Nano-Propolis: Ultraschallextraktion und Zerkleinerung auf Nanogröße
Durch Ultraschallbehandlung hergestellte Nanopropolis und mit Propolis beladene Nanoträger stellen einen bedeutenden Fortschritt für das therapeutische Potenzial von Propolis dar. Die Zerkleinerung von Propolis auf Nanogröße mittels Ultraschall bewältigt wesentliche Herausforderungen bei der Formulierung und verbessert Löslichkeit, Stabilität und Bioverfügbarkeit. Ihre Skalierbarkeit und Vielseitigkeit machen die Ultraschallbehandlung zu einem wertvollen Werkzeug sowohl für die wissenschaftliche Forschung als auch für kommerzielle Anwendungen. Erfahren Sie mehr über Ultraschallgeräte von Hielscher für Nanoformulierungen auf Propolisbasis.
Propolis als Heilmittel – Ultraschallextraktion und Verkapselung von Nano-Propolis
Die Ultraschallextraktion zeichnet sich als bevorzugte Methode zur effizienten Gewinnung hochwertiger Propolisextrakte aus. Über die Extraktion hinaus erleichtert die Ultraschallbehandlung auch die Herstellung von Nanopropolis. Die Ultraschallverkapselung von Nanopropolis und mit Propolis beladenen Nanoträgern bietet erhebliche Vorteile, darunter eine erhöhte Bioverfügbarkeit, eine verbesserte Stabilität und erweiterte Anwendungsmöglichkeiten. Ultraschallgeräte von Hielscher helfen Ihnen, das volle therapeutische Potenzial von Propolis zu nutzen.
Ultraschallgerät UP200Ht zur Propolisextraktion und Verkapselung von Nano-Propolis
Ultraschallextraktion von Propolis
Die Ultraschallextraktion, üblicherweise als Beschallung bezeichnet, nutzt Ultraschallwellen hoher Intensität, um das propolishaltige Medium in Bewegung zu versetzen. Dieser Prozess erleichtert die Freisetzung bioaktiver Verbindungen aus der Propolis in das Lösungsmittel und stellt damit ihre Verfügbarkeit für die Verarbeitung zu verschiedenen Heilmitteln und Pflegeprodukten sicher. Zu den wichtigsten Schritten gehören:
- Vorbereitung der Propolis:
Reinigen Sie rohe Propolis, um Verunreinigungen wie Wachs und Fremdpartikel zu entfernen.
Zerkleinern oder mahlen Sie die Propolis zu kleineren Partikeln, um die Oberfläche für die Extraktion zu vergrößern. - Auswahl des Lösungsmittels:
Ethanol und wässriges Ethanol sind die am häufigsten verwendeten Lösungsmittel. Wir empfehlen 70%iges wässriges Ethanol. - Beschallung:
Geben Sie die vorbereitete Mischung aus Propolis und Lösungsmittel in ein Becherglas und bereiten Sie Ihr Ultraschallgerät mit Sonotrode vor, z. B. das UP200Ht mit der Sonotrode/Ultraschallsonde S26d14.
Stellen Sie Parameter wie Amplitude, Leistung, Temperatur (vorzugsweise unter 40°C, um einen Abbau zu verhindern) und Dauer (10–30 Minuten) ein. Nutzen Sie den Temperatursensor und die Temperaturregelung in den Menüeinstellungen Ihres Ultraschallgeräts. - Filtration und Konzentrierung:
Filtrieren Sie den Extrakt, um feste Rückstände zu entfernen.
Konzentrieren Sie den Extrakt bei Bedarf unter vermindertem Druck mit einem Rotationsverdampfer. - Lagerung:
Lagern Sie den Extrakt in braunen Behältern bei niedrigen Temperaturen, um Oxidation zu verhindern.
Ultraschallextraktion von Propolis mit dem Ultraschallgerät UP400St von Hielscher
Studie und Bild: ©Elkhateeb et al., 2022.
