الجسيمات الشحمية بطريقة التبخير بالطور العكسي باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية
الجسيمات الشحمية نواقل نانوية متعددة الاستخدامات تُستخدم في توصيل الأدوية بفضل توافقها الحيوي وقدرتها على تغليف الأدوية المحبة للماء والكارهة للماء على حد سواء. تُعد طريقة التبخير بالطور العكسي (المعروفة أيضًا بطريقة الاستحلاب أو طريقة تبخير المذيب) تقنية بارزة لتحضير الجسيمات الشحمية، وتوفر كفاءة تغليف عالية. تركز هذه المقالة على تحضير الجسيمات الشحمية بطريقة التبخير بالطور العكسي المعززة بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار، مع إبراز خطوات الإجراء وفوائده وتطبيقاته المحتملة في أنظمة توصيل الأدوية.
الجسيمات الشحمية بُنى حويصلية تتكون من طبقة دهنية ثنائية واحدة أو أكثر، وقادرة على تغليف المركبات المحبة للماء والكارهة للماء. تجعلها بنيتها الفريدة مثالية لتوصيل الأدوية الموجّه. تُعد طريقة التبخير بالطور العكسي (المعروفة أيضًا بالاستحلاب أو طريقة تبخير المذيب) تقنية راسخة لتحضير الجسيمات الشحمية. في الفقرات التالية، نعرّفكم بفوائد طريقة التبخير بالطور العكسي باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية بمسبار، التي يُعرف عنها تحسين الاستحلاب وكفاءة التغليف وتقليل حجم الجسيمات الشحمية.
جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية المزود بمسبار UP400St لتحضير الجسيمات الشحمية
منهجية تحضير الجسيمات الشحمية بطريقة التبخير بالطور العكسي
يتضمن تكوين الجسيمات الشحمية بطريقة التبخير العكسي باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية إذابة الدهون في مزيج من المذيبات العضوية، هو الكلوروفورم والميثانول (2:1 v/v)، مما يعزز تكوّن المذيلات العكسية. ثم يُضاف محلول منظم مائي إلى هذا المزيج. يُعالج المحلول الناتج بالموجات فوق الصوتية، على سبيل المثال باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مزود بمسبار مثل UP400ST، لتكوين مستحلب دقيق من الماء في الزيت. ثم يُبخّر المذيب العضوي باستخدام مبخر دوّار، مما ينتج هلامًا لزجًا ينهار في نهاية المطاف ليكوّن الجسيمات الشحمية. يعزز اللب المائي الكبير لفقاعات المستحلب الدقيق احتجاز الجزيئات المحبة للماء، مما يؤدي إلى تكوّن هلامات من الجسيمات الشحمية تُظهر إطلاقًا متحكمًا فيه وخصائص نفاذ جيدة. وأخيرًا، يُقلّل حجم الجسيمات الشحمية إلى حجم موحد باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية.
تكوين الجسيمات الشحمية بطريقة التبخير العكسي باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية
البروتوكول / التعليمات خطوة بخطوة:
- وزن الدهون وإذابتها:
زِن بدقة كمية إجمالية مقدارها 40 mg من L-α-فوسفاتيديل كولين والكوليسترول بنسبة كتلية إما 4:1 أو 7:3.
أذِب الدهون الموزونة في 10 mL من مزيج الكلوروفورم/الميثانول (4:1 v/v) في دورق ذي قاع مستدير. - تكوين الغشاء الدهني:
ثبّت الدورق ذا القاع المستدير على مبخر دوّار.
أدِر الدورق عند 8 x g وعند 40°C تحت ظروف التفريغ حتى يتكون غشاء دهني رقيق على جدران الدورق. - إزالة أبخرة المذيب:
أزِل الأبخرة المتبقية من مزيج المذيبات بتمرير غاز النيتروجين داخل الدورق. - إعادة إذابة الغشاء الدهني:
أعِد إذابة الغشاء الدهني في 10 mL من ثنائي إيثيل الإيثر لتكوين حويصلات ذات طور عكسي. - تحضير الطور المائي:
امزج 5 mL من محلول PBS المنظم (0.1 M، pH 7.4) المحتوي على المادة الفعالة المراد تغليفها و20 mg من Tween 80 مع الطور العضوي (ثنائي إيثيل الإيثر المحتوي على الدهون المذابة). - معالجة المستحلب بالموجات فوق الصوتية:
ضع مستحلب w/o في حمام ثلجي.
