Proizvodnja liposomalnog vitamina C pomoću ultrazvuka
Liposomalne formulacije vitamina poznate su po većoj bioraspoloživosti i stopi apsorpcije. Vitamin C, antioksidans, uobičajen je dodatak prehrani koji se koristi u prehrambenim i medicinskim preparatima za podršku imunološkom sistemu ljudskog organizma. Ultrazvučna obrada pouzdana je i sigurna metoda za proizvodnju visokokvalitetnih liposoma i nanoliposoma. Proces ultrazvučne enkapsulacije proizvodi liposome s visokim sadržajem aktivnih supstanci, kao što je vitamin C.
Liposomalni vitamin C proizveden ultrazvučnom obradom
Prednost liposomalnih vitamina je u tome što se ne primjenjuju u uobičajenom obliku tableta ili praha, nego kao tečna formulacija s povećanom bioraspoloživošću. To znači da su vitamini enkapsulirani u jezgri sfernih fosfolipidnih ćelija, takozvanih liposoma. Budući da liposomi imaju sličan fosfolipidni sastav kao lipidne membrane ljudskih ćelija, znatno se bolje apsorbuju u ćelije tijela. Zbog toga se liposomi koriste u medicinskim formulacijama i farmaceutskim proizvodima, dodacima prehrani i nutraceuticima, kozmeceuticima i kozmetičkim proizvodima. Ultrazvučna obrada vrlo je djelotvorna metoda za enkapsulaciju molekula, kao što su terapeutici, u liposome. Ultrazvučnu proizvodnju liposoma karakteriše visoka efikasnost uklapanja, što znači da je visok postotak aktivnih sastojaka (npr. vitamina C) enkapsuliran u liposome. Istovremeno, ultrazvučna obrada osigurava ujednačeno malu veličinu liposoma koje ljudske ćelije mogu lako apsorbovati. Stoga ultrazvučno enkapsulirani liposomi vitamina C nude vrlo visoku bioraspoloživost i djelotvornost. Sve u svemu, ultrazvučno formiranje liposoma vrlo je efikasno i daje vrhunski kvalitet liposoma!
UIP1000hdT sa staklenim protočnim reaktorom za proizvodnju liposoma
Upute korak po korak za ultrazvučnu enkapsulaciju vitamina C u liposome
Liposomalni vitamin C oblik je isporuke vitamina C koji poboljšava apsorpciju i bioraspoloživost. Ultrazvučna obrada sondom efikasna je i pouzdana metoda za proizvodnju liposoma.
Sljedeći protokol prikazuje opće korake za proizvodnju liposomalnog vitamina C pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom:
- Pomiješajte prah vitamina C s malom količinom destilirane vode kako biste dobili otopinu.
- Dodajte otopinu vitamina C u otopinu fosfolipida (kao što je sojin lecitin) u omjeru 1:10 (vitamin C:fosfolipidi) po volumenu.
- Stavite smjesu u staklenu čašu i uronite sondu ultrazvučnog uređaja, npr. UP200Ht sa S26d14, u otopinu.
- Ultrazvučno obradite smjesu ultrazvučnim uređajem sa sondom 5-10 minuta, pri postavci snage od otprilike 200W (frekvencija 26 kHz). Sondu ultrazvučnog uređaja treba nježno pomicati kroz otopinu tokom ultrazvučne obrade. Izbjegavajte kontakt sonde sa zidom čaše (jer staklene čaše mogu puknuti).
- Nakon ultrazvučne obrade ostavite smjesu da stoji 10-15 minuta kako bi se liposomi mogli formirati.
- Čuvajte u tamnoj staklenoj boci, po mogućnosti u frižideru, radi dugoročne stabilnosti.
Važno je napomenuti da se tačan protokol može razlikovati ovisno o konkretnom ultrazvučnom uređaju i korištenim materijalima. Osim toga, na stabilnost i kvalitet liposoma mogu utjecati faktori kao što su pH, temperatura i prisustvo drugih supstanci, pa je važno pažljivo kontrolisati ove varijable tokom procesa proizvodnje.
Ultrazvučno pripremljeni liposomi pomažu u prevladavanju kratkog poluvremena eliminacije, niske propusnosti ćelijske membrane i slabe oralne bioraspoloživosti zbog želučane i enzimske razgradnje ovih bioaktivnih spojeva. Enkapsulacija u fosfolipidni dvosloj štiti aktivne sastojke od razgradnje i povećava stopu apsorpcije u ćelije.
Ultrazvučni uređaj UP200Ht za efikasno uklapanje vitamina C u liposome.
Ultrazvučno formiranje liposoma
Budući da formiranje liposoma i nanoliposoma nije spontan proces, potreban je izvor energije za promicanje procesa enkapsulacije. Liposomi su lipidne vezikule koje nastaju kada se fosfolipidi, npr. lecitin, dodaju u vodu, gdje formiraju dvoslojne strukture kada se primijeni dovoljno energije, npr. ultrazvučnom obradom. Ultrazvučna obrada pomaže u uređivanju lipidnih molekula, tako da se dobije termodinamički stabilna vodena faza. Ultrazvučna obrada ne samo da potiče formiranje liposoma, nego i smanjuje njihovu veličinu, što rezultira nanoliposomima. Veličina liposoma važan je faktor za bioraspoloživost i stopu apsorpcije, budući da manji liposomi lakše prodiru kroz ćelijske membrane.
