Παραγωγή λιποσωμιακής βιταμίνης C με υπερήχους
Τα λιποσωμιακά σκευάσματα βιταμινών είναι γνωστά για την υψηλότερη βιοδιαθεσιμότητα και τον υψηλότερο ρυθμό απορρόφησής τους. Η βιταμίνη C, ένα αντιοξειδωτικό, είναι ένα κοινό συμπλήρωμα που χρησιμοποιείται σε διατροφικά και φαρμακευτικά σκευάσματα για την υποστήριξη του ανοσοποιητικού συστήματος του ανθρώπινου οργανισμού. Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη και ασφαλής μέθοδος για την παραγωγή λιποσωμάτων και νανολιποσωμάτων υψηλής ποιότητας. Η διαδικασία ενθυλάκωσης με υπερήχους παράγει λιποσώματα με υψηλό φορτίο δραστικών ουσιών, όπως η βιταμίνη C.
Λιποσωμιακή βιταμίνη C που παράγεται με κατεργασία με υπερήχους
Το πλεονέκτημα των λιποσωμιακών βιταμινών είναι ότι δεν χορηγούνται στη συμβατική μορφή δισκίων ή σκόνης, αλλά ως υγρό σκεύασμα με αυξημένη βιοδιαθεσιμότητα. Αυτό σημαίνει ότι οι βιταμίνες ενθυλακώνονται στον πυρήνα σφαιρικών φωσφολιπιδικών κυττάρων, των λεγόμενων λιποσωμάτων. Επειδή τα λιποσώματα έχουν παρόμοια φωσφολιπιδική σύσταση με τις λιπιδικές μεμβράνες των ανθρώπινων κυττάρων, απορροφώνται σημαντικά καλύτερα από τα κύτταρα του οργανισμού. Για τον λόγο αυτό, τα λιποσώματα χρησιμοποιούνται σε φαρμακευτικά σκευάσματα και φάρμακα, συμπληρώματα και διατροφοφαρμακευτικά προϊόντα, καλλυντικοφαρμακευτικά και καλλυντικά προϊόντα. Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδος για την ενθυλάκωση μορίων, όπως θεραπευτικών παραγόντων, σε λιποσώματα. Η παραγωγή λιποσωμάτων με υπερήχους χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση εγκλωβισμού, που σημαίνει ότι ένα υψηλό ποσοστό δραστικών συστατικών (π.χ. βιταμίνης C) ενθυλακώνεται σε λιποσώματα. Ταυτόχρονα, η κατεργασία με υπερήχους εξασφαλίζει ομοιόμορφα μικρό μέγεθος λιποσωμάτων, τα οποία μπορούν να απορροφηθούν εύκολα από τα ανθρώπινα κύτταρα. Επομένως, τα λιποσώματα με βιταμίνη C ενθυλακωμένη με υπερήχους προσφέρουν πολύ υψηλή βιοδιαθεσιμότητα και αποτελεσματικότητα. Συνολικά, ο σχηματισμός λιποσωμάτων με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποδοτικός και εξασφαλίζει ανώτερη ποιότητα λιποσωμάτων!
UIP1000hdT με γυάλινο αντιδραστήρα ροής για την παραγωγή λιποσωμάτων
Οδηγίες βήμα προς βήμα για την ενθυλάκωση βιταμίνης C σε λιποσώματα με υπερήχους
Η λιποσωμιακή βιταμίνη C είναι μια μορφή χορήγησης βιταμίνης C που βελτιώνει την απορρόφηση και τη βιοδιαθεσιμότητα. Η κατεργασία με υπερήχους με ηχοτρόδιο είναι μια αποδοτική και αξιόπιστη μέθοδος για την παραγωγή λιποσωμάτων.
Το ακόλουθο πρωτόκολλο παρουσιάζει τα γενικά βήματα για την παραγωγή λιποσωμιακής βιταμίνης C με τη χρήση συσκευής υπερήχων με ηχοτρόδιο:
- Αναμείξτε σκόνη βιταμίνης C με μικρή ποσότητα απεσταγμένου νερού για να σχηματιστεί διάλυμα.
- Προσθέστε το διάλυμα βιταμίνης C σε διάλυμα φωσφολιπιδίων (όπως λεκιθίνης σόγιας) σε αναλογία 1:10 (βιταμίνη C:φωσφολιπίδια) κατ’ όγκο.
