تولید نانوپودر کتیرا با استفاده از روش الکترواسپری
چکیده
کتیرا پلی¬ساکاریدی است که از ویژگی هایی همچون زیست سازگاری و زیست¬تخریب¬پذیری برخوردار بوده و با توجه به این ویژگی ها موردتوجه محققین قرارگرفته است. در این تحقیق، تولید نانوذرات کتیرا به روش الکترواسپری موردبررسی قرار گرفت. به این منظور دیسپرسیون¬های کتیرا در آب و آب:اتانول (با نسبت حجمی 30:70) تهیه شده و سپس الکترواسپری گردید. در ادامه تأثیر پارامترهای موثر مانند غلظت کتیرا، ولتاژ اعمال شده، فاصله بین نازل تا صفحه جمع کننده، نرخ تغذیه محلول و نوع حلال بر اندازه نانوذرات کتیرا موردبررسی قرار گرفت. محدوده انتخاب شده برای فاصله نوک سوزن تا صفحه جمع کننده، 10 تا 20 سانتی متر، ولتاژ 15 تا 25 کیلوولت و نرخ تغذیه 02/0 تا 06/0 میلی لیتر بر ساعت بود. این محدوده ها با انجام آزمایش ها به صورت سعی و خطا با در نظر گرفتن امکان پذیر بودن الکترواسپری کردن محلول کتیرا مشخص شدند. این آزمایش ها در غلظت های 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی-حجمی انجام شد. به¬دلیل حل نشدن بخشی از کتیرا در آب و درنتیجه امکان¬پذیر نبودن استفاده از این صمغ در غلظت¬های بیشتر از 1 درصد، در مرحله¬ای دیگر با اصلاح دی¬استره کردن بخشی از کتیرای نامحلول در آب توسط سدیم هیدروکسید و تبدیل آن به کتیرای محلول در آب، پودر محلول در آب حاصل گشت. تولید نانوپودر کتیرای اصلاح شده در این مرحله نیز به روش الکترواسپری موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نانوذرات کتیرای کروی و یکنواختی با اندازه حدود 30-50 نانومتر به دست آمد و با اصلاح کتیرا به کتیرای قابل حل در آب نیز نانوذراتی با سایز کوچک تر تولید شد. با توجه به ویسکوزیته¬ی بسیار کم کتیرای اصلاح شده تولید نانوذرات در غلظت¬های بیشتر (2درصد) نیز امکان¬پذیر بود. همچنین نتایج حاصل از بررسی دیگر پارامترهای موثر بر فرایند الکترواسپری نشان داد که کاهش نرخ تغذیه و افزایش فاصله سوزن تا صفحه جمع کننده و افزایش ولتاژ (در محدوده های به کار گرفته شده) میانگین اندازه نانو ذرات پودر کتیرا را کاهش می دهند. میانگین اندازه نانوذرات کتیرای تولیدشده در این تحقیق کمتر از 50 نانومتر می باشد. نتایج حاصل از طیف¬سنجی مادون قرمز کتیرای اصلاح شده حذف گروه¬های استری در اثر انجام عملیات اصلاح کتیرا توسط قلیا را تأیید نمود. طیف سنجی مادون قرمز نانوپودر کتیرا نیز مشابه کتیرای اصلی بوده و تنها افزایشی در شدت گروه¬های کربوکسیلات (اتصالات c=o متقارن در 1417) براثر حل نمودن در حلال را نشان داد. طبق نتایج تفرق اشعه ایکس نیز می¬توان گفت کتیرا و نانوذرات کتیرا دارای ساختاری نسبتاً آمورف یا تشکیل شده از بلورهای بسیار ریز هستند، درحالی که با اصلاح کتیرا، پلیمری کاملاً بلوری به دست می¬آید. لازم به ذکر است، نانوذرات زیستی مانند نانوذرات کیتوسان، انسولین، فیروئین، سریسین و کراتین تاکنون به روش الکترواسپری تولیدشده اند. نانوذراتی به صورت مخلوط کتیرا-الیگوکیتوسان و نانوذرات کتیرا با روش محلول کلوئیدی نیز تولیدشده اند، اما تاکنون تولید نانوذرات کتیرا با روش الکترواسپری بررسی نشده است.