الترسيب بالموجات فوق الصوتية لجسيمات الكركمين الفائقة
- نظرا لأن الكركم يحتوي على 2-9٪ فقط بالوزن من الكركمينويدات ، فإن تقنية الاستخراج أو التوليف الفعالة ضرورية للحصول على مسحوق قوي طبيا.
- الترسيب المضاد للمذيبات بمساعدة الموجات فوق الصوتية هو وسيلة فعالة للغاية لتوليف جزيئات الكركمين.
- يمكن بسهولة توسيع نطاق الترسيب المضاد للمذيبات بالموجات فوق الصوتية لإنتاج كميات كبيرة من الكركمين عالي الجودة.
كركم
الكركمين ، وهو بوليفينول ، هو دواء ضعيف الذوبان في الماء موجود في الكركم التوابل العشبية (كركم لونغا). يحتوي على مضادات أكسدة قوية للغاية ومعروف بخصائصه المضادة للالتهابات والمضادة للسرطان والفطريات ومضادات الميكروبات. خاصة بالنسبة لمجموعة واسعة من الأنشطة الوقائية الكيميائية والعلاج الكيميائي ، يستخدم الكركمين كمركب دوائي مفضل.
كمضاد قوي للأكسدة ، يزيد الكركمين من نشاط مصل مضادات الأكسدة مثل ديسموتاز فائق الأكسيد (SOD) ويقوم بتنظيف وتحييد الجذور الحرة مثل أنواع الأكسجين والنيتروجين التفاعلية (ROS و RNS). علاوة على ذلك ، فإنه يعزز نشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة في الجسم. ومن المعروف الكركمين أيضا لخفض أمراض القلب وتحسين وظائف المخ. بسبب هذه الخصائص الطبية المفيدة المتعددة ، يستخدم الكركمين على نطاق واسع كتوابل ومكملات غذائية.
بالموجات فوق الصوتية السائل المضاد للمذيبات هطول الأمطار
إن ترسيب مضادات المذيبات السائلة (LAS) بالموجات فوق الصوتية هو تقنية تخليق بسيطة وسريعة في وعاء واحد لإنتاج جسيمات الكركمين النانوية ذات البنية الفوقية لتقويم العظام. الترسيب المضاد للمذيبات بالموجات فوق الصوتية هو عملية بسيطة وسريعة وقابلة للتطوير ، والتي تسمح لترسيب الكركمين عالي الجودة في صناعة الأدوية والأغذية.
آلية مفترضة لتشكيل جزيئات الكركمين الفائقة في غياب ووجود الموجات فوق الصوتية دون مثبتات. صورة © 2014 ثورات وآخرون.
بروتوكول هطول الأمطار بالموجات فوق الصوتية:
بالنسبة لهطول الأمطار ultasonic لجزيئات الكركمين ، يضاف محلول عضوي من الكركمين في الإيثانول (5 مجم? مل) إلى 100 مل من الماء الذي يحتوي على خافض للتوتر السطحي (0.02٪ بالوزن في الماء) أو بدون خافض للتوتر السطحي. كوعاء تفاعل ، يتم استخدام وعاء زجاجي مغلف بحجم 500 مل تقريبا وقطر 7 سم ونسبة L? D تبلغ 1.7. يتم الحفاظ على درجة حرارة الخليط باستمرار عند 1 درجة مئوية. لعملية هطول الأمطار بالموجات فوق الصوتية ، فإن sonotrode من الخالط بالموجات فوق الصوتية مثل UP200Ht أو UP200St مجهزة سونوترودي S26d14 مغمورة في خليط المذيبات المضادة للمذيبات. في إعداد السعة بنسبة 100٪ و 10 دقائق. صوتنة ، تشتت الخليط.
يسمح وقت الصوتنة بالتلاعب في تعدد الأشكال لبلورات cucrcumin. عندما تطول مدة الصوتنة ، تزداد نسبة جزيئات تقويم العظام. يشير هذا إلى أن الزيادة في الطاقة فوق الصوتية تسهل تكوين شكل تقويم العظام على شكل أحادي الميل ، بغض النظر عن المادة المضافة المستخدمة.
