마이크로에멀전에서 코카미도프로필베타인을 이용한 바이오틴의 안정성 향상

오민균 충북대학교 2022 국내석사

본 연구에서는 용해도와 안정성이 낮아 쉽게 석출이 되는 수용성 비타민 바이오틴을 마이크로에멀전 제형에 코카미도프로필베타인을 이용하여 기존의 쉽게 석출되는 낮은 용해도의 문제점을 개선하여 안정화 목적으로 연구를 진행하였다. 본 실험에서는 코카미도프로필베타인을 이용하여 바이오틴을 용해했으며 코카미도프로필베타인의 농도를 1%와 2%로 나누어 진행하였고 농도에 따라 안정성이 어떤 경향을 띠는지 pH, 온도별 관능평가, HPLC, 입도분석으로 항목별 분석, 관찰을 하였다. 또한 양쪽성이온계면활성제인 코카미도프로필베타인의 자극성을 우려하여 2% 농도의 제형을 시료로 인체피부 일차자극시험을 진행하였으며 그에 대한 결과를 고찰하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 1%와 2%의 농도별 실험결과 코카미도프로필베타인 1% 함유 실험에서는 –5℃에서 7 일 차 경과부터 바이오틴의 석출 및 결정화 현상을 나타내는 것으로 보아 상온이나 고온, 혹은 일시적인 저온에서는 안정하나 저온에서의 장시간 노출에는 불안정하다는 사실을 알 수 있었다. 2. 2% 코카미도프로필베타인 샘플 HPLC 측정결과 Biotin 함량이 652 ppm 으로 600 ppm 처방기준 109%의 함량이 분석되었으며 입도분석결과 입자사이즈가 9.96 nm 로 측정되었고 다분산지수(Polydispersity Index, PDI)는 7.0, 7.4 로 측정되어 70 이하이며 그래프 Peak 가 하나의 봉우리를 이루어 단분산의 고른 분포를 가지고 있다고 판단되어 바이오틴이 제형 내에서 안정하다는 점을 알 수 있었다. 3. 코카미도프로필베타인 1% 함량 샘플이 -5℃에서 석출 및 결정화현상이 나타나는데에 반하여 2%의 샘플에서는 모든 온도별 안정도가 안정한 모습이 관찰되는 것으로 보아 코카미도프로필베타인의 함량에 농도 의존적으로 안정화 됨을 알 수 있었다. 4. 피부에 자극을 가지는 이온성계면활성제인 코카미도프로필베타인이 제형 내에 2% 함량 이하일 때는 피부 자극을 갖지 않는다는 점을 알 수 있었다. 바이오틴은 빛과 열, 산성 및 중성 용액에서 비교적 안정하며 알칼리 용액에서는 덜 안정하지만 약 pH 9 까지는 비교적 안정하여 본 실험에서도 미산성 범위의 pH 에서 안정한 모습을 관찰할 수 있었다. 본 실험은 열, 공기, 산소, 햇빛, 습도 등에 민감하여 쉽게 파괴되는 성질을 가진 대부분의 비타민과 다르게 고온에 노출되는 제조공정의 특성에도 바이오틴이 고온에서 안정한 특성을 가져 코카미도프로필베타인의 일정 함량 이상에서 안정성을 확보하였다. 본 연구에서는 코카미도프로필베타인에 의하여 마이크로에멀전 내에서 바이오틴의 안정성을 확보하여 제형 적용에 용이한 조건을 확인하였으며 향후 보다 구체적인 안정성 확보 조건을 확인하기 위한 실험이 필요하다고 사료된다. In this study, the water-soluble vitamin biotin, which is easily deposited due to low solubility and stability, was used in the microemulsion formulation with Cocamidopropyl betaine to improve the problem of low solubility, and the study was conducted for stabilization purposes. In this experiment, biotin was dissolved using Cocamidopropyl betaine, and the concentration of Cocamidopropyl betaine was divided into 1% and 2%. and as a result, the stability of the 1% concentration experiment was unstable when exposed to low temperature for a long time, but temporarily low temperature, room temperature, high temperature and 2% concentration experiment was stable in all temperature ranges. In an experiment with a concentration of 2%, the content of Biotin was 652 ppm, which was analyzed as 109% based on 600 ppm, and the particle size analysis confirmed that it was stable within the formulation through particle size, polydispersion index, and pH. Through sensory evaluation for each concentration of Cocamidopropyl betaine, it was confirmed that biotin was stabilized dependently on the concentration of Cocamidopropyl betaine. It was found that Cocamidopropyl betaine, an ionic surfactant that irritates the skin, does not have skin irritation when it is less than 2% in the formulation. Biotin usually tends to be unstable because its solubility is lower at pH in the weak-acid range than pH in the weak alkali range. but in this study, it was possible to observe stable appearance at pH in the acidic range by cocamidopropyl betaine.

