การเปรียบเทียบการปลดปล่อยยาและสมรรถนะในการแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟีของเส้นใย นาโนอิเล็กโทรสปันเซลลูโลสอะซิเตตชนิดเรียงตัวเป็นแนวเดียวกับชนิดเรียงตัวอย่างไร้แบบแผน

Abstract

ในการศึกษานี้เตรียมเส้นใยนาโนจากเซลลูโลสอะซิเทต (ซีเอ) ที่บรรจุอาร์บูติน (เออาร์) ด้วยวิธีอิเล็กโตรสปินนิ่ง ศึกษาสัณฐานวิทยา สมบัติเชิงกายภาพ เชิงเคมี และเชิงกล ของเส้นใยที่เตรียมได้ ศึกษาผลของความเร็วรอบของวัสดุรองรับที่ส่งผลต่อการจัดเรียงตัวของเส้นใย ประเมินสมบัติการพองตัวและการสูญเสียน้าหนักของแผ่นเส้นใย หาปริมาณยาในแผ่นเส้นใย และการปลดปล่อยยา ผลการทดลองพบว่าเมื่อเพิ่มความเร็วรอบของวัสดุรองรับสูงขึ้นจาก 350 ถึง 2000 และ 6000 รอบต่อนาที พบว่าเส้นใยมีการจัดเรียงตัวในแนวเดียวกันมากขึ้น ได้เส้นใยที่จัดเรียงตัวอย่างไร้แบบแผน กึ่งเป็นแนวเดียว และเป็นแนวเดียว ตามลาดับ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยที่บรรจุเออาร์อยู่ในช่วง 616 ถึง 624 นาโนเมตรโดยปราศจากผลึกเออาร์ในโครงสร้าง ชั้นความหนาของเส้นใยลดลงเล็กน้อยเมื่อเส้นใยจัดเรียงตัวเป็นแบบแนวเดียวกันมากขึ้น ทดสอบคุณสมบัติเชิงกลของแผ่นเส้นใยทั้งสามชนิดโดยดึงด้วยแรงสองแนว คือ ทิศการดึงตั้งฉากกับแนวเส้นใยและทิศการดึงขนานกับแนวเส้นใย พบว่าเส้นใยแบบแนวเดียว เมื่อดึงในทิศตั้งฉากจะมีค่า ความทนต่อแรงดึงน้อยที่สุด ในทางกลับกันเมื่อดึงในทิศขนานกับแนวเส้นใยจะมีค่าความทนต่อแรงดึงสูงที่สุด ส่วนเส้นใยแบบกึ่งเป็นแนวเดียวจะมีค่า ความทนต่อแรงดึงอยู่ในช่วงระหว่างของเส้นใยแบบไร้แบบแผนและเส้นใยแบบแนวเดียวและค่า ความทนต่อแรงดึงที่ได้จากการดึงเส้นใยแบบไร้แบบแผน ทั้งสองแนวนั้นได้ค่าที่ใกล้เคียงกัน ค่าร้อยละการพองตัวในน้าที่เวลา 24 ชั่วโมง ของแผ่นเส้นใยทั้งสามชนิด ไร้แบบแผน กึ่งเป็นแนวเดียว และเป็นแนว คือ 381 270 และ 202 ตามลาดับ แผ่นเส้นใยแบบไร้แบบแผนมีลักษณะฟูมากกว่าเส้นใยอีกสองชนิดซึ่งยังคงลักษณะความเป็นแผ่นแบบเดิมอยู่ การสูญเสียน้าหนักของแผ่นเส้นใยทั้งสามชนิดมีค่าไม่แตกต่างกัน คือ ประมาณ ร้อยละ 8 เมื่อวิเคราะห์หาปริมาณยาเออาร์ในแผ่นเส้นใยพบว่า แผ่นเส้นใยทั้งสามชนิดมีค่าการบรรจุยาได้มากกว่าร้อยละ 90 ซึ่งแสดงถึงความสาเร็จในการบรรจุเออาร์ ลงในแผ่นเส้นใย การทดสอบการปลดปล่อยยาพบว่าแผ่นเส้นใยบรรจุยาเออาร์ทั้งสามชนิด ให้การปลดปล่อยยาเออาร์อย่างรวดเร็วภายใน 10 นาทีแรกของการทดสอบ และที่ปริมาณยาที่ปลดปล่อยสะสมเท่ากันคือ ร้อยละ 80 พบว่าแผ่นเส้นใยที่จัดเรียงตัวอย่างไร้แบบแผน กึ่งเป็นแนวเดียว และเป็นแนวเดียว ใช้เวลในการปลดปล่อยยา 1.7 4.2 และ 9.4 นาที ตามลาดับ ผลที่ได้นี้สามารถสรุปได้ว่าเออาร์สามารถปลดปล่อยได้เร็วที่สุดจากแผ่นเส้นใยแบบที่มีการจัดเรียงตัวในแนวเดียวกัน การค้นพบนี้เป็นอีกข้อดีของแผ่นเส้นใยแบบที่มีการจัดเรียงตัวในแนวเดียวกันเพื่อนาไปประยุกต์ใช้ในการนาส่งยาที่ต้องการให้ปลดปล่อยยาเร็วได้ สาหรับการเปรียบเทียบสมรรถนะในการแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟีผิวบาง (ทีแอลซี) นั้น เตรียมแผ่นเส้นใยนาโนจากเซลลูโลสอะซิเทต (ซีเอ) ที่มีการจัดเรียงตัวของเส้นใยต่างกันทั้งสามแบบ ศึกษาความสามารถในการแยกสาร ลักษณะของสปอตและความสามารถในการตรวจพบสาร อัตราการเคลื่อนที่ของสารบนแผ่นเส้นใย