Ultralydsproduktion af stærkt renset Schizophyllan β-Glucans

Schizophyallan er en svampe β glucan med immunmodulerende egenskaber. For meget aktive medicinske virkninger skal schizophyllan have en lav molekylvægt for at vise forbedret biotilgængelighed. Ultralydbehandling har vist sig at reducere molekylvægten af schizophyllan. Som pålidelig og effektiv metode kan sonikering let anvendes til produktion af lav molekylvægt schizophyllan.

Schizophyllum svampe

Svampen Schizophyllum kommune indeholder β-glucan schizpphyllan, også kendt som Sizofiran, SPG, Sonifilan, SizofilanArter af Schizophyllum champignon vokser i naturen på forfaldne træer efter regntiden. Frugtlegemerne opsamles i den følgende tørre sæson. Schizophyllum arter er rige på biokemiske forbindelser såsom glukannødder og forbruges derfor især i tropiske lande som mad og medicin. På grund af sin immunmodulerende, svampedræbende, antineoplastiske og antivirale egenskaber har Schizophyllum kommune, også kendt som Splitgill mushroom, tiltrukket biotek- og medicinalvirksomheder.
Den polysaccharid schizophyllan, også kendt som sizofiran, sonifilan, eller sizofilan, er den største β glucan findes i Schizophyllum svampe, som tilbyder den meget effektive bioaktive β glucan schizophyllan.
Schizophyllum kommune svampe vokser i naturen på træer, mycellium kan også dyrkes i gæring bouillon. Til farmaceutiske og kosmetiske anvendelser er lav molekylvægt schizophyllan langt mere effektiv end høj molekylvægt schizophyllan. Dette skyldes det faktum, at lav molekylvægt schizophyllan viser betydeligt bedre biotilgængelighed og absorptionshastigheder. Desuden er høj molekylvægt schizophyllan ofte problematisk i applikationer, da det resulterer i høj viskositet af sine vandige løsninger.
Ultralyd størrelse reduktion er en meget effektiv og pålidelig teknik til at sænke molekylvægten af schizophyllan, hvilket øger kvaliteten af β glucan molekyle.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd processor UIP2000hdT til størrelse reduktion af schizophyllan (sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan).

den ultrasonicator UIP2000hdT blev med succes brugt til at reducere molekylvægten af schizophyllan, en svampe β glucan

Protokol til produktion af lav molekylvægt Schizophyllan

Da molekylvægt schizophyllan demonstrerer drastisk bedre biotilgængelighed og anvendelsesegenskaber, undersøgte forskerholdet i Smirnou ultralydning for kavalergang og størrelsesreduktion af β-glucanmolekyle schizophyllan.

Ultralydbehandling af Schizophyllan

β-1.3(1.6)-Glucan schizophyllan (SPG) blev fremstillet ved neddykket dyrkning af S. kommunesvamp i bioreaktor ved hjælp af saccharose som substrat.
Efter dyrkningens afslutning blev kultur bouillon fortyndet med demineraliseret vand til schizophyllan koncentration 2 g / L og ultralydet med Ultrasonic processor UIP2000hdT (Hielscher Ultrasonics GmbH, Tyskland) i genbrugstilstand ved følgende parametre og betingelser: medium flow 50 mL/s, frekvens 20 kHz, output 2000 W, sonotrode type BS2d22, booster type B2-1.4 og amplitud 100%. Kultur bouillon temperatur i begyndelsen af sonikering var 25 ° C. Den ultralydede kultur bouillon (specifik energi input 100 Ws/mL) blev filtreret gennem Seitz HS800 dybdefilter under 1,5 bar tryk ved 40 ° C. Den ultralydede schizophyllan (uSPG) til kemisk karakterisering blev udfældet fra filtratet med tredobbelt mængde isopropylalkohol ved laboratorietemperatur og tørret ved 60 °C i 12 timer uSPG-opløsninger til immunologiske undersøgelser blev udarbejdet som følger: (1) den ultralydede kultur bouillonfiltrat blev diafiltreret gennem 0,1 m2 Pall Centramate T-serien PES kassette (100 kDa cut-off) ved 0,8 bar og diafiltration fortsatte indtil retentate ledningsevne var 20 μS/cm; (2) opløsningen var koncentreret ved diafiltration til uSPG-koncentration 1 g/L og steriliseret ved autoklavering ved 120 °C/20 min. Denatureret uSPG blev fremstillet på samme måde, bortset fra at NaOH blev tilsat kultur bouillonfiltrat i koncentration 0,2 M, og den alkaliske opløsning blev inkuberet i 30 min ved laboratorietemperatur før diafiltration.