마이크로에멀젼 시스템을 이용한 리도카인의 국소 외용겔제

이기봉 中央大學校 2000 국내석사

리도카인은 국소마취 표면마취와 국소마취제로 널리 사용되는 약물로, 최근 조루를 치료하기 위한 목적으로 연구와 상품화가 진행되고 있다. 본 연구에서는 리도카인의 경피투과량을 높이고 약물의 방출을 제어하기 위하여 마이크로에멀젼시스템을 이용한 리오겔과 하이드로겔을 제조하였다. 먼저, 리도카인을 함유하는 자가유화약물전달시스템(SMEDDS)은 마이크로에멀전의 전구농축액으로 오일인 Labrafil 또는 IPM, 계면활성제인 Cremophor EL과 보조계면활성제인 에탄올로써 구성된다. 리오겔은 자가유화약물전달시스템에 PEG 6000과 같은 적절한 증점제를 사용하여 제조하였고, 자가유화능과 입자도, 그리고 약물의 방출과 경피투과 정도를 평가 하였다. 리오겔은 대조제제로 사용한 FAPG 연고에 비해 방출 및 경피흡수능이 우수한 것으로 나타났으며, 기존의 리오겔의 단점인 수세가 어렵거나 끈적이는 성질을 극복함과 동시에 방출 및 경피투과능이 우수한 제제임을 알 수 있었다. 마이크로에멀젼 하이드로겔은 자가유화약물전달 시스템을 친수성 고분자 하이드로겔인 carbomer gel, sodium alginate gel, sodium CMC gel에 분산시켜 제조하였다. 마이크로에멀젼 하이드로겔의 방출을 평가하였을 때 0차 속도식에 따르는 방출양상을 보였으며 친수성 고분자의 종류에 따라 약간의 방출차이를 나타내었다. 특히 대조용 제제로 사용한 알코올성 하이드로겔과 비교할 때 경피투과실험에서 초기 약 15분까지는 마이크로에멀젼 하이드로겔의 경피투과능이 상대적으로 우수한 것으로 나타나 마이크로에멀젼이 흡수촉진 및 방출제어효과를 가지는 것으로 해석되었다. 한편, 실험동물에서 각 제제들의 마취효과를 tail flick test에 의해 반응시간을 관찰했을 때, 비처치군의 반응시간은 5-6초, 마이크로에멀젼 하이드로겔 처리군은 30-35초, 대조용 알코올성 하이드로겔은 약 24초로 비처치군이나 대조용 알코올성 하이드로겔보다 높은 국소 마취효과를 나타내었다. 결론적으로 리도카인을 함유하는 마이크로에멀젼 하이드로겔이 조루 치료용 국소 적용 제제로서 가능성이 있음을 알 수 있었다. Recently several topical preparations containing lidocaine, a widely used local anesthetic agent, have been developed and marketed for the treatment of premature ejaculation. In this study, microemulsion based lyogels and hydrogels were prepared to enhance the skin permeation and to control the drug release. First of all, SMEDDS (Self-MicroEmulsifying Drug Delivery System) containing lidocaine was formulated with Labrafil or IPM (oil), Cremophor EL (surfactant), and ethanol (cosurfactant). Lyogels were formulated with SMEDDS by the addition of PEG 6000 as a thickener, and evaluated for pharmaceutical properties such as self-emulsifiability, the size of dispersed droplet, drug release, and skin permeation of drug. In comparison to FAPG ointment as a reference preparation, lyogels showed enhanced skin penetration and it was washed off easily with water and non-sticky as well. In addition, microemulsion-based (ME) hydrogels were prepared by the dispersion of SMEDDS to hydrophilic polymeric hydrogel bases, e.g., carbomer gels, sodium alginate gels, and CMC-Na gels. Lidocaine release from ME hydrogels was followed by apparent zero-order kinetics, but there was a little difference between preparations depending on the polymer used. Especially in comparison to alcoholic carbomer hydrogel as a reference preparation, ME hydrogels had some advantages over alcoholic hydrogel due to the increased skin penetration and controlled release. On the other hand, tail flick test in rats was introduced to compare in vivo local anesthetic effects of different hydrogels, and response time was measured. The results were as follows : 5.5 sec for untreated group, over 30 sec for ME hydrogel-treated group, and 23.8 sec for alcoholic hydrogel-treated group. Finally it was possible to conclude that ME hydrogels containing lidocaine could be a novel topical delivery system for the treatment of premature ejaculation.

