному увеличению соответственно).
6. С помощью изменения положения регулятора яркости
микроскопа получают изображение нужной яркости. Вращая винт
микроскопа, настраивают резкость изображения.
7. С помощью кнопки Snapshot в главном окне программы
сохраняют полученное изображение.
8. Далее смотрят в окуляр микроскопа, на котором
изображена линейка. С помощью этой линейки, которую можно
поворачивать в любом направлении для удобства измерения, измеряют
размер капель в миллиметрах. Необходимо проанализировать не менее
50 капель. При этом не надо учитывать слишком большие и слишком
маленькие капли, то есть капли, которые сильно отличаются по
размеру, от капель среднего размера. Необходимо проанализировать
капли в разных частях покровного стекла, для чего стекло аккуратно
перемещают с помощью тонкой палочки. Следует получить подобное
изображение:
Изображение капель эмульсии, полученное на микроскопе Olympus
BX51. Увеличение 500х
9. По окончании работы регулятор яркости на микроскопе
ставят на минимальное значение и выключают микроскоп и
компьютер. Предметное и покровное стекла очищают раствором
спирта.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]