ISSN: 1859-1531
BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 19,465,303
TỔNG HỢP HẠT LAI NHẠY NHIỆT TỪ POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) VÀ SILICA
SYNTHESIS OF THERMOSENSITIVE HYBRID PARTICLES FROM POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) AND SILICA
 Tác giả: Cao Lưu Ngọc Hạnh*, Nguyễn Thị Bích Thuyền, Lương Huỳnh Vủ Thanh, Đoàn Văn Hồng Thiện, Trương Ngọc Mai Ngô,
Đăng tại: Vol. 18, No. 11.1, 2020; Trang: 33-38
Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Nghiên cứu đã tổng hợp thành công hạt lai kết hợp giữa lõi poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) và vỏ silica dựa trên hai cách tiếp cận. Với cách tiếp cận thứ nhất, N,N′-methylenebisacrylamide (MBA) được dùng làm tác nhân liên kết ngang trong quá trình hình thành lõi hạt P(NIPAM/AM), tiếp theo là quá trình lắng đọng của tiền chất silica trên bề mặt lõi thông qua phản ứng sol-gel với sự hiện diện của 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GLYMO). Hạt lai P(NIPAM/AM/ MBA)@silica thu được có dạng hình cầu, cấu trúc vỏ-lõi, phân bố kích thước hẹp, và vẫn giữ được đặc tính nhạy nhiệt. Tuy nhiên, đường kính hạt tương đối to (563,5±28,2 nm). Theo cách thứ hai (không dùng MBA), các hạt lai P(NIPAM/AM)@silica được tổng hợp từ các chuỗi P(NIPAM/AM) trong trạng thái co ở 50°C làm chất tạo mầm cho quá trình bọc silica trong sự hiện diện của GLYMO. Kết quả thu được hạt lai P(NIPAM/AM)@silica có hình dạng, cấu trúc và tính chất tương tự P(NIPAM/AM/MBA)@silica nhưng đường kính chỉ 68,7±6,2 nm. Kết quả thu được đã mở ra tiềm năng ứng dụng của vật liệu lai giữa PNIPAM và silica trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc.
Từ khóa: N-isopropylacrylamide; silica; hạt lai nhạy nhiệt; cấu trúc vỏ-lõi.
Abstract:
This study has successfully synthesized the hybrid particles combining poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) core and silica shell based on two approaches. With the first approach, N,N′-methylene bisacrylamide (MBA) is used as a cross-linking agent in the formation of particle core P(NIPAM/AM), followed by the deposition process of silica precursor on the core surface via sol-gel reaction in the presence of 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GLYMO). The result-ing hybrid particles P(NIPAM/AM/MBA)@silica have a spherical shape, perfect shell-core structure, narrow size distribution, and retains thermo-sensitive properties. However, the particle diameter is relatively large (ca. 563,5±28,2 nm). With the second approach (without MBA), the P(NIPAM/ AM)@silica hybrid particles are synthesized by using P(NIPAM/AM) chains in a shrinking state at 50°C as the nuclei for the silica encapsulation process in the presence of GLYMO. As a result, P(NIPAM/AM)@silica particles have shape, structure and properties similar to P(NIPAM/AM/ MBA)@silica particles but only 68.7±6.2 nm in diameter. The resultant particles with controlled particle morphology and physicochemical properties are useful for drug delivery system.
Key words: N-isopropylacrylamide; silica; thermosensitive hybrid particles; core-shell structure.
Tài liệu tham khảo:
1. Gandhi A., Paul A., Sen, S.O. and Sen K.K., “Studies on thermoresponsive polymers: Phase behaviour, drug delivery and biomedical applications”, Asian J. Pharm. Sci., 10, 2015, 99-107.
2. Kamachi Y., Bastakoti B.P., Alshehri S.M., Miyamoto N., Nakato T. and Yamauchi Y., “Thermo-responsive hydrogels containing mesoporous silica toward controlled and sustainable releases”, Mater. Lett., 168, 2016, 176-179.
3. Cejková J., Hanuš J. and Štepánek F., “Investigation of internal microstructure and thermo-responsive properties of composite PNIPAM/silica microcapsules”, J. Colloid and Interface Sci., 346, 2010, 352–360.
4. Lim H.L., Hwang Y., Kar M. and Varghese S., “Smart hydrogels as functional biomimetic systems”, Biomater. Sci., 2, 2014, 603–618.
5. Schattling P., Jochuma F.D. and Theato P., “Multi-stimuli responsive polymers – the all-in-one talents”, Polym. Chem., 5, 2014, 25–36.
6. Sierra-Martin B., Retama J.R., Laurenti M., Barbero A.F. and Cabarcos E.L., “Structure and polymer dynamics within PNIPAM-based microgel particles”, Adv. Colloid Interface Sci., 205, 2014, 113–123.
7. López-León T., Ortega-Vinuesa J.L., Bastos-González D. and Elaissari A., “Thermally sensitive reversible microgels formed by poly(N-Isopropylacrylamide) charged chains: A Hofmeister effect study”, J. Colloid Interface Sci., 426, 2014, 300-307.
