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β-Cyclodextrin-Functionalized Cellulose Nanocrystals and Their Interactions with Surfactants
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2019-01-28 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.8b02534 Feifei Zhang 1 , Muhammad Shahidul Islam 1 , Richard M Berry 2 , Kam Chiu Tam 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2019-01-28 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.8b02534 Feifei Zhang 1 , Muhammad Shahidul Islam 1 , Richard M Berry 2 , Kam Chiu Tam 1
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β-cyclodextrin (β-CD) forms a host–guest inclusion complex with many organic and amphiphilic compounds found in pharmaceutical, textile, cosmetic, food, and personal care systems. Therefore, grafting of β-CD onto a cellulose nanocrystal (CNC) offers a possible strategy to use functionalized CNC to complex with surface-active molecules. We have successfully grafted β-CD onto CNCs in a stepwise manner using cyanuric chloride as the linker. The structure of β-CD-grafted CNC (CNC-CD) was characterized by UV–vis and Fourier-transform infrared spectroscopy, and the grafting ratio of β-CD was determined by the phenolphthalein inclusion protocol. Ionic surfactants induced the aggregation of CNC-CDs by forming inclusion complexes with β-CDs on the surface of CNC. The interactions of amphiphilic compounds with CNC-CD were examined by surface tensiometry, conductometric and potentiometric titration, and isothermal titration calorimetry. Mechanisms describing the complex formation between surfactants and CNC-CD were proposed, where an improved understanding of CD interactions with surfactants and lipids would enable better strategies for drug encapsulation and delivery with CDs.
中文翻译：
β-环糊精功能化纤维素纳米晶及其与表面活性剂的相互作用
β-环糊精 (β-CD) 与制药、纺织、化妆品、食品和个人护理系统中发现的许多有机和两亲性化合物形成主客体包合物。因此，将β-CD接枝到纤维素纳米晶体（CNC）上提供了一种使用功能化CNC与表面活性分子复合的可能策略。我们使用氰尿酰氯作为连接剂，成功地将 β-CD 逐步接枝到 CNC 上。通过紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱对β-CD接枝CNC（CNC-CD）的结构进行了表征，并通过酚酞包合方案测定了β-CD的接枝率。离子表面活性剂通过在 CNC 表面与 β-CDs 形成包合物来诱导 CNC-CDs 聚集。通过表面张力测定法、电导滴定法、电位滴定法以及等温滴定量热法检查了两亲性化合物与 CNC-CD 的相互作用。提出了描述表面活性剂和 CNC-CD 之间复合物形成的机制，其中加深对 CD 与表面活性剂和脂质相互作用的理解将有助于制定更好的 CD 药物封装和递送策略。
更新日期：2019-01-28
中文翻译：
β-环糊精功能化纤维素纳米晶及其与表面活性剂的相互作用
β-环糊精 (β-CD) 与制药、纺织、化妆品、食品和个人护理系统中发现的许多有机和两亲性化合物形成主客体包合物。因此，将β-CD接枝到纤维素纳米晶体（CNC）上提供了一种使用功能化CNC与表面活性分子复合的可能策略。我们使用氰尿酰氯作为连接剂，成功地将 β-CD 逐步接枝到 CNC 上。通过紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱对β-CD接枝CNC（CNC-CD）的结构进行了表征，并通过酚酞包合方案测定了β-CD的接枝率。离子表面活性剂通过在 CNC 表面与 β-CDs 形成包合物来诱导 CNC-CDs 聚集。通过表面张力测定法、电导滴定法、电位滴定法以及等温滴定量热法检查了两亲性化合物与 CNC-CD 的相互作用。提出了描述表面活性剂和 CNC-CD 之间复合物形成的机制，其中加深对 CD 与表面活性剂和脂质相互作用的理解将有助于制定更好的 CD 药物封装和递送策略。
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