- Τοποθετήστε το μείγμα σε γυάλινο ποτήρι ζέσεως και εισαγάγετε το ηχοτρόδιο της συσκευής υπερήχων, π.χ. UP200Ht με S26d14, στο διάλυμα.
- Υποβάλετε το μείγμα σε κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιώντας τη συσκευή υπερήχων με ηχοτρόδιο για 5–10 λεπτά, με ρύθμιση ισχύος περίπου 200W (συχνότητα 26 kHz). Το ηχοτρόδιο της συσκευής υπερήχων πρέπει να μετακινείται απαλά μέσα στο διάλυμα κατά τη διάρκεια της κατεργασίας με υπερήχους. Αποφύγετε την επαφή του ηχοτροδίου με το τοίχωμα του ποτηριού ζέσεως (καθώς τα γυάλινα ποτήρια ζέσεως ενδέχεται να σπάσουν).
- Μετά την κατεργασία με υπερήχους, αφήστε το μείγμα να παραμείνει σε ηρεμία για 10–15 λεπτά, ώστε να σχηματιστούν τα λιποσώματα.
- Φυλάξτε σε σκουρόχρωμη γυάλινη φιάλη και κατά προτίμηση στο ψυγείο για μακροχρόνια σταθερότητα.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το ακριβές πρωτόκολλο μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τη συγκεκριμένη συσκευή υπερήχων και τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Επιπλέον, η σταθερότητα και η ποιότητα των λιποσωμάτων μπορούν να επηρεαστούν από παράγοντες όπως το pH, η θερμοκρασία και η παρουσία άλλων ουσιών, επομένως είναι σημαντικό αυτές οι μεταβλητές να ελέγχονται προσεκτικά κατά τη διαδικασία παραγωγής.
Τα λιποσώματα που παρασκευάζονται με υπερήχους συμβάλλουν στην αντιμετώπιση του σύντομου χρόνου ημιζωής, της χαμηλής διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης και της χαμηλής βιοδιαθεσιμότητας κατά την από του στόματος χορήγηση λόγω της γαστρικής και ενζυμικής αποικοδόμησης αυτών των βιοδραστικών ενώσεων. Η ενθυλάκωση σε μια φωσφολιπιδική διπλοστιβάδα προστατεύει τα δραστικά συστατικά από την αποικοδόμηση και αυξάνει τον ρυθμό απορρόφησής τους στα κύτταρα.
Συσκευή υπερήχων UP200Ht για τον αποδοτικό εγκλωβισμό της βιταμίνης C σε λιποσώματα.
Σχηματισμός λιποσωμάτων με υπερήχους
Καθώς ο σχηματισμός λιποσωμάτων και νανολιποσωμάτων δεν πραγματοποιείται ως αυθόρμητη διεργασία, απαιτείται μια πηγή ενέργειας για την προώθηση της διαδικασίας ενθυλάκωσης. Τα λιποσώματα είναι λιπιδικά κυστίδια που σχηματίζονται όταν φωσφολιπίδια, π.χ. λεκιθίνη, προστίθενται στο νερό, όπου σχηματίζουν δομές διπλοστιβάδας όταν παρέχεται επαρκής ενέργεια, π.χ. μέσω κατεργασίας με υπερήχους. Η κατεργασία με υπερήχους υποβοηθά τη διάταξη των λιπιδικών μορίων, ώστε να προκύπτει μια θερμοδυναμικά σταθερή υδατική φάση. Η κατεργασία με υπερήχους όχι μόνο προάγει τον σχηματισμό λιποσωμάτων, αλλά μειώνει επίσης το μέγεθός τους, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό νανολιποσωμάτων. Το μέγεθος των λιποσωμάτων αποτελεί σημαντικό παράγοντα για τη βιοδιαθεσιμότητα και τον ρυθμό απορρόφησης, καθώς τα μικρότερα λιποσώματα μπορούν να διαπερνούν ευκολότερα τις κυτταρικές μεμβράνες.