8. Oliveira T.E., Mukherji D., Kremer K. and Netz P.A., “Effects of stereochemistry and copolymerization on the LCST of PNIPAm”, J. Chem. Phys., 2017.
9. Wei J., Li Y. and Ngai T., “Tailor-made microgel particles: Synthesis and characterization”, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp., 489, 2016, 122–127.
10. Kwok M.H. and Ngai T.A., “Confocal microscopy study of micron-sized poly (N-isopropylacrylamide) microgel particles at the oil–water interface and anisotopic flattening of highly swollen microgel”, J. Colloid Interface Sci., 461, 2016, 409–418.
11. Haq M.A., Su Y. and Wang D., “Mechanical properties of PNIPAM based hydrogels: A review”, Mater. Sci. Eng. C, 70, 2017, 842–855.
12. Abbott L.J., Tucker A.K. and Stevens M.J., “Single chain structure of a poly(N isopropylacrylamide) surfactant in water”, J. Phys. Chem. B, 119, 2015, 3837−3845.
13. Liu K., Pan P. and Bao Y., “Synthesis, micellization, and thermally-induced macroscopic micelle aggregation of poly(vinylchloride)-g-poly(N-isopropylacrylamide) amphi philic copolymer”, R. Soc. Chem., 5, 2015, 94582–94590.
14. Bischofberger I. and Trappe V., “New aspects in the phase behaviour of poly-N-isopropyl acrylamide: systematic temperature dependent shrinking of PNIPAM assemblies well beyond the LCST”, Sci. Rep., 2015.
15. Karg M. and Hellweg T., “New “smart” poly(NIPAM) microgels and nanoparticle microgel hybrids: Properties and advances in characterization”, Curr. Opin. in Colloid Interface Sci., 14, 2009, 438–450.
16. Nun N., Hinrichs S., Schroer M.A., Sheyfer D., Grübel G. and Fischer B., “Tuning the size of thermoresponsive poly(N-Isopropyl Acrylamide) grafted silica microgels”, Gels, 2017.
17. Chen J., Liu M., Chen C., Gong H. and Gao C., “Synthesis and characterization of silica nanoparticles with well-defined thermoresponsive PNIPAM via a combination of RAFT and click chemistry”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 3, 2011, 3215–3223.
18. Zou H. and Schlaad H., “Thermoresponsive PNIPAM/Silica nanoparticles by direct photopolymerization in aqueous media”, J. Poly. Sci., Part A: Poly. Chem., 53, 2015, 1260–1267.
19. Guillory X., Tessier A., Gratien G.O., Weiss P., Colliec-Jouault S., Dubreuil D., Lebretonc J. and Bideaua J.L., “Glycidyl alkoxysilane reactivities towards simple nucleophiles in organic media for improved molecular structure definition in hybrid materials”, RSC Adv., 6, 2016, 74087–74099.
20. Kim D.Y., Jin S.H., Jeong S.G., Lee B., Kang K.K. and Lee C.S., “Microfuidic preparation of monodisperse polymeric microspheres coated with silica nanoparticles”, Sci. Rep., 2018.
21. Wang X. and Gillham J.K., “Competitive primary amine/epoxy and secondary amine/epoxy reactions: effect on the isothermal time-to-vitrify”, J. App. Poly. Sci., 43, 1991, 2267-2277.
22. Schonhoff M., Larsson A., Welzel P.B. and Kuckling D., “Thermoreversible polymers adsorbed to colloidal Silica: a 1HNMR and DSC study of the phase transition in confined geometry”, J. Phys. Chem. B, 106, 2002, 7725–7728.
23. Godnjavec J., Znoj B., Vince J., Steinbucher M., Znidarsic A. and Venturini P., “Stabilization of rutile TiO2 nanoparticles with GLYMO in polyacrylic clear coating”, Mater. Tech., 46(1), 2012, 19–24.
24. Park J.H., Lee Y.H. and Oh S.G., “Preparation of thermosensitive PNIPAm-grafted mesoporous silica particles”, Macromol. Chem. Phys., 208, 2007, 2419–2427.
25. Hu X., Hao X., Wu Y., Zhang J., Zhang X., Wang P.C., Zou G. and Liang X.J., “Multifunctional hybrid silica nanoparticles for controlled doxorubicin loading and release with thermal and pH dually response”, J. Mater. Chem. B Mater. Biol. Med., 1, 2013, 1109–1118.
26. Jadhav S.A., Brunella V., Miletto I., Berlier G. and Scalarone D., “Synthesis of poly(N-isopropylacrylamide) by distillation precipitation polymerization and quantitative grafting on mesoporous silica”, J App. Poly. Sci., 133, 2016, 44181-44189.
27. Cai T., Yang Z., Li H., Yang H., Li A. and Cheng R., “Effect of hydrolysis degree of hydrolyzed polyacrylamide grafted carboxymethyl cellulose on dye removal efficiency”, Cellulose, 20, 2013, 2605–2614.
28. Tinio J.V.G., Simfroso K.T., Peguit A.D.M.V. and Candidato R.T.Jr., “Influence of OH – Ion concentration pn the surface morphology of ZnO-SiO2 nanostructure”, J. Nanotechnol., 1, 2015, 1-7.

BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 19,465,303