Herstellung von Nano-Propolis mittels Ultraschall
Bei der Herstellung von Nanopropolis mittels Ultraschall werden Ultraschallwellen hoher Intensität genutzt, um akustische Kavitation zu erzeugen – die schnelle Bildung und den Kollaps von Blasen in einem flüssigen Medium. Bei der Zerkleinerung auf Nanogröße und Verkapselung mittels Ultraschall werden größere Propolispartikel zu Partikeln in Nanogröße zerkleinert und Nanoträger wie Liposomen oder feste Lipidnanopartikel damit beladen. Zu den allgemeinen Schritten der Herstellung mittels Ultraschall gehören:
- Auflösen und Mischen: Rohe Propolis wird zunächst in einem geeigneten Lösungsmittel, häufig Ethanol, gelöst, um ihre aktiven Bestandteile zu extrahieren. Die Lösung wird anschließend mit Stabilisatoren oder Tensiden wie Polysorbaten oder Lecithin gemischt, um Agglomeration zu verhindern.
- Ultraschallbehandlung: Die vorbereitete Mischung wird mit einem Ultraschallgerät mit Sonotrode oder einem Ultraschallbad Ultraschallwellen ausgesetzt. Die während der Kavitation erzeugte Energie verringert die Partikelgröße der Propolis, wodurch gleichmäßig verteilte Nano-Propolis entsteht.
- Reinigung und Trocknung: Die entstandene Nano-Propolis wird gereinigt, um Lösungsmittelreste zu entfernen, und kann durch Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung weiterverarbeitet werden, um eine stabile Pulverform zu erhalten.
- Verkapselung (optional): Zur Herstellung von mit Propolis beladenen Nanoträgern kann Nano-Propolis in Trägersystemen wie Liposomen, polymeren Nanopartikeln oder festen Lipidnanopartikeln verkapselt werden. Die Ultraschallverkapselung ist eine einfache Methode, um einen Nanoträger (z. B. Liposomen, Niosomen, feste Lipidnanopartikel) mit Nano-Propolis zu beladen und so die Bioverfügbarkeit zu verbessern.
Ultraschallgerät UP400St zur Extraktion und Verkapselung bioaktiver Verbindungen aus Propolis
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 0,5 bis 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150L | 3 bis 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000 |
Ultraschallextraktion und Reinigung bioaktiver Verbindungen aus Propolis: Das Bild zeigt das Ultraschallgerät UP400ST mit Sonotrode, einen Büchi-Vakuumfilter und einen Rotationsverdampfer zur Extraktion von Propolis.
- hohe Effizienz
- modernste Technologie
- Zuverlässigkeit und Robustheit
- einstellbare, präzise Prozesssteuerung
- Chargen- und Inline-Betrieb
- für jedes Volumen
- intelligente Software
- intelligente Funktionen (z. B. Programmierbarkeit, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
- einfach und sicher zu bedienen
- wartungsarm
- CIP (Clean-in-Place)
Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany
Ultraschallgeräte von Hielscher sind für ihre höchsten Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Ultraschallgeräte von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen problemlos.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf leistungsstarke Ultraschallgeräte mit modernster Technologie und hoher Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
Ultraschallgerät UP400St: Langzeitstabile, mit Propolis beladene Nanoemulsionen lassen sich durch Ultraschallbehandlung zuverlässig herstellen.
Literatur / Quellen
- Elkhateeb, Ola; Badawy, Mohamed; Noreldin, Ahmed; Abu-Ahmed, Howaida; El-Kammar, Mahmoud; Elkhenany, Hoda (2022): Comparative evaluation of propolis nanostructured lipid carriers and its crude extract for antioxidants, antimicrobial activity, and skin regeneration potential. BMC Complementary Medicine and Therapies 2022.
