Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ) з'яўляецца звычайна выкарыстоўваным вадараспушчальным палімерам, які шырока выкарыстоўваецца ў фармацэўтыцы, касметыцы, харчовай і прамысловай галінах, асабліва пры падрыхтоўцы геляў. Яго фізічныя ўласцівасці і паводзіны пры растварэнні аказваюць значны ўплыў на эфектыўнасць у розных сферах прымянення. Тэмпература гелеўтварэння геля HPMC з'яўляецца адной з яго ключавых фізічных уласцівасцей, якая непасрэдна ўплывае на яго прадукцыйнасць у розных прэпаратах, такіх як кантраляванае вызваленне, адукацыя плёнкі, стабільнасць і г.д.
1. Будова і ўласцівасці ГПМЦ
ГПМЦ - вадараспушчальны палімер, які атрымліваецца шляхам увядзення ў малекулярны шкілет цэлюлозы двух замяшчальнікаў - гидроксипропила і метыла. Яго малекулярная структура змяшчае два тыпу намеснікаў: гідраксіпрапіл (-CH2CHOHCH3) і метыл (-CH3). Такія фактары, як рознае ўтрыманне гідраксіпрапілу, ступень метилирования і ступень полімерызацыі, будуць аказваць важны ўплыў на растваральнасць, гелеобразующие паводзіны і механічныя ўласцівасці HPMC.
У водных растворах AnxinCel®HPMC утварае стабільныя калоідныя растворы, утвараючы вадародныя сувязі з малекуламі вады і ўзаемадзейнічаючы са сваім шкілетам на аснове цэлюлозы. Калі знешняе асяроддзе (напрыклад, тэмпература, іённая сіла і г.д.) змяняецца, узаемадзеянне паміж малекуламі HPMC зменіцца, што прывядзе да гелеутворення.
2. Вызначэнне і фактары, якія ўплываюць на тэмпературу гелеўтварэння
Тэмпература гелеўтварэння (Gelation Temperature, T_gel) адносіцца да тэмпературы, пры якой раствор HPMC пачынае пераходзіць з вадкасці ў цвёрды стан, калі тэмпература раствора падымаецца да пэўнага ўзроўню. Пры гэтай тэмпературы рух малекулярных ланцужкоў HPMC будзе абмежаваны, утвараючы трохмерную сеткавую структуру, у выніку чаго атрымаецца гелепадобнае рэчыва.
Тэмпература гелеобразования HPMC залежыць ад многіх фактараў, адным з найбольш важных фактараў з'яўляецца ўтрыманне гидроксипропила. У дадатак да ўтрымання гідраксіпрапілу іншыя фактары, якія ўплываюць на тэмпературу геля, ўключаюць малекулярную масу, канцэнтрацыю раствора, значэнне pH, тып растваральніка, іённую сілу і г.д.
3. Уплыў утрымання гидроксипропила на тэмпературу геля HPMC
3.1 Павелічэнне ўтрымання гидроксипропила прыводзіць да павышэння тэмпературы геля
Тэмпература гелеобразования ГПМЦ цесна звязана са ступенню гидроксипропильного замяшчэння ў яго малекуле. Па меры павелічэння ўтрымання гідраксіпрапіла павялічваецца колькасць гідрафільных замяшчальнікаў у малекулярным ланцугу ГПМЦ, што прыводзіць да ўзмацнення ўзаемадзеяння паміж малекулай і вадой. Гэта ўзаемадзеянне прымушае малекулярныя ланцугі расцягвацца далей, тым самым памяншаючы сілу ўзаемадзеяння паміж малекулярнымі ланцугамі. У межах пэўнага дыяпазону канцэнтрацый павелічэнне ўтрымання гідраксіпрапілу дапамагае павысіць ступень гідратацыі і спрыяе ўзаемнаму размяшчэнню малекулярных ланцужкоў, так што сеткавая структура можа ўтварыцца пры больш высокай тэмпературы. Такім чынам, тэмпература гелеутворення звычайна павялічваецца з павышэннем гідраксіпрапілу з павелічэннем утрымання.