AOT 마이크로에멀젼을 이용한 CdS 나노입자 및 박막 제조에 관한 연구

공현숙 東國大學校 大學院 2003 국내석사

최근 Top-down 방식의 한계점을 극복하기 위해 분자/원자 차원에서 시작하여 소재 및 소자를 만들고자 하는 bottom-up 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 분자 전자 소재로써 반도체 나노 입자 대한 연구는 신소재와 관련된 많은 과학 분야에 적용되고 있으며, 이런 나노 입자는 분자회로, 광전소자, 센서, 반도체, 광촉매, 큰 표면적을 이용한 응용 등 그 활용도가 높다. 또한 입자 제조 방법 중 최근 마이크로에멀젼을 이용한 연구가 관심 있게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 음이온 AOT 계면활성제를 사용하여 반도체 특성을 가지는 CdS 나노 입자를 제조하는 실험을 수행하였다. 특히 본 실험에서와 같이 마이크로에멀젼을 이용할 경우 수용액 상태에서 제조된 입자와는 달리 매우 작고 균일한 입자를 제조할 수 있다. 입자 제조 시 AOT의 농도와 첨가된 반응물의 농도는 고정시키고, W/O 마이크로에멀젼에 첨가된 물의 양(W=[H2O]/[AOT])를 1∼9까지 변화시켜 물의 양이 입자크기에 미치는 영향을 조사하였으며, 사용된 oil이 마이셀간의 물질 교환(intermicellar exchange)과 입자크기에 미치는 영향을 조사하기 위해 isooctane, heptane, decane, cyclohexane을 이용하여 CdS 입자를 포함한 마이크로에멀젼을 제조하였다. W/O 마이크로에멀젼 제조 시 첨가되는 W가 증가 할수록 형성된 마이셀 내부의 "water pool"의 크기는 커지게 되어 생성되는 입자의 크기 또한 커지게 되며 핵이 형성되고 성장하는 속도도 빨라지게 된다. 또한 oil 분자의 사슬길이가 길어지면 마이셀 layer로의 oil 분자의 침투가 어려워지고, 마이셀간의 충돌에 의해 쉽게 마이셀 구조가 깨지게 되며, 이로 인해 빠른 물질 교환이 이루어지게 되므로 생성되는 입자의 크기는 작아진다. Isooctane을 사용한 경우보다 긴 사슬의 decane을 사용하여 입자를 제조 하였을 때 더 작은 입자가 제조된 것을 알 수 있다. 그러나 cyclohexane과 같은 경우에는 계면활성제와 오일 사슬간의 상호작용으로 인하여 인력이 매우 크기 때문에 마이셀이 보다 경직되어 마이셀간의 충돌에 의해서 마이셀 구조가 깨어지는 확률이 줄어들게 된다. 이로 인해 비록 초기에는 작은 입자가 생성되지만 장시간에 걸쳐 입자의 성장이 지속된다. 또한 제조 한 입자를 microelectronic device의 기본구조로써의 응용을 가능화 하기 위해 박막을 제조 하였다. 자기 조립에 의해 1,6-hexanedithiol SAM이 형성된 GaAs wafer를 CdS 마이크로에멀젼에 침전시켜 CdS thin film을 제조하였으며, AFM 측정을 통해 박막의 topography를 확인하였고, 막의 종류에 따른 contact angle의 변화 정도와 XPS 측정을 통한 박막의 원소별 분석을 통해 1,6-hexanedithiol SAM과 CdS thin film이 성공적으로 형성되었음을 확인 하였다. Recently, the preparation and the characterization of semiconductor nano particles has attracted much attention because of their various applications as opto-electronic device, molecular circuit, catalyst, sensor and so on. In this study, nano particles of cadmium sulfide have been synthesized by a microemulsion method, where two microemulsions containing Cd^(2+) and S^(2-) respectively were mixed to form cadmium sulfide nanoparticles. In order to investigate the influence of water to surfactant molar ratio (W) on the particle size, we only changed W with [AOT], [Cd^(2+)]_(0) and [S^(2-)]_(0) fixed. The effect of varying the type of continuous oil phase on the particle size has been studied. The time-course variation in the mean particle size was measured by UV-visible absorption spectroscopy. And the undoped GaAs(100) wafers were etched in HCl, Then a SAM of 1,6-hexanedithiol molecules on the GaAs wafer surface was constructed by immersing the GaAs substrate in 1,6-hexanedithiol/ethanol solution. Then CdS-dithiol-GaAS structures were fabricated by immersing the SAM of 1,6-hexanedithiol in CdS microemulsion. AFM, contact angle and XPS were used to confirm SAM and CdS thin film.

