Výroba liposomálního vitaminu C pomocí ultrazvuku
Liposomální vitaminové formulace jsou známé svou vyšší biologickou dostupností a rychlostí absorpce. Vitamin C, antioxidant, je běžný doplněk používaný v nutričních a léčivých přípravcích k podpoře imunitního systému lidského těla. Ultrazvukové ošetření je spolehlivá a bezpečná metoda výroby vysoce kvalitních liposomů a nanoliposomů. Proces ultrazvukové enkapsulace vytváří liposomy s vysokým obsahem účinných látek, jako je vitamin C.
Liposomální vitamin C vyráběný ultrazvukovým ošetřením
Výhodou liposomálních vitaminů je, že se nepodávají v konvenční formě tablet nebo prášku, ale jako tekutá formulace se zvýšenou biologickou dostupností. To znamená, že vitaminy jsou enkapsulovány v jádru kulovitých fosfolipidových buněk, tzv. liposomů. Protože liposomy mají podobné fosfolipidové složení jako lipidové membrány lidských buněk, jsou výrazně lépe absorbovány do buněk těla. Proto se liposomy používají v léčivých formulacích a farmaceutických přípravcích, doplňcích stravy a nutraceutikách, kosmeceutikách a kosmetických produktech. Ultrazvukové ošetření je vysoce účinná metoda enkapsulace molekul, jako jsou léčiva, do liposomů. Ultrazvuková výroba liposomů se vyznačuje vysokou účinností zachycení, což znamená, že vysoký podíl účinných látek (např. vitaminu C) je enkapsulován do liposomů. Sonikace současně zajišťuje rovnoměrně malou velikost liposomů, které mohou být snadno absorbovány lidskými buňkami. Ultrazvukově enkapsulované liposomy s vitaminem C proto nabízejí velmi vysokou biologickou dostupnost a účinnost. Celkově je ultrazvuková tvorba liposomů vysoce efektivní a poskytuje vynikající kvalitu liposomů!
UIP1000hdT se skleněným průtokovým reaktorem pro výrobu liposomů
Postup krok za krokem pro ultrazvukovou enkapsulaci vitaminu C do liposomů
Liposomální vitamin C je forma podávání vitaminu C, která zlepšuje absorpci a biologickou dostupnost. Sondové ultrazvukové ošetření je účinná a spolehlivá metoda výroby liposomů.
Následující protokol uvádí obecné kroky výroby liposomálního vitaminu C pomocí sondového ultrazvukového sonikátoru:
- Smíchejte prášek vitaminu C s malým množstvím destilované vody, aby vznikl roztok.
- Přidejte roztok vitaminu C k roztoku fosfolipidů (např. sójového lecitinu) v objemovém poměru 1:10 (vitamin C:fosfolipidy).
- Umístěte směs do skleněné kádinky a do roztoku vložte sonotrodu ultrazvukového sonikátoru, např. UP200Ht se S26d14.
- Směs sonikujte pomocí sondového ultrazvukového sonikátoru po dobu 5–10 minut při nastaveném výkonu přibližně 200W (frekvence 26 kHz). Sonotrodou ultrazvukového sonikátoru by se mělo během sonikace jemně pohybovat v roztoku. Zabraňte kontaktu sonotrody se stěnou kádinky (skleněné kádinky by mohly prasknout).
- Po sonikaci nechte směs 10–15 minut odstát, aby se mohly vytvořit liposomy.
- Pro dlouhodobou stabilitu uchovávejte v tmavé skleněné lahvi, nejlépe v chladničce.
Je důležité poznamenat, že přesný protokol se může lišit v závislosti na konkrétním použitém ultrazvukovém sonikátoru a materiálech. Stabilitu a kvalitu liposomů mohou navíc ovlivnit faktory, jako je pH, teplota a přítomnost dalších látek, a proto je důležité tyto proměnné během výrobního procesu pečlivě kontrolovat.
Ultrazvukově připravené liposomy pomáhají překonat krátký poločas, nízkou propustnost buněčných membrán a špatnou perorální biologickou dostupnost těchto bioaktivních sloučenin způsobenou žaludeční a enzymatickou degradací. Enkapsulace do fosfolipidové dvojvrstvy chrání účinné látky před degradací a zvyšuje rychlost jejich absorpce do buněk.
Ultrazvukový sonikátor UP200Ht pro účinné zachycení vitaminu C v liposomech.
Ultrazvuková tvorba liposomů
Protože tvorba liposomů a nanoliposomů neprobíhá jako spontánní proces, je k podpoře procesu enkapsulace zapotřebí zdroj energie. Liposomy jsou lipidové vezikuly, které vznikají, když se fosfolipidy, např. lecitin, přidají do vody, kde při dodání dostatečné energie, např. sonikací, vytvářejí dvojvrstevné struktury. Ultrazvukové ošetření napomáhá uspořádání lipidových molekul tak, aby se získala termodynamicky stabilní vodná fáze. Sonikace nejen podporuje tvorbu liposomů, ale také zmenšuje jejich velikost, čímž vznikají nanoliposomy. Velikost liposomů je důležitým faktorem z hlediska biologické dostupnosti a rychlosti absorpce, protože menší liposomy mohou snáze pronikat buněčnými membránami.
