การพัฒนามัลติฟังก์ชันไมโครแคปซูลกักเก็บสารหอมที่มีสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการศึกษาการเตรียมพอลิ(เมทิลเมทาคริเลต-โค-เอทิลีนไกลคอลได เมทาคริเลต) (พอลิ(เอ็มเอ็มเอ-โค-อีจีดีเอ็มเอ)) ไมโครแคปซูลกักเก็บสารหอม ด้วยกระบวนการสังเคราะห์แบบแขวนลอย โดยการเตรียมหยดมอนอเมอร์ด้วยเทคนิคพิกเกอริงอิมัลชันที่ใช้อนุภาค นาโนซิงค์ออกไซด์เป็นสารลดแรงตึงผิวชนิดอนุภาค ไมโครแคปซูลที่ได้จะมีสองหน้าที่ คือ ให้กลิ่นหอมยาวนาน และต้านเชื้อแบคทีเรียได้ในเวลาเดียวกัน ขั้นแรก เตรียมอนุภาคพอลิ(เอ็มเอ็มเอ-โค-อีจีดีเอ็มเอ) พบว่าเมื่อใช้อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ชนิด 20 เปอร์เซ็นต์ในน้ำที่ปริมาณ 1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก สามารถเตรียมอนุภาคพอลิเมอร์ทรงกลมที่มีความเสถียรทางคอลลอยด์ แต่ผิวไม่เรียบ เนื่องจากมีอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์กระจายตัวอยู่ที่ผิว ขั้นที่สอง เมื่อน้ำสภาวะที่เหมาะสมจากขั้นที่หนึ่งมาใช้ สามารถเตรียมไมโครแคปซูลทรงกลมของ พอลิ(เอ็มเอ็มเอ-โค-อีจีดีเอ็มเอ) กักเก็บเมทิลแอนทรานิเลตเป็นสารหอมต้นแบบได้โดยใช้อัตราส่วนมอนอเมอร์ต่อเมทิลแอนทรานิเลตที่ 70:30 เมทิลเมทาคริเลตต่อเอทิลีนไกลคอลไดเมทาคริเลตที่ 50:50 ตัวริเริ่มปฏิกิริยาที่ 8 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส และสังเคราะห์เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ซึ่งสามารถกักเก็บเมทิลแอนทรานิเลตได้ประมาณ 100 เปอร์เซ็นต์ ขั้นที่สาม เมื่อทดสอบการควบคุมการปลดปล่อยเมทิลแอนทรานิเลตที่กักเก็บในไมโครแคปซูล สามารถปลดปล่อยออกมาได้ 86 เปอร์เซ็นต์ ใน 63 วัน และสุดท้าย ท้าการทดสอบการต้านเชื้อแบคทีเรียด้วยวิธีอาการ์ดิสก์ดิฟฟิวชัน พบว่าไมโครแคปซูลที่ได้สามารถต้านเชื้อแบคทีเรียทั้ง Staphylococcus aureus และ Escherichia coli ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีโซนการยับยั้งที่ 2.5 และ 8 มิลลิเมตร ตามลำดับ เมื่อทำการบ่มเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ดังนั้นสามารถสรุปได้ว่า สามารถเตรียมพอลิเมอร์ไมโครแคปซูลกักเก็บเมทิลแอนทรานิเลต ที่มีประสิทธิภาพการกักเก็บสูงด้วยกระบวนการสังเคราะห์แบบแขวนลอยที่ใช้อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์เป็นสารลดแรงตึงผิวชนิดอนุภาค ไมโครแคปซูลที่ได้มีสมบัติควบคุมการปลดปล่อยสารหอมและต้านเชื้อแบคทีเรียได้ในเวลาเดียวกัน

This research aims to study the preparation of poly (methyl methacrylate-co-ethylene glycol dimethacrylate) (P(MMA-co-EGDMA)) microcapsules encapsulated fragrance by suspension polymerization process. The monomer droplets were prepared by pickering emulsion method, and ZnO nanoparticles were used as particulate surfactant. The end result was microcapsules with two simultaneous functions, long-lasting and antibacterial property. First, the P(MMA-co-EGDMA) particles were prepared. The use of 1 wtPercent of 20Percent ZnO dispersed in water could provide high colloidal stable of spherical polymer particles. However, ZnO nanoparticles spreaded over the particle surface caused rough surfaces. Second, regarding the first step, the optimum condition was used to prepare the spherical P(MMA-co-EGDMA) microcapsules encapsulated methyl anthranilate (MA) which was a fragrance prototype. The monomers:MA of 70:30, MMA:EGDMA of 50:50 and initiator of 8wt% were used and synthesized at the temperature of 60oC for 4 hours. The encapsulation efficiency of MA in microcapsule was approximately 100Percent. Third, the released control test showed that the encapsulated MA in microcapsule could be slow released at 86% in 63 days. In the final step, the antibacterial test using Agar Disk Diffusion method was discovered that the microcapsules exhibited good antibacterial property after 24 hours incubated at 37degree Celsiusfor both Staphylococcus aureus and Escherichia coli with inhibition zone of 2.5 and 8 mm, respectively.

It can be concluded that the polymer microcapsules encapsulated MA with high encapsulation efficiency could be prepared by suspension polymerization with the use of ZnO nanoparticles as a particulate surfactant. The end result was the microcapsules that could control the fragrance release and also contained antibacterial property simultaneously.