Structural and Physicochemical Properties of Sodium Laurate/1-Pentanol/n-Decane/XN NaCl Microemulsion Systems

박진희 Graduate school, Sookmyung women's university 1990 국내박사

본 연구에서는 sodium laurate/1-pentanol/n-decane/XN NaCl 마이크로에멀젼 계의 염 농도와 기름/물의 부피비의 변화에 따른 상 전이 행동과 입자크기, zeta potential, H-NMR, pH, 전기전도도, 상대 점성도와 같은 물리 화학적 성질들을 관찰해 봄으로써 마이크로에멀젼 계의 구조적, 동력학적 측면에 관하여 조사하였다. 그 결과 본 마이크로에멀젼 시리즈의 상 행동은 기름 부피가 상대적으로 큰 마이크로에멀젼을 제외하고는 염 농도의 증가에 따라 O/W type - bicontinuous type - W/O type으로 전이됨을 관찰할 수 있었고 또한 입자크기는 W/O형 마이크로에멀젼의 경우 염 농도 증가에 따라 감소하였으며 zeta potential의 절대값 또한 감소하였다. 이러한 현상들로 미루어, NaCl을 첨가해 줌으로써 계면활성제의 극성 카르복시기에서 Na 이온들의 해리가 저지되어 mixed film층 주위의 소수성(hydrophobicity)이 증가되고, 입자의 계면이 조밀해 지는 것으로 추론할 수 있다. 이는 H-NMR 스펙트럼, 상대 점성도와 전기전도도 데이타를 얻음으로써도 확실시 된다. 본 연구의 결과 O/W형 - W/O형 마이크로에멀젼의 전이 중간 단계에 middle phase 마이크로에멀젼 혹은 그와 유사한 성질을 지닌 것으로 여겨지는 single phase 마이크로에멀젼이 형성되는 것을 관찰할 수 있었으며, NMR을 이용한 정량적 정보를 얻음으로써 아직 논란의 대상이 되고 있는 이들의 구조에 관하여 조사하였다. 결과적으로 single phase와 middle phase 마이크로에멀젼은 기름과 물 두 성분 모두가 연속상이 되는 bicontinuous 구조를 이루고, 형성 위치에 따라 위쪽 부분(혹은 기름 층과 접하는 부분)은 보다 O/W형에, 아래쪽 부분(혹은 물 층과 접하는 부분)은 보다 W/O형 마이크로에멀젼에 가깝고, 중간 부분은 O/W형과 W/O형 마이크로에멀젼이 거의 같은 분률로 혼합되어 있다는 결론을 얻었다. The present study has been carried out to develop an understanding of the structural and dynamic aspects of sodium laurate/1-pentanol/n-decane/XN NaCl microemulsion series through the observation of phase transition behavior and the measurements of various physicochemical properties including particle size, zeta potential, ¹H-NMR spectra, pH, specific conductivity and relative viscosity. The observation and measurement have been performed mainly as a function of salinity and oil-to-brine volume fraction of the various multi-phase microemusion systems. Based on the experimental results, it may be concluded that a middle phase and single phase microemulsions consist of a bicontinuous structure in which the type of microemulsion varies depending on the position of sampling and phase transition of the systems would be of the O/W - bicontinuous - W/O type upon varying the salinity of systems, with exception of A-series containing higher fraction of oil. In view of the experimental findings in this study, a question should be raised as to whether it is appropriate to define the type of microeulsion as either W/O or O/W in the way that it has been traditionally accepted. Although there are cases where those kind of clear-cut classification could be applied, it seems proper to say that the system, in general, is bicontinuous in nature with predominant W/O or O/W type structure. It was found that the droplet size of predominant W/O microemulsions and the zeta potentia |ζ| of the systems decreased as the salinity increased. These phenomena could be explained by the reasoning that added NaCl may increase the hydrophobicity aroung the mixed film layer by disturbing the dissociation of sodium ions of the polar heads, as suggested by the results from the ¹H-NMR spectra, relative viscosity and specific conductivity measurement. This study has been performed to provide a more elaborate understanding of the microstructure and properties of a single phase microemulsion which appears to have a close relation to those of a middle phase microemulsion. It has been reported that a middle phase microemulsions can be thought to have a bicontinuous structure being a nearly equal mixture of O/W and W/O microemulsions, but the proton - NMR spectra clearly showed that near excess aqueous phase is a O/W type, and near excess oil phase a W/O type despite a homogeneous appearance of the system, and the NMR study on the single phase microemulsion system leads to the same conclusion as obtained with a middle phase microemulsion.

