Способ получения нанокапсул креатина
Владельцы патента RU 2592202:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") (RU)
Способ получения нанокапсул креатина в альгинате натрия, которые можно использовать в спортивном питании и животноводстве, относится к области нанотехнологии. Способ включает осаждение нанокапсул креатина петролейным эфиром из раствора альгината натрия в бутаноле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты при перемешивании со скоростью 1000 об/мин. Полученный осадок сушат при комнатной температуре. Способ обеспечивает снижение скорости перемешивания. 2 ил., 3 пр.
Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности получения нанокапсул креатина, которые можно использовать в спортивном питании и животноводстве.
Ранее были известны способы получения микрокапсул лекарственных препаратов. Так, в патенте РФ 2092155 (МПК A61K047/02, A61K009/16, опубликован 10.10.1997) предложен метод микрокапсулирования лекарственных средств, основанный на приготовлении смеси активного ингредиента гумата натрия с наполнителем при перемешивании путем истирания до тех пор, пока непокрытые частицы активного ингредиента не исчезнут из поля зрения микроскопа, в течение 1,5 - 3,5 ч.
Недостатком данного способа является длительность процесса.
В патенте РФ №2091071 (МПК A61K35/10, опубликован 27.09.1997) предложен способ получения препарата, содержащего активно действующее вещество и кремнийсодержащий компонент пирогенный кремнезем, путем диспергирования в шаровой мельнице с получением микрокапсул.
Недостатком способа является применение шаровой мельницы и длительность процесса.
В патенте РФ №2173140 (МПК A61K009/50, A61K009/127, 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 только с полимерами синтетического происхождения.
В патенте РФ №2359662 (МПК A61K009/56, A61J003/07, B01J013/02, A23L001/00, опубликован 27.06.2009) предложен способ получения микрокапсул 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 оборотов/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.
Недостатками предложенного способа являются сложность и 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 оборотов/мин.
Известен способ, предложенный в патенте РФ №2134967 (МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубликован 27.08.1999 г.). 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.
Наиболее близким методом является способ инкапсуляции креатина, обладающего супрамолекулярными свойствами, по патенту РФ №2538695 (МПК A61K 9/50, A61K 35/12, A61K 9/52, B01J 13/06, опубликован 10.01.2015). Способ характеризуется тем, что в качестве оболочки используется альгинат натрия, который осаждают из раствора в бутаноле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты путем добавления в качестве осадителя хлороформа, а полученный осадок отфильтровывают и сушат при комнатной температуре. Недостаток заключается в том, что в качестве осадителя используется очень токсичное средство хлороформ и высокая скорость перемешивания 1000 об/с.
Техническая задача - расширение арсенала способов для получения капсулированного креатина в оболочке из альгината натрия.
Технический результат - получение нанокапсул креатина в оболочке из альгината натрия, снижение скорости перемешивания.
Решение технической задачи достигается способом, включающем инкапсуляцию креатина в оболочку из альгината натрия путем осаждения из раствора в бутаноле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты при перемешивании и сушку полученного осадка при комнатной температуре, в котором в отличие от прототипа в качестве осадителя используют петролейный эфир, а перемешивание проводят со скоростью 1000 об/мин.
Условию новизны предлагаемое изобретение соответствует, так как из уровня техники неизвестен способ получения нанокапсул креатина в оболочке из альгината натрия.
Изобретательскому уровню предлагаемое изобретение соответствует, так как неочевидно, что применение петролейного эфира - смеси легких углеводородов (пентанов и гексанов), получаемой из попутных нефтяных газов и легких фракций нефти, как правило, используемого в качестве растворителя жиров, масел, смол и др. - в качестве осадителя может привести к образованию нанокапсул.
Условию промышленной применимости предлагаемое изобретение соответствует, т.к. способ характеризуется простотой, не требует специального аппаратурного оформления, при этом скорость перемешивания равна 1000 об/мин, а длительность процесса не более 20 минут.
Для подтверждения того, что при реализации способа были получены нанокапсулы, проводили определение размеров капсул методом NTA на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном в ASTM E2834. Для измерения были выбраны оптимальное разведение 1: 100 и параметры прибора: Camera Level=16, Detection Threshold=10 (multi), Min Track Length:Auto, Min Expected Size: Auto, длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.
Результаты измерений представлены на следующих графических изображениях.
Фиг.1. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул креатина в альгинате натрия (соотношение ядро:оболочка 1:3).
Фиг.2. Таблица, в которой приведены статистические характеристики распределений в образце частиц по размерам нанокапсул креатина в альгинате натрия при соотношении ядро:оболочка 1:3.
Примеры осуществления изобретения.
ПРИМЕР 1 Получение нанокапсул креатина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:1
1 г креатина основания диспергируют в суспензию 1 г альгината натрия в 5 мл бутанола, в присутствии 0,01 г препарата Е472с (сложный эфир 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) при перемешивании 1000 об/мин. Далее приливают 5 мл петролейного эфира. Полученный осадок отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 2 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 2 Получение нанокапсул креатина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:3
1 г креатина основания диспергируют в суспензию 3 г альгината натрия в 10 мл бутанола, в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/мин. Далее приливают 10 мл петролейного эфира. Полученный осадок отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 4 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 3 Получение нанокапсул креатина в альгинате натрия, соотношение ядро:полимер 1:2
1 г креатина основания диспергируют в суспензию 2 г альгината натрия в 10 мл бутанола, в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании 1000 об/мин. Далее приливают 10 мл петролейного эфира. Полученный осадок отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Получено 3 г белого порошка. Выход составил 100%.
Данные примеры не ограничивают применение изобретения только указанными соотношениями, но либо экономически не выгодны из-за высокой стоимости сырья, либо приводят к увеличению размеров капсул.
Предложенная методика пригодна для ветеринарной промышленности вследствие минимальных потерь, быстроты и простоты получения нанокапсул.
Способ получения нанокапсул креатина, включающий их осаждение при перемешивании из раствора альгината натрия в бутаноле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты и сушку полученного осадка при комнатной температуре, отличающийся тем, что в качестве осадителя используют петролейный эфир, а перемешивание проводят со скоростью 1000 об/мин.