Ultrazvučno smanjenje veličine liposoma
Ultrazvučna disperzija jednostavna je i efikasna metoda za smanjenje veličine liposoma i proizvodnju nanoliposoma. Kako bi se pripremili manji liposomi, hidratizirane vezikule se nekoliko minuta ultrazvučno obrađuju ultrazvučnim uređajem sa sondom u reaktoru s kontrolisanom temperaturom. Kao netermička, isključivo mehanička metoda, ultrazvučno smanjenje veličine ne razgrađuje ni fosfolipide ni bioaktivne spojeve.
Nakon formiranja lipidnog filma i naknadne rehidratacije, ultrazvučna obrada koristi se za poticanje uklapanja aktivnih sastojaka u liposom. Osim toga, ultrazvučna obrada postiže željenu veličinu liposoma.
UP400St, snažan ultrazvučni homogenizator od 400 vati, za proizvodnju liposoma
Ultrazvučni procesori za proizvodnju liposoma
Sistemi kompanije Hielscher Ultrasonics naširoko se koriste u farmaceutskoj proizvodnji i proizvodnji dodataka prehrani za formulisanje visokokvalitetnih liposoma napunjenih vitaminima, antioksidansima, peptidima, polifenolima i drugim bioaktivnim spojevima. Kako bi udovoljio zahtjevima svojih kupaca, Hielscher isporučuje ultrazvučne uređaje od kompaktnih ručnih laboratorijskih homogenizatora i stolnih ultrazvučnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema za proizvodnju velikih količina liposomalnih formulacija. Na raspolaganju je širok izbor ultrazvučnih sonotroda i reaktora kako bi se osigurala optimalna postavka za vašu proizvodnju liposoma. Robusnost Hielscher ultrazvučnih uređaja omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Tabela u nastavku daje okvirni pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura/Reference
- 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.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomes as Advanced Delivery Systems for Nutraceuticals. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Colloidal stability of liposomes. AIMS Materials Science, 2019, 6(2): 200-213.
- M.E. Barbinta-Patrascu, N. Badea, M. Constantin, C. Ungureanu, C. Nichita, , S.M. Iordache, A. Vlad, S. Antohe (2018): Bio-Activity of Organic/Inorganic Photo-Generated Composites in Bio-Inspired Systems. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Činjenice koje vrijedi znati
Vitamin C
Vitamin C, poznat i kao L-askorbinska kiselina ili askorbat, antioksidans je topiv u vodi hemijske formule C6H8O6. Kao antioksidans, vitamin C djeluje kao donor elektrona u raznim enzimskim i neenzimskim reakcijama. Nadalje, vitamin C je kofaktor u mnogim enzimskim reakcijama koje regulišu bitne biološke funkcije kao što su zarastanje rana i sinteza kolagena. Skorbut je najpoznatiji oblik teškog nedostatka vitamina C koji nastaje zbog poremećene sinteze kolagena.
Kao vitamin, askorbinska kiselina neophodna je ljudskom organizmu, što znači da tijelo ne može sintetizirati vitamin C, nego ga mora unositi hranom. Namirnice bogate vitaminom C uključuju citrusno voće, camu camu, acerolu, kelj, šipak, crni ribizl, gvajavu, kao i drugo voće i povrće.
Dobro uravnotežena prehrana lako osigurava dovoljne količine vitamina C. Međutim, dodaci prehrani kao što su kapi, kapsule, tablete, praškovi i gumeni bomboni s vitaminima često se koriste kako bi se osigurao dovoljan unos vitamina. Preporučeni dnevni unos vitamina C prema Evropskoj agenciji za sigurnost hrane iznosi 110 mg/dan za odrasle muškarce i 95 mg/dan za odrasle žene.
U medicini se vitamin C primjenjuje u visokim dozama pod medicinskim nadzorom kako bi se podržalo liječenje raka i ojačao imunološki sistem. Na primjer, studije su pokazale da redovan unos dodataka vitamina C smanjuje trajanje i težinu prehlade i gripe.
Šta je liposom?
Liposomi su sferne vezikule mikroskopske veličine, koja može iznositi od 30nm do nekoliko mikrometara. Pouzdan način sinteze liposoma pod kontrolisanim uvjetima je ultrazvučna enkapsulacija. Liposomi se većinom sastoje od fosfolipida, posebno fosfatidilholina, ali mogu sadržavati i druge lipidne spojeve, kao što je fosfatidiletanolamin iz jaja.
Budući da su vezikule izrađene od fosfolipida, liposomi djeluju kao mikrokontejneri koji enkapsuliraju bioaktivne spojeve kao što su vitamini, antioksidansi, polifenoli, peptidi i ljekovite supstance (npr. vakcine, medicinski spojevi). Fosfolipidni dvosloj enkapsulira bioaktivnu supstancu i prenosi je u ćelije. Budući da su dvoslojevi liposoma izrađeni od fosfolipida sličnih onima u ćelijskim membranama, liposomi lako mogu prijeći ćelijske membrane i isporučiti bioaktivne supstance u ćelije. Zbog toga su liposomi vrlo potentan nosač lijekova s visokom bioraspoloživošću i stopom apsorpcije. Amfifilna svojstva fosfolipidnih dvoslojeva čine liposome topivim i u vodenim i u polarnim tekućinama.
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijske do industrijske veličine.