[راجع ثورات وآخرون 2014]
UIP1000hdT – معالج بالموجات فوق الصوتية 1kW لهطول الأمطار API
تحسين التوافر البيولوجي عن طريق التغليف بالموجات فوق الصوتية
نظرا لأن الكركمين هو جزيء محب للدهون وقابل للذوبان بشكل سيئ في الماء (= كاره للماء) ، فإنه يحتوي على توافر بيولوجي جهازي منخفض. لذلك ، من الضروري تحضير تركيبات الكركمين التي تعزز التوافر البيولوجي. لتحضير محاليل الكركمين المائية ، تتم إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي والدهون والألبومين والسيكلوديكسترين والبوليمرات الحيوية وما إلى ذلك من أجل تغليف أو تحميل جزيئات الكركمين في الجسيمات الشحمية والجسيمات النانوية وناقلات الأدوية الأخرى.
Ultrasonication هي تقنية عالية الكفاءة وموثوقة لصياغة ناقلات المخدرات مثل الجسيمات الشحمية، قذيفة الأساسية الجسيمات النانويةوالبوليمرات الحيوية و مستحلبات مزدوجة! تجد أدناه بروتوكولا مثاليا للتغليف بالموجات فوق الصوتية للكركمين.
بروتوكول تغليف الكركمين بالموجات فوق الصوتية:
جسيمات نانوية محملة بالكركمين من حمض الجليكوليك (PLGA)
- أولا ، يتم إذابة بوليمر PLGA في أسيتات الإيثيل. يضاف الكركمين (15٪ وزن? وزن) ويسمح له بالذوبان أثناء تحريك المحلول بشكل متقطع.
- يضاف خليط المادة الصلبة في الزيت إلى مرحلة مائية من PVA (w? v) لتشكيل مستحلب S-O? W. بعد ذلك ، يتم دوامة محلول الدواء? البوليمر في PVA عند 8000 دورة في الدقيقة.
- يتم صوتنة الحل الناتج لمدة 300 ثانية تقريبا بسعة 45٪ مع خالط بالموجات فوق الصوتية مثل UP200Ht أو UP200St (200 واط ، 26 كيلو هرتز). مباشرة بعد صوتنة ، يتم سكب المستحلب في المرحلة المائية (0.1 ٪ PVA في الماء ؛ 200mL) للانتشار تحت التحريك السريع مع محرك مغناطيسي.
- يتم تحريك هذا التعليق الغروي باستمرار باستخدام محرك مغناطيسي حتى يكتمل تبخر المذيب. بعد ذلك ، يتم جمع الجسيمات النانوية عن طريق الطرد المركزي ، وغسلها 3 مرات بماء Milli Q المقطر. أخيرا ، يتم إعادة تعليقها في محلول واقي من التبريد (السكروز (2٪ وزن? وزن) وتريهالوز (5٪ وزن? وزن)) ، وتجفيفها على نظام مجفف الشعر بالتجميد ATR FD3.0 ويمكن تخزينها عند 4 درجات مئوية لمدة 6 أشهر على الأقل.
[راجع رانجان وآخرون 2012]
معالجات بالموجات فوق الصوتية لترسيب الكركمين وصياغته
Hielscher الفوق صوتيات يقدم معدات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتوليف الجسيمات النانوية (مثل واجهات برمجة التطبيقات) واستخراج المركبات النباتية. تشمل مجموعة منتجاتنا مختبرا متطورا ، وأعلى مقاعد البدلاء وأجهزة الموجات فوق الصوتية الصناعية ، مما يسمح بتطوير التطبيقات من النطاق الصغير إلى النطاق التجاري. يمكن تحجيم جميع النتائج التي تم الحصول عليها في الاختبارات المعملية والتجريبية بشكل خطي بالكامل إلى مستوى الإنتاج التجاري. تم تصميم جميع الأنظمة للتشغيل 24/7 ، قوية وسهلة الاستخدام.