Ultrazvukové zmenšování velikosti liposomů
Ultrazvuková disperze je jednoduchá a účinná metoda zmenšování velikosti liposomů a výroby nanoliposomů. Pro přípravu menších liposomů se hydratované vezikuly několik minut sonikují sondovým ultrazvukovým sonikátorem v reaktoru s regulovanou teplotou. Jako netermická, čistě mechanická metoda nedegraduje ultrazvukové zmenšování velikosti ani fosfolipidy, ani bioaktivní sloučeniny.
Po vytvoření lipidového filmu a následné rehydrataci se sonikace používá k podpoře zachycení účinných látek v liposomu. Sonikace navíc dosahuje požadované velikosti liposomů.
UP400St, výkonný ultrazvukový homogenizátor o výkonu 400 wattů, pro výrobu liposomů
Ultrazvukové procesory pro výrobu liposomů
Systémy Hielscher Ultrasonics se široce používají ve farmaceutické výrobě a ve výrobě doplňků stravy k formulaci vysoce kvalitních liposomů naplněných vitaminy, antioxidanty, peptidy, polyfenoly a dalšími bioaktivními sloučeninami. Aby uspokojil požadavky svých zákazníků, dodává Hielscher ultrazvukové sonikátory od kompaktního ručního laboratorního homogenizátoru a stolních ultrazvukových sonikátorů až po plně průmyslové ultrazvukové systémy pro výrobu velkých objemů liposomálních formulací. K dispozici je široká škála ultrazvukových sonotrod a reaktorů, které zajistí optimální sestavu pro Vaši výrobu liposomů. Robustnost sonikátorů Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.
Níže uvedená tabulka Vám poskytne představu o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových sonikátorů:
| Objem vsádky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | větší | klastr UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
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)
Užitečná fakta
Vitamin C
Vitamin C, známý také jako kyselina L-askorbová nebo askorbát, je ve vodě rozpustný antioxidant s chemickým vzorcem C6H8O6. Jako antioxidant působí vitamin C jako donor elektronů v různých enzymatických a neenzymatických reakcích. Vitamin C je navíc kofaktorem mnoha enzymatických reakcí, které regulují základní biologické funkce, jako je hojení ran a syntéza kolagenu. Kurděje jsou nejznámější formou závažného nedostatku vitaminu C, ke které dochází v důsledku narušené syntézy kolagenu.
Jako vitamin je kyselina askorbová pro lidské tělo nezbytná, což znamená, že tělo nedokáže vitamin C syntetizovat a musí jej přijímat potravou. Mezi potraviny bohaté na vitamin C patří citrusové plody, camu camu, acerola, kadeřávek, šípky, černý rybíz, guava a také další druhy ovoce a zeleniny.
Vyvážená strava sice snadno zajistí dostatečné množství vitaminu C. K zajištění dostatečného přísunu vitaminu se však často používají doplňky stravy, jako jsou vitaminové kapky, kapsle, tablety, prášky a želé bonbony. Doporučený denní příjem vitaminu C podle Evropského úřadu pro bezpečnost potravin je 110 mg/den pro dospělé muže a 95 mg/den pro dospělé ženy.
V medicíně se vitamin C podává ve vysokých dávkách pod lékařským dohledem na podporu léčby nádorových onemocnění a k posílení imunitního systému. Studie například zjistily, že pravidelný příjem doplňků vitaminu C zkracuje dobu trvání a snižuje závažnost nachlazení a chřipky.
Co je liposom?
Liposomy jsou kulovité vezikuly mikroskopické velikosti, která se může pohybovat od 30nm až po několik mikrometrů. Spolehlivým způsobem syntézy liposomů za kontrolovaných podmínek je ultrazvuková enkapsulace. Liposomy se většinou skládají z fosfolipidů, zejména fosfatidylcholinu, mohou však obsahovat i další lipidové sloučeniny, jako je vaječný fosfatidylethanolamin.
Jako vezikuly tvořené fosfolipidy působí liposomy jako mikrokontejnery, které enkapsulují bioaktivní sloučeniny, jako jsou vitaminy, antioxidanty, polyfenoly, peptidy a léčivé látky (např. vakcíny, léčivé sloučeniny). Fosfolipidová dvojvrstva enkapsuluje bioaktivní látku a transportuje ji do buněk. Protože jsou dvojvrstvy liposomů tvořeny podobnými fosfolipidy jako buněčné membrány, mohou liposomy snadno procházet buněčnými membránami a dopravovat bioaktivní látky do buněk. Díky tomu jsou liposomy vysoce účinným nosičem léčiv s vysokou biologickou dostupností a rychlostí absorpce. Amfifilní vlastnosti fosfolipidových dvojvrstev činí liposomy rozpustnými jak ve vodných, tak v polárních kapalinách.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratorní až po průmyslovou velikost.