Μείωση του μεγέθους των λιποσωμάτων με υπερήχους
Η διασπορά με υπερήχους είναι μια απλή και αποδοτική μέθοδος για τη μείωση του μεγέθους των λιποσωμάτων και την παραγωγή νανολιποσωμάτων. Για την παρασκευή μικρότερων λιποσωμάτων, τα ενυδατωμένα κυστίδια υποβάλλονται σε κατεργασία με υπερήχους για λίγα λεπτά με μια συσκευή υπερήχων με ακίδα, σε αντιδραστήρα ελεγχόμενης θερμοκρασίας. Ως μη θερμική, αμιγώς μηχανική μέθοδος, η μείωση του μεγέθους με υπερήχους δεν αποικοδομεί ούτε τα φωσφολιπίδια ούτε τις βιοδραστικές ενώσεις.
Μετά τον σχηματισμό ενός λιπιδικού υμενίου και την επακόλουθη επανυδάτωση, χρησιμοποιείται κατεργασία με υπερήχους για την προώθηση του εγκλωβισμού των δραστικών συστατικών στο λιπόσωμα. Επιπλέον, με την κατεργασία με υπερήχους επιτυγχάνεται το επιθυμητό μέγεθος των λιποσωμάτων.
UP400St, ένας ισχυρός ομογενοποιητής υπερήχων 400 watts, για την παραγωγή λιποσωμάτων
Επεξεργαστές υπερήχων για την παραγωγή λιποσωμάτων
Τα συστήματα της Hielscher Ultrasonics χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων για την παρασκευή λιποσωμάτων υψηλής ποιότητας με βιταμίνες, αντιοξειδωτικά, πεπτίδια, πολυφαινόλες και άλλες βιοδραστικές ενώσεις. Για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των πελατών της, η Hielscher παρέχει συσκευές υπερήχων που καλύπτουν όλο το φάσμα, από τον συμπαγή εργαστηριακό ομογενοποιητή χειρός και τις επιτραπέζιες συσκευές υπερήχων έως τα πλήρως βιομηχανικά συστήματα υπερήχων για την παραγωγή μεγάλων όγκων λιποσωμιακών σκευασμάτων. Διατίθεται ένα ευρύ φάσμα ηχοτροδίων και αντιδραστήρων υπερήχων, ώστε να εξασφαλίζεται η βέλτιστη διάταξη εξοπλισμού για την παραγωγή λιποσωμάτων σας. Η στιβαρότητα των συσκευών υπερήχων της Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 υπό συνθήκες έντονης καταπόνησης και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία συσκευών UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): Μια αποδοτική μέθοδος βασισμένη σε λιποσώματα για την ενθυλάκωση αντιοξειδωτικών. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Τόμος 136, 2015. 1067–1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. και Wen, J. (2014): Παρασκευή, βελτιστοποίηση και χαρακτηρισμός λιποσωμάτων με εγκλωβισμένη βόεια λακτοφερρίνη και στερεών λιπιδικών σωματιδίων τροποποιημένων με υδρόφιλα πολυμερή με χρήση παραγοντικού σχεδιασμού. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560–575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Επίδραση της μεθόδου και των μεταβλητών παρασκευής στην εσωτερική δομή, τη μορφολογία και την παρουσία λιποσωμάτων σε κυβοσώματα φυταντριόλης-Pluronic® F127. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Τόμος 145, 2016. 845–853.
- Christopher W. Shade (2016): Τα λιποσώματα ως προηγμένα συστήματα χορήγησης διατροφαρμακευτικών προϊόντων. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Κολλοειδής σταθερότητα των λιποσωμάτων. 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): Βιοδραστικότητα οργανικών/ανόργανων σύνθετων υλικών που παράγονται φωτοχημικά σε βιοεμπνευσμένα συστήματα. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Χρήσιμες πληροφορίες
Βιταμίνη C
Η βιταμίνη C, γνωστή και ως L-ασκορβικό οξύ ή ασκορβικό ανιόν, είναι ένα υδατοδιαλυτό αντιοξειδωτικό με χημικό τύπο C6H8O6. Ως αντιοξειδωτικό, η βιταμίνη C δρα ως δότης ηλεκτρονίων σε διάφορες ενζυμικές και μη ενζυμικές αντιδράσεις. Επιπλέον, η βιταμίνη C είναι συμπαράγοντας σε πολλές ενζυμικές αντιδράσεις που ρυθμίζουν βασικές βιολογικές λειτουργίες, όπως η επούλωση τραυμάτων και η σύνθεση κολλαγόνου. Το σκορβούτο είναι η πιο γνωστή μορφή σοβαρής ανεπάρκειας βιταμίνης C και εμφανίζεται λόγω διαταραχής της σύνθεσης κολλαγόνου.