Synthesis and characterization of nanocomposite Ni-YSZ anodes by water-in-oil micro-emulsion for solid oxide fuel cells : W/O 마이크로에멀젼을 통한 나노컴퍼지트 Ni-YSZ 음극 제조와 고체산화물 연료전지의 성능 향상을 위한 알칼리 농도의 최적화

정용민 DGIST 2017 국내석사

고체산화물 연료전지의 음극 제조를 위해 활용될 균일하게 분산된 나노복합체의 NiO-YSZ 파우더가 W/O 마이크로에멀젼을 통하여 제조되었다. W/O 마이크로에멀젼을 통해 제조된 파우더는 입자크기가 50 nm 이하인 미세한 구조를 가지는 것으로 확인되었다. 동시에 마이크로에멀젼으로 제조한 파우더에 불순물 상이 존재하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이후, 마이크로에멀젼을 통해 나노복합체 Ni-YSZ 음극을 제조하였고, 제조된 결과물이 고체 산화물 연료전지의 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 850도의 작동 온도에서 마이크로에멀젼을 통해 제조된 Ni-YSZ 음극으로 구성된 연료전지의 MPD는 359 mW/cm2 으로 확인되었고, 이는 단순히 기계적으로 볼밀링 과정을 통해 제조된 Ni-YSZ 음극으로 구성된 연료전지가 가지는 204 mW/cm2 에 비해 크게 향상된 값이다. 같은 작동 온도에서 연료전지의 전극 저항을 확인하였을 때, 마이크로에멀젼을 통해 제조된 연료전지는 0.44 Ωcm2, 볼밀링 과정을 통해 제조된 연료전지는 1.14 Ωcm2의 값을 보이는 것을 확인하였다. 마이크로에멀젼을 통해 제조된 Ni-YSZ 음극은 균일하게 분산되어 있는 나노입계로 구성되어있고, 그로 인한 삼상계면의 증가가 연료전지의 전기화학적 성능의 향상을 가져온 것으로 여겨진다. 추가적으로, 보다 더 미세한 NiO-YSZ 파우더를 제조하고, 그를 통한 고체산화물 연료전지의 전기화학적 특성을 향상시키기 위해 알칼리 용액 농도를 조정하는 마이크로에멀젼의 최적화 과정을 진행하였다. 마이크로에멀젼을 통해 제조된 세 가지 종류의 NiO-YSZ 파우더인 W10N10, W5N15, W0N20을 다루었다. 먼저, 알칼리 용액의 농도가 진해짐에 따라 NiO-YSZ 파우더의 입자 크기가 더욱 작아지는 것을 확인하였다. 알칼리 농도가 가장 진한 W0N20 파우더의 경우 입자 크기가 30nm 정도까지 작아진 것을 확인하였다. 동시에 비표면적 또한 알칼리의 농도가 진해짐에 따라 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 세 가지의 알칼리 농도에 따라 제조된 NiO-YSZ 파우더 모두, 불순물 상이 존재하지 않는 것을 확인하였다. 제조된 파우더를 활용하여 나노복합체 Ni-YSZ로 구성된 고체산화물 연료전지를 제조하였고, 알칼리 농도를 변화시키는 것이 고체산화물 연료전지의 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 알칼리 농도가 변화함에 따라 파우더의 입자 크기와 같은 음극의 미세 구조가 달라지는 것을 확인하였으나, 연료전지의 MPD 값은 알칼리 농도에 거의 영향을 받지 않는 것으로 확인되었다. 연료전지의 전극 저항을 확인하였을 때에는 오히려, 입자 크기가 더 작은 W0N20으로 구성된 전지의 저항인 0.65 Ωcm2이 W10N10으로 구성된 전지의 0.44 Ωcm2에 비해 더 큰 값을 보이는 것을 확인할 수 있었다. W0N20 파우더의 너무 작은 입자들의 경우 서로 뭉쳐지려는 경향이 더 크게 나타나게 되고, 그로 인한 삼상계면의 감소가 연료전지의 성능을 오히려 저하시킨 것으로 생각하였다. Homogeneously distributed nanocomposite Nickel oxide-yttria stabilized zirconia (NiO-YSZ) powders were synthesized by water-in-oil (W/O) micro-emulsion method for solid oxide fuel cells. The particles synthesized by W/O micro-emulsion procedure with the calcination temperature of 500 oC, showed fine microstructures with a particle size less than 50 nm. Electrochemical performances were improved by the nanocomposite anode synthesized by micro-emulsion, compared with the results obtained by the conventional anode. The maximum power density of a single cell with micro-emulsion synthesized Ni-YSZ anode showed a higher maximum power density, 359 mW cm-2, compared with that of a single cell composed of conventional Ni-YSZ anode, 204 mW cm-2, at the operating temperature of 850 oC. The electrode resistance of a single cell fabricated by micro-emulsion had a value of 0.44 Ω cm2, which was much smaller than the value of conventional cell, 1.14 Ω cm2, at the same operating temperature with I-V analysis. The enlarged TPB length obtained by the microemulsion synthesized Ni-YSZ anode composed of uniformly distributed nano-grains might be the reason of the improved electrochemical performance of a single cell. Further studies were done to optimize the micro-emulsion procedures for improved cell performances. Three types of micro-emulsion synthesized NiO-YSZ powders, W10N10, W5N15, W0N20, with different alkali concentrations, were discussed. Particle size of W0N20 decreased to 30nm compared with the value of W10N10, around 40nm. Moreover, specific surface area of W0N20 drastically increased to 42.27 m2/g, from the value of W10N10, 14.98 m2/g. However, the maximum power density of a single cell was not affected by the alkali concentrations. The electrode resistance of a single cell with W0N20 showed a higher value of 0.65 Ω cm2, compared with the value of a single cell with W10N10, 0.44 Ω cm2, at the open circuit voltage with the operating temperature of 850 oC, although the particle size of W0N20 is smaller than that of W10N10. The reduced TPB length caused by the agglomeration of too small particles might be the reason of the electrochemical performances of single cells.

