Investigation of Interaction of Duloxetine with Alginic Acid Polymers

Abstract

In this study, glutaraldehyde cross-linked alginate bead was prepared and characterized by FT-IR analysis. Its potential to adsorb an antidepressant drug duloxetine hydrochloride (DLU) was investigated. The adsorption studies were carried out in 25mg/L DLU solution in water wherein 0.015-0.035g alginate bead was utilized. The studies were conducted at 25oC under atmospheric pressure with a continuous stirring at 200 rpm. The studies indicated that the polymer had a high affinity to bind to the DLU. The adsorption capacity was found as 5.33 mg of DLU /gram of alginate bead. The DLU binding capacity of the adsorbent was associated to the formation of ion-ion interaction between the quaternized amine moiety present in DLU and the carboxylates available within the alginate structure. Furthermore, the kinetic studies performed indicated that the binding process fitted to the pseudo-second order kinetic model. The rate constant of initial adsorption was found to be 0.0125 g/mg.min. In addition, the results of adsorption equilibrium fitted the Freundlich isotherm. This further pointed out a multilayer coverage and a heterogeneous surface on the bead prepared. Overall, the results indicated that alginate bead utilized appears to be a good natural polymer for efficient removal of highly consumed DLU. Keywords: alginate; antidepressant; duloxetine; removal; water treatment

ÖZ: Bu çalışmada, glutaraldehit çapraz bağlı aljinat boncuk, FTIR analizi ile hazırlandı ve karakterize edildi. Antidepresan ilaç duloksetin hidroklorür (DLU) adsorbe etme potansiyeli araştırıldı. Adsorpsiyon çalışmaları, su içinde 25 mg / L DLU çözeltisi içinde gerçekleştirildi, burada 0.015-0.035g aljinat boncuk kullanıldı. Çalışmalar, 25 °C'de, atmosferik basınç altında, 200 rpm'de sürekli bir karıştırma ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar, polimerin DLU'ya bağlanma eğiliminin yüksek olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon kapasitesi 5.33 mg DLU / gram aljinat boncuk olarak bulunmuştur. Adsorbentin DLU bağlama kapasitesi, DLU içinde bulunan kuaternize amin kısmı ve aljinat yapısı içinde mevcut olan karboksilatlar arasındaki iyon-iyon etkileşiminin oluşumu ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca, gerçekleştirilen kinetik çalışmalar, başlangıç adsorpsiyon oranı sabitinin 0.0125 g / mg.min olarak tahmin edildiği, yalancı ikinci dereceden kinetik modele bağlanan bağlama sürecinin olduğunu göstermiştir. Dahası, adsorpsiyon dengesinin sonuçları, çok katmanlı bir kapsama ve heterojen bir yüzeye işaret eden Freundlich izotermine oturtulmuştur. Genel olarak, sonuçlar, kullanılan aljinat kordonunun, yüksek oranda tüketilen DLU'nun etkili bir şekilde giderilmesi için iyi ve doğal bir polimer gibi görünmektedir. Anahtar kelimeler: aljinat; antidepresan; duloksetin; giderim; su arıtma