Analysemetoder

Myceliumudbyttet blev anslået gravimetrically: kultur bouillon blev fortyndet med vand 1:4, centrifugeret 10000 × g ved 25 ° C i 20 min, bundfald blev vasket med tredobbelt mængde vand, tørret ved 60 ° C og vægtet. Schizophyllan blev udfældet af supernatant med tredobbelt mængde isopropylalkohol, tørret ved 60 °C i 24 timer, og udbyttet blev bestemt gravimetrically. pO2 i kultur bouillon blev målt ved optisk sonde Hamilton-Visiferm DO 120 (Hamilton, Schweiz).
Kultur bouillon dynamisk viskositet blev målt på HAAKE Visco Tester 6L med spindler 1L og 2L ved 4 ° C og rotationshastighed på 30 rpm. Filtreringshastigheden blev beregnet fra filtreringstiden for 500 mL kultur bouillon til 200 × 200 mm Seitz HS800 (Pall, USA) dybdefilter ved 1,5 bar tryk og 40 ° C.
uSPG molekylvægt blev målt af SEC-MALLS på HPLC system Alliance (Waters) med serieforbundne PL aquagel OH60 og PL aquagel OH40 kolonner, og detektor miniDAWN TREOS (Wyatt) blev koncentreret ved diafiltration til uSPG koncentration 1 g / L og steriliseret ved autoklavering ved 120 ° C / 20 min. Denatureret uSPG blev fremstillet på samme måde, bortset fra at NaOH blev tilsat kultur bouillonfiltrat i koncentration 0,2 M, og den alkaliske opløsning blev inkuberet i 30 min ved laboratorietemperatur før diafiltration.

Ultralyd reduktion af molekylvægt af svampe β-glucan schizophyllan (Sizofiran,SPG, Sonifilan, Sizofilan)

UIP2000hdT til reduktion af schizophyllan molekylvægt


Ultralydbehandling er en yderst effektiv metode til produktion af farmaceutisk kvalitet lavmolekylær skizophyllan.

ultrasonicator UP400St (400W, 24kHz) til schizophyllan behandling

Resultater:
Ultralydbehandlingen blev anvendt direkte på S. kommune 144-timers kultur bouillon med mycelium for at lette SPG downstream-behandling.
Egenskaber ved Sonicated Schizophyllan: Ultralydet schizophyllan (uSPG) blev udfældet fra kultur bouillon filtrat af alkohol og karakteriseret. SEC-MALLS anslog Mw af uSPG til at være omkring 1 MDa. Den gennemsnitlige molekylvægt af schizophyllan fra flydende gæring er ca. 5 MDa, mens den i fast tilstand kan nå op til 10 MDa. Sammenligning af molekylvægten af ultralydet schizophyllan med molekylvægtene af indfødte ubehandlede schizophyllan, en 5- til 10-fold reduceret molekylvægt kan observeres på grund af ultralydbehandling.
Den sonikerede polysaccharid uSPG indeholdt 0,7% w / w protein og 1,0% w / w rester efter tænding. uSPG hydrolysat bestod af glukose med mere end 99%. De analytiske resultater tyder på, at sonikering spalter β-glucan rygraden tilfældigt og sidegrene forbliver intakte og derved reducere størrelse og molekylvægt af schizophyllan. Immunologiske undersøgelser af hovedsagelig protein- og endotoksinfri uSPG viste, at ultralydet lav mw schizophyllan har udtalt immunmodulerende aktivitet.

Ultralydbehandling anvendes med succes for at reducere molekylvægten af schizophyllan ved at spalte molekylet ved hjælp af akustisk kavitation.

AFM imaging (på toppen) og topografiske profil (på bunden) af indfødte ultralydede schizophyllan. Måling i halvkontakttilstand med opløsning 512 × 512 px2. Betingelser: guld belægning, fjeder konstant 15,3 N /m, tip kegle vinkel <22°.

Reduceret viskositet: Ultralydbehandling resulterede i et betydeligt fald i kultur bouillon viskositet. Under ultralydning ændrede kultur bouillonviskositeten sig ikke lineært: viskositetsreduktionen var hurtig i begyndelsen af ultrasonikering, men senere bremsede det. Specifik energitilførsel 100 Ws/mL var tilstrækkelig til at reducere kulturens bouillonviskositet næsten 7 gange.

Ultralydsapparatet UIP2000hdT bruges til effektivt at reducere størrelsen af svampeforbindelsen schizophyllan

Ultralydbehandling af S.commune kultur bouillon, som blev opnået ved svampedyrkning i bioreaktor i 144 timer. Effekt af ultralydning periode (udtrykt som specifik energi input i Ws / mL) på hastigheden af kultur bouillon dybde filtrering (sort kolonne), og schizophyllan (SPG) koncentration i filtrat (grå kolonne). Betingelser for ultralydbehandling: Ultralyd processor UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, booster B2-1,4, amplitud 100%, strømningshastighed 50 mL/s.
(billede og undersøgelse: ©Smirnou et al., 2017)

Forbedret filtrering: Den ultralydbehandlede kultur bouillon flød gennem filteret hurtigere end den ubehandlede kultur bouillon (specifik energi input 0 Ws / mL) med høj molekylær SPG. Desuden reducerede ultralydgørelsen betydeligt produkttab under filtrering. Filtratet af ubehandlet kultur bouillon med høj molekylær SPG (specifik energitilførsel 0 Ws/mL) indeholdt 0,3 ± 0,07 g/L SPG, mens SPG-koncentrationen før dybdefiltrering var 2 g/L. I modsætning hertil indeholdt filtratet på 100 Ws / mL ultralydskultur begge SPG i koncentration 2,2 ± 0,2 g / L, hvilket svarer til næsten nul produkttab.