تحتضن سلسلة UIPxxxxhdT أنظمتنا فوق الصوتية من الدرجة الصناعية ، والتي يمكن استخدامها لمقاعد البدلاء وتحسين العمليات والإنتاج الصناعي. أنظمتنا الصناعية متوفرة ك 500 واط (UIP500hdT), 1000 واط (UIP1000hdT), 1500 واط (UIP1500hdT), 2000 واط (UIP2000hdT), 4000 واط (UIP4000hdT), 10000 واط (UIP10000) و 16000W (UIP16000 ، أقوى الموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم). Hielscher الفوق صوتيات’ يمكن تشغيل المعالجات الصناعية بالموجات فوق الصوتية بشكل مستمر 24/7 بسعات عالية جدا تصل إلى 200 ميكرومتر. للحصول على سعات أعلى ، تقدم Hielscher سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. تسمح متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher بتشغيل موثوق به على مدار الساعة في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
لجميع أنظمة الموجات فوق الصوتية لدينا ، نقدم مجموعة واسعة من الملحقات مثل sonotrodes ، أبواق معززة ، خلايا التدفق والمفاعلات ذات الأحجام والأشكال والهندسة المتعددة. باستخدام هذه الأدوات ، يصبح من الممكن بسهولة تكييف معالجاتنا بالموجات فوق الصوتية على النحو الأمثل مع ظروف العملية المطلوبة.
لهطول الأمطار والتوليف من أسفل إلى أعلى ، يقدم Hielscher إدراج خلية تدفق فريدة من نوعها – ال متعدد الأطوار التجويف MPC48. مع MultiPhaseCavitator ، يتم حقن المرحلة الثانية (المضادة للمذيبات) عبر 48 canulas دقيقة مباشرة في منطقة التجويف بالموجات فوق الصوتية ، حيث يتم خلطها في غضون أجزاء من الثانية في المرحلة الأولى. نتيجة لذلك ، يتم ترسيب جزيئات النانو المتجانسة.
صوتنة قوية من المختبر ومقاعد البدلاء إلى الإنتاج الصناعي.
الأدب? المراجع
- هيولينجز ، إس جيه ؛ كالمان ، د. (2017): الكركمين: مراجعة له’ الآثار على صحة الإنسان. الاطعمه. 2017 أكتوبر; 6(10): 92.
- ثورات ، أ. Dalvi، S.V. (2014): مسارات تكوين الجسيمات وتعدد أشكال الكركمين الناجم عن الموجات فوق الصوتية والمواد المضافة أثناء هطول الأمطار السائلة المضادة للمذيبات. كريست إنج كوم ، 2014 ، 16 ، 11102-11114.
- رانجان ، أ. ب. ؛ موكرجي ، أ. هيلسون ، ل. فيشواناثا ، ج.ك: (2012): توسيع نطاق الجسيمات النانوية المحملة بمركب الكركمين C3 وتحسينها واستقرارها لعلاج السرطان. مجلة التكنولوجيا الحيوية النانوية 2012 ، 10:38.
حقائق تستحق المعرفة
كركم
الكركمين هو مركب كيميائي أصفر اللون موجود في الكركم. الكركم هو نبات عشبي معمر جذري (كركم لونغا) من عائلة الزنجبيل. الكركمين هو مادة البوليفينول التي يتم استخراجها من جذور وتستخدم على نطاق واسع كتوابل. اعتمادا على أصله وظروف التربة التي يزرع فيها ، يحتوي الكركم على 2٪ -9٪ كوركومينويدس. الكركمين هو الكركمين الرئيسي للكركم (كركم لونغا ، زينجيبيراسي). يتم استخدامه كمكمل ، مركب طبي ، مضافات تلوين نكهة الطعام وكذلك مكون تجميلي.