Effect of pH on the physicochemical properties of sodium laurate/1-pentanol/n-dacane/(NaCl+buffer) microemulsion system

김혜경 숙명여자대학교 대학원 1990 국내박사

본 연구에서는 Sodium laurate/ 1-pentanol/ n-decane/ (XN NaCl+buffer) 마이크로에멀젼에 대한 pH와 염농도에 따른 상전이 행동, 입자 크기, Zeta potential, ¹H-NMR, pH, 전기 전도도, 상대 점성도 같은 물리, 화학적 성질을 관찰해 봄으로써, 마이크로에멀젼계를 구조적, 동력학적 관점에서 살펴 보였다. 그 결과 O/W형 W/O형 마이크로에멀젼의 전이 중간 단계에서는 single phase 마이크로에멀젼이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또, NMR을 이용한 정량적 정보를 얻음으로써 아직 논란의 대상이 되고 있는 것의 구조에 대하여 살펴보았다. 결과적으로 single phase 마이크로에멀젼은 기름과 물 두 성분 모두가 연속상이 되는 bicontinuous 구조를 이루고 형성 위치에 따른 마이크로에멀젼 구조는 거의 일정함을 알 수 있다. 본 연구의 결과, 마이크로에멀젼 시리즈의 상 행동(phase behabiour)은 염농도의 증가에 따라 O/W -bicontinuous-W/O type으로 전이됨을 알 수 있었으며, pH증가에 따라 낮은 염농도(순수한 물에서 0.04N까지)에서는 bicontinuous-O/W type 전이가 발생하였으며, 이 영역에서는 pH의 효과가 염농도 효과보다 우세하며, 0.05N에서 0.07N에서는 W/O -bicontinuous type으로, 0.08N 과 0.09N에서는 W/O -bicontinuous- W/O type으로 전이가 발생하였다. 이것은 완충용액을 만들 때 pH를 조절하기 위하여 사용한 과량의 NaOH나 HCI이 electrolyte로 작용했기 때문이다. 염농도가 0.10N이상에서는 모두 W/O type의 마이크로에멀젼이 형성되었다. 이영역에서는 염농도에 의한 효과가 보다 우세하다. 결과적으로 pH효과는 염농도가 0.10N인 영역까지 영향을 주며, 각 시리즈가 W/O type 마이크로에멀젼을 형성하는0.1N 이상의 염농도에서는 염농도의 효과가 pH효과보다 우세함을 알 수 있다. 염농도의 증가에 따라 계면활성제의 극성카르복시기에서 Na이온들의 해리가 저지되어 mixed film층 주위의 hydrophobicity가 증가되고 pH증가에 따라 해리가 잘 일어남으로 마이크로에멀젼에 주는 염농도의 효과와 pH효과는 서로 상쇄됨을 알 수 있다. The theme of this paper concerns the effect of pH and salinity and the structural and dynamic aspects of sodium laurate /l-pentanol /n-decane/(XN NaCl+buffer) system in this study, we have observed the phase behavior and measured the physicochemical properties as a function of salinity and pH. The physicochemical properties of microemulsions has been provided by studies as diverse as thermodynamic properties(phase behavior), transport properties (conductivity, viscosity, pH), and structural properties(NMR, particle size, zeta potential). Based on the experimental results, it may be concluded that the difference in the peak ratio as a function of sampling position is negligible in this buffer system and the phase transition of the system, except for B7 system(where bicontinuous - W/O type) would be of the o/W - bicontinuous-W/O type upon varying the salinity of systems. The phase transition of W/O-bicontinous-W/O type occurred at the salinities of 0.08N and 0.09N. It is explain that excess NaOH or HCl which controlled pH of buffer solution, may act primarily as an electrolyte. At low salinities (with pure water and of up to 0.04N), the transition of bicontinuous -O/W type observed as the pH is increased: the W/O type-bicontinuous structure was observed in the range between 0.05N and 0.07N. However, above 0.10N, there observed only W/O type as the pH is increased on the basis of the result of the phase behavior, ¹H-NMR spectra and specific conductivity measurement. It may due to the fact that the salinity is too high to be counterbalanced by changes in the pH for the given surfactant composition. Consequently, the pH effect prevails up to the salinity of 0.1N, above which the salt effect is predominant in formation of upper phase microemulsion only in series. In summary, the results of this study show that, under appropriate conditions, the effect of salinity can be counterbalanced by pH. Adding electrolyte makes the surfactant hydrophobic while increasing pH can make it hydrophilic due to ionization.