عالج المستحلب بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مزود بمسبار UP200Ht عند 26 kHz وفي نمط نبضي بنسبة 50% (0.5 دورات = 30 sec تشغيل / 30 sec إيقاف) وبسعة اهتزاز 50% لمدة 1 دقيقة. - التبخير لتكوين هلام:
أعِد المستحلب المعالج بالموجات فوق الصوتية إلى المبخر الدوّار.
بخّر تحت الضغط الجوي عند 40°C حتى الحصول على هلام. - تكوين الجسيمات الشحمية:
واصل تبخير الهلام حتى يتفكك ويتحول إلى سائل شبه شفاف، مما يدل على تكوّن الجسيمات الشحمية. - المعلق النهائي للجسيمات الشحمية:
أضِف 5 mL أخرى من محلول PBS المنظم (0.1 M، pH 7.4) إلى معلق الجسيمات الشحمية.
امزج الخليط بلطف باستخدام خلاط دوّامي.
أزِل الأبخرة المتبقية من ثنائي إيثيل الإيثر باستخدام غاز النيتروجين. - التخزين:
خزّن المعلق النهائي للجسيمات الشحمية في ثلاجة عند 4°C حتى الحاجة إليه.
توضح هذه التعليمات عملية تحضير الجسيمات الشحمية خطوة بخطوة باستخدام طريقة التبخير بالطور العكسي مع التجانس بالموجات فوق الصوتية، بما يضمن تحميلًا مائيًا داخليًا مرتفعًا وتغليفًا فعالًا للمادة الفعالة.
تُعد طريقة التبخير بالطور العكسي، ولا سيما باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية بمسبار، تقنية واسعة الاستخدام لتحضير الجسيمات الشحمية، خاصة عند السعي إلى تحقيق تحميل مائي داخلي مرتفع. تتفوق هذه الطريقة على الطريقة التقليدية لإماهة الغشاء الرقيق بفضل قدرتها على إدخال كمية أكبر من الطور المائي داخل الجسيمات الشحمية.
جهاز المعالجة الصناعي بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT لإنتاج الجسيمات الشحمية على نطاق واسع
مزايا المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار لتكوين الجسيمات الشحمية
- تعزيز التجانس: توفر المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار إمدادًا متسقًا بالطاقة، مما ينتج توزيعًا أكثر تجانسًا لأحجام الجسيمات الشحمية.
- تحسين التغليف: تعزز القوى الميكانيكية أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية تغليف الأدوية، ولا سيما المركبات المحبة للماء.
- قابلية التوسع: يمكن توسيع نطاق هذه الطرق بسهولة، مما يجعلها مناسبة لإنتاج الجسيمات الشحمية على نطاق واسع.
تطبيقات الجسيمات الشحمية في توصيل الأدوية
الجسيمات الشحمية المحضّرة بطريقتي الاستحلاب وتبخير المذيب مع المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار مناسبة لتطبيقات متنوعة في توصيل الأدوية، بما في ذلك:
- توصيل الأدوية الموجّه: يتيح تعديل الجسيمات الشحمية وظيفيًا بربيطات محددة توصيلها بشكل موجّه إلى أنسجة أو خلايا معينة.
- الإطلاق المتحكم فيه: تتيح بنية الطبقة الدهنية الثنائية إطلاق الدواء بصورة متحكم فيها، مما يعزز الفعالية العلاجية.
- تعدد الاستخدامات: تستوعب هذه الطرق مجموعة واسعة من العوامل العلاجية، من الجزيئات الصغيرة إلى الجزيئات الحيوية الأكبر مثل البروتينات والأحماض النووية.
تتميز طريقة التبخير بالطور العكسي خصوصًا بتحميلها المائي الداخلي الأعلى مقارنة بطريقة إماهة الغشاء الرقيق. تفيد هذه الخاصية في التطبيقات التي تتطلب تغليف كميات كبيرة من الأدوية المحبة للماء أو غيرها من العوامل العلاجية.
تُعد طريقة التبخير بالطور العكسي باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية بمسبار تقنية موثوقة وفعالة لتحضير الجسيمات الشحمية. إن قدرتها على تحقيق تحميل مائي داخلي أعلى تجعلها طريقة مفضلة في التطبيقات الصيدلانية التي يكون فيها تعظيم تغليف المواد المحبة للماء أمرًا بالغ الأهمية. يُعد التحكم الدقيق في تبخير المذيب واستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية عاملين أساسيين لنجاح هذه الطريقة، مما يؤدي إلى إنتاج جسيمات شحمية عالية الجودة مناسبة لأغراض علاجية متنوعة.
اعثر على جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية المناسب لإنتاج الجسيمات الشحمية لديك
تقدم Hielscher Ultrasonics مجموعة واسعة من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المزودة بمسبار لإنتاج الجسيمات الشحمية بكفاءة، مما يحقق كفاءة احتجاز عالية وقدرة تحميل مرتفعة للجزيئات النشطة حيويًا.
يمكنك استخدام أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher في مسارات متنوعة لتحضير الجسيمات الشحمية، مثل تقنية التبخير بالطور العكسي الموصوفة هنا وطريقة الاستحلاب وطريقة الغشاء الرقيق.
اقرأ المزيد عن تحضير الجسيمات الشحمية بالموجات فوق الصوتية باستخدام طريقة الغشاء الرقيق!
اقرأ المزيد عن الجسيمات الشحمية المحضّرة بالموجات فوق الصوتية التي تغلّف
- كفاءة عالية
- تقنية متقدمة
- الموثوقية والمتانة
- تحكم دقيق في العملية قابل للضبط
- معالجة بالدفعات وضمن خط الإنتاج
- لأي حجم
- برمجيات ذكية
- ميزات ذكية (مثل قابلية البرمجة وتسجيل البيانات والتحكم عن بُعد)
- سهولة التشغيل وأمانه
- متطلبات صيانة منخفضة
- CIP (التنظيف في المكان)
التصميم والتصنيع والاستشارات – جودة مصنوعة في ألمانيا
تشتهر أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بأعلى معايير الجودة والتصميم. تتيح المتانة وسهولة التشغيل دمج أجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بسلاسة في المنشآت الصناعية. تتعامل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بسهولة مع الظروف القاسية والبيئات ذات المتطلبات الصعبة.
Hielscher Ultrasonics شركة حاصلة على شهادة ISO، وتولي اهتمامًا خاصًا لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بتقنية متقدمة وسهولة الاستخدام. وبالطبع، تتوافق أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher مع CE وتلبي متطلبات UL وCSA وRoHs.
يقدم الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 0.5 إلى 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150L | 3 إلى 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 إلى 150L | 3 إلى 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتطبيقات الخلط والتشتيت والاستحلاب والاستخلاص على النطاق المخبري والتجريبي والصناعي.
المؤلفات / المراجع
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Preparation, Optimization and Characterization of Bovine Lactoferrin-loaded Liposomes and Solid Lipid Particles Modified by Hydrophilic Polymers Using Factorial Design. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact of preparation method and variables on the internal structure, morphology, and presence of liposomes in phytantriol-Pluronic® F127 cubosomes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
حقائق جديرة بالمعرفة
ما الجسيمات الشحمية؟
الجسيمات الشحمية حويصلات كروية ذات طبقة دهنية ثنائية تُستخدم لتغليف المركبات. تُحضّر في محلول يحتوي على المركب المراد احتجازه. بالنسبة إلى المركبات المحبة للماء مثل البروتينات، يُستخدم محلول مائي، بينما تُغلّف الجزيئات الكارهة للماء باستخدام محاليل في مذيبات عضوية ممزوجة بالدهون. يجعل هذا التنوع الجسيمات الشحمية ذات قيمة في توصيل الأدوية وغيرها من التطبيقات الطبية الحيوية.