شكل منقى من الكركمين ، والذي يتكون فقط من المكونات الرئيسية الثلاثة التالية – الكركمين ، بيسديميثوكسيكركمين وديميثوكسيكركمين – يشار إليه أيضا باسم مجمع الكركمين C3. يمكن فصل الكركمين النقي عن مزيج C3 من الكركمين والكركمين ثنائي الميثوكسي والكركمين ديميثوكسي بواسطة كروماتوغرافيا العمود.
فيما يتعلق بخصائصه الدوائية ، فإن الكركمين النقي غير المعدل لديه مشكلة كبيرة: نظرا لضعف قابلية الذوبان في الماء وبالتالي ضعف التوافر البيولوجي ، لا يمكن للكركمين غير المعدل أن يغطي آثاره العلاجية ، ولكن يتم استقلابه بسرعة في الكبد وجدار الأمعاء. للتغلب على معدل امتصاص الكركمين المنخفض ، يتم تغليف الجزيئات النشطة في ناقلات النانو (على سبيل المثال . الجسيمات الشحمية، الكرات النانوية) أو محملة على مجمعات نانوية (مثل الجسيمات النانوية، مجمعات من الدهون الفوسفورية ، السيكلودكسترين والتشتت الصلب). علاوة على ذلك ، يمكن زيادة التوافر البيولوجي للكركمين بحوالي 2000٪ عندما يتم الجمع بين جرعته مع البيبيرين ، وهو مستخلص الفلفل الأسود.
بسبب هذه الحقائق ، فإن الكركمين النانوي (nanocurcumin) هو شكل الجرعة المفضل من الكركمين لأن الكركمين في شكل نانوي يتغلب على مشاكل توصيل الأدوية المذكورة أعلاه. يمكن أن يطوي Nanocurcumin خصائصه العلاجية بسبب تحسين التسليم إلى الأنسجة المريضة ، وتحسين الاستيعاب وتقليل التخلص الجهازي.
يتوفر الكركمين في أشكال توصيل متعددة بما في ذلك المساحيق والكبسولات والأقراص والمراهم والمشروبات الغذائية والكريمات التجميلية.
التطبيقات الطبية للكركمين
تم التحقيق في الكركمين على نطاق واسع لأشكال استخدامه المتعددة في الطب والتغذية. أظهرت الأبحاث أن الكركمين له نشاط مضاد للأكسدة عالي ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج ، ويمنع تكاثر الخلايا ، والالتصاق المضاد للخلايا وحركتها ، ويوفر خصائص مضادة لتكوين الأوعية ومضادة للميكروبات. بسبب هذه الآثار ، يتم تطبيق الكركمين كدواء لعلاج الأمراض الالتهابية المختلفة والسرطانات والأمراض التنكسية العصبية وأمراض القلب والأوعية الدموية وكذلك مرض السكري.
أعدت بالموجات فوق الصوتية أشكال إدارة نانو من الكركمين للعلاج الطبي تشمل الجسيمات النانوية ، الجسيمات الشحمية ، المذيلات ، المستحلبات النانوية ، مجمعات السيكلودكسترين ، الأقراص النانوية ، الألياف النانوية ، الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة ، ومترافقات الكركمين. تتغلب أشكال الجرعات بحجم النانو هذه على ضعف التوافر البيولوجي للكركمين وتسمح بالتوصيل المستهدف والفعال لعقار الكركمين عالي الفعالية.
التركيب الكيميائي للكركمين
الكركمين هو جزيء متماثل ، يعرف أيضا باسم ثنائي الميثان diferuloyl. اسم الكركمين IUPAC هو (1E ، 6E) -1،7-مكرر (4-هيدروكسي -3-ميثوكسي فينيل) -1،6-هيبتادين -3،5-ديون ، مع الصيغة الكيميائية C21H20O6. يمكن أن تظهر بلورات الكركمين بأشكال مختلفة ، مثل أحادي الميل (دائري) ، وتقويم العظام (يشبه حبة الأرز) ، وشكل غير متبلور.