Μελέτη σχηματισμού συμπλόκων εγκλεισμού του αιθέριου ελαίου κέδρου σε β-κυκλοδεξτρίνη - Χατζηνικολή, Λυδία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I), 2017)
Η β-κυκλοδεξτρίνη είναι γνωστή για την ικανότητά της να φιλοξενεί στην υδρόφοβη κοιλότητά της αδιάλυτες στο νερό ενώσεις ή εκχυλίσματα, σχηματίζοντας υδατοδιαλυτά σύμπλοκα εγκλεισμού, τα οποία βρίσκουν εφαρμογή ως συστήματα μεταφοράς και ελεγχόμενης αποδέσμευσης. Η κυκλοδεξτρίνη είναι ένας μη τοξικός, κυκλικός ολιγοσακχαρίτης, ενώ η ικανότητά της να δρα ως φορέας λιπόφιλων μορίων βασίζεται στην ιδιαίτερη δομή της, καθώς, αποτελείται από μία υδρόφοβη εσωτερική κοιλότητα και μία υδρόφιλη εξωτερική επιφάνεια. Το αιθέριο έλαιο του κέδρου (Juniperus phoenicea) έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα για ιατρικούς σκοπούς λόγω των φαρμακευτικών ιδιοτήτων του. Ειδικότερα παρουσιάζει ευεργετικές ιδιότητες όπως αντιμικροβιακές, αντιοξειδωτικές, αντιφλεγμoνώδεις και εντομοαπωθητικές. Ωστόσο τα ευαίσθητα πτητικά συστατικά από τα οποία αποτελείται, μπορούν εύκολα να αποικοδομηθούν με την παρουσία εξωτερικών παραγόντων όπως το φως, το οξυγόνο και η θερμότητα, περιορίζοντας τη χρήση του σε περαιτέρω εφαρμογές. Συνεπώς ο εγκλεισμός του αιθέριου ελαίου κέδρου σε κατάλληλο φορέα, όπως η β-κυκλοδεξτρίνη, αποτελεί μία βιώσιμη και αποτελεσματική διαδικασία για την προστασία των πτητικών συστατικών του και την ελεγχόμενη αποδέσμευσή τους. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο εγκλεισμός του αιθέριου ελαίου του κέδρου, μέσω σχηματισμού συμπλόκων εγκλεισμού, σε β-κυκλοδεξτρίνη. Τα σύμπλοκα εγκλεισμού παρασκευάστηκαν, με την τεχνική της συν-καταβύθισης σε τέσσερις διαφορετικές αναλογίες β-κυκλοδεξτρίνης : αιθέριου ελαίου κέδρου, 90:10, 85:15, 80:20 και 70:30 (w/w), ώστε να μελετηθεί η επίδραση της αναλογίας στην απόδοση εγκλεισμού. Η απόδοση εγκλεισμού προσδιορίστηκε μέσω της φασματοφωτομετρίας υπεριώδους -ορατού (UV-Vis) και αποδείχθηκε ότι η μέγιστη απόδοση εγκλεισμού ήταν 27% και αντιστοιχεί στην αναλογία β-CD:ελαίου κέδρου 85:15 (w/w). Παράλληλα η απόδοση της διεργασίας, η οποία κυμαίνεται από 65% έως 78%, ήταν αρκετά ικανοποιητική. Στην συνέχεια τα σύμπλοκα εγκλεισμού χαρακτηρίστηκαν ως προς το μέγεθος και το ζ-δυναμικό τους, με χρήση της μεθόδου δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS). Τα σύμπλοκα εγκλεισμού παρουσιάζουν μία ευρεία κατανομή μεγέθους, καθώς το μέγεθός τους κυμαίνεται από 315.9 nm έως 769.6 nm και ο δείκτης πολυδιασποράς αυτών κυμαίνεται από 0.396 έως 0.604. Το ζ-δυναμικό των διασπορών κυμαίνεται από -17 mV έως -37 mV. Επιπλέον μέσω της Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης (DSC) και της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (TGA) προσδιορίστηκαν οι θερμικές ιδιότητες των συμπλόκων και πραγματοποιήθηκε σύγκρισή τους με αυτές της β-κυκλοδεξτρίνης και του αιθέριου ελαίου κέδρου προκειμένου να επιβεβαιωθεί η δημιουργία συμπλόκων εγκλεισμού. Επιπρόσθετα, ο επιτυχής εγκλεισμός του αιθέριου ελαίου του κέδρου στην κοιλότητα της β-κυκλοδεξτρίνης επιβεβαιώθηκε και με τη χρήση των μεθόδων φασματομετρίας υπερύθρου (FT-IR) και πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR).