Ultrazvučna oborina kurkumina superpartikala
- Pošto turmeric sadrži samo 2-9 težinskih% kurkuminoida, efikasna ekstrakcija ili tehnika sinteze je neophodna kako bi se dobio medicinski moćni prah.
- Ultrazvučno uparivanje antisolventnih padavina je visoko efikasna metoda za sintetizaciju kurkumin čestica.
- Ultrazvučna antisolventna precipitacija se lako može smanjiti na proizvodnju velikih količina visokokvalitetnog kurkumina.
kurkumin
Kurkumin, polifenol, je slabo rastvorljiv u vodi koji se nalazi u biljnoj začinskoj turmeriji (Curcuma Longa). Ima visoko potentne antioksidante i poznat je po anti-inflamatornim, anti-kancer, anti-gljivičnim i antimikrobnim svojstvima. Posebno zbog svog širokog spektra hemofrekventnih i hemoterapeutskih aktivnosti, kurkumin se koristi kao poželjan preparat lekova.
Kao snažni antioksidant, kurkum povećava serumsku aktivnost antioksidanata kao što su superoxide dismutase (SOD) i čišćenje i neutrališe slobodne radikale kao što su reaktivne vrste kiseonika i azota (ROS i RNS). Štaviše, povećava aktivnost sopstvenih antioksidativnih enzima tijela. Kukumin je takođe poznat da smanjuje bolove srca i poboljšava funkciju mozga. Zahvaljujući ovim višestrukim korisnim lekovitim osobinama, kurkumin se široko koristi kao začin, dodatak i lek.
Ultrazvučna tečna antisolventna padavina
Precipitacija tečnog antisolventa (LAS) ultrazvučnog asstističara je jednostavna i brza tehnika sinteze jednog potka za proizvodnju kurkuminovih nanočestica sa ortorhombijskom nadgradnjom. Preciznost ultrazvučnog anti-rastvarača je jednostavan, brz i skalabilan proces koji omogućava precipitaciju visokokvalitetnog kurkumina u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.
Hipotezni mehanizam stvaranja kurkuminskih superpartikula u odsustvu i prisustvu ultrazvuka bez stabilizatora. Slika © 2014 Thorat i sar.
Ultrazvučni protok protokola:
Za ultrazvučno taloženje kurkuminskih čestica, organski rastvor kurkumina u etanolu (5 mg / mL) se dodaje u 100mL vodonik koji sadrži surfaktant (0,02 tež.% U vodi) ili bez surfaktanta. Kao reakciono posudje, staklena posuda sa cca. Zapremina 500mL, prečnik 7cm i odnos L / D od 1,7. Temperatura smeše konstantno se održava na 1ºC. Za proces ultrazvučnih padavina, sonotrode ultrazvučnog homogenizatora, kao što je Uf200 ः t ili UP200St opremljen sa Sotonodom S26d14, potopljen je u mešavinu rastvarača i antisolvent. Kod 100% amplitude podešavanja i 10min. Uzimanje, mešavina se raspršila.
Vrijeme sonifikacije omogućava manipulaciju polimorfizmom kukurumin kristala. Kada se trajanje sonikacije produži, procenat ortorhombijskih čestica se povećava. Ovo ukazuje na to da povećanje ultrazvučne energije olakšava formiranje orthorhombicnog oblika u monokliničnom obliku, bez obzira na aditiv koji se koristi.
[cf. Thorat i sar. 2014]
UIP1000hdT – 1kW ultrazvučni procesor za API padavine
Poboljšana bioraspoloživost ultrazvučnom enkapsulacijom
Pošto je kurkumin lipofilni molekul i slabo rastvorljiv u vodi (= hidrofobni), on ima malu sistemsku bioraspoloživost. Zbog toga je neophodno pripremiti curcumin formulacije koje povećavaju njegovu bioraspoloživost. Za pripremu vodenih rastvora kurkumina, površinski aktivni supstanci, lipidi, albumini, ciklodekstrini, biopolimeri itd. Dodaju se kako bi inkapsulirali ili učestvovali kurkumin molekule u lipozomima, nanoparticima i drugim nosačima narkotika.
Ultrasonikacija je visoko efikasna i pouzdana tehnika za formulisanje nosača leka kao što su liposomi, jezgro jezgre nanočestice, biopolimeri i dvostruko emulzije! Nađite ispod primernog protokola za ultrazvučnu enkapsulaciju kurkumina.