Sonikering forbedrer shizophyllan betydeligt.

Ultralydbehandling af S.commune kultur bouillon, som blev opnået ved svampedyrkning i bioreaktor i 144 timer. Effekt af ultralydning periode (udtrykt som specifik energi input i Ws / mL) på hastigheden af kultur bouillon dybde filtrering (sort kolonne), og schizophyllan (SPG) koncentration i filtrat (grå kolonne). Betingelser for ultralydbehandling: Ultralyd processor UIP2000hd (20 kHz, 2000W), sonotrode BS2d22, booster B2-1,4, amplitud 100%, strømningshastighed 50 mL/s.
(billede og undersøgelse: ©Smirnou et al., 2017)

Ultralydbehandling bruges til at reducere molekylvægten af schizophyllan, en bioaktiv forbindelse afledt af svampe

AFM billeddannelse (på toppen) og topografiske profil (på bunden) af denatureret ultralydet schizophyllan. Måling i halvkontakttilstand med opløsning 512 × 512 px2. Betingelser: guld belægning, fjeder konstant 15,3 N /m, tip kegle vinkel < 22°.
(billede og undersøgelse: ©Smirnou et al., 2017)

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Konklusion: I deres konklusion fortsætter forskerholdet, at ultralydsbehandling er en effektiv teknologi til fremstilling af lav molekylvægt schizophyllan, som derefter kan bruges i kosmetik og medicin. Ultralydbehandling, når den anvendes på komplet kultur bouillon med mycelium, bringer visse fordele til schizophyllan produktion. Det reducerer produkttab under downstream-forarbejdning og gør produktion af stærkt renset polysaccharid mulig på grund af effektiv brug af ultrafiltration.
Derudover fandt forskerne, at ultralydsbehandling af schizophyllan er let skalerbar. En enhed af pilotfabrikken ultralydsdeintegrator UIP2000hdT forarbejdede 1 liter kultur bouillon i 110 s i flowtilstand. Produktiviteten af systemet kan let øges ved sekventiel tilslutning af yderligere ultralydsenheder.

Højtydende ultralydsudstyr til svampe glucanbehandling

UIP4000hdT er en 4000 watt kraftig ultralyd inline mixer.Fragmenteringen af polysaccharider som glukannødder samt andre bioaktive forbindelser som chitin og chitosan kan pålideligt behandles med Hielschers højtydende ultralydsudstyr. Vores ultralydapparater kan levere høje amplituder, tilbyder præcis kontrollerbarhed over procesparametrene og kan betjenes 24/7 under tung belastning og i krævende miljøer. Hielscher Ultrasonics' udstyrssortiment opfylder disse krav pålideligt. Udover fremragende ultralydsydelse kan Hielscher ultralydapparater prale af høj energieffektivitet, hvilket er en betydelig økonomisk fordel – især når de anvendes på kommerciel storproduktion.
Hielscher ultralydapparater er højtydende systemer, der kan udstyres med tilbehør som sonotroder, boostere, reaktorer eller flowceller for at matche dine procesbehov på en optimal måde. Parret med robusthed og tung bæreevne, Hielscher ultralyd systemer er din pålidelige arbejdshest i produktion. Reduktionen af molekylvægt af β glukannødder såsom schizophyllan kræver kraftig ultralyd for at opnå den målrettede kavalergang og en endelig schizophyllan produkt af høj kvalitet, som kan bruges til farmaceutiske applikationer.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.



Litteratur / Referencer

Fakta Værd at vide

Schizophyllan – En svampe β-glucan

Schizophyllan, også kendt som sizofiran, SPG, sonifilan, sizofilan, er en neutral ekstracellulær polysaccharid produceret af svampen Schizophyllum kommune Fries, en art af Basidiomycetes champignon. Schizophyllan er en opløselig beta-D-glucan, hvis nøjagtige virkningsmekanisme endnu ikke er fuldt belyst, men denne specifikke β glucan viser immunmodulerende og antitumor virkninger. Selv om sizofiran nøjagtige virkningsmekanisme endnu ikke er fuldt belyst, dette middel synes at stimulere immunsystemet ved at øge cytokin produktion, aktivere makrofager og Langerhans celler og øge aktiviteten af polymoronuclear leukocytter (PML) og naturlige killer (NK) celler. Sizofiran blev fundet temmelig ineffektiv mod mavekræft, men forlænget overlevelsestid hos patienter med hoved- og halskræft. I livmoderhalskræft, Sizofiran forlænget overlevelse og tid til tilbagefald for fase II tilfælde, men ikke fase III, og viste ekstra effektivitet, når injiceres direkte i tumor masse. Sonifilan anvendes som en biologisk responsmodifikator (BRM) med strålebehandling til kræftbehandling i Japan. Det blev lanceret for livmoderhalskræft i Sydkorea i 1998.


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.