بهینه‌ سازی نانوکپسولاسیون کارواکرول و تیمول در پلیمرکیتوسان به روش سطح پاسخ (rsm)

فراریت اسانس ‌ها و ناپایداری آن‌ ها در برابر عوامل محیطی، موجب محدودیت استفاده از آن‌ها می‌گردد. با این وجود، کپسوله ‌کردن در نانو ذرات پلیمری می‌تواند به طور قابل توجهی نیمه عمر این ترکیبات را افزایش دهد و استفاده از آن‌ها را به مدت طولانی‌تری، امکان‌پذیر نماید. در میان انواع پلیمرهای مورد استفاده در کپسولاسیون اسانس‌ها، پلیمر زیست‌تخریب‌پذیرکیتوسان به دلیل سمیت پایین و رهایش کنترل شده بسیار مورد توجه است. از اینرو، پژوهش حاضربا هدف نانوکپسولاسیون کارواکرول و تیمول درکیتوسان با تکنیک ژل‌سازی یونی انجام گرفت؛ و با در نظر گرفتن سه متغیر غلظت کیتوسان (0/1- 0/3 درصد)، غلظت tpp (0/1- 0/3 درصد) و غلظت اسانس (0/1- 0/2 درصد)، متوسط اندازه‌ی نانوذرات با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی بهینه‌سازی شد. توزیع اندازه‌ی ذرات و شاخص پراکندگی (pdi) نانوفرمولاسیون‌های آماده‌سازی شده به کمک آنالیز dls، تایید بارگیری اسانس با آنالیز ftir و بازده‌ی کپسولاسیون به روش اسپکتروفتومتری تعیین شد. در ادامه، نتایج حاصل از بهینه‌سازی سنتز نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت که بر این اساس، شرایط بهینه‌ی سنتز نانوذرات کیتوسان- تیمول و دستیابی به سایز 101 نانومتر و بازده‌ی کپسولاسیون 72 درصد، غلظت 0/11 درصد کیتوسان، 0/19 درصد tpp و 0/14 درصد تیمول تعیین شد. در مورد نانوذرات کیتوسان- کارواکرول، غلظت 0/13 درصد کیتوسان، 0/19 درصد tpp و 0/15 درصد کارواکرول منجر به تشکیل نانوذراتی با سایز 95 نانومتر و بازده‌ی کپسولاسیون 65 درصد گردید. به ‌طورکلی، نتایج این مطالعه توانایی روش سطح پاسخ جهت پیش‌بینی اندازه و پراکندگی ذرات نانوفرمولاسیون‌های کیتوسان حاوی کارواکرول و تیمول را نشان داد.

optimization of nanoencapsulation of carvacrol and thymol in chitosan polymer by response surface methodology (rsm)

the volatility of essential oils and their instability against environmental factors limit their use. however, encapsulating these compounds in polymeric nanoparticles can significantly increase their half-life and make their use possible for longer periods. chitosan, a biodegradable polymer with controlled release and low toxicity, is one of the polymers utilized in the encapsulation of essential oils. as a result, the present study was carried out with the aim of nanoencapsulation of carvacrol and thymol in chitosan using ionic gelation method and the concentration of chitosan (0.1-0.3%), tpp concentration (0.2-0.1%) and concentration of essential oil (0.1-0.2%) as three variables. the mean particle size of chitosan nanoparticles was optimized using response surface methodology and central composite design. the size and polydispersity index (pdi) were determined by dls, essential oil loading confirmation was evaluated by ftir, and the spectrophotometric method was used to measure the encapsulation efficiency. then, the results of the optimization of nanoparticle synthesis were investigated. the optimum conditions for the synthesis of chitosan-thymol nanoparticles and achieving a size of 101 nm and encapsulation efficiency of 72%, a concentration of 0.11% chitosan, 0.19% tpp and 0.14% thymol were determined. in the case of chitosan-carvacrol nanoparticles, a concentration of 0.13% chitosan, 0.19% tpp and 0.15% carvacrol resulted in the formation of nanoparticles with a size of 95 nm and an encapsulation efficiency of 65%. in general, the results demonstrated the ability of the response surface methodology to predict the particle size and pdi of chitosan nano-formulations containing carvacrol and thymol.