Способ получения микрокапсул аминокислот в ксантановой камеди
Владельцы патента RU 2558859:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (RU)
Изобретение относится к способу получения микрокапсул аминокислот в ксантановой камеди. Указанный способ характеризуется тем, что аминокислоту растворяют в диметилсульфоксиде и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле в присутствии препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек, затем приливают ацетон и воду, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом соотношение оболочка/ядро в микрокапсулах составляет 1:5 или 3:1. Изобретение обеспечивает упрощение и ускорение процесса получения микрокапсул, а также 100% выход по массе. 2 ил., 5 пр.
Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в фармакологии, фармацевтике, медицине.
Ранее были известны способы получения микрокапсул.
В патенте РФ №2173140 (МПК А61К 009/50, А61К 009/127, опубликован 10.09.2001) предложен способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул с использованием роторно-кавитационной установки, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона для диспергирования.
Недостатком данного способа является применение специального оборудования - роторно-кавитационной установки, которая обладает ультразвуковым действием, что оказывает влияние на образование микрокапсул и при этом может вызывать побочные реакции в связи с тем, что ультразвук разрушающе действует на полимеры белковой природы, поэтому предложенный способ применим при работе с полимерами синтетического происхождения
В патенте РФ №2359662 (МПК А61К 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубликован 27.06.2009) предложен способ получения микрокапсул хлорида натрия с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.
Недостатками предложенного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин).
Наиболее близким методом является способ, предложенный в патенте РФ №2134967 (МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубликован 27.08.1999). В воде диспергируют раствор смеси природных липидов и пиретроидного инсектицида в весовом отношении 2-4:1 в органическом растворителе, что приводит к упрощению способа микрокапсулирования.
Недостатком метода является диспергирование в водной среде, что делает предложенный способ неприменимым для получения микрокапсул водорастворимых препаратов в водорастворимых полимерах.
Техническая задача - устранение недостатка прототипа, т.е. создание способа получения микрокапсул водорастворимых аминокислот в ксантановой камеди, которая также является водорастворимой.
Технический результат - получение капсул аминокислот с супрамолекулярными свойствами в водорастворимой оболочке.
Дополнительный технический результат - упрощение и ускорение процесса получения микрокапсул без специального оборудования, достижение выхода по массе 100% в течение 10 минут.
Решение технической задачи достигается способом получения микрокапсул аминокислот с супрамолекулярными свойствами в водорастворимой оболочке из ксантановой камеди, заключающимся в том, что растворяют аминокислоту в диметилсульфоксиде и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле в присутствии ПАВ при перемешивании 1000 об/сек, далее приливают ацетон и воду, затем полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
В качестве ПАВ предпочтительно использование препарата Е472с, являющегося сложным эфиром глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты, причем лимонная кислота, как трехосновная, может быть этерифицирована другими глицеридами и как оксокислота - другими жирными кислотами. Свободные кислотные группы могут быть нейтрализованы натрием. Препарат Е472с не обладает токсическим действием и не вызывает раздражения слизистых оболочек. Как эфир моно- и диглицеридов лимонной и жирных кислот относится к стабилизирующим веществам, применяемым для сохранения и улучшения вязкости и консистенции пищевых продуктов.
Отличительной особенностью предлагаемого метода является получение микрокапсул аминокислот с супрамолекулярными свойствами в водорастворимой оболочке из ксантановой камеди методом осаждения нерастворителем с использованием ацетона в качестве осадителя, а также использование ксантановой камеди в качестве оболочки частиц и аминокислот - в качестве ядра.
Изобретение характеризуется следующими изображениями.
На фиг.1 - конфокальное изображение фрактальной композиции из раствора микрокапсул норвалина в оболочке из ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 1:5, в концентрации 1,0% а) увеличение в 505 раз, б) увеличение в 930 раз, в) увеличение в 1770 раз, г) увеличение в 2830 раз.
На фиг.2 - конфокальное изображение фрактальной композиции из раствора микрокапсул норвалина в оболочке из ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 1:5, в концентрации 0,05% а) увеличение в 505 раз, б) увеличение в 930 раз, в) увеличение в 2830 раз.
Использование предлагаемого способа не ограничено аминокислотами в приведенных ниже примерах.
ПРИМЕР 1. Получение микрокапсул L-аргинина в ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 1:5.
5 г L-аргинина растворяют в 5 мл диметилсульфоксида и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле, содержащей 1 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 5 мл ацетона и 1 мл воды. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 6 г порошка микрокапсул. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 2. Получение микрокапсул L-аргинина в ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 3:1.
1 г L-аргинина растворяют в 1 мл диметилсульфоксида и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле, содержащей 3 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 3 мл ацетона и 1 мл воды. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 4 г порошка микрокапсул. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 3. Получение микрокапсул норвалина в ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 1:5.
5 г норвалина растворяют в 5 мл диметилсульфоксида и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле, содержащей 1 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 5 мл ацетона и 1 мл воды. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 6 г порошка микрокапсул. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 4. Получение микрокапсул норвалина в ксантановой камеди, соотношение оболочка:ядро 3:1.
1 г норвалина растворяют в 1 мл диметилсульфоксида и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле, содержащей 3 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 3 мл ацетона и 1 мл воды. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 4 г порошка микрокапсул. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 5. Исследование самоорганизации микрокапсул из растворов. Из порошка микрокапсул, полученных по примеру 3, были приготовлены водные растворы концентрациями 1% и 0,05%. Каплю каждого из приготовленных растворов помещали на предметное стекло до полного высушивания и по высушенной поверхности проводили конфокальную сканирующую микроскопию. Представленные на фигурах 1-2 структуры являются упорядоченными, значит они обладают самоорганизацией. Следовательно, микрокапсулы норвалина в ксантановой камеди обладают супрамолекулярными свойствами, т.е. образование микрокапсул происходит спонтанно за счет нековалентных взаимодействий и это говорит о том, что для них характерна самосборка.
Таким образом, приведенные примеры подтверждают возможность осуществления предложенного способа без специального оборудования в течение 10 минут с обеспечением 100%-ного выхода готового продукта.
Способ получения микрокапсул аминокислот в ксантановой камеди, характеризующийся тем, что аминокислоту растворяют в диметилсульфоксиде и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бутаноле в присутствии препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек, затем приливают ацетон и воду, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом соотношение оболочка/ядро в микрокапсулах составляет 1:5 или 3:1.
