HPMC ಜೆಲ್ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮ

ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ (HPMC) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಔಷಧಗಳು, ಸೌಂದರ್ಯವರ್ಧಕಗಳು, ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಜೆಲ್‌ಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿಸರ್ಜನೆಯ ನಡವಳಿಕೆಯು ವಿಭಿನ್ನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವದ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. HPMC ಜೆಲ್‌ನ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಅದರ ಪ್ರಮುಖ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಇದು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಬಿಡುಗಡೆ, ಫಿಲ್ಮ್ ರಚನೆ, ಸ್ಥಿರತೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

1. HPMC ಯ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

HPMC ಎಂಬುದು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ಎರಡು ಪರ್ಯಾಯಗಳಾದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮತ್ತು ಮೀಥೈಲ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದೆ. ಇದರ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯು ಎರಡು ರೀತಿಯ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ (-CH2CHOHCH3) ಮತ್ತು ಮೀಥೈಲ್ (-CH3). ವಿಭಿನ್ನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ, ಮೀಥೈಲೇಷನ್ ಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರೀಕರಣದ ಮಟ್ಟದಂತಹ ಅಂಶಗಳು HPMC ಯ ಕರಗುವಿಕೆ, ಜೆಲ್ಲಿಂಗ್ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ.

ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣಗಳಲ್ಲಿ, AnxinCel®HPMC ನೀರಿನ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಅದರ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್-ಆಧಾರಿತ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಮೂಲಕ ಸ್ಥಿರವಾದ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ದ್ರಾವಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರ (ತಾಪಮಾನ, ಅಯಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ, ಇತ್ಯಾದಿ) ಬದಲಾದಾಗ, HPMC ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜೆಲೇಶನ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

2. ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಅಂಶಗಳು

ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನ (ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನ, T_gel) ಎಂದರೆ ದ್ರಾವಣದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಏರಿದಾಗ HPMC ದ್ರಾವಣವು ದ್ರವದಿಂದ ಘನಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವ ತಾಪಮಾನ. ಈ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, HPMC ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಜಾಲ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜೆಲ್ ತರಹದ ವಸ್ತು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

HPMC ಯ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಅನೇಕ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದ ಜೊತೆಗೆ, ಜೆಲ್ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಇತರ ಅಂಶಗಳು ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕ, ದ್ರಾವಣ ಸಾಂದ್ರತೆ, pH ಮೌಲ್ಯ, ದ್ರಾವಕ ಪ್ರಕಾರ, ಅಯಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ.

3. HPMC ಜೆಲ್ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮ

3.1 ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು ಜೆಲ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

HPMC ಯ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಅದರ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಪರ್ಯಾಯದ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, HPMC ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಬದಲಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಣು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬಲವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ಜಲಸಂಚಯನದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ HPMC (HPMC K15M ನಂತಹ) ಕಡಿಮೆ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ AnxinCel®HPMC ಗಿಂತ (HPMC K4M ನಂತಹ) ಅದೇ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವು ಅಣುಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ಜಾಲಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಈ ಜಲಸಂಚಯನವನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಜಾಲ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಅಂತರ-ಅಣು ಸಂವಹನಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

3.2 ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ

ದ್ರಾವಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು HPMC ಯ ಜಿಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ HPMC ದ್ರಾವಣಗಳಲ್ಲಿ, ಅಂತರ-ಅಣು ಸಂವಹನಗಳು ಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೂ ಸಹ ಜಿಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಿರಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ, HPMC ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣವು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಜೆಲ್ ಆಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೆಚ್ಚು.

ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಸಿಟಿ ಹೆಚ್ಚಾದರೂ, ಜೆಲ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ HPMC ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಮೂಲಕ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವೆ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೆಲೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಜಲಸಂಚಯನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

3.3 ಜೆಲೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮ

ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶದ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಜಿಲೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಜಲಸಂಚಯನ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. HPMC ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಜಲಸಂಚಯನವು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವು ಜೆಲ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಜಲಸಂಚಯನವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ದುರ್ಬಲವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜಿಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವು HPMC ದ್ರಾವಣದ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಈ ಬದಲಾವಣೆಯು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಜಿಲೇಶನ್‌ನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವು ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆಹೆಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, HPMC ಯ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಸಿಟಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ದುರ್ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಜಲಸಂಚಯನ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು. HPMC ಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಜೆಲೇಶನ್ ತಾಪಮಾನದ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಔಷಧೀಯ, ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಇತರ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ HPMC ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಬಹುದು.