Original title:
Solubilizační schopnosti polysacharidů
Translated title:
Solubilizattion properties of polysaccharides
Authors:
Lenartová, Radka ; Foglarová, Marcela (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2008
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
V diplomové práci byly studovány solubilizační schopnosti polysacharidů, které byly představovány alkylovými deriváty kyseliny hyaluronové, pomocí hydrofóbních solutů (Sudan Orange G, Sudan Red G, (±)-alfa-tokoferol, pyren, perylen, Nilská červeň). Nejdříve bylo zkoumáno chování jednotlivých solutů v prostředích s různou polaritou (methanol, 1 propanol, chloroform, cyklohexan, n-heptan) a iontovou silou (voda, 0,1 M a 0,4 M NaCl). Poté byly zkoumány schopnosti modelového systému dodecyl síranu sodného solubilizovat tyto hydrofóbní látky uvnitř micel. Zajímala nás solubilizační kapacita, která byla definovaná jako mol solublilizované látky na mol micel tenzidu, odpovídající stavu nasycení micel. V případě solubilizace (±)-alfa-tokoferolu v micelách SDS nebylo možné určit solubilizační kapacitu, proto jsme přešli na určování obecnější solubilizační síly, která je definovaná jako mol solubilizované látky na mol tenzid. Tato hodnota je vztažena na příslušné množství solubillizující látky při stavu nasycení micel. Modelový systém tenzidu dodecyl síranu sodného byl volen proto, protože se jedná o jednoduchý tenzid nesoucí záporný náboj stejně jako alkylové deriváty hyaluronanu, který formuje unimolární micely a hodntoty kritické micelární koncentrace a agregačního čísla ve zvolených prostředích jsou tabelovány. Hlavní podstatou práce bylo stanovení vlastností hydrofóbních domén alkylových derivátů hyaluronanu jako volné místo pro začlenění hydrofóbních látek v prostředích s různou iontovou silou. Kritické agregační koncentrace byly stanoveny pomocí fluorescenční sondy pyrenu a jeho metody poměru 1:3. Pro výzkum mikropolarity domén derivátů hyaluronanu byly zvoleny dvě koncentrace derivátů. Jedna těsně nad stanovenou kritickou agregační koncentrací a druhá o něco vyšší. Byl zkoumán vliv koncentrace pyrenu na mikropolaritu domén. Zjistili jsme vliv koncentrace pyrenu. Na druhou stranu jsme našli stabilní oblast koncentrací, které mikropolaritu neovlivňují. Nakonec jsme zkoumali vliv přípravy roztoků derivátů hyaluronanu na mirkopolaritu prostředí pomocí zvolené koncentrace pyrenu odpovídající stabilním oblastem. Studium solubilizačních vlastností derivátů hyaluronanu není jednoduché, jak jsme předpokládali. Při měření absorbancí prostředí o vyšších koncentrací hyaluronanu, kdy jsme předpokládali nasycení micel solubilizovanou látkou působilo rušivě, že zastiňovalo měření absorbance solubilizovaných látek. Z experimentu solubilizace s látkou Sudan Red G jsme zjistili, že nedocházelo k jeho solubilizaci v micelách derivátu hyauronanu z efektu nízké lipofility micelárního jádra a případných sterických efektů. Proto jsme zvolili perylen jako další solubilizující látku. Při solubilizaci perylenu jsme z emisních spekter našli nasycení micel a proto jsme mohli pro danou koncentraci perylenu vyjádřit solubilizační sílu derivátů hyaluronanu. Cílem celé práce bylo stanovit optimální způsob přípravy roztoků derivátu hyaluronanu, aby zabezpečoval požadovanou úroveň solubillizace.
In this diploma thesis were studied solubilization properties of polysaccharides by using hydrophobic solutes (Sudan Orange G, Sudan Red G, (±)-alpha-Tocopherol, Pyrene, Perylene, Nile red), which were represented by alkyl derivates of hyaluronan. At first, a behaviour of individual hydrophobic solutes was investigated in variously polar solvents (Methanol, 1 Propanol, Chloroforme, Cyklohexane, n Heptane) and in the environment of varying ionic strength (water, 0.1 M and 0.4 M NaCl). Afterwards, solubilization properties of Sodium Dodecyl Sulfate model solubilizated the hydrophobic solutes into a core of micelles was examinate. We were interested in the solubilization capacity as the mol of solubilized molecules per mol micelles of surfactant corresponding with a state of micelles saturation. In the case of the solubilization of (±)-alpha-Tocopherol into the core of micelles, it was not possible to determine the solubilization capacity. So we changed the determination of universally solubilization power. The solubilization power is defined as mol of molecules solubilized per mol surfactant relative to the quantity solubilizate at the micelles saturation. Model system of Sodium Dodecyl Sulfate as a simple surfactant carrying a negative charge as the alkyl derivates of hyaluronan was selected bacause of its characteristics.The surfactant forms unimolar micelles and its critical micelle concentrations and aggregation numbers are tabelated for the investigated microenvironment. The main aim of the study was investigating of hydrophobic domains of alkyl derivates of hyaluronan as free places for incorporation hydropbobic solutes in the microenvironment of varying ionic strength. The critical aggregation concentrations were determined by the Pyrene 1:3 ratio method. For the research of micropolarity of alkyl derivates hyaluronan’s domains were selected two concentrations of derivates for the next research of solubilization experiments - the first concentration near the critical aggregation concentration and the second concentration above it. The effect of concentration of Pyrene on a core polarity of derivates was investigated. We discovered the influence of the concentration and the other we found a stationary area of the concentration. In the end we investigated the influence of preparation of solutions of derivates of hyaluronan on the core polarity by the concentration of pyrene which corresponds to the stationary area. The study of solubilization properties of alkyl derivates of hyaluronan is not a simple case as we assumed. When we measured spectra of the absorbance, higher concentration of derivates of hyaluronan belittle absorbance of solubilizates. At the experiment of solubilization with Sudan Red G we found out that Sudan Red G is not able to solubilizate into the hydrophobic core of micelles of hyaluronan’s derivates because of lipophilic or steric effects. We had to change Perylene as a new solubilizate. From the measured emission spectra we found saturation micelles. We can express the solubilization power of hyaluronan’s derivates for the concentration of Perylene. The main aim of the diploma thesis was to determine optimal way of the preparation of hyaluronan’s derivates solutions with required degree of solubilization.
Keywords:
fluorescence spectroscopy; hyaluronan; hydrophobic solutes; polymer micelles; solubilization; solubilization capacity; UV-VIS spectroscopy; fluorescenční spektroskopie; hyaluronan; hydrofóbní soluty; polymerní micely; solubilizace; solubilizační kapacita; UV VIS spektroskopie
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/12943
guest ::