Ως βιταμίνη, το ασκορβικό οξύ είναι απαραίτητο για τον ανθρώπινο οργανισμό, πράγμα που σημαίνει ότι ο οργανισμός δεν μπορεί να συνθέσει τη βιταμίνη C, αλλά πρέπει να την προσλαμβάνει μέσω της τροφής. Στις τροφές που είναι πλούσιες σε βιταμίνη C περιλαμβάνονται τα εσπεριδοειδή, το κάμου κάμου, η ασερόλα, η λαχανίδα, οι καρποί αγριοτριανταφυλλιάς, το μαύρο φραγκοστάφυλο, η γκουάβα, καθώς και άλλα φρούτα και λαχανικά.
Μια ισορροπημένη διατροφή παρέχει εύκολα επαρκείς ποσότητες βιταμίνης C. Ωστόσο, συμπληρώματα διατροφής όπως σταγόνες βιταμινών, κάψουλες, δισκία, σκόνες και ζελεδάκια χρησιμοποιούνται συχνά για να εξασφαλιστεί επαρκής πρόσληψη βιταμινών. Η συνιστώμενη ημερήσια πρόσληψη βιταμίνης C από την Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίμων είναι 110 mg/day για τους ενήλικους άνδρες και 95 mg/day για τις ενήλικες γυναίκες.
Στην ιατρική, η βιταμίνη C χορηγείται σε υψηλές δόσεις υπό ιατρική επίβλεψη για την υποστήριξη των θεραπειών του καρκίνου και την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος. Για παράδειγμα, μελέτες διαπίστωσαν ότι η τακτική λήψη συμπληρωμάτων βιταμίνης C μειώνει τη διάρκεια και τη βαρύτητα του κρυολογήματος και της γρίπης.
Τι είναι το λιπόσωμα;
Τα λιποσώματα είναι σφαιρικά κυστίδια μικροσκοπικού μεγέθους, το οποίο μπορεί να κυμαίνεται από 30nm έως αρκετά μικρόμετρα. Ένας αξιόπιστος τρόπος σύνθεσης λιποσωμάτων υπό ελεγχόμενες συνθήκες είναι η ενθυλάκωση με υπερήχους. Τα λιποσώματα αποτελούνται κυρίως από φωσφολιπίδια, ιδιαίτερα από φωσφατιδυλοχολίνη, αλλά μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν άλλες λιπιδικές ενώσεις, όπως η φωσφατιδυλαιθανολαμίνη αυγού.
Ως κυστίδια που αποτελούνται από φωσφολιπίδια, τα λιποσώματα λειτουργούν ως μικροπεριέκτες που ενθυλακώνουν βιοδραστικές ενώσεις, όπως βιταμίνες, αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες, πεπτίδια και φαρμακευτικές ουσίες (π.χ. εμβόλια, φαρμακευτικές ενώσεις). Η φωσφολιπιδική διπλοστιβάδα ενθυλακώνει τη βιοδραστική ουσία και τη μεταφέρει μέσα στα κύτταρα. Επειδή οι διπλοστιβάδες των λιποσωμάτων αποτελούνται από φωσφολιπίδια παρόμοια με εκείνα των κυτταρικών μεμβρανών, τα λιποσώματα μπορούν να διαπερνούν εύκολα τις κυτταρικές μεμβράνες και να μεταφέρουν τις βιοδραστικές ουσίες μέσα στα κύτταρα. Αυτό καθιστά τα λιποσώματα ιδιαίτερα αποτελεσματικούς φορείς φαρμάκων με υψηλή βιοδιαθεσιμότητα και υψηλό ρυθμό απορρόφησης. Οι αμφίφιλες ιδιότητες των φωσφολιπιδικών διπλοστιβάδων καθιστούν τα λιποσώματα διαλυτά τόσο σε υδατικά όσο και σε πολικά υγρά.
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής απόδοσης από εργαστηριακή έως βιομηχανική κλίμακα.