Ultrazvučni protokol kukurzne encapsulacije:
Nanocelici polimerne-ko-glikolne kiseline (PLGA) sa kurkumom
- Prvo, PLGA polimer se rastvara u etil acetatu. Kurkumin (15% w / w) se dodaje i dozvoljava da se rastvara dok se vorteks rastvora povremeno izlazi.
- Smeša čvrste supstance se dodaje u vodenu fazu PVA (w / v) da bi se formirala SO / W emulzija. Zatim, rastvor leka / polimera u PVA je vorteksiran na 8.000 o / min.
- Dobijeno rešenje je sonikirano za cca. 300sec na 45% amplitude sa ultrazvučnim homogenizatorom kao što je Uf200 ः t ili UP200St (200W, 26kHz). Odmah nakon sonifikacije, emulzija se ulijeva u vodenu fazu (0,1% PVA u vodi, 200mL) za difuziju pod brzo mešanjem pomoću magnetne mešalice.
- Ova koloidna suspenzija se neprekidno meša magnetnom mešalicom dok se isparavanje rastvarača ne završi. Zatim, nanodelci se sakupljaju centrifugiranjem, oprati 3 puta sa destilovanom Milli Q vodom. Konačno, oni se resuspendiraju u krioprotektentskom rastvoru (saharoza (2% w / w) i trehaloza (5% w / w)), sušeni na lyophilizer ATR FD3.0 sistemu i mogu se čuvati na 4 ° C najmanje 6 meseci .
[cf. Ranjan i sar. 2012]
Ultrazvučni procesori za kurkumin padavine i formulacije
Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučnu opremu visokog performansi za sintezu nanočestica (npr. API) i ekstrakciju botaničkih jedinjenja. Naš asortiman obuhvata sofisticiranu laboratoriju, klupu i industrijske ultrazvučne uređaje, koji omogućavaju razvoj aplikacija od malih do komercijalnih. Svi rezultati dobijeni u laboratorijskom i pilotskom testiranju mogu biti potpuno linearni u skladu sa nivoom komercijalne proizvodnje. Svi sistemi su izgrađeni za 24/7 rad, robustan i jednostavan za korištenje.
Serija UIPxxxxhdT obuhvata naše ultrazvučne sisteme industrijskog kvaliteta, koji se mogu koristiti za bench-top, optimizaciju procesa i industrijsku proizvodnju. Naši industrijski sistemi su dostupni kao 500W (UIP500hdT), 1000W (UIP1000hdT), 1500W (UIP1500hdT), 2000W (UIP2000hdT), 4000W (UIP4000hdT), 10.000W (UIP10000) i 16,000W (UIP16000, najsnažniji ultrasonikator širom sveta). Hielscher Ultrazvuk’ industrijski ultrazvučni procesori mogu se raditi kontinuirano 24/7 na vrlo visokim amplitudama do 200μm. Za još veće amplitude, Hielscher nudi prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robustnost Hielscher-ove ultrazvučne opreme omogućava pouzdan četverodnevni rad u teškim uslovima iu zahtevnim okruženjima.
Za sve naše ultrazvučne sisteme, nudimo širok spektar pribora, kao što su sonotrodi, ojačani rogovi, protočne ćelije i reaktori višestrukih dimenzija, oblika i geometrije. Sa ovim alatima postaje lako moguće prilagoditi naše ultrazvučne procesore optimalno zahtevnim uslovima procesa.
Za padavinu i sintezu odozdo na gore, Hielscher nudi jedinstveni umetak protoka – u MultiPhaseCavitator MPC48. Sa MultiPhaseCavitatorom, druga faza (anti-rastvarač) se injektira preko 48 finih kanula direktno u ultrazvučnu kavitacionu zonu, gde se pomeša u milisekundama u prvoj fazi. Kao rezultat, precipitirani su homogeni nano-čestice.
Snažna ultrazvučnost iz laboratorije i klupe na industrijsku proizvodnju.
Literatura / Reference
- Hewlings, SJ; Kalman, DS (2017): Curcumin: Pregled njegovih efekata na ljudsko zdravlje. Hrana. 2017 okt; 6 (10): 92.
- Thorat, AA; Dalvi, SV (2014): Putevi stvaranja čestica i polimorfizam kurkumina izazvanih ultrazvukom i aditivima tokom tečnog antisolventnog precipitacije. CrystEngComm, 2014, 16, 11102-11114.