ما طريقة التبخير بالطور العكسي لتحضير الجسيمات الشحمية؟
تتضمن طريقة التبخير بالطور العكسي لتحضير الجسيمات الشحمية إذابة الدهون في مزيج الكلوروفورم/الميثانول وتكوين غشاء دهني رقيق بالتبخير الدوّار. ثم يُعاد إذابة هذا الغشاء في ثنائي إيثيل الإيثر لتكوين حويصلات ذات طور عكسي. يُمزج طور مائي يحتوي على المادة الفعالة وTween 80 مع الطور العضوي، مما يكوّن مستحلبًا من الماء في الزيت. يُعالج المستحلب بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مزود بمسبار، ويتبع ذلك مزيد من التبخير الدوّار لإنتاج هلام يُكوّن الجسيمات الشحمية في نهاية المطاف عند إجراء تبخير إضافي. يُستكمل المعلق النهائي بإضافة محلول PBS المنظم وإزالة المذيبات المتبقية بغاز النيتروجين، مما ينتج جسيمات شحمية تُخزّن عند 4°C.
ما تأثير المعالجة بالموجات فوق الصوتية على الجسيمات الشحمية؟
تؤثر المعالجة بالموجات فوق الصوتية على الجسيمات الشحمية باستخدام الموجات فوق الصوتية لتفكيك الطورين الدهني والمائي وخلطهما، مما يعزز تكوّن مشتت متجانس. تساعد هذه العملية على التحكم في حجم الجسيمات الشحمية وتجانسها وتمنع فرط التسخين بإتاحة دفعات متقطعة من الطاقة. يضمن التجويف المتحكم فيه الناتج عن المعالجة بالموجات فوق الصوتية تغليفًا فعالًا للمواد الفعالة داخل الجسيمات الشحمية.
ما التحول الطوري في الجسيمات الشحمية؟
يشير التحول الطوري في الجسيمات الشحمية إلى التغير في الحالة الفيزيائية للدهون الناجم عن درجة الحرارة. درجة حرارة التحول الطوري هي درجة الحرارة المحددة التي تنتقل عندها الدهون من الطور الهلامي المنتظم، حيث تكون السلاسل الهيدروكربونية ممتدة بالكامل ومتراصة بإحكام، إلى الطور البلوري السائل غير المنتظم، حيث تصبح السلاسل الهيدروكربونية عشوائية الاتجاه ومائعة. يؤثر هذا التحول على استقرار الجسيمات الشحمية ونفاذيتها وتفاعلها مع المواد المغلّفة.
ما طريقة البثق لتحضير الجسيمات الشحمية؟
تُسمى طريقة إماهة الغشاء الرقيق أحيانًا أيضًا طريقة البثق، لأن خطوة إماهة الغشاء الرقيق تتبعها خطوة بثق. أثناء البثق، تُبثق الجسيمات الشحمية عبر أغشية من البولي كربونات للحصول على جسيمات شحمية صغيرة ومتجانسة. وكبديل للبثق، غالبًا ما يُقلّل حجم الجسيمات الشحمية بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية.
ما طريقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية للجسيمات الشحمية؟
تُستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية في طرق مختلفة لتكوين الجسيمات الشحمية. تُستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية لاستحلاب الدهون والمذيبات وإعادة إماهة الغشاء الدهني وتقليل حجم الجسيمات الشحمية. في طريقة التبخير بالطور العكسي، تُستحلب الدهون بالموجات فوق الصوتية مع طور مائي. وفي طريقة الغشاء الرقيق، يُعاد إماهة غشاء دهني مجفف باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية لتكوين معلق حويصلات متعددة الصفائح. تستخدم تقنيات متعددة لتحضير الجسيمات الشحمية المعالجة بالموجات فوق الصوتية لتقليل حجم الجسيمات الشحمية المتكوّنة لاحقًا. وهنا، تؤدي المعالجة بالموجات فوق الصوتية إلى جسيمات شحمية صغيرة بصورة متجانسة ومستقرة ومناسبة لتطبيقات متنوعة.
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء بأحجام تبدأ من النطاق المخبري وتصل إلى الحجم الصناعي.