และการประยุกต์ใช้แผ่นพื่อตรวจวิเคราะห์สารห้ามใช้เบื้องต้นในตัวอย่างเครื่องสาอาง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย อยู่ในช่วง 500 ถึง 730 นาโนเมตร นามาทดสอบประสิทธิภาพการแยกสารสามชนิด คือไฮโดรควิโนน (เอชคิว) กรดเรทิโนอิก (อาร์เอ) และวิตามินซี (วีซี) โดยใช้วัฏภาคเคลื่อนที่ คือ เมทานอล/น้า/กรดอะซิทิก อัตราส่วน 65:35:2.5 (ร้อยละโดยปริมาตร) พบว่าแผ่นแบบเส้นใยจัดเรียงตัวแบบเป็นแนวเดียวและแบบไร้แบบแผนมีประสิทธิภาพในการแยกสารดีที่เวลา 6 และ 4 ชั่วโมง ตามลาดับ เมื่อสังเกตด้วยตาเปล่าจะเห็นว่า สปอตเริ่มต้นของตัวอย่างบนแผ่นแบบแนวเดียวมีลักษณะเป็นรูปไข่มากกว่าแผ่นแบบไร้แบบแผน หลังจากทาการแยกแล้ว พบว่าสปอตของสารบนแผ่นแบบแนวเดียวมีขนาดเล็กกว่าและสีเข้มกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นแบบ ไร้แบบแผนเมื่อวัดขนาดสปอตพบว่าขนาดบนแผ่นแบบไร้แบบแผนมีขนาดใหญ่กว่าบนแผ่นแบบแนวเดียวสองเท่า ปริมาณของเอชคิวและอาร์เอ ที่สามารถตรวจพบบนแผ่นแบบแนวเดียวต่ากว่าบนแผ่นแบบไร้แบบแผน ถึงสองเท่า และปริมาณของทั้งเอชคิว และอาร์เอที่สามารถตรวจพบบนแผ่นแบบแนวเดียวต่ากว่าบนแผ่นซิลิกาที่ทาตามวิธีของอาเซียนถึงห้าเท่า ตัวทาละลายเคลื่อนที่ไปบนแผ่นแบบแนวเดียวได้เร็วกว่าแผ่นแบบ ไร้แบบแผน ในการศึกษาก่อนหน้า เมื่อใช้วัฏภาคเคลื่อนที่เหมือนกัน การใช้แผ่นแบบแนวเดียว ในการแยกสารนั้นใช้เวลาน้อยกว่าแผ่นแบบไร้แบบแผน 2-3 เท่า นอกจากนี้สามารถใช้แผ่นแบบแนวเดียววิเคราะห์ตัวอย่างเครื่องสาอางที่สุ่มเก็บจากท้องตลาด สารเอชคิว และ อาร์เอ สามารถแยกออกจากสารอื่นๆ ที่สามารถเกิดสีกับกรดฟอสโฟโมลิบดิก สรุปได้ว่าการตรวจสอบเบื้องต้นด้วยแผ่นเส้นใยแบบแนวเดียวนี้ให้ผลการวิเคราะห์ที่สอดคล้องกับวิธี เอชพีแอลซี ตามวิธีที่อาเซียนกาหนด In this study, arbutin (AR)-loaded cellulose acetate (CA) electrospun nanofibers were fabricated by electrospinning process. The morphological, physical, chemical and mechanical properties of obtained nanofibers were studied. The effect of the speed of drum collector that affected on the arrangement of nanofibers, degree of swelling (%), weight loss (%), AR loading efficiency (%) and AR release were investigated. The results indicated that the increasing rotation speed of drum collector from 350 to 2000 and 6000 rpm resulted in the nanofibers with random, semi-aligned and mostly aligned orientation, respectively. The diameters of AR-loaded nanofibers were in the range of 616 - 624 nm without the AR crystals in the structure. The layer thickness of the nanofibers slightly decreased as increasing alignment. The mostly aligned nanofiber mats had the lowest tensile strengths when they were stretched in the direction perpendicular to the fiber alignment. On the contrary, if the mats were pulled along the fiber alignment direction, it showed the highest tensile strength value. No difference of tensile strength was observed for the random nanofibers even they were pulled in the different directions. For semi-aligned nanofibers, this mechanical behavior was in between those of the random and mostly aligned nanofibers. At 24 h, the degree of