HPMC з больш высокім утрыманнем гідраксіпрапілу (напрыклад, HPMC K15M) мае тэндэнцыю да больш высокай тэмпературы гелеўтварэння пры той жа канцэнтрацыі, чым AnxinCel®HPMC з меншым утрыманнем гідраксіпрапілу (напрыклад, HPMC K4M). Гэта адбываецца таму, што больш высокае ўтрыманне гідраксіпрапіла абцяжарвае ўзаемадзеянне малекул і фарміраванне сетак пры больш нізкіх тэмпературах, што патрабуе больш высокіх тэмператур для пераадолення гэтай гідратацыі і спрыяння міжмалекулярным узаемадзеянням для фарміравання трохмернай сеткавай структуры. .
3.2 Сувязь паміж утрыманнем гидроксипропила і канцэнтрацыяй раствора
Канцэнтрацыя раствора таксама з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на тэмпературу гелеобразования HPMC. У высокаканцэнтраваных растворах ГПМЦ міжмалекулярныя ўзаемадзеянні мацнейшыя, таму тэмпература гелеўтварэння можа быць вышэй, нават калі ўтрыманне гідраксіпрапіла ніжэй. Пры нізкіх канцэнтрацыях узаемадзеянне паміж малекуламі ГПМЦ слабое, і раствор, хутчэй за ўсё, гелеобразуется пры больш нізкіх тэмпературах.
Калі ўтрыманне гидроксипропила павялічваецца, хоць гідрафільнасць павялічваецца, для адукацыі геля ўсё яшчэ патрабуецца больш высокая тэмпература. Асабліва ва ўмовах нізкай канцэнтрацыі тэмпература гелеутворення павышаецца значна. Гэта тлумачыцца тым, што ГПМЦ з высокім утрыманнем гідраксіпрапілу цяжэй выклікаць узаемадзеянне паміж малекулярнымі ланцужкамі праз змены тэмпературы, а працэс гелеўтварэння патрабуе дадатковай цеплавой энергіі для пераадолення эфекту гідратацыі.
3.3 Уплыў утрымання гидроксипропила на працэс гелеутворення
У пэўным дыяпазоне ўтрымання гідраксіпрапілу ў працэсе гелеўтварэння дамінуе ўзаемадзеянне паміж гідратацыяй і малекулярнымі ланцугамі. Калі ўтрыманне гидроксипропила ў малекуле HPMC нізкае, гідратацыя слабая, узаемадзеянне паміж малекуламі моцнае, і больш нізкая тэмпература можа спрыяць утварэнню геля. Калі ўтрыманне гидроксипропила вышэй, гідратацыя значна ўзмацняецца, узаемадзеянне паміж малекулярнымі ланцугамі становіцца слабейшым, а тэмпература гелеутворення павышаецца.
Больш высокае ўтрыманне гидроксипропила можа таксама прывесці да павелічэння глейкасці раствора HPMC, змяненне, якое часам павялічвае тэмпературу пачатку гелеутворення.
Змест гидроксипропила аказвае значны ўплыў на тэмпературу гелеобразованияГПМЦ. Па меры павелічэння ўтрымання гидроксипропила павялічваецца гідрафільнасць ГПМЦ і аслабляецца ўзаемадзеянне паміж малекулярнымі ланцугамі, таму тэмпература яго гелеутворення звычайна павышаецца. Гэтую з'яву можна растлумачыць механізмам узаемадзеяння паміж гідратацыяй і малекулярнымі ланцугамі. Шляхам рэгулявання ўтрымання гідраксіпрапілу ў ГПМЦ можна дасягнуць дакладнага кантролю тэмпературы гелеўтварэння, тым самым аптымізуючы прадукцыйнасць ГПМЦ у фармацэўтычнай, харчовай і іншых прамысловых прымяненнях.
Час публікацыі: 4 студзеня 2025 г