एचपीएमसी जेल तापमान पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री का प्रभाव

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी) आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला पानी में घुलनशील बहुलक है, जिसका व्यापक रूप से फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन, भोजन और औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, खासकर जैल की तैयारी में। इसके भौतिक गुण और विघटन व्यवहार का विभिन्न अनुप्रयोगों में प्रभावशीलता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। एचपीएमसी जेल का जेलेशन तापमान इसके प्रमुख भौतिक गुणों में से एक है, जो विभिन्न तैयारियों में इसके प्रदर्शन को सीधे प्रभावित करता है, जैसे नियंत्रित रिलीज, फिल्म निर्माण, स्थिरता, आदि।

1. एचपीएमसी की संरचना और गुण

एचपीएमसी एक पानी में घुलनशील बहुलक है जो सेल्युलोज आणविक कंकाल में दो प्रतिस्थापन, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल और मिथाइल को शामिल करके प्राप्त किया जाता है। इसकी आणविक संरचना में दो प्रकार के प्रतिस्थापन होते हैं: हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल (-CH2CHOHCH3) और मिथाइल (-CH3)। विभिन्न हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री, मिथाइलेशन की डिग्री और पोलीमराइजेशन की डिग्री जैसे कारक एचपीएमसी की घुलनशीलता, गेलिंग व्यवहार और यांत्रिक गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालेंगे।

जलीय घोल में, AnxinCel®HPMC पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बनाकर और उसके सेलूलोज़-आधारित कंकाल के साथ बातचीत करके स्थिर कोलाइडल समाधान बनाता है। जब बाहरी वातावरण (जैसे तापमान, आयनिक शक्ति, आदि) बदलता है, तो एचपीएमसी अणुओं के बीच परस्पर क्रिया बदल जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप जमाव होगा।

2. जेलेशन तापमान की परिभाषा और प्रभावित करने वाले कारक

जेलेशन तापमान (जेलेशन तापमान, टी_जेल) उस तापमान को संदर्भित करता है जिस पर एचपीएमसी समाधान तरल से ठोस में संक्रमण करना शुरू कर देता है जब समाधान का तापमान एक निश्चित स्तर तक बढ़ जाता है। इस तापमान पर, एचपीएमसी आणविक श्रृंखलाओं की गति प्रतिबंधित हो जाएगी, जिससे एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनेगी, जिसके परिणामस्वरूप एक जेल जैसा पदार्थ बनेगा।

एचपीएमसी का जमाव तापमान कई कारकों से प्रभावित होता है, सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री है। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री के अलावा, जेल तापमान को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों में आणविक भार, समाधान एकाग्रता, पीएच मान, विलायक प्रकार, आयनिक ताकत आदि शामिल हैं।

3. एचपीएमसी जेल तापमान पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री का प्रभाव

3.1 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल सामग्री में वृद्धि से जेल तापमान में वृद्धि होती है

एचपीएमसी का जेलेशन तापमान इसके अणु में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन की डिग्री से निकटता से संबंधित है। जैसे-जैसे हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री बढ़ती है, एचपीएमसी आणविक श्रृंखला पर हाइड्रोफिलिक प्रतिस्थापन की संख्या बढ़ती है, जिसके परिणामस्वरूप अणु और पानी के बीच बातचीत बढ़ती है। इस अंतःक्रिया के कारण आणविक शृंखलाएँ और अधिक खिंच जाती हैं, जिससे आणविक शृंखलाओं के बीच अंतःक्रिया की शक्ति कम हो जाती है। एक निश्चित सांद्रता सीमा के भीतर, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री बढ़ाने से जलयोजन की डिग्री बढ़ाने में मदद मिलती है और आणविक श्रृंखलाओं की पारस्परिक व्यवस्था को बढ़ावा मिलता है, ताकि उच्च तापमान पर एक नेटवर्क संरचना बनाई जा सके। इसलिए, जेलेशन तापमान आमतौर पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल की बढ़ती सामग्री के साथ बढ़ता है।

उच्च हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री (जैसे HPMC K15M) के साथ HPMC कम हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री (जैसे HPMC K4M) के साथ AnxinCel®HPMC की तुलना में समान सांद्रता पर उच्च जेलेशन तापमान प्रदर्शित करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री अणुओं के लिए कम तापमान पर बातचीत करना और नेटवर्क बनाना अधिक कठिन बना देती है, जिससे इस जलयोजन को दूर करने और त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाने के लिए अंतर-आणविक इंटरैक्शन को बढ़ावा देने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। .

3.2 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल सामग्री और समाधान एकाग्रता के बीच संबंध

समाधान सांद्रता भी एचपीएमसी के जेलेशन तापमान को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। उच्च-सांद्रता वाले एचपीएमसी समाधानों में, अंतर-आणविक इंटरैक्शन अधिक मजबूत होते हैं, इसलिए हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री कम होने पर भी जेलेशन तापमान अधिक हो सकता है। कम सांद्रता पर, एचपीएमसी अणुओं के बीच परस्पर क्रिया कमजोर होती है, और कम तापमान पर समाधान के जमने की संभावना अधिक होती है।

जब हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री बढ़ जाती है, हालांकि हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ जाती है, फिर भी जेल बनाने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से कम सांद्रता वाली स्थितियों में, जेलेशन तापमान अधिक महत्वपूर्ण रूप से बढ़ जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री वाले एचपीएमसी को तापमान परिवर्तन के माध्यम से आणविक श्रृंखलाओं के बीच बातचीत को प्रेरित करना अधिक कठिन होता है, और जलयोजन प्रभाव को दूर करने के लिए जेलेशन प्रक्रिया को अतिरिक्त तापीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

3.3 जेलेशन प्रक्रिया पर हाइड्रोक्सीप्रोपाइल सामग्री का प्रभाव

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री की एक निश्चित सीमा के भीतर, जलयोजन प्रक्रिया जलयोजन और आणविक श्रृंखलाओं के बीच बातचीत पर हावी होती है। जब एचपीएमसी अणु में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री कम होती है, तो जलयोजन कमजोर होता है, अणुओं के बीच बातचीत मजबूत होती है, और कम तापमान जेल के निर्माण को बढ़ावा दे सकता है। जब हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री अधिक होती है, तो जलयोजन काफी बढ़ जाता है, आणविक श्रृंखलाओं के बीच बातचीत कमजोर हो जाती है, और जेलेशन तापमान बढ़ जाता है।

उच्च हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री से एचपीएमसी समाधान की चिपचिपाहट में भी वृद्धि हो सकती है, एक ऐसा परिवर्तन जो कभी-कभी जेलेशन के शुरुआती तापमान को बढ़ा देता है।

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल सामग्री का जेलेशन तापमान पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैएचपीएमसी. जैसे-जैसे हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री बढ़ती है, एचपीएमसी की हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ती है और आणविक श्रृंखलाओं के बीच बातचीत कमजोर होती है, इसलिए इसका जमाव तापमान आमतौर पर बढ़ जाता है। इस घटना को जलयोजन और आणविक श्रृंखलाओं के बीच परस्पर क्रिया तंत्र द्वारा समझाया जा सकता है। एचपीएमसी की हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री को समायोजित करके, जेलेशन तापमान का सटीक नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है, जिससे दवा, भोजन और अन्य औद्योगिक अनुप्रयोगों में एचपीएमसी के प्रदर्शन को अनुकूलित किया जा सकता है।