swelling of random, semi-aligned and mostly aligned nanofibers was 381%, 270% and 202%, respectively. The random nanofibers were much fluffier than other types whereas the mostly aligned nanofibers well remained its appearance as the intact sheet. The percent weight loss was about 8 %w/w and not significantly different among the types of differently aligned nanofibers. The drug loading efficiencies were found to be more than 90 %, demonstrating that most AR was successfully loaded into the nanofibers. In term of drug release, all types of nanofibers rapidly released AR and reached 80% of drug release in 1.7, 4.2 and 9.4 min for the mostly aligned, semi-aligned and random nanofibers, respectively. From these results, it can be concluded that the fastest AR release can be obtained by fabricating CA nanofibers in highly aligned orientation. This finding indicates the feasibility to use highly aligned nanofibers for delivery of certain drugs in fast-releasing formulations. For the comparison of thin-layer chromatographic (TLC) performance, CA nanofibers with different degree of alignment were fabricated by using different collector rotation speeds. Chromatographic separation ability of CA nanofibers, appearance and detectability level of spots on CA nanofibers, migration rate of solutes on CA nanofibers were evaluated and application of CA nanofibers to screening of adulterated substances in cosmetics was investigated. The average diameters of nanofibers ranged from 500 - 730 nm. Tested by using 3 analytes i.e. hydroquinone (HQ), retinoic acid (RA) and vitamin C (VC) and methanol/water/acetic acid (65:35:2.5) as the mobile phase, good resolution was obtained from mostly aligned and random nanofibers electrospun for 6 h and 4 h, respectively. The initial spots of samples on the mostly aligned nanofibers were more elliptical than those on random ones. After the separation, the spots appearing on the mostly aligned nanofibers were twice smaller and darker compared to those on the random ones. The masses of HQ and RA which could be visually detected on the mostly aligned CA nanofiber plates were twice lower than those on the random nanofibers. Moreover, the masses of both compounds which could be detected on the mostly aligned CA nanofibers were five times lower than those on typical silica plates. The solvent migration on the mostly aligned nanofibers was more rapid than that on the random ones. The applicability of the mostly aligned CA nanofibers was evaluated by the analysis of cosmetic creams. HQ and RA were efficiently separated from the substances which could form colored spots with phosphomolybdic acid. Also, it was found that the screening performed by using the mostly aligned CA nanofibers gave results in agreement with the confirmatory HPLC method according to ASEAN guidelines.