- Ranjan, AP; Mukerjee, A .; Helson, L .; Vishwanatha, JK: (2012): Analizirati, optimizirati i analizirati stabilnost nanocelica nanetih sa kompleksom Curcumin C3 za terapiju rakom. Časopis Nanobiotechnology 2012, 10:38.
Činjenice vredi znati
kurkumin
Kurkumin je hemijsko jedinjenje žutog boje koje se nalazi u kurkumu. Turmeric je rhizomatozna trava trajnica (Curcuma Longa) porodice đumbira. Kurkumin je polifenol koji se ekstrahuje iz korena i široko se koristi kao začini. U zavisnosti od njegovog porekla i uslova zemljišta gde se uzgaja, kurkuma sadrži 2% -9% kurkuminoida. Kurkumin je glavni kurkuminoid kurkuma (Curcuma Longa, Zingiberaceae). Koristi se kao dodatak, lekovito jedinjenje, dodatak za bojujuće arome za hranu, kao i kozmetički sastojak.
Pročišćeni oblik kurkumina, koji se sastoji samo od sledećih tri glavne komponente – curcumin, bisdemethoxycurcumin i demethoxycurcumin – se takođe naziva kurkumin C3 kompleksom. Čist kurkum se može odvojiti od C3 miješanja curcumin, bisdemethoxy curcumin i demethoxy curcumin hromatografijom na koloni.
Što se tiče njegovih farmakoloških osobina, čisti, ne-modifikovani kurkumin ima veliki problem: Zbog lošeg rastvorljivosti u vodi i zbog toga loše biološke dostupnosti, nemodifikovani kurkumin ne može da promeni svoje terapeutske efekte, ali se brzo metaboliše u jetri i crevnom zidu. Da bi prevazišli nisku stopu apsorpcije kurkumina, aktivni molekuli su inkapsulirani u nano nosače (npr liposomi, nanospere) ili napunjene na nano-kompleksima (npr nanočestice, kompleksi fosfolipida, ciklodekstrina i čvrste disperzije). Pored toga, bioraspoloživost kurkumina može se povećati za cca. 2000% kada se doziranje kombinuje sa piperinom, što je ekstrakt crnog bibera.
Zbog ovih činjenica, nano-formulirani kurkumin (nanokurkumin) je preferirani oblik doziranja kurkumina, pošto curcumin u nanoformu prevazilazi pomenute probleme sa isporukom lekova. Nanokurkumin može da promeni svoje terapeutske osobine zbog poboljšane isporuke bolesnom tkivu, bolju internacionalizaciju i smanjenu sistemsku eliminaciju.
Curcumin je dostupan u više oblika isporuke uključujući praškove, kapsule, tablete, masti, prehrambene napitke i kreme za kosu.
Medicinske aplikacije kurkumina
Kurkumin je široko istražen zbog svojih višestrukih oblika upotrebe u medicini i ishrani. Istraživanje je pokazalo da kurkumin ima visoku antioksidativnu aktivnost, koja indukuje ćelijsku apoptozu, inhibira proliferaciju ćelija, adheziju i pokretljivost anti-ćelija i nudi anti-angiogenezu i anti-mikrobne osobine. Zbog ovih efekata, kurkum se primenjuje kao lek za liječenje različitih inflamatornih bolesti, karcinoma, neurodegenerativnih bolesti, kardiovaskularnih bolesti kao i dijabetesa.
Ultrazvučno pripremljeni nano-primenljivi oblici kurkumina za medicinsku terapiju uključuju nanočestice, lipozome, micele, nanoemulzije, komplekse ciklodekstrina, nanodike, nanofibre, čvrste lipidne nanočestice i kurkuminske konjugate. Ove nano veličine doze prevazilaze slabu bioraspoloživost kurkumina i omogućavaju ciljanu i efikasnu isporuku visoko potentnog lekovitog kurkumina.
Struktura kirkuminske hemije
Kurkumin je simetrični molekul, poznat i kao diferulojl metan. Naziv IUPAC kurkumina je (1E, 6E) -1,7-bis (4-hidroksi-3-metoksifenil) -1,6-heptadien-3,5-dion, sa hemijskom formulom C21H20The6. Kristali kurkuma mogu se pojaviti u različitim oblicima, kao što su monoklinični (acikularni), orthorhombic (pirinač zrna) i amorfni oblik.