El estudio realizado por el Grupo de investigación Biotecnología Industrial y Medioambiental (BIOIND) ha permitido identificar los mecanismos de interacción del tensioactivo iónico  dodecil sulfato sódico (SDS) con niosomas de monooleato de sorbitano (Span 80). Los resultados de este estudio son de aplicación en la formulación de niosomas biodegradables utilizados para encapsular compuestos bioactivos de interés en la elaboración de alimentos funcionales, medicamentos, y productos cosméticos.

iagrama de pseudo-fases de equilibrio del sistema Span 80 y SDS: Zona de saturación donde hay niosomas de Span 80 con SDS adsorbido en la bicapa, en equibrio con monómeos de SDS; Zona de transición donde comienza la ruptura de niosomas y la formación de micelas mixtas, y Zona de solubilización total donde hay micelas mixtas y monómeros de SDS.
Diagrama de pseudo-fases de equilibrio del sistema Span 80 y SDS: Zona de saturación donde hay niosomas de Span 80 con SDS adsorbido en la bicapa, en equibrio con monómeos de SDS; Zona de transición donde comienza la ruptura de niosomas y la formación de micelas mixtas, y Zona de solubilización total donde hay micelas mixtas y monómeros de SDS.

 

Resumen:

El trabajo realizado es un estudio original que conlleva un número reducido de experimentos realizados en el laboratorio y la utilización de una variedad de técnicas analíticas como son la medida de densidad óptica por espectrofotometría, tamaño de partícula por difracción dinámica de luz láser, potencial zeta por medida de movilidad electroforética, imágenes de partículas por microscopía de transmisión electrónica, y análisis de concentración de monómeros de SDS por extracción y posterior espectrofotometría.

Los niosomas son nanopartículas que contienen una cavidad acuosa rodeada por una  membrana externa con estructura de bicapa, formada por auto-asociación de moléculas de tensioactivo no iónico en agua. Las moléculas de SDS interaccionan con la membrana niosomal hasta saturación, y se desplazan hacia el interior solubilizando la membrana y generando micelas mixtas.ACS Sustainable Chemistry & Engineering

El estudio experimental se ha realizado poniendo en contacto niosomas de Span 80, preparados mediante aplicación directa de ultrasonidos a disoluciones acuosas de Span 80, y cantidades crecientes de SDS en condiciones controladas de tiempo, temperatura y agitación.

Los resultados obtenidos han revelado que el proceso de solubilización de los niosomas por adición de SDS se realiza en tres etapas: en la primera etapa se produce la adsorción de SDS hasta saturación, en la segunda etapa comienza la ruptura de la bicapa y la formación de micelas mixtas, y en la tercera etapa se alcanza la solubilización total de los niosomas. A partir de este momento, cualquier cantidad de SDS que se añade al sistema produce un incremento de la concentración de micelas mixtas, mientras permanece constante la concentración de monómeros en disolución. Así mismo, se ha demostrado que durante la primera etapa en la que se va incorporando SDS a la estructura niosomal, parte del SDS adsorbido en la superficie penetra la membrana y se desorbe en forma de micelas mixtas.

Los puntos de saturación y de micelización total son puntos críticos que pueden identificarse fácilmente porque representan cambios bruscos en las propiedades de la suspensión. Su composición depende de la estructura de la membrana niosomal, que a su vez depende de la concentración de Span 80.

Los resultados de este estudio pueden ser útiles en muchas aplicaciones industriales que utilizan tensioactivos, particularmente en el ámbito creciente del diseño de nuevos procesos sostenibles que utilizan compuestos biodegradables como son el uso niosomas como agentes de extracción en fase acuosa utilizando tecnologías de separación con membranas, o como medio de encapsulación de compuestos activos para la formulación de alimentos funcionales, producción de medicamentos, o preparación de cosméticos.

Grupo de investigación Biotecnología Industrial y Medioambiental (BIOIND) reconocido como Unidad Consolidada de Investigación de Castilla y León (UIC-128)

Palabras clave: niosomas; micelización; span 80; SDS; surfactante biodegradable.

Referencia bibliográfica del artículo:

Alonso, L., Roque, L., Escudero, I., Benito, J. M., Sanz, M. T., & Beltran, S. (2016). Solubilization of Span 80 Niosomes by Sodium Dodecyl Sulfate. Acs Sustainable Chemistry & Engineering, 4(3), 1862-1869. doi: 10.1021/acssuschemeng.6b00148

Dirección de contacto con el autor:

Isabel Escudero(iescuder@ubu.es). Universidad de Burgos. Departamento de Biotecnología y Ciencia de los Alimentos.  Grupo de investigación Biotecnología Industrial y Medioambiental (BIOIND)

Datos de la revista:

ACS Sustainable Chemistry and Engineering (ACS Publications). ISSN 2168-0485

  • Revista indexada en  Science Citation Index (WOS)
  • Factor de impacto (2014): 4,642  Q1 posición 25/157 en la categoría Chemistry Multidisciplinary. (Fuente consultada Journal Ctitation Report®)
  • SCImago Journal Rank (SJR): 1.106   Q1 posición 54/384 en la categoría Chemistry.

Otra información relevante:

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Resumen redactado por Isabel Escudero.