- Shahab-Navaei, F., Asoodeh, A. (2023): Synthesis of optimized propolis solid lipid nanoparticles with desirable antimicrobial, antioxidant, and anti-cancer properties. Scientific Reports 13, 18290 (2023).
- Kietrungruang, K.; Sookkree, S.; Sangboonruang, S.; Semakul, N.; Poomanee, W.; Kitidee, K.; Tragoolpua, Y.; Tragoolpua, K. (2023): Ethanolic Extract Propolis-Loaded Niosomes Diminish Phospholipase B1, Biofilm Formation, and Intracellular Replication of Cryptococcus neoformans in Macrophages. Molecules 2023, 28, 6224.
- Barsola, Bindiya; Kumari, Priyanka (2022): Green synthesis of nano-propolis and nanoparticles (Se and Ag) from ethanolic extract of propolis, their biochemical characterization: A review. Green Processing and Synthesis, Vol. 11, No. 1, 2022. 659-673.
- Tayfeh-Ebrahimi R., Amniattalab A., Mohammadi R. (2024): Evaluation of Effect of Biologically Synthesized Ethanolic Extract of Propolis-Loaded Poly(-Lactic-co-Glycolic Acid) Nanoparticles on Wound Healing in Diabetic Rats. The International Journal of Lower Extremity Wounds 23(4), 2024. 513-523.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Propolis?
Propolis ist eine harzige Substanz, die Bienen aus pflanzlichen Exsudaten herstellen, die sie mit ihren Enzymen vermischen. Sie wird zum Abdichten von Spalten im Bienenstock verwendet und sorgt für strukturelle Stabilität und Schutz vor Mikroben. Sie enthält bioaktive Verbindungen wie Flavonoide und Phenolsäuren, die für ihre antimikrobiellen, entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften bekannt sind, und wird daher als gesundheitsförderndes Heilmittel eingesetzt.
Was ist der Vorteil von Nano-Propolis?
Nano-Propolis erhöht die Bioverfügbarkeit und Stabilität der aktiven Verbindungen von Propolis und verbessert dadurch deren Aufnahme und Wirksamkeit im Körper. Ihre Partikel in Nanogröße ermöglichen ein besseres Eindringen in Gewebe und Zellen und maximieren ihre antimikrobiellen, entzündungshemmenden und antioxidativen Wirkungen, wobei geringere Dosen erforderlich sind.
Welche Trägersysteme eignen sich am besten zur Herstellung von Nano-Propolis?
Zu den Trägersystemen für Nano-Propolis gehören Liposomen, Nanoemulsionen, polymere Nanopartikel, feste Lipidnanopartikel und Hydrogele. Diese Systeme verbessern die Stabilität, kontrollierte Freisetzung und Bioverfügbarkeit bioaktiver Verbindungen wie Propolis für therapeutische Anwendungen. Die Ultraschallbehandlung ist die bevorzugte Technik, um Propolis in Liposomen, Nanoemulsionen, polymeren Nanopartikeln, festen Lipidnanopartikeln oder Hydrogelen zu verkapseln.
Wie wird Propolis aufbereitet?
Propolis wird üblicherweise durch Extraktion aufbereitet, um ihre bioaktiven Verbindungen zu isolieren und gleichzeitig Verunreinigungen wie Wachse und Fremdpartikel zu entfernen. Die ultraschallunterstützte Extraktion erhöht die Extraktionseffizienz durch das Aufbrechen von Propolispartikeln und verbessert dadurch Ausbeute und Bioaktivität. Erfahren Sie mehr über die ultraschallunterstützte Extraktion (UAE)!
Der gewonnene Extrakt kann zu Tinkturen, Pulvern, Salben oder Kapseln für pharmazeutische und nutrazeutische Anwendungen weiterverarbeitet werden.
Hielscher Ultrasonics stellt leistungsstarke Ultraschallhomogenisatoren vom Labormaßstab bis zum Industriemaßstab her.