산성 액적이 분산된 마이크로에멀젼에서의 나노 실리카 중공구 합성에 관한 연구

김균탁 인하대학교 대학원 2012 국내석사

실리카 중공구는 화학적 안정성과 구조적인 특징으로 복합체나 약물전달체 등의 소재로 많이 연구되고 있다. 실리카 중공구는 템플릿을 이용하는 방법과 마이크로에멀젼법을 이용하여 많이 제조된다. 마이크로에멀젼은 열역학적으로 안정하게 분산된 작은 액적을 가지며, 이 작은 액적이 하나의 화학 반응기로 활용되어 나노 사이즈의 입자 합성이 가능해진다. 일반적으로 마이크로에멀젼법을 이용한 나노 실리카 중공구의 합성은 수상의 액적에 졸-겔 반응의 촉매제로 알칼리성 촉매제인 NH3를 첨가한 Water in Oil(W/O) 마이크로에멀젼법을 이용하여 합성된다. 그러나 본 연구에서는 선행 연구와 상반되는 산성 촉매제를 사용하여 실리카 중공구를 합성하는 연구를 진행하였다. 이는 대부분의 활성 물질들이 산성 분위기에서 합성되기 때문에 산성 분위기에서 합성이 진행될 경우 복합체를 구성하는데 있어 이 물질과 한 번의 공정으로 복합체를 제조할 수 있는 장점이 있다. 실험을 통해 산성 조건에서 나노 실리카 중공구의 안정된 합성과 합성된 중공구의 크기와 형태를 제어하기 위해 각종 공정 변수를 두어 실험을 진행하였다. 이로써 안정된 나노 실리카 중공구 합성의 기본 조건을 확립할 수 있었고, 기본 조건에서 Tetraethyl orthosilicate(TEOS)의 비율, 산성 수용액의 pH와 1-butanol의 첨가량을 변화시켜 합성되는 입자의 크기를 제어할 수 있었다. 산성 조건에서 나노 실리카 중공구의 합성법이 개발되면 산성의 약물이나 활성 물질과 한 번의 공정으로 복합체를 만들 수 있으며, 공정이 단순화되므로 시간과 비용의 절감효과를 누릴 수 있는 장점이 있다. 그러므로 산성 조건에서의 나노 실리카 중공구 제조법의 개발은 의학계나 공학계에서의 많은 적용이 기대된다. The hollow silica sphere is much studied as the composite materials, drug delivery and etc. because of the chemical stability and packing structure. The hollow silica sphere is mainly produced by the template method and microemulsion method. The microemulsion has small droplets which are dispersed to be thermodynamically stable. And the small droplets are used as the chemical reactors, so the synthesis of nano size particles becomes possible. Generally, the hollow sphere is synthesized in the Water in Oil (W/O) microemulsion method adding the NH3 as alkaline catalyst. In this research, we synthesized the hollow silica nano spheres using the W/O microemulsion method especially using acidic catalyst. Composite materials can be produced with one-pot synthesis when the process is conducted in acidic atmosphere because most active materials are synthesised in acidic condition. The stabilized synthesis process of the hollow silica nano sphere was obtained through this experiment. It has been conducted with various parameters to control the size and the shape of the synthesized hollow sphere. So the basic condition of the stabilized synthesis of hollow silica nano sphere could be established. And in this condition, the particle size could be controlled by the ratio of the tetraethyl orthosilicate (TEOS), pH of the acidic aqueous solution and the amount of 1-butanol additives. The synthesis in the acidic condition has many advantages. For example, it is possible to make the composite containing the acidic drug and active material applying one-pot process. Moreover, time and cost can be reduced due to simple process. Therefore, the development of synthesis of the hollow silica nano sphere in the acidic condition may have many applications in the medical or engineering area.

마이크로에멀젼 형성에 미치는 알코올과 기름의 영향 : Fatty acid soaps C12-C18-pentanol-hexane 및 Toluene-water system

고선나 淑明女子大學校 1987 국내석사

마이크로에멀젼 형성을 계면활성제 (fatty acid soaps C_l2∼C_I8)의 사슬 길이와 기름(hexane 및 toluene)의 성질 및 보조계면활성제인 알코올의 hydroxyl기의 위치 (1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 3-methyl-1-butanol)를 변화시키면서 조사하였다. 형성된 마이크로에멀젼에서 계면활성제의 탄소 사슬길이와 기름과 보조계면활성제의 합한 길이가 부합될 때 물의 최대 가용화가 얻어졌다. 이때 물의 가용화는 알코올의 hydroxyl기의 위치를 2, 3으로 변화시키면 알코올의 입체장애 효과로 인해서 계면활성제의 알킬 사슬 길이에는 거의 영향을 받지 않는다. 본 실험에서는 제조한 마이크로에멀젼은 잘 용해되지 않는 유기화합물의 가용화에 응용하기 위한 기초 연구로써, 물, 알코올, 기름 등을 가용화물질로 이용하였으며, 이러한 계는 화학반응의 용매 또는 화장품 등의 기초제로 널리 쓰이고 있다. 또한 다양한 마이크로에멀젼을 제조하여 점성도, 표면장력, 전기저항도 등을 측정하여 마이크로에멀젼의 본질을 이해하고 메카니즘을 조사하였다. Formulation of ME was studied as a function of surfactant alkyl chain length (fatty acid soaps C_12 C_18 ), position of hydroxyl group of alcohols (1-pentanol, 2-pentanol, 3-methyl-1-butanol) and structure of oil (hexane and tolue ne). In formulated ME, water maximum solubilization was reached when chain length of the alcohol plus oil was equal to that of surfactant. Because water solubilization was influenced by steric hindrance, the change of position of hydroxyl group of alcohols hardly effects on alkyl chain length of the surfactant. Viscosity, surface tension, electrical resistance were measured on various ME and the nature and mechanism of ME were studied. As a basic study for the application of solubilization of insoluble organic compounds, water, alcohol, oil were used as a solubilizate. Recently the study of ME was applied on a vehicle of cosmetics or solvent of chemical reaction.

마이크로에멀젼을 이용한 프로포폴 주사제의 개발 및 평가

李鍾和 忠南大學校 2000 국내석사

Propofol(2,6-diisopropyl phenol)is a phenol derivative that is chemically distinct from other intravenous sedative hyportics. It has been used extensively as a short term anesthetic agent, because of the rapid onset and short duration of action. Microemulsion system has good transmittance. Contamination of the formulation can be found easily with an eye. Also microemulsion system can be steriled with filtration because the particle size of microemulsion is below 0.2㎛. Propofol microemulsion system was prepared with different concentration of ethyl oleate, SolutolHS15 and Kollidon 17PF. Propofol micoemulsions were evaluated with respect to transmittance, viscosity, particle size, in vitro release, hemolysis and phamacokinetics. The range of transmittance of A-1~A-6 with 4% ethyl oleate and that of B-1~B-4^2 with 5% ethyl leate were 92.6%~95.1% and 91.3~94.2%, respectively. Transmittance was decreased 1~2% according to the increase of concentration of Kollidon 17PF and was increased 0.8~3.3% in the formulation diluted 10 times with normal saline. There were not flocculation and aggregation of microemulsion. The viscosity of A and B were in the range of 3.9~4.1mPa.sec and 4.4~5.3mPa sec, respectively and were higher than 3.9 mPa.sec. The particle sizes of A -1, A-2, A-3, A-4 and A-5 were 23.8, 23.9, 35.3, 35.4, 46.9 and 47.3 nm and those of B-1, B-2, B-3 and B-4 were 25.1, 25.2, 40.0 and 60.9nm, respectively and were influenced by the amount of Kollidon 17PF. The in vitro release of propofol from o/w microemulsion was evaluated using the dialysis sack. The release of propofol from A-5 and A-6 with 4% Kollidon 17 PF for 10 minute were slower than that 0f A-3 with 2% Kollidon 17 PF. Also B-2 and B-3 showed the similar release pattern which regard to the effect of concentration of Kollidon 17 PF. The percentage of hemolysis by propofol microemulsion(A-3, A-5, A-6, B-2, B-3)were in the range of 0.3~0.5%, 0.6~1.7% and 3.3~5.4% for 0.5, 1,2 min respectively. Time curve of propofol plasma concentration following ivadministration of followed a 2-compartment model and pharmacokinetics of A-5 was similar to that of conventional emulsion(C-E^3). AUC, MRT, Vss, and T_1/2β value of A-5 were 627.63㎍.min/ml, 0.98min, 31.24ml/kg and 4.08min respectively, which were similar to those of C-E(AUC=603.49㎍.min/ml, MRT=0.82MIN, Vss=27.16ml/kg, T_1/2β=3.68min).

마이크로에멀젼을 이용한 실크 피브로인 나노입자의 제조

명승준 인하대학교 일반대학원 2007 국내석사