Σύνθεση και μελέτη δομής συμπλόκων εγκλεισμού αιθέριου ελαίου του φυτού Ocimum basilicum σε κυκλοδεξτρίνες για την ανάπτυξη φυσικών εντομοκτόνων

Κοντογεώργου, Ελένη; Kontogeorgou, Eleni

dc.contributor.author	Κοντογεώργου, Ελένη	el
dc.contributor.author	Kontogeorgou, Eleni	en
dc.date.accessioned	2023-11-21T11:10:31Z
dc.date.available	2023-11-21T11:10:31Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58309
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26005
dc.rights	Default License
dc.subject	Αιθέρια έλαια	el
dc.subject	Essential oils	en
dc.subject	Βιοδραστικότητα	el
dc.subject	β-κυκλοδεξτρίνη	el
dc.subject	Saccharomyces cerevisiae	en
dc.subject	Εγκλεισμός	el
dc.subject	Bioactivity	en
dc.subject	β-cyclodextrin	en
dc.subject	Inclusion	en
dc.title	Σύνθεση και μελέτη δομής συμπλόκων εγκλεισμού αιθέριου ελαίου του φυτού Ocimum basilicum σε κυκλοδεξτρίνες για την ανάπτυξη φυσικών εντομοκτόνων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φαρμακευτική Χημεία και Τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-07-13
heal.abstract	Τα αιθέρια έλαια ή αλλιώς πτητικά έλαια, επειδή εξατμίζονται εύκολα όταν εκτεθούν σε θερμότητα, είναι αρωματικά ελαιώδη που συνήθως χαρακτηρίζονται και από έντονο άρωμα. Αποτελούν πολύπλοκα μείγματα πτητικών ενώσεων (πολικών και μη πολικών) τα οποία παράγονται από ζωντανούς οργανισμούς και μπορούν να απομονωθούν είτε από ολόκληρο φυτό είτε από ένα μέρος του με διάφορες μεθόδους με κυριότερη τη μέθοδο της απόσταξης με υδρατμούς. Ακόμη, μπορεί να αποτελέσουν παραπροϊόντα του μεταβολισμού των φυτών και γι’ αυτό συχνά αναφέρονται και ως δευτερογενείς μεταβολίτες. Η εμφάνιση πολλών βιοδραστικών ιδιοτήτων, όπως αντιοξειδωτική, αντιική, αντικαρκινική και εντομοαπωθητική οφείλεται στην παρουσία τερπενίων, υδρογονανθράκων, αλκοολών και αλδεϋδών. Τέλος, τα αιθέρια έλαια παίζουν μεγάλο ρόλο στη βιομηχανία τροφίμων, καλλυντικών, καθώς και στη φαρμακευτική. Χάρη στην εσωτερική μη πολική οπή και τις υδροξυλομάδες πάνω στην επιφάνεια, ο εγκλεισμός υδρόφοβων ενώσεων (όπως φαρμάκων) παίρνει μέρος μεταξύ των μορίων και των τοιχωμάτων της κοιλότητας της κυκλοδεξτρίνης κυρίως με υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις. Οι κυκλοδεξτρίνες έχουν πολλές εφαρμογές σε πολλά και διαφορετικά πεδία και μέσω του εγκλεισμού τους βελτιώνουν τη διαλυτότητα των εξαιρετικά αδιάλυτων μορίων, και τον έλεγχο απελευθέρωσης του φαρμάκου. Ο ζυμομύκητας Saccharomyces cerevisiae είναι μονοκύτταρος μύκητας ο οποίος παρουσιάζει χαρακτηριστικά υπερδομής παρόμοια με αυτά των ανώτερων ευκαρυωτικών κυττάρων. Οι κύριες εφαρμογές του είναι στη βιομηχανία βιοκαυσίμων και στη βιομηχανία ποτών. Επιπλέον, πριν τον εγκλεισμό λιπόφιλων μορίων στο εσωτερικό του πραγματοποιείται η πλασμόλυσή του, ώστε να αξιοποιηθεί η κυτταρική μεμβράνη ως φορέας εγκλεισμού. Έτσι, απομακρύνεται το νερό που περιέχεται στα κύτταρα και δημιουργείται περισσότερος χώρος για τον εγκλεισμό των αιθέριων ελαίων. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία έγινε μελέτη της ανάπτυξης και βελτιστοποίησης της διεργασίας εγκλεισμού του αιθέριου ελαίου βασιλικού (Ocimum basilicum) σε βιοδιασπώμενους φορείς, δηλαδή στη β-κυκλοδεξτρίνη και στις τροποποιημένες μορφές της, μέθυλο-β-κυκλοδεξτρίνη και 2-υδροξυλοπροπυλο-β-κυκλοδεξτρίνης αλλά και σε πλασμολυμένα κύτταρα του ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae. Στόχος του εγκλεισμού είναι η σταθεροποίηση και η προστασία των αιθερίων ελαίων από εξωτερικούς παράγοντες (όπως το φως και η οξείδωσή τους), η αύξηση της υδατοδιαλυτότητας και της βιοδιαθεσιμότητάς τους και η ελεγχόμενη και αποδέσμευση. Ακόμη, μελετάται το προφίλ απελευθέρωσης των κύριων συστατικών των αιθερίων ελαίων του βασιλικού από τα σύμπλοκα εγκλεισμού, καθώς και η μοντελοποίηση των κινητικών της απελευθέρωσής τους. Η χημική σύσταση των αιθερίων ελαίων αναλύθηκε μέσω του αέριου χρωματογράφου συζευγμένο με φασματόμετρο μάζας (GC-MS). Έτσι, και για τα τρία αιθέρια έλαια, Ocimum basilicum, που εξετάστηκαν, ως κύριο συστατικαό προέκυψε η λιναλοόλη, ενώ για το αιθέριο έλαιο του βασιλικού πλατύφυλλου βρέθηκε σε μικρότερο ποσοστό και το συστατικό ευκαλυπτόλη. Αρχικά, ο εγκλεισμός των αιθέριων ελαίων στα τρία διαφορετικά είδη κυκλοδεξτρινών πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της υγρής λειοτρίβησης, αλλά και της συγκαταβύθισης. Όμως, για τον εγκλεισμό τους στα κύτταρα του ζυμομύκητα προηγείται η πλασμόλυσή τους με διάλυμα NaCl 10%, ώστε να απομακρυνθεί όλο το νερό από το εσωτερικό τους μαζί με άλλα υδατοδιαλυτά μόρια τα οποία περιέχονται σε αυτό. Οι αποδόσεις διεργασίας υπολογίστηκαν για τον εγκλεισμό στις κυκλοδεξτρίνες και στα πλασμολυμένα κύτταρα του ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae με άμεσο τρόπο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόδοση και στους τρεις τύπους κυκλοδεξτρινών είναι αρκετά υψηλότερη από αυτή των κυττάρων του ζυμομύκητα, ξεπερνώντας το 80%, ενώ για τα δεύτερα φτάνει περίπου το 30%. Για τον υπολογισμό των αποδόσεων του εγκλεισμού (ΕΕ%) στα παραπάνω συστήματα χρησιμοποιήθηκε ο αέριος χρωματογράφος συζευγμένος με φασματόμετρο μάζας (GC-MS). Για τις κυκλοδεξτρίνες χρησιμοποιήθηκε ο τύπος της απόδοσης με άμεσο τρόπο, ενώ για τα πλασμολυμένα κύτταρα η απόδοση υπολογίστηκε με έμμεσο τρόπο. Ο χαρακτηρισμός των συμπλόκων εγκλεισμού των αιθέριων ελαίων σε κυκλοδεξτρίνες ως προς το μέγεθος, το δείκτη πολυδιασποράς και το ζ-δυναμικό πραγματοποιείται μέσω της μεθόδου της δυναμικής σκέδασης φωτός ή DLS. Επιπλέον, ο δομικός χαρακτηρισμός των συμπλόκων που έχουν σχηματιστεί επιτυγχάνεται μέσω της φασματοσκοπίας υπερύθρου (FT-IR) και βάσει των αποτελεσμάτων παρατηρούνται ποιες κορυφές έχουν επικαλυφθεί στο αιθέριο έλαιο λόγω της συμπλοκοποίησης με την εκάστοτε κυκλοδεξτρίνη. Τέλος, ακολουθεί η μελέτη της απελευθέρωσης των αιθερίων ελαίων από τα σύμπλοκα εγκλεισμού εμφανίζοντας ταχεία απελευθέρωση στις πρώτες 5 h, η οποία ακολουθείται από σταθεροποίηση και το σχηματισμό πλατό. Η κινητική μοντελοποίηση της απελευθέρωσης υποδεικνύει ότι το κινητικό μοντέλο το οποίο περιγράφει το προφίλ απελευθέρωσης σε όλα τα δείγματα είναι το μοντέλο Higuchi. Ακόμη, μέσω της εξίσωσης Korsmeyer-Peppas βρίσκεται ο εκθέτης απελευθέρωσης n μέσω του οποίου γίνεται ο χαρακτηρισμός του μηχανισμού της απελευθέρωσης των κύριων συστατικών. Πιο συγκεκριμένα, για τα συστήματα εγκλεισμού 2-υδροξυπροπυλο-β-κυκλοδεξτρίνη:Ocimum basilicum (HP-β-CD:OB4α), β-κυκλοδεξτρίνη:Ocimum basilicum (β-CD:OB4α) και β-κυκλοδεξτρίνη:Ocimum basilicum (β-CD:OB6α) ο μηχανισμός απελευθέρωσης είναι Μη Fickian, ενώ για το μέθυλο-β-κυκλοδεξτρίνη:Ocimum basilicum (Me-β-CD:OB4α) ο μηχανισμός είναι με διάχυση από μη διογκωτική μήτρα όπως και για το σύμπλοκο β-κυκλοδεξτρίνη:Ocimum basilicum (β-CD:OB5α).	el
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false