Feasibility study of using montmorillonite to improve the stability of L-Ascorbic acid

由於左旋維他命C本身不安定且易衰減，因此如何延長左旋維他命C的活姓是極重要的課題。本研究的目的在嘗試利用蒙脫石來提升左旋維他命C的安定性。另外，也以低毒性的磷酸配製不同酸處理程度的蒙脫石來ㄧ同比較安定左旋維他命C的功用。並以XRD (X-ray diffraction)、EDS（Energy Dispersive X-ray Spectrometer）、BET分析儀來探討改質後蒙脫石的性質變化。經由UV光譜的定量分析顯示，在左旋維他命C的水溶液中加入蒙脫石確實使其衰減速率有大幅降低的效果(純左旋維他命C在 12小時衰減近95%；加入適當濃度(0.1%w/v)蒙脫石後，左旋維他命C在 12小時衰減28%)，而改質後的蒙脫石(0.01N酸處理)則以加入較蒙脫石少的量就可達相同的穩定左旋維他命C效果。 且經由微生物毒性測試顯示蒙脫石與改質後的蒙脫石為安全無毒性材料。並於人體皮膚纖維母細胞活性測試發現濃度為10%w/v的左旋維他命C溶液有極佳的刺激細胞活性增加效果(較無添加左旋維他命C溶液的細胞，其OD測試值(optical density value)高了約11倍)，且實驗發現加入蒙脫石或酸改質蒙脫石並不會對細胞活性有明顯不良的影響。因此根據目前的實驗數據顯示，利用蒙脫石來安定左旋維他命C應為一可行之方法。As L-ascorbic acid (LAA) is unstable in nature. This study is trying to use montmorillonite to provide feasible strategy to stabilize LAA for practical uses. In addition, using acid treated montmorillonite (MMT) to compare the effect of stabilizing LAA that formulate by low toxic phosphoric acid. To analyze the property changed of modified MMT by XRD (X-ray diffraction)、EDS（Energy Dispersive X-ray Spectrometer）、BET analyzer. According to Single-beam scanning UV/VIS spectrophotometer showed that the decomposition rate of LAA was decreased by adding MMT (In 12 hours, the LAA (0.001%w/v) delayed 97% of activity; In contract, LAA mixed with MMT (0.1%w/v) will only decompose 28%.). In addition, adding less amount of modified MMT (0.01 N acid treated) than MMT could had the same effect of stabilizing LAA. Toxicity assessment also showed that MMT treated with low level acids should be safe according to our assessment. The test of dermal fibroblast proliferation showed that the 10 %w/v LAA could assist fibroblast proliferation (The optical density value was increased 11 fold). The experiment of dermal fibroblast proliferation also appeared that adding MMT or acid treated MMT would not had harmful effect on dermal fibroblast. Thus, using MMT or acid treated MMT to stabilize LAA might be a feasible method of LAA for practical uses.口試委員會審定書 I 誌謝 II 中文摘要 III 英文摘要 IV 目錄 V 圖索引 VIII 表索引 XIII 1-1前言 1 1-2 研究目的 3 第二章 理論基礎與文獻回顧 4 2-1 蒙脫石之晶體結構與應用 4 2-1-1 蒙脫石的由來與製備 4 2-1-2 蒙脫石的理論構造及特性 5 2-1-3 蒙脫石之應用 11 2-2 左旋維他命C 13 2-2-1左旋維他命C結構與特性 13 2-2-2醫學上之應用與功用 15 2-2-3左旋維他命C的氧化 17 2-2-4左旋維他命C安定方式 18 2-2-5左旋維他命C於化妝品上的應用 20 2-2-6左旋維他命C定量分析 20 2-3毒性指標微生物―麵包酵母菌 21 2-3-1麵包酵母之特性與文獻回顧 21 2-3-2 微生物的生長模型 23 2-4 Probit model 之原理 24 第三章 實驗儀器與步驟 28 3-1 實驗儀器 28 3-2 實驗藥品 29 3-3 實驗方法及流程 31 3-3-1配製酸處理蒙脫石 31 3-3-2酸處理蒙脫石之分析 32 3-3-2-1 XRD分析 32 3-3-2-2 BET結果分析與計算 32 3-3-2-3微生物毒性測試 33 3-3-2-4皮膚纖維母細胞活性測試 34 3-3-3左旋維他命C穩定度分析 36 3-3-4添加蒙脫石與酸處理蒙脫石之左旋維他命C衰減率分析 36 3-3-5蒙脫石吸附去離子水實驗 38 第四章結果與討論 39 4-1蒙脫石與改質蒙脫石之性質比較分析 39 4-1-1 XRD (X-ray diffraction)分析 39 4-1-2 EDS（Energy Dispersive X-ray Spectrometer）分析 41 4-1-3 BET結果分析與計算 44 4-1-4微生物毒性測試 49 4-1-5人體皮膚纖維母細胞(Human dermal fibroblast)活性測試 55 4-2左旋維他命C穩定度分析 61 4-3添加蒙脫石之左旋維他命C衰減率分析 65 4-3-1添加不同濃度蒙脫石之左旋維他命C衰減率分析 65 4-3-2高濃度蒙脫石對左旋維他命C衰解率影響之討論 68 4-3-3添加酸處理蒙脫石之左旋維他命C衰減率分析 69 4-3-4蒙脫石/酸處理蒙脫石安定左旋維他命C之可能機制討論 75 4-4 蒙脫石安定左旋維他命C與促進細胞活性之最佳參數討論 78 第五章